WO2023094390A1 - Elektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines elektronischen bauelements - Google Patents

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WO2023094390A1
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heat sink
semiconductor chip
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electronic semiconductor
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Thomas Schwarz
Michael Zitzlsperger
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Ams-Osram International Gmbh
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    • H01L23/49861—Lead-frames fixed on or encapsulated in insulating substrates

Definitions

  • the present invention relates to an electronic component and a method for producing an electronic component.
  • One object of the present invention is to provide an improved electronic component and to specify a method for producing the electronic component. This object is achieved by an electronic component and a method for producing an electronic component having the features of the respective independent claims. Advantageous developments are specified in the dependent claims.
  • An electronic component has an electronic semiconductor chip and a heat sink provided for dissipating heat generated during operation of the electronic semiconductor chip lower up .
  • the electronic semiconductor chip is fixed with a bottom on a top of the heat sink and is thermally connected to the heat sink.
  • a connection surface formed between the bottom of the electronic semiconductor chip and the top of the heat sink is segmented into connection surface segments. Adjacent connecting surface segments are formed spaced apart from one another in a plane parallel to the underside of the electronic semiconductor chip.
  • the electronic semiconductor chip and the heat sink can have different thermal expansion coefficients. This causes a thermomechanical stress in the electronic component. Due to the fact that the connection surface between the underside of the electronic semiconductor chip and the top side of the heat sink is segmented into connection surface segments which are spaced apart from one another, the thermomechanical stress is reduced, since thermomechanical stress can only occur in the area of the connection surface elements and not in the area the entire bottom of the electronic component or. the entire top of the heat sink. Advantageously, a more reliable and more efficient electronic component can thereby be provided.
  • thermomechanical stresses it is advantageously not necessary to use an elastic adhesive for fastening the electronic semiconductor chip on top of the heat sink in order to reduce thermomechanical stresses. Instead, a more thermally conductive solder material can be used to attach the electronic semiconductor chip to the top of the heat sink. In this way, the electronic semiconductor chip can be cooled particularly efficiently, as a result of which an output power of the electronic semiconductor chip can be increased.
  • the heat sink is segmented laterally into heat-conducting segments. Adjacent heat conducting segments are spaced in a plane parallel to the top of the heat sink via first trenches. The first trenches extend from a bottom of the heat sink to a top of the heat sink.
  • the connection surface is segmented in that the heat sink itself is laterally segmented. In this case, the connecting surface segments are formed in areas of the thermally conducting segments of the heat sink.
  • the heat-conducting segments are embedded in an elastic molded material.
  • the heat-conducting segments can also be embedded in a hard carrier.
  • the elastic molded material offers the advantage that thermomechanical stresses are reduced.
  • Embedding the thermally conductive segments in a hard carrier offers the advantage of simpler handling when producing the electronic component.
  • the thermally conductive segments can also be arranged together with the elastic molded material in a recess of a carrier and embedded in the elastic molded material.
  • the electronic semiconductor chip is segmented laterally into chip segments at least in an area adjacent to its underside. Adjacent chip segments are spaced apart in a plane parallel to the underside of the electronic semiconductor chip via second trenches.
  • the connection surface is segmented in that the electronic semiconductor chip is laterally segmented. In this case, the connecting surface segments are formed in areas of the chip segments of the electronic semiconductor chip.
  • the electronic semiconductor chip has a substrate.
  • the substrate is attached with an underside on top of the heat sink and is thermally connected to the heat sink.
  • the substrate is at least in a region adjacent to its underside laterally in the Chip segments forming substrate segments segmented. Adjacent substrate segments are spaced apart across the second trenches in a plane parallel to the underside of the electronic semiconductor chip.
  • the substrate segments are connected to one another via a membrane formed on an upper side of the substrate and in the area of the second trenches. This advantageously reduces thermomechanical stresses in areas of the connecting surfaces. This is brought about by the fact that the substrate segments are connected to one another via the membrane.
  • the membrane is designed to be flexible and is intended to absorb at least some of the thermomechanical stresses that occur, causing a deformation of the membrane. For this reason, components of the electronic semiconductor chip arranged on a top side of the substrate and in the area of the membrane should be provided for non-critical functions of the electronic semiconductor chip.
  • the components provided for the non-critical functions can be, for example, electrical conductor tracks.
  • the substrate segments taper towards the heat sink.
  • the second trenches taper towards the top side of the substrate.
  • the thermally conductive segments are arranged on a top side of a ceramic substrate.
  • the electronic semiconductor chip is arranged on a so-called DBC (direct bonded copper) carrier.
  • a DBC carrier typically has the ceramic substrate and two heat sinks, which are respectively arranged on the upper side and a lower side of the ceramic substrate. It is manufactured using a bonding process.
  • the heat conducting segments can be produced, for example, by etching the heat sink arranged on the upper side of the ceramic substrate.
  • the ceramic substrate is fastened to a top side of a further heat sink with an underside opposite the top side of the ceramic substrate.
  • the additional heat sink is segmented laterally into additional heat conducting segments. Adjacent further heat-conducting segments are spaced apart in a plane parallel to the upper side of the further heat sink via third trenches. The third trenches extend from an underside of the further heat sink to the upper side of the further heat sink.
  • thermomechanical stresses are advantageously additionally reduced.
  • an aspect ratio between a thickness of the thermally conductive segments and a lateral extent of the thermally conductive segments is less than one.
  • a method for producing an electronic component comprises the following method steps: An electronic semiconductor chip is provided. Furthermore, a heat sink provided for dissipating heat generated during operation of the electronic semiconductor chip is provided. The heat sink and/or the electronic semiconductor chip are provided in segments. The heat sink is provided laterally in heat-conducting segments and/or the electronic semiconductor chip is provided in chip segments at least in one area adjacent to its underside. Adjacent heat conducting segments are spaced in a plane parallel to the top of the heat sink by first trenches extending from a bottom of the heat sink to the top of the heat sink and/or adjacent chip segments are in a plane parallel to the bottom of the electronic Semiconductor chips spaced apart by second trenches. The electronic semiconductor chip is placed on the heat sink. The electronic semiconductor chip is attached with a bottom on a top of the heat sink and thermally connected to the heat sink.
  • the thermally conductive segments are embedded in an elastic molded material.
  • providing the heat sink includes the following method steps: Thermally conductive bodies are provided. Thermally conductive segments of the heat sink are produced by grinding or pressing the thermally conductive body. Alternatively, the thermally conductive segments can also be produced by etching a leadframe.
  • the electronic semiconductor chip has a substrate.
  • the substrate is attached with an underside on top of the heat sink and is thermally connected to the heat sink.
  • the substrate is segmented at least in an area adjacent to its underside laterally into substrate segments forming the chip segments, such that the substrate segments are spaced apart in a plane parallel to the underside of the electronic semiconductor chip via the second trenches and the substrate segments have a surface on a top side of the substrate and in the Region of the second trenches membrane formed are connected to each other.
  • Fig. 1 an electronic component according to a first embodiment in a plan view and a cross-sectional view
  • 2 an electronic component according to a second
  • FIG. 1 schematically shows an electronic component 100 according to a first embodiment in a top view and in a cross-sectional view along a plane AA, which is indicated by a dashed line in the top view.
  • the electronic component 100 has an electronic semiconductor chip 101 .
  • the electronic semiconductor chip 101 has a substrate 102 and at least one on the substrate
  • the substrate 102 has silicon, for example. However, the substrate 102 can have a different material, for example a different semiconductor. However, the substrate 102 can also be omitted. In this case, the electronic semiconductor chip 101 is embodied as a substrateless semiconductor chip 101 .
  • the electronic semiconductor arrangement 103 has a plurality of light-emitting diodes designed to emit electromagnetic radiation, it being possible for the electronic semiconductor arrangement 103 to have only one light-emitting diode.
  • the light-emitting diodes are shown in FIG. 1 not shown for the sake of simplicity.
  • the electronic semiconductor arrangement 103 can be referred to as an optoelectronic semiconductor arrangement 103 and the electronic component 100 as an optoelectronic component 100 .
  • the optoelectronic component 100 can be part of a projection device or an automobile headlight, for example.
  • the 103 has a conversion layer 104 arranged over the optoelectronic semiconductor arrangement 103 .
  • the conversion layer 104 is intended to convert a wavelength of electromagnetic radiation emitted by the light-emitting diodes.
  • the optoelectronic semiconductor arrangement 103 can also have a plurality of conversion layers which are each provided for a light-emitting diode.
  • the conversion layer 104 has a conversion material which is intended to absorb electromagnetic radiation with a first wavelength and to re-emit electromagnetic radiation with a second wavelength, as a result of which the wavelength is converted.
  • the conversion material of the conversion layer 104 is embedded in a silicon layer, for example, although this is not absolutely necessary. Instead, the conversion material itself can be arranged in the form of a layer over the optoelectronic semiconductor arrangement 103 . However, the conversion layer 104 can also be omitted.
  • the electronic semiconductor arrangement 103 can alternatively or additionally have, for example, at least one MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor).
  • the electronic semiconductor arrangement 103 can alternatively or additionally also comprise at least one bipolar transistor with an insulated gate electrode (English: insulated-gate bipolar transistor, IGBT).
  • the electronic component 100 therefore does not necessarily have to be in the form of an optoelectronic component 100 .
  • the electronic component 100 can be embodied as a power module.
  • the electronic semiconductor arrangement 103 can alternatively or additionally also comprise electronic and/or optoelectronic components other than those mentioned.
  • the electronic semiconductor chip 101 can have an edge length of more than 5 mm, for example. However, the electronic semiconductor chip 101 can also have a different edge length.
  • the electronic component 100 also has a carrier substrate 105 .
  • the carrier substrate 105 can be embodied, for example, as a printed circuit board (PCB).
  • the carrier substrate 105 can also be in the form of a QFN (Quad Flat No Leads) substrate.
  • the carrier substrate 105 has, for example, a plastic, such as an Epo xyd resin .
  • the carrier substrate 105 can have a different material.
  • Electrical contacts 106 are embedded in the carrier substrate 105 .
  • the electrical contacts 106 have, for example, a thickness that is greater than a thickness of the carrier substrate 105 . However, this is not absolutely necessary.
  • the thickness of the electrical contacts 106 and the thickness of the carrier substrate 105 can also be the same, for example.
  • the electrical contacts 106 have copper, for example, but they can also have another electrically conductive material.
  • Components of the electronic semiconductor arrangement 103 are connected to the electrical contacts 106 via bonding wires 107 in order to be supplied with electrical energy.
  • FIG. 1 that the electronic semiconductor device 106 is connected to a total of eighteen electrical contacts 106 .
  • a number of the electrical contacts 106 and the bonding wires 107 depends on the type and number of components of the electronic semiconductor arrangement 103 .
  • Heat is generated during operation of the electronic semiconductor chip 101 .
  • a heat load of greater than 1 W can be effected during operation, with the heat load not being limited to the specified range.
  • the electronic component 100 has a heat sink 108 for dissipating heat generated during the operation of the electronic semiconductor chip 101 .
  • the electronic semiconductor chip 101 is fixed with a bottom 109 on a top 110 of the heat sink 108 and is thermally connected to the heat sink 108 .
  • an underside 111 of substrate 102 forms underside 109 of electronic semiconductor chip 101 .
  • the heat sink 108 comprises copper, for example. However, the heat sink 108 can also comprise another thermally conductive material.
  • a soldering material 112 is arranged, for example, between the underside 109 of the electronic semiconductor chip 101 and the upper side 110 of the heat sink 108 .
  • the soldering material 112 has a gold-tin alloy, for example.
  • the solder material 112 can alternatively have a tin-copper alloy, for example.
  • the soldering material 112 is intended to attach the electronic semiconductor chip 101 to the heat sink 108 .
  • the soldering material 112 can also be omitted.
  • the electronic semiconductor chip 101 can be attached, for example, by means of an adhesive arranged between the bottom 109 of the electronic semiconductor chip 103 and the top 110 of the heat sink 108 .
  • the solder material 112 offers the advantage that it has a particularly high thermal conductivity.
  • the soldering material 112 can, for example, initially be applied to the underside 109 of the electronic semiconductor chip 103 or are arranged on the underside 111 of the substrate 102 .
  • the electronic semiconductor chip 101 or. the substrate 102 is preheated, the electronic semiconductor chip 101 or the substrate 102 is preheated to a temperature of 200° C., for example. This temperature specification is only an example.
  • the electronic semiconductor chip 101 or. the substrate 102 can also be preheated to a different temperature.
  • the electronic semiconductor chip 103 is fed and pressed onto the heat sink 108 on a hot mounting tool, which has a temperature of, for example but not necessarily, 350° C.
  • the solder material 112 solidifies when the hot assembly tool is removed.
  • connection surface 113 formed between the bottom 109 of the electronic semiconductor chip 103 and the top 110 of the heat sink 108 is segmented into connection surface segments 114 .
  • Adjacent connecting surface segments 114 are spaced apart from one another in a plane parallel to the underside 109 of the electronic semiconductor chip 103 educated .
  • the connection surface 114 is segmented laterally in that the heat sink 108 is segmented laterally into heat-conducting segments 115 .
  • the heat sink 108 has twenty-seven thermally conductive segments 115 .
  • the number of thermally conductive segments 115 can also be smaller or larger.
  • the heat conducting segments 115 are at a distance of a few ⁇ m from one another, for example, which, however, can also be smaller or larger.
  • Adjacent heat conducting segments 115 are spaced apart in a plane parallel to the top side 110 of the heat sink 108 via first trenches 116 .
  • the first trenches 116 extend from a bottom 117 of the heat sink to a top 110 of the heat sink 108 .
  • the thermally conductive segments 115 or the heat sink 108 has a thickness that is greater than the thickness of the supporting substrate 105 .
  • the heat sink 108 or the thermally conductive segments 115 and the carrier substrate 105 can also have identical thicknesses, for example.
  • the heat sink 108 or However, thermally conductive segments 115 can also be thinner than the carrier substrate 105 .
  • An aspect ratio between the thickness of the thermally conductive segments 115 and a lateral extent of the thermally conductive segments 115 is, for example, less than one, which, however, is not absolutely necessary. However, such an aspect ratio offers the advantage that the electronic component 100 is of particularly flat design.
  • the heat-conducting segments 115 can have a thickness of 200 ⁇ m, for example. However, this is only an example value.
  • the heat conducting segments 115 can also have a different thickness.
  • the heat sink 108 or the thermally conductive segments 115 are embedded in the carrier substrate 105 .
  • the thermally conductive segments 115 can be in the form of so-called PCB inlays.
  • PCB inlays can be produced, for example, in that a material forming the thermally conductive segments 115 is gang openings of the printed circuit board is pressed.
  • the electrical contacts 106 can also be designed as PCB inlays.
  • the heat conducting segments 115 can be embedded in the carrier substrate 105, for example by means of a molding process, for example by means of film-assisted transfer molding.
  • a mold encloses a cavity, with a film being arranged on an inner wall of the cavity.
  • the heat conducting segments 115 are arranged in the cavity.
  • the cavity is filled with a molding material, for example an epoxy resin, and the molding material is cured, as a result of which the thermally conductive segments 115 are embedded in the material of the carrier substrate 105 .
  • the thermally conductive segments 115 are embedded in the carrier substrate 105 together with the electronic contacts 106 .
  • Another way of embedding the heat-conducting segments 115 in the carrier substrate 105 is that through-openings are produced in the carrier substrate 105, which are then filled by means of a galvanic deposition of the material of the heat sink 108, whereby the heat-conducting segments 115 are generated and simultaneously and in the through-opening openings are arranged or are embedded in the carrier substrate 105 .
  • Through openings in the carrier substrate 105 can be produced, for example, by means of a laser or by mechanical drilling.
  • thermomechanical stresses can be caused during operation of the electronic semiconductor chip 103, which can impair the performance of the electronic component 100. This is particularly the case when the substrate 102 comprises silicon and the heat sink 108 comprises copper, since silicon and copper are particularly have different thermal expansion coefficients.
  • thermomechanical stresses in the electronic component 100 can be reduced. Essentially, thermomechanical stresses only occur in the area of the connecting surface segments 114 or in the area of the heat-conducting segments 115 of the heat sink 108 . In other words, an expression of a bimetallic effect in areas between the connecting surface segments 114 and between the heat-conducting segments 115 is interrupted, whereby thermomechanical stresses are reduced overall.
  • Fig. 2 schematically shows an electronic component 200 according to a second embodiment in a top view and in a cross-sectional view along a plane B-B, which is indicated by a dashed line in the top view.
  • the electronic component 200 according to the second embodiment is very similar to the electronic component 100 according to the first embodiment. For this reason, similar or identical elements are provided with the same reference symbols. In the following description, only differences from the electronic component 100 according to the first embodiment are explained.
  • the heat sink 108 or the heat conducting segments 115 of the heat sink 105 are embedded in an elastic molding material 201 .
  • the elastic molding material 201 comprises a silicone, for example.
  • the elastic molding material 201 may comprise another elastic material.
  • the elastic molding material 201 has a modulus of elasticity of less than 100 MPa, for example. However, this range of values is only exemplary, so that the elastic molded material 201 can also have a different modulus of elasticity.
  • the elastic molding material 201 is together with the heat sink 108 or. the heat conducting segments 115 are arranged in a recess 202 of the carrier substrate 105 .
  • the thermally conductive segments 115 are first embedded in the elastic molded material 201 . Subsequently, the thermally conductive segments 115 embedded in the elastic molded material 201 are embedded with the elastic molded material 201 in the carrier substrate 105, for example by means of film-supported transfer molding.
  • the elastic molding material 201 forms an elastic mat, which is arranged in the recess 202 of the carrier substrate 105 . For stability of the electronic component 200 according to the second embodiment, this additionally has an adhesive tape 203 .
  • the adhesive tape 203 is on an underside 204 of the carrier substrate 105 facing away from the electronic semiconductor chip 101, on an underside 205 of the elastic material 201 facing away from the electronic semiconductor chip 101 and on the underside 117 of the heat sink 108 or arranged on undersides 117 of the thermally conductive segments 115 and is intended to hold the carrier substrate 105, the thermally conductive segments 115 and the elastic material 201 together.
  • the adhesive tape 203 can be removed after the electronic component 200 has been manufactured.
  • the carrier substrate 105 with the electrical contacts 106 and the recess 202 is first provided and arranged on the adhesive tape 203 .
  • the heat conducting segments 115 are then arranged on the adhesive tape 203 and in the recess 202 .
  • the elastic material 201 is conductive segments 115, which form the first trenches 116, cast and cured in spaces between the heat.
  • FIG. 2 that the elastic mat and the carrier substrate 105 have identical thicknesses, the thermally conductive segments 115 likewise having a greater thickness, for example, than the carrier substrate 105 and the elastic molded material 201 or the elastic mat .
  • the thicknesses of the supporting substrate 105, elastic molding material 201 and the thermally conductive segments 115 can also be selected to be smaller or larger than is shown in FIG. 2, for example the thickness of the heat conducting segments 115 can correspond to the thickness of the carrier substrate 105 and/or the elastic molding material 201.
  • the elastic molded material 201 in which the thermally conductive segments 115 are embedded, offers the advantage over a harder carrier substrate 105, such as a printed circuit board or a QFN substrate, that thermomechanical stresses in areas between the thermally conductive segments 115 can be additionally reduced, since the elastic molding material 201 undergoes a deformation due to its elasticity in the case of thermomechanical stresses in the heat conducting segments 115 .
  • Fig. 3 schematically shows an electronic component 300 according to a third embodiment in a plan view and in a cross-sectional view along a plane C-C, which is indicated by a dashed line in the plan view.
  • the electronic component 300 according to the third embodiment is very similar to the electronic component 200 according to the second embodiment. For this reason, similar or identical elements are provided with the same reference symbols. In the following description, only differences from the electronic component 200 according to the second embodiment are explained.
  • the electronic component 300 has a frame 301 arranged on the carrier substrate 105 .
  • the frame 301 is arranged on a top side 302 of the carrier substrate 105 and laterally delimits the recess 202 of the carrier substrate 105 .
  • the frame 301 thus also laterally encloses the elastic molded material 201 arranged in the recess 202 and the thermally conductive segments 115 embedded in the elastic molded material 201 .
  • the frame 301 has an epoxy resin, for example.
  • the frame 301 can comprise a plastic.
  • the frame 301 can be part of a manufacture of the electronic component 300 can be arranged on the upper side 302 of the carrier substrate 105 by means of film-supported transfer molding, for example.
  • the carrier substrate 105 , the elastic molded material 201 arranged in the recess 202 of the carrier substrate 105 and the thermally conductive segments 115 embedded in the molded material 201 and the frame 301 enclose a cavity 303 .
  • the electronic semiconductor chip 101 is arranged in the cavity 303 .
  • a further mold material 304 is arranged in the cavity.
  • the further mold material 304 has a silicone, for example.
  • the further mold material 304 can have a different plastic.
  • the further molding material 304 and the elastic molding material 201 can have different materials or identical materials.
  • the elastic molding material 201 and the further molding material 304 can have the same silicone.
  • the electronic semiconductor chip 101 and the bonding wires 107 are embedded in the further molding material 304 .
  • the further molding material 304 is partially arranged in the recess of the carrier substrate 105 .
  • the thermally conductive segments 115 are partially embedded in the elastic molding material 201 and partially in the further molding material 304 .
  • the further molding material 304 can be arranged in the cavity of the electronic component 300 by means of a dosing method, for example.
  • the electronic semiconductor chip 101 has a dam 306 so that a top side 305 of the electronic semiconductor chip 101 facing away from the heat sink 108 is not covered by the further molding material 304 .
  • the dam has a plastic, for example a silicone.
  • the dam 306 is arranged on the upper side 305 of the electronic semiconductor chip 101 and circumscribes the electronic semiconductor assembly 103 .
  • the dam 306 is provided as a barrier against the further mold material 304 arranged in the cavity 303 .
  • the cavity 303 is filled with the further mold material 304 up to the dam 306 , as a result of which a casting surface 308 is formed in the area of the dam 306 .
  • Fig. 4 schematically shows an electronic component 400 according to a fourth embodiment in a top view and in a cross-sectional view along a plane D-D, which is indicated by a dashed line in the top view.
  • the electronic component 400 according to the fourth embodiment is very similar to the electronic component 300 according to the third embodiment. For this reason, similar or identical elements are provided with the same reference symbols. In the following description, only differences from the electronic component 300 according to the third embodiment are explained.
  • the electronic component 400 according to the fourth embodiment only has the further molding material 304 .
  • the elastic molded material 201 in the form of the elastic mat is not part of the electronic component 400 according to the fourth embodiment.
  • the further molding material 304 is arranged in the cavity 303 and in the recess 202 of the carrier substrate 105 .
  • the recess 202 of the carrier substrate 105 is completely filled by the further mold material 304 .
  • the heat sink 108 or in this case, the thermally conductive segments 115 are completely embedded in the further molding material 304 .
  • the further molding material 304 is elastic.
  • the adhesive tape 203 can also be omitted in this embodiment, since the further molding material 304 can give the electronic component 400 sufficient stability.
  • the adhesive tape 203 can be removed after the electronic component 200 has been manufactured. It only serves to fix the heat-conducting segments 115 as long as the other mold material 304 the heat conducting segments 115 and the carrier substrate 105 or . the electronic component 400 does not yet hold together.
  • the heat-conducting segments 115 of the heat sink 108 according to the embodiment in FIG. 1 embedded in the carrier substrate 105 .
  • the frame 301 is according to the variant of FIG. 2 is arranged on the carrier substrate 105 and the further molding material 304 is arranged in the cavity.
  • the thermally conductive segments 115 are at least partially embedded in the further mold material 304.
  • Fig. 5 schematically shows an electronic component 500 according to a fifth embodiment in a cross-sectional view.
  • the electronic component 500 according to the fifth embodiment is very similar to the electronic component 100 according to the first embodiment. For this reason, similar or identical elements are provided with the same reference symbols. In the following description, only differences from the electronic component 100 according to the first embodiment are explained.
  • the connecting surface 113 formed between the underside 109 of the electronic semiconductor chip 101 and the top side 110 of the heat sink 108 is segmented into connecting surface segments 114 .
  • Adjacent connecting surface segments 114 are formed spaced apart from one another in a plane parallel to the underside 109 of the electronic semiconductor chip 101 .
  • the bonding surface 113 is not segmented by the fact that the heat sink 108 is segmented.
  • the electronic semiconductor chip 101 is segmented laterally into chip segments 501 at least in an area adjacent to its underside 109 .
  • Adjacent chip segments 501 are in a plane parallel to Bottom 109 of the electronic semiconductor chip 301 spaced apart via second trenches 502 .
  • the electronic semiconductor chip 101 has the substrate 102 .
  • the substrate 102 it is expedient for the substrate 102 to be segmented.
  • chip segments 501 it is possible for chip segments 501 to be formed on the underside 109 of the electronic semiconductor chip 101 facing the heat sink 108 .
  • the substrate 102 is attached with its bottom side 111 on the top side 110 of the heat sink 108 and is thermally connected to the heat sink 108 .
  • the solder material 12 in FIG. 5 arranged flat on the heat sink 108 .
  • the solder material 112 can also only be in areas of the substrate segments
  • chip segments 501 can be arranged.
  • the substrate 102 is laterally segmented into substrate segments 503 forming the chip segments 501 in at least one region adjacent to its underside 111 .
  • Adjacent substrate segments 503 are spaced apart across the second trenches 502 in a plane parallel to the underside 109 of the electronic semiconductor chip 101 .
  • the second trenches 502 can be produced, for example, by photolithography, with the substrate 102 being etched on its underside 111 .
  • the substrate segments 503 are over one at a top
  • the membrane 505 is designed to be flexible due to its small thickness and is intended to absorb at least some of the thermomechanical stresses that may occur due to different thermal expansion coefficients of the substrate 102 and the heat sink 108 . This reduces thermomechanical stresses in the electronic component 500 .
  • the membrane 505 has, for example, a Thickness from 5 pm to . However, the membrane 505 can also have a different thickness. A flexibility of the membrane 505 depends on its thickness and can be influenced in this way.
  • both the heat sink 108 is in heat-conducting segments 115 and the electronic semiconductor chip 101 is in chip segments 501 and 501 respectively.
  • the substrate 102 is segmented into substrate segments 503 .
  • the electronic components 100, 200, 300, 400 according to the first, second, third and fourth embodiment can also have a segmented electronic semiconductor chip 101 with chip segments 501 or 501 in addition to the segmented heat sink 108.
  • one substrate segment 505 is in each case arranged on a thermally conductive segment 115 .
  • thermomechanical stresses can only occur in the area of the connecting surface segments 114 .
  • thermomechanical stresses can be further reduced by the membrane 505 .
  • the thermally conductive segments 115 can be embedded in the elastic molded material 201 and/or an additional elastic molded material 304, which offers the advantage over a hard carrier substrate 105 that thermomechanical stresses can be reduced.
  • Fig. 6 schematically shows an electronic component 600 according to a sixth embodiment in a cross-sectional view.
  • the electronic component 600 according to the sixth embodiment is very similar to the electronic component 500 according to the fifth embodiment. For this reason, similar or identical elements are provided with the same reference symbols. In the following description, only differences from the electronic component 500 according to the fifth embodiment are explained.
  • the substrate segments 503 of the The electronic component 600 according to the sixth embodiment tapers towards the heat sink 108 .
  • the second trenches 502 taper towards the membrane 505 .
  • the membrane 505 is formed by a smaller part of the upper side 504 of the substrate 102 compared to the electronic component 500 according to the fifth embodiment. A larger mounting area is therefore available for electronic semiconductor arrangements 103 .
  • the electronic components 100 , 200 , 300 , 400 according to the first, second, third and fourth embodiment can also have a segmented electronic semiconductor chip 101 with substrate segments 503 in addition to the segmented heat sink 108 , which tapers towards the heat sink 108 are .
  • FIG. 7 schematically shows an electronic component 700 according to a seventh embodiment in a cross-sectional view.
  • the electronic component 700 according to the seventh embodiment has similarities to the electronic component 100 according to the first embodiment. For this reason, similar or identical elements are provided with the same reference symbols. In the following description, only differences from the electronic component 100 according to the first embodiment are explained.
  • the heat sink 108 is arranged with its underside 117 on an upper side 701 of a ceramic substrate 702, more precisely the heat conducting segments 115 of the segmented heat sink 108 are arranged on the upper side 701 of the ceramic substrate 702 and in contrast to the electronic Component 100 according to the first embodiment is not embedded in a carrier substrate 105 .
  • the electronic semiconductor chip 101 can, in contrast to the illustration in FIG. 7 according to FIG. 5 additionally in chip segments 501 or . the substrate 102 of the electrical be segmented ronic semiconductor chips 101 in substrate segments 503, which is not absolutely necessary.
  • the ceramic substrate 702 has aluminum oxide, for example. However, the ceramic substrate 702 can also have a different ceramic.
  • the thermally conductive segments 115 have copper, for example. However, the thermally conductive segments 115 can also have another thermally conductive material, for example aluminum.
  • the heat sink 108 and the ceramic substrate 702 form a DBC (direct bonded copper) carrier on which the electronic semiconductor chip 101 is arranged.
  • the thermally conductive segments 115 can be produced, for example, by etching a coherent layer, for example made of copper, which is arranged on the upper side 701 of the ceramic substrate 702 .
  • a DBC carrier typically has the ceramic substrate 702 and two heat sinks 108 , 703 which are each arranged on the upper side 701 and a lower side 704 of the ceramic substrate 702 .
  • the ceramic substrate 702 is arranged with its underside 704 opposite the top side on the further heat sink 703 .
  • the further heat sink 703 also has copper, for example.
  • the further heat sink 703 can also have another thermally conductive material, for example aluminum.
  • the additional heat sink 703 is segmented laterally into additional heat conducting segments 705 .
  • Adjacent further heat conducting segments 705 are spaced apart in a plane parallel to the upper side 701 of the further heat sink 703 via third trenches 706 .
  • the third trenches 706 extend from a bottom 707 of the further heat sink 703 to the top 701 of the further heat sink 703 .
  • the heat-conducting segments 115 and the further heat-conducting segments 705 are arranged one above the other in such a way that their center axes are arranged coaxially, which is not necessary.
  • thermomechanical stresses can occur on opposite sides of the ceramic substrate 702 be compensated .
  • the further heat sink 703 does not necessarily have to be segmented.
  • the further heat sink 703 can instead be formed by a continuous layer.
  • Fig. 8 schematically shows an electronic component 800 according to an eighth embodiment in a cross-sectional view.
  • the electronic component 800 according to the eighth embodiment has similarities with the electronic component 700 according to the seventh embodiment. For this reason, similar or identical elements are provided with the same reference symbols. In the following description, only differences from the electronic component 700 according to the seventh embodiment are explained.
  • the electronic component 800 according to the eighth embodiment has a thinner electronic semiconductor chip 101 .
  • a thermal resistance of the electronic semiconductor chip 101 can thereby be reduced.
  • the electronic semiconductor chip 101 of the eighth electronic component 800 has a thickness, for example, which is less than 100 pm, in particular less than 50 pm.
  • the thickness of the electronic semiconductor chip 101 is not limited to the specified value ranges.
  • the electronic semiconductor chip 101 of all other embodiments of the electronic component 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 can each have a thickness of up to 700 ⁇ m, this value range specification also being merely an example.
  • a method for producing an electronic component 100 , 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , 700 , 800 is explained in the following description.
  • the electronic semiconductor chip 101 is provided as part of a first method step of the method.
  • a second process step for the removal of in operation heat sink 108 provided for heat generated by the electronic semiconductor chip 101 .
  • the heat sink 108 and/or the electronic semiconductor chip 101 are provided in segments, d. H . that the heat sink 108 is provided laterally segmented into heat conducting segments 115 and/or the electronic semiconductor chip 101 is provided at least in an area adjacent to its underside 109 laterally into chip segments 501 .
  • Adjacent heat conducting segments 115 are spaced apart in a plane parallel to the top 110 of the heat sink 108 via first trenches 116 extending from the bottom 117 of the heat sink 108 to the top 110 of the heat sink 108 and/or wherein adjacent chip segments 501 are in a plane parallel to the bottom 109 of the electronic semiconductor chip 101 spaced apart via second trenches 502 .
  • the substrate 102 is laterally segmented into substrate segments 503 forming the chip segments 501 , at least in a region adjoining its underside 102 .
  • Adjacent substrate segments 503 are spaced apart in a plane parallel to the bottom 109 of the electronic semiconductor chip 101 via the second trenches 502 and the substrate segments 503 are connected to one another via a membrane 505 formed on a top side 504 of the substrate 102 and in the region of the second trenches 502 .
  • the electronic semiconductor chip 101 is arranged on the heat sink 108 , the electronic semiconductor chip 101 being fastened with its bottom side 109 on the top side 110 of the heat sink 108 and being thermally connected to the heat sink 108 .
  • the substrate 102 is attached with its underside 111 on the upper side 110 of the heat sink 108 and is thermally connected to the heat sink 018 .
  • the electronic semiconductor chip 101 can be provided in segments in that the second trenches 502 are produced by means of photolithography, for example, in order to separate the chip segments 501 or to generate the substrate segments 503 . The following description explains how the heat sink 108 can be segmented.
  • Fig. 9 schematically shows method steps of a first exemplary embodiment 900 of a method for producing the heat-conducting segments 115 of the heat sink 108.
  • the heat conducting segments 115 are embedded in the elastic molding material 201 .
  • a tool 906 is provided.
  • the tool 906 has spherical caps 907 for receiving bodies.
  • thermally conductive bodies 908 are arranged in the spherical caps 907 of the tool 906 .
  • the thermally conductive bodies 908 are designed in the form of spheres purely by way of example.
  • the balls can be placed in the calottes 907 by pouring and distributing them onto the tool 906 .
  • the thermally conductive and spherical bodies can have a diameter of 400 ⁇ m, for example. However, this is not absolutely necessary.
  • the balls can also have another suitable diameter.
  • the thermally conductive bodies 908 can also be designed as cuboids, for example.
  • the thermally conductive bodies 908 comprise copper, for example, although they can also comprise another thermally conductive material.
  • a third method step 903 the elastic molding material 201 is arranged on the tool 906 in such a way that the thermally conductive bodies 908 are partially embedded in the elastic molding material 201 .
  • the elastic molding material 201 can be arranged on the tool 906 by means of a dosing method, for example.
  • the thermally conductive bodies 908 are added in a fourth method step 904 ground next to the sides facing away from the tool 906 .
  • the tool 906 is removed and the thermally conductive bodies 908 are ground again in a fifth method step 905 in such a way that the thermally conductive bodies 908 are ground flat on opposite sides.
  • the heat-conducting segments 115 of the heat sink 108 are produced and can be used for an electronic component 200, 300, 400, 500, 600 in which the heat-conducting segments 115 are embedded in the elastic molded material 201.
  • the heat-conducting segments 115 can be coated, for example with a so-called ENEPIG coating (English: electroless nickel electroless palladium immersion gold). In this case, there is an outer coating of gold, which can prevent oxidation of the thermally conductive body.
  • Fig. 10 schematically shows method steps of a second exemplary embodiment 1000 of a method for producing the heat-conducting segments 115 of the heat sink 108.
  • FIG. 10 schematically shows method steps of a second exemplary embodiment 1000 of a method for producing the heat-conducting segments 115 of the heat sink 108.
  • the thermally conductive segments 115 are also embedded in the elastic molding material 201 .
  • a further tool 1006 is provided in a first method step 1001 .
  • the additional tool 1006 has through openings 1007 for receiving bodies.
  • thermally conductive bodies 908 are arranged in the through-openings 1007 of the additional tool 1006 .
  • the thermally conductive bodies 908 are in the form of spheres.
  • a third method step 1003 the thermally conductive bodies 906 are pressed, so that the thermally conductive bodies are planar on opposite sides. This produces the thermally conductive segments 115 .
  • the pressed heat conductive body 906 arranged on a temporary carrier 1008 .
  • the temporary carrier 1008 can also already serve as a carrier during the first to third method steps 1001 , 1002 , 1003 .
  • the elastic molding material 201 is placed on the temporary carrier 1008 and the thermally conductive segments 115 are embedded in the elastic molding material 201 .
  • a fifth method step 1005 the temporary carrier 1008 is removed.
  • the temporary carrier 1008 can have a PDMS coating (polydimethylsiloxane) on its side facing the thermally conductive segments 115, for example.
  • PDMS coating polydimethylsiloxane
  • the heat-conducting segments 115 can be coated, for example with an ENEPIG coating.
  • the thermally conductive segments 115 in the elastic molded material 201 is not absolutely necessary. Instead, the thermally conductive segments 115 can also be embedded in the carrier substrate 105 .
  • the heat-conducting segments 115 are embedded, for example, in an epoxy resin, for example by means of film-supported transfer molding. If the heat-conducting segments 115 according to FIG. 9 and figs. 10 embedded in the elastic molding material 201 , the elastic molding material 201 in the form of the elastic mat can be arranged in a 202 recess of a carrier substrate 105 .
  • Fig. 11 schematically shows method steps of a third exemplary embodiment 1100 for producing the heat-conducting segments 115 of the heat sink 108.
  • the thermally conductive segments 115 are also embedded in the elastic molding material 201, although this is not absolutely necessary.
  • the thermally conductive segments 115 can also be embedded in a carrier substrate 105, which has an epoxy resin, for example.
  • a lead frame 1104 is provided.
  • the lead frame 1104 comprises copper, for example. However, the lead frame 1104 can also have another have res thermally conductive material.
  • the leadframe 1004 has an upper side 1105 and an underside 1106 opposite the upper side 1105 .
  • the leadframe 1104 is structured on its underside 1106 in such a way that it has projections 1107 .
  • the lead frame 1104 is embedded in the elastic molded material 201 in such a way that only the projections 1107 are embedded in the elastic molded material 201 .
  • the lead frame 1104 is etched on its upper side 1105 , in areas between the projections 1107 and up to the elastic molding material 201 .
  • photolithographic methods can be used here.
  • the protrusions 1107 are completely separated from one another and form the thermally conductive segments 115 . These can also be coated, for example with the ENEPIG coating.
  • Fig. 12 schematically shows steps of a method 1200 for producing the electronic component 400 according to the fourth embodiment.
  • a first step 1201 the carrier substrate 105 with the electrical contacts 106 embedded therein and the frame 301 arranged on the carrier substrate 105 is provided.
  • the carrier substrate 105 is arranged on the adhesive tape 203 .
  • the heat conducting segments 115 are arranged in the cavity 303 and in the recess 202 of the carrier substrate 105 .
  • the thermally conductive segments 115 produced by pressing thermally conductive bodies can be used.
  • the heat conducting segments 115 produced by pressing are not embedded in the elastic molding material 201 in the course of their manufacture, but are used immediately after the pressing step.
  • they can be transferred, for example, by means of a suction tool.
  • the electronic semiconductor chip 101 is arranged in the cavity 303 and on the heat-conducting segments 115.
  • the thermally conductive segments 115 can first be attached to the underside 109 of the electronic semiconductor chip 101 before they are arranged in the cavity 303 .
  • the thermally conductive segments 115 can be separately soldered to the electronic semiconductor chip 101 .
  • a fourth step 1204 the dam 306 is arranged on the electronic semiconductor chip 101 and the electronic semiconductor chip 101 is connected to the electrical contacts 106 .
  • the further molding material 304 is arranged in the cavity 303 .
  • the adhesive tape 203 can be removed after a curing process of the further mold material 304 .
  • Each of the electronic components 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 can be produced in such a way that a plurality of electronic components 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800 are produced simultaneously.
  • a plurality of carrier substrates 105, each with a frame 301 are arranged next to one another in the form of a matrix and simultaneously fitted with a respective heat sink 108 and an electronic semiconductor chip 101, and the respective cavities are filled with the further molding material 304.

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Abstract

Ein Elektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) weist einen elektronischen Halbleiterchip (101) und eine zur Abfuhr von im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips (101) erzeugter Wärme vorgesehene Wärmesenke (108) auf. Der elektronische Halbleiterchip (101) ist mit einer Unterseite (109) auf einer Oberseite (110) der Wärmesenke (108) befestigt und thermisch mit der Wärmesenke (108) verbunden. Eine zwischen der Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) und der Oberseite (110) der Wärmesenke (108) ausgebildete Verbindungsfläche (113) ist in Verbindungsflächensegmente (114) segmentiert. Benachbarte Verbindungsflächensegmente (114) sind in einer Ebene parallel zur Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) zueinander beabstandet ausgebildet.

Description

ELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES ELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betri f ft ein elektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelement .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2021 130 989 . 1 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird .
Aus dem Stand der Technik sind elektronische Bauelemente bekannt , bei denen Sili ziumchips zur Wärmeabfuhr auf einer Wärmesenke aus Kupfer angeordnet sind . Ein Nachteil besteht darin, dass Sili zium und Kupfer sehr unterschiedliche Wärmeausdehnungskoef fi zienten aufweisen . Dies bewirkt thermomechanische Spannungen im elektronischen Bauelement , wodurch eine Zuverlässigkeit des elektronischen Bauelements reduziert sein kann . Um dem entgegenzuwirken, ist es bekannt , einen elastischen Klebstof f zwischen einem Sili ziumchip und der Wärmesenke aus Kupfer anzuordnen . Dies birgt j edoch den Nachteil , dass eine thermische Leitfähigkeit vom elektronischen Halbleiterchip zur Wärmesenke reduziert ist .
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes elektronisches Bauelement bereitzustellen und ein Verfahren zum Herstellen des elektronischen Bauelements anzugeben . Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements mit den Merkmalen der j eweils unabhängigen Ansprüche gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen sind in abhängigen Ansprüchen angegeben .
Ein Elektronisches Bauelement weist einen elektronischen Halbleiterchip und eine zur Abfuhr von im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips erzeugter Wärme vorgesehene Wärme- senke auf . Der elektronische Halbleiterchip ist mit einer Unterseite auf einer Oberseite der Wärmesenke befestigt und thermisch mit der Wärmesenke verbunden . Eine zwischen der Unterseite des elektronischen Halbleiterchips und der Oberseite der Wärmesenke ausgebildete Verbindungs fläche ist in Verbindungs flächensegmente segmentiert . Benachbarte Verbindungs flächensegmente sind in einer Ebene parallel zur Unterseite des elektronischen Halbleiterchips zueinander beabstandet ausgebildet .
Der elektronische Halbleiterchip und die Wärmesenke können verschiedene thermische Ausdehnungskoef fi zienten aufweisen . Dies bewirkt eine thermomechanische Spannung im elektronischen Bauelement . Dadurch, dass die Verbindungs fläche zwischen der Unterseite des elektronischen Halbleiterchips und der Oberseite der Wärmesenke in Verbindungs flächensegmente segmentiert ist , die zueinander beabstandet sind, wird die thermomechanische Spannung reduziert , da ein thermomechanischer Stress lediglich im Bereich der Verbindungs flächenelemente auftreten kann und nicht im Bereich der gesamten Unterseite des elektronischen Bauelements bzw . der gesamten Oberseite der Wärmesenke . Vorteilhafterweise kann dadurch ein zuverlässigeres und ef fi zienteres elektronisches Bauelement bereitgestellt werden .
Es ist ferner vorteilhafterweise nicht erforderlich, einen elastischen Klebstof f zum Befestigen des elektronischen Halbleiterchips auf der Oberseite der Wärmesenke zu verwenden, um thermomechanische Spannungen zu reduzieren . Stattdessen kann ein thermisch leit fähigeres Lotmaterial verwendet werden, um den elektronischen Halbleiterchip auf der Oberseite der Wärmesenke zu befestigen . Der elektronische Halbleiterchip kann auf diese Weise besonders ef fi zient gekühlt werden, wodurch eine Ausgangsleistung des elektronischen Halbleiterchips gesteigert werden kann .
In einer Aus führungs form ist die Wärmesenke lateral in Wärmeleitsegmente segmentiert . Benachbarte Wärmeleitsegmente sind in einer Ebene parallel zur Oberseite der Wärmesenke über erste Gräben beabstandet . Die ersten Gräben erstrecken sich von einer Unterseite der Wärmesenke bis zur Oberseite der Wärmesenke . Bei dieser Aus führungs form ist die Verbindungsfläche dadurch segmentiert , dass die Wärmesenke selbst lateral segmentiert ist . Die Verbindungs flächensegmente sind in diesem Fall in Bereichen der Wärmeleitsegmente der Wärmesenke ausgebildet .
In einer Aus führungs form sind die Wärmeleitsegmente in ein elastisches Formmaterial eingebettet . Die Wärmeleitsegmente können j edoch auch in einen harten Träger eingebettet sein . Gegenüber einem harten Träger bietet das elastische Formmaterial j edoch aufgrund seiner Elasti zität den Vorteil , dass thermomechanische Spannungen reduziert werden . Eine Einbettung der Wärmeleitsegmente in einen harten Träger bietet den Vorteil einer einfacheren Handhabung beim Herstellen des elektronischen Bauelements . Die Wärmeleitsegmente können auch zusammen mit dem elastischen Formmaterial in einer Ausnehmung eines Trägers angeordnet und in das elastische Formmaterial eingebettet sein .
In einer Aus führungs form ist der elektronische Halbleiterchip wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite lateral in Chipsegmente segmentiert . Benachbarte Chipsegmente sind in einer Ebene parallel zur Unterseite des elektronischen Halbleiterchips über zweite Gräben beabstandet . Bei dieser Aus führungs form ist die Verbindungs fläche dadurch segmentiert , dass der elektronische Halbleiterchip lateral segmentiert ist . Die Verbindungs flächensegmente sind in diesem Fall in Bereichen der Chipsegmente des elektronischen Halbleiterchips ausgebildet .
In einer Aus führungs form weist der elektronische Halbleiterchip ein Substrat auf . Das Substrat ist mit einer Unterseite auf der Oberseite der Wärmesenke befestigt und thermisch mit der Wärmesenke verbunden . Das Substrat ist wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite lateral in die Chipsegmente bildende Substratsegmente segmentiert . Benachbarte Substratsegmente sind in einer Ebene parallel zur Unterseite des elektronischen Halbleiterchips über die zweiten Gräben beabstandet . Die Substratsegmente sind über eine an einer Oberseite des Substrats und im Bereich der zweiten Gräben ausgebildete Membran miteinander verbunden . Vorteilhafterweise werden dadurch thermomechanische Spannungen in Bereichen der Verbindungs flächen reduziert . Dies wird dadurch bewirkt , dass die Substratsegmente über die Membran miteinander verbunden sind . Die Membran ist flexibel ausgebildet und dazu vorgesehen, zumindest einen Teil von auftretenden thermomechanischen Spannungen auf zunehmen, wobei eine Deformation der Membran bewirkt wird . Aus diesem Grund sollten auf einer Oberseite des Substrats und im Bereich der Membran angeordnete Komponenten des elektronischen Halbleiterchips für unkritische Funktionen des elektronischen Halbleiterchips vorgesehen sein . Bei den für die unkritische Funktionen vorgesehenen Komponenten kann es sich beispielsweise um elektrische Leiterbahnen handeln .
In einer Aus führungs form sind die Substratsegmente sich zur Wärmesenke hin verj üngend ausgebildet . Anders ausgedrückt sind die zweiten Gräben sich zur Oberseite des Substrats hin verj üngend ausgebildet . Dadurch ist eine durch die Membran beanspruchte Fläche des Substrats reduziert . Dadurch können mehr Komponenten auf der Oberseite des Substrats und in Bereichen außerhalb der Membran angeordnet sein, deren Funktionen vorteilhafterweise nicht durch eine Deformation der Membran beeinträchtigt wird .
In einer Aus führungs form sind die Wärmeleitsegmente auf einer Oberseite eines Keramiksubstrats angeordnet . Bei dieser Variante ist der elektronische Halbleiterchip auf einem sogenannten DBC-Träger ( englisch : direct bonded copper ) angeordnet . Ein DBC-Träger weist typischerweise das Keramiksubstrat und zwei Wärmesenken auf , die j eweils an der Oberseite und einer Unterseite des Keramiksubstrats angeordnet sind . Die Herstellung erfolgt durch ein Bondverfahren . Bei dieser Variante können die Wärmeleitsegmente beispielsweise durch Ätzen der auf der Oberseite des Keramiksubstrats angeordneten Wärmesenke erzeugt werden .
In einer Aus führungs form ist das Keramiksubstrat mit einer der Oberseite des Keramiksubstrats gegenüberliegenden Unterseite auf einer Oberseite einer weiteren Wärmesenke befestigt . Die weitere Wärmesenke ist lateral in weitere Wärmeleitsegmente segmentiert . Benachbarte weitere Wärmeleitseg- mente sind in einer Ebene parallel zur Oberseite der weiteren Wärmesenke über dritte Gräben beabstandet . Die dritten Gräben erstrecken sich von einer Unterseite der weiteren Wärmesenke bis zur Oberseite der weiteren Wärmesenke erstrecken .
Dadurch, dass auch die weitere Wärmesenke segmentiert ausgebildet ist , werden thermomechanische Spannungen vorteilhafterweise zusätzlich reduziert .
In einer Aus führungs form ist ein Aspektverhältnis zwischen einer Dicke der Wärmeleitsegmente und einer lateralen Ausdehnung der Wärmeleitsegmente kleiner als eins . Vorteilhafterweise weist das elektronische Bauelement dadurch eine besonders flache Bauweise auf .
Ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements umfasst folgende Verfahrensschritte : Es wird ein elektronischer Halbleiterchip bereitgestellt . Ferner wird eine zur Abfuhr von im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips erzeugter Wärme vorgesehene Wärmesenke bereitgestellt . Die Wärmesenke und/oder der elektronische Halbleiterchip werden segmentiert bereitgestellt . Die Wärmesenke wird lateral in Wär- meleitsegmente und/oder der elektronische Halbleiterchip wird wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite lateral in Chipsegmente segmentiert bereitgestellt . Benachbarte Wärmeleitsegmente sind in einer Ebene parallel zur Oberseite der Wärmesenke über sich von einer Unterseite der Wärmesenke bis zur Oberseite der Wärmesenke erstreckende erste Gräben beabstandet und/oder benachbarte Chipsegmente sind in einer Ebene parallel zur Unterseite des elektronischen Halbleiterchips über zweite Gräben beabstandet . Der elektronische Halbleiterchip wird auf der Wärmesenke angeordnet . Der elektronische Halbleiterchip wird mit einer Unterseite auf einer Oberseite der Wärmesenke befestigt und thermisch mit der Wärmesenke verbunden .
In einer Aus führungs form werden die Wärmeleitsegmente in ein elastisches Formmaterial eingebettet .
In einer Aus führungs form umfasst das Bereitstellen der Wärmesenke folgende Verfahrensschritte : Es werden wärmeleitfähige Körper bereitgestellt . Wärmeleitsegmente der Wärmesenke werden durch Schlei fen oder Pressen der wärmeleitfähigen Körper hergestellt . Alternativ können die Wärmeleitsegmente auch durch Ätzen eines Leiterrahmens hergestellt werden .
In einer Aus führungs form weist der elektronische Halbleiterchip ein Substrat auf . Das Substrat wird mit einer Unterseite auf der Oberseite der Wärmesenke befestigt und thermisch mit der Wärmesenke verbunden . Das Substrat wird wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite lateral in die Chipsegmente bildende Substratsegmente segmentiert , derart , dass die Substratsegmente in einer Ebene parallel zur Unterseite des elektronischen Halbleiterchips über die zweiten Gräben beabstandet und die Substratsegmente über eine an einer Oberseite des Substrats und im Bereich der zweiten Gräben ausgebildete Membran miteinander verbunden sind .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Es zeigen :
Fig . 1 : ein elektronisches Bauelement gemäß einer ersten Ausführungs form in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht ; Fig. 2: ein elektronisches Bauelement gemäß einer zweiten
Aus führungs form in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht ;
Fig. 3: ein elektronisches Bauelement gemäß einer dritten Aus führungs form in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht ;
Fig. 4: ein elektronisches Bauelement gemäß einer vierten Aus führungs form in einer Querschnittsansicht;
Fig. 5: ein elektronisches Bauelement gemäß einer fünften Aus führungs form in einer Querschnittsansicht;
Fig. 6: ein elektronisches Bauelement gemäß einer sechsten Aus führungs form in einer Querschnittsansicht;
Fig. 7: ein elektronisches Bauelement gemäß einer siebten Aus führungs form in einer Querschnittsansicht;
Fig. 8: ein elektronisches Bauelement gemäß einer achten Ausführungsform in einer Querschnittsansicht;
Fig. 9: Verfahrensschritte eines ersten Ausführungsbeispiels zum Herstellen von Wärmeleitsegmenten einer Wärmesenke eines elektronischen Bauelements;
Fig. 10: Verfahrensschritte eines zweiten Ausführungsbeispiels zum Herstellen der Wärmeleitsegmenten der Wärmesenke;
Fig. 11: Verfahrensschritte eines dritten Ausführungsbeispiels zum Herstellen der Wärmeleitsegmenten der Wärmesenke; und
Fig. 12: Verfahrensschritte zum Herstellen des elektronischen Bauelements gemäß der vierten Aus führungs form. Fig . 1 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 100 gemäß einer ersten Aus führungs form in einer Draufsicht und in einer Querschnittsansicht entlang einer Ebene A-A, die in der Draufsicht mittels einer gestrichelten Linie angedeutet ist .
Das elektronische Bauelement 100 weist einen elektronischen Halbleiterchip 101 auf . Der elektronische Halbleiterchip 101 weist ein Substrat 102 und zumindest eine auf dem Substrat
102 angeordnete elektronische Halbleiteranordnung 103 auf . Das Substrat 102 weist beispielhaft Sili zium auf . Das Substrat 102 kann j edoch ein anderes Material , beispielsweise einen anderen Halbleiter, aufweisen . Das Substrat 102 kann j edoch auch entfallen . In diesem Fall ist der elektronische Halbleiterchip 101 als substratloser Halbleiterchip 101 ausgebildet .
Beispielhaft weist die elektronische Halbleiteranordnung 103 eine Mehrzahl von zur Emission elektromagnetischer Strahlung ausgebildeten Leuchtdioden auf , wobei es zweckmäßig sein kann, dass die elektronische Halbleiteranordnung 103 lediglich eine Leuchtdiode aufweist . Die Leuchtdioden sind in Fig . 1 der Einfachheit halber nicht dargestellt . In diesem Fall kann die elektronische Halbleiteranordnung 103 als optoelektronische Halbleiteranordnung 103 und das elektronische Bauelement 100 als optoelektronisches Bauelement 100 bezeichnet werden . Das optoelektronische Bauelement 100 kann beispielsweise Bestandteil einer Proj ektionsvorrichtung oder eines Automobilscheinwerfers sein .
Beispielhaft weist die optoelektronische Halbleiteranordnung
103 eine über der optoelektronischen Halbleiteranordnung 103 angeordnete Konversionsschicht 104 auf . Die Konversionsschicht 104 ist dazu vorgesehen, eine Wellenlänge von den Leuchtdioden emittierter elektromagnetische Strahlung zu konvertieren . Die optoelektronische Halbleiteranordnung 103 kann auch eine Mehrzahl von Konversionsschichten aufweisen, die j eweils für eine Leuchtdiode vorgesehen sind . Zur Konversion weist die Konversionsschicht 104 ein Konversionsmaterial auf , das dazu vorgesehen ist , elektromagnetische Strahlung mit einer ersten Wellenlänge zu absorbieren und elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten Wellenlänge zu reemittieren, wodurch eine Konversion der Wellenlänge bewirkt wird . Das Konversionsmaterial der Konversionsschicht 104 ist beispielhaft in eine Silikonschicht eingebettet , was j edoch nicht zwingend erforderlich ist . Das Konversionsmaterial kann stattdessen selbst in Form einer Schicht über der optoelektronischen Halbleiteranordnung 103 angeordnet sein . Die Konversionsschicht 104 kann j edoch auch entfallen .
Die elektronische Halbleiteranordnung 103 kann alternativ oder zusätzlich beispielsweise zumindest einen MOSFET ( englisch : metal oxide semiconductor field-ef fect transistor ) aufweisen . Die elektronische Halbleiteranordnung 103 kann alternativ oder zusätzlich auch zumindest einen Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode umfassen ( englisch : insula- ted-gate bipolar transistor, IGBT ) . Das elektronische Bauelement 100 muss also nicht zwingenderweise als optoelektronisches Bauelement 100 ausgebildet sein . Beispielsweise kann das elektronische Bauelement 100 als ein Leistungsmodul ausgebildet sein . Die elektronische Halbleiteranordnung 103 kann alternativ oder zusätzlich auch andere elektronische und/oder optoelektronische Komponenten als die genannten umfassen . Der elektronische Halbleiterchip 101 kann beispielsweise eine Kantenlänge von mehr als 5 mm aufweisen . Der elektronische Halbleiterchip 101 kann j edoch auch eine andere Kantenlänge aufweisen .
Das elektronische Bauelement 100 weist ferner ein Trägersubstrat 105 auf . Das Trägersubstrat 105 kann beispielsweise als gedruckte Leiterplatte ( englisch : printed circuit board, PCB ) Leiterplatte ausgebildet sein . Alternativ kann das Trägersubstrat 105 auch als ein QFN-Substrat ( englisch : quad flat no leads ) ausgebildet sein . In diesem Fall weist das Trägersubstrat 105 beispielsweise einen Kunststof f auf , etwa ein Epo- xydharz . Das Trägersubstrat 105 kann j edoch ein anderes Material aufweisen .
In das Trägersubstrat 105 sind elektrische Kontakte 106 eingebettet . Die elektrischen Kontakte 106 weisen beispielshaf t eine Dicke auf , die größer ist als eine Dicke des Trägersubstrats 105 . Dies ist j edoch nicht zwingend erforderlich . Die Dicke der elektrischen Kontakte 106 und die Dicke des Trägersubstrats 105 können beispielsweise auch gleich groß sein . Die elektrischen Kontakte 106 weisen beispielshaf t Kupfer auf , sie können j edoch auch ein anderes elektrisch leitfähiges Material aufweisen . Komponenten der elektronischen Halbleiteranordnung 103 sind zur Versorgung mit elektrischer Energie mit den elektrischen Kontakten 106 über Bonddrähte 107 verbunden . Lediglich beispielhaft zeigt Fig . 1 , dass die elektronische Halbleiteranordnung 106 insgesamt mit achtzehn elektrischen Kontakten 106 verbunden ist . Eine Anzahl der elektrischen Kontakte 106 und der Bonddrähte 107 hängt von der Art und einer Anzahl der Komponenten der elektronischen Halbleiteranordnung 103 ab .
Im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips 101 wird Wärme erzeugt . Beispielsweise kann im Betrieb eine Wärmelast von größer als 1 W bewirkt werden, wobei die Wärmelast nicht auf den angegebenen Bereich beschränkt ist . Zur Abfuhr von im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips 101 erzeugter Wärme weist das elektronische Bauelement 100 eine Wärmesenke 108 auf . Der elektronische Halbleiterchip 101 ist mit einer Unterseite 109 auf einer Oberseite 110 der Wärmesenke 108 befestigt und thermisch mit der Wärmesenke 108 verbunden . Im dargestellten Beispiel des elektronischen Halbleiterchips 101 mit Substrat 102 bildet eine Unterseite 111 des Substrats 102 die Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 . Die Wärmesenke 108 weist beispielhaft Kupfer auf . Die Wärmesenke 108 kann j edoch auch ein anderes thermisch leitfähiges Material aufweisen . Zwischen der Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 und der Oberseite 110 der Wärmesenke 108 ist beispielhaft ein Lotmaterial 112 angeordnet . Das Lotmaterial 112 weist beispielhaft eine Gold-Zinn Legierung auf . Das Lotmaterial 112 kann j edoch alternativ beispielswiese eine Zinn- Kupfer Legierung aufweisen . Das Lotmaterial 112 ist dazu vorgesehen, den elektronischen Halbleiterchip 101 auf der Wärmesenke 108 zu befestigen . Das Lotmaterial 112 kann auch entfallen . Alternativ kann der elektronische Halbleiterchip 101 beispielsweise mittels eines zwischen der Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 103 und der Oberseite 110 der Wärmesenke 108 angeordneten Klebstof fs befestigt werden . Das Lotmaterial 112 bietet j edoch den Vorteil , dass es eine besonders hohe thermische Leitfähigkeit aufweist .
Das Lotmaterial 112 kann beim Herstellen des elektronischen Bauelements 100 beispielsweise zunächst auf der Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 103 bzw . auf der Unterseite 111 des Substrats 102 angeordnet werden . Der elektronische Halbleiterchip 101 bzw . das Substrat 102 wird vorgewärmt , wobei der elektronische Halbleiterchip 101 bzw . das Substrat 102 beispielsweise auf eine Temperatur von 200 ° C vorgewärmt wird . Diese Temperaturangabe stellt lediglich eine beispielshaf te Angabe dar . Der elektronische Halbleiterchip 101 bzw . das Substrat 102 können auch auf eine andere Temperatur vorgewärmt werden . Der elektronische Halbleiterchip 103 wird auf einem heißen Montagewerkzeug, das beispielsweise , j edoch nicht notwendigerweise , eine Temperatur von 350 ° C aufweist , zugeführt und auf die Wärmesenke 108 gedrückt . Beim Entfernen des heißen Montagewerkzeuges erstarrt das Lotmaterial 112 .
Eine zwischen der Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 103 und der Oberseite 110 der Wärmesenke 108 ausgebildete Verbindungs fläche 113 ist in Verbindungs flächensegmente 114 segmentiert . Benachbarte Verbindungs flächensegmente 114 sind in einer Ebene parallel zur Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 103 zueinander beabstandet ausgebildet . Bei dem elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form ist die Verbindungs fläche 114 dadurch lateral segmentiert , dass die Wärmesenke 108 lateral in Wär- meleitsegmente 115 segmentiert ist . Beispielhaft weist die Wärmesenke 108 siebenundzwanzig Wärmeleitsegmente 115 auf . Die Anzahl der Wärmeleitsegmente 115 kann j edoch auch kleiner oder größer sein . Die Wärmeleitsegmente 115 weisen beispielsweise einen Abstand von einigen pm zueinander auf , der j edoch auch kleiner oder größer sein kann .
Benachbarte Wärmeleitsegmente 115 sind in einer Ebene parallel zur Oberseite 110 der Wärmesenke 108 über erste Gräben 116 beabstandet . Die ersten Gräben 116 erstrecken sich von einer Unterseite 117 der Wärmesenke bis zur Oberseite 110 der Wärmesenke 108 . Lediglich beispielhaft weisen die Wärmeleitsegmente 115 bzw . die Wärmesenke 108 eine Dicke auf , die größer ist als die Dicke des Trägersubstrats 105 . Dies ist j edoch nicht erforderlich, die Wärmesenke 108 bzw . die Wärmeleitsegmente 115 und das Trägersubstrat 105 können beispielsweise auch identische Dicken aufweisen . Die Wärmesenke 108 bzw . Wärmeleitsegmente 115 können j edoch auch dünner als das Trägersubstrat 105 sein . Ein Aspektverhältnis zwischen der Dicke der Wärmeleitsegmente 115 und einer lateralen Ausdehnung der Wärmeleitsegmente 115 ist beispielshaf t kleiner als eins , was j edoch nicht notwendigerweise erforderlich ist . Ein solches Aspektverhältnis bietet j edoch den Vorteil , dass das elektronische Bauelement 100 besonders flach ausgebildet ist . Die Wärmeleitsegmente 115 können beispielsweise eine Dicke von 200 pm aufweisen . Dies ist j edoch lediglich eine beispielhafte Wertangabe . Die Wärmeleitsegmente 115 können auch eine andere Dicke aufweisen .
Die Wärmesenke 108 bzw . die Wärmeleitsegmente 115 sind in das Trägersubstrat 105 eingebettet . I st das Trägersubstrat 105 eine gedruckte Leiterplatte , so können die Wärmeleitsegmente 115 in Form von sogenannten PCB- Inlays ausgebildet sein . PCB- Inlays können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass ein die Wärmeleitsegmente 115 bildendes Material in Durch- gangsöf fnungen der gedruckten Leiterplatte gepresst wird . Die elektrischen Kontakte 106 können ebenfalls als PCB- Inlays ausgebildet sein .
I st das Trägersubstrat 105 ein QFN-Substrat , können die Wär- meleitsegmente 115 beispielsweise mittels eines Formverfahrens , beispielsweise mittels folienunterstütztem Spritzpressen ( englisch : film-assisted tranfer molding) , in das Trägersubstart 105 eingebettet werden . Beim folienunterstützten Spritzpressen umschließt ein Formwerkzeug eine Kaverne , wobei eine Folie auf einer Innenwandung der Kaverne angeordnet ist . Die Wärmeleitsegmente 115 werden in der Kaverne angeordnet . Die Kaverne wird mit einem Formmaterial , beispielsweise einem Epoxydharz , befüllt und das Formmaterial wird ausgehärtet , wodurch die Wärmeleitsegmente 115 in das Material des Trägersubstrats 105 eingebettet werden . Die Wärmeleitsegmente 115 werden dabei zusammen mit den elektronischen Kontakten 106 in das Trägersubstrat 105 eingebettet .
Eine andere Möglichkeit , die Wärmeleitsegmente 115 in das Trägersubstrat 105 einzubetten, besteht darin, dass Durchgangsöf fnungen im Trägersubstrat 105 erzeugt werden, die anschließend mittels einer galvanischen Abscheidung des Materials der Wärmesenke 108 befüllt werden, wodurch die Wärmeleitsegmente 115 erzeugt und gleichzeitig und in den Durchgangsöf fnungen angeordnet werden bzw . in das Trägersubstrat 105 eingebettet werden . Durchgangsöf fnungen im Trägersubstrat 105 können beispielsweise mittels eines Lasers oder durch mechanisches Bohren erzeugt werden .
Da der elektronische Halbleiterchip 103 bzw . das Substrat 102 und die Wärmesenke 108 verschiedene thermische Ausdehnungskoef fi zienten aufweisen, können im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips 103 thermomechanische Spannungen bewirkt werden, die eine Performanz des elektronischen Bauelements 100 beeinträchtigen können . Dies ist insbesondere dann der Fall , wenn das Substrat 102 Sili zium aufweist und die Wärmesenke 108 Kupfer aufweist , da Sili zium und Kupfer besonders ver- schiedene thermische Ausdehnungskoef fi zienten aufweisen .
Dadurch, dass die Verbindungs fläche 113 zwischen dem elektronischen Halbleiterchip 103 und der Wärmesenke 108 segmentiert ist , können thermomechanische Verspannungen im elektronischen Bauelement 100 reduziert werden . Im Wesentlichen treten thermomechanische Spannungen lediglich im Bereich der Verbindungs flächensegmente 114 bzw . im Bereich der Wärmeleitsegmen- te 115 der Wärmesenke 108 auf . Anders gesagt , ist eine Ausprägung eines Bimetall-Ef fekts in Bereichen zwischen den Verbindungs flächensegmenten 114 bzw . zwischen den Wärmeleitseg- menten 115 unterbrochen, wodurch thermomechanische Spannungen insgesamt reduziert werden .
Fig . 2 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 200 gemäß einer zweiten Aus führungs form in einer Draufsicht und in einer Querschnittsansicht entlang einer Ebene B-B, die in der Draufsicht mittels einer gestrichelten Linie angedeutet ist . Das elektronische Bauelement 200 gemäß der zweiten Ausführungs form weist große Ähnlichkeiten mit dem elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form auf . Ähnliche oder identische Elemente sind aus diesem Grund mit denselben Bezugs zeichen versehen . In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich Unterschiede zum elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form erläutert .
Im Unterschied zum elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form ist die Wärmesenke 108 bzw . sind die Wärmeleitsegmente 115 der Wärmesenke 105 in ein elastisches Formmaterial 201 eingebettet . Das elastische Formmaterial 201 weist beispielhaft ein Silikon auf . Das elastische Formmaterial 201 kann j edoch ein anderes elastisches Material aufweisen . Das elastische Formmaterial 201 weist beispielsweise ein Elasti zitätsmodul von weniger als 100 MPa auf . Dieser Wertebereich ist j edoch lediglich beispielhaft , sodass das elastische Formmaterial 201 auch ein anderes Elasti zitätsmodul aufweisen kann . Das elastische Formmaterial 201 ist zusammen mit der Wärmesenke 108 bzw . den Wärmeleitsegmenten 115 in einer Ausnehmung 202 des Trägersubstrats 105 angeordnet . Im Rahmen der Herstellung des elektronischen Bauelements 200 werden zunächst die Wärmeleitsegmente 115 in das elastische Formmaterial 201 eingebettet . Anschließend werden die in das elastische Formmaterial 201 eingebetteten Wärmeleitsegmente 115 mit dem elastischen Formmaterial 201 in das Trägersubstrat 105 eingebettet , beispielsweise mittels folienunterstütztem Spritzpressen . Das elastische Formmaterial 201 bildet eine elastische Matte , die in der Ausnehmung 202 des Trägersubstrats 105 angeordnet ist . Für eine Stabilität des elektronischen Bauelements 200 gemäß der zweiten Aus führungsform weist diese zusätzlich ein Klebeband 203 auf . Das Klebeband 203 ist auf einer von dem elektronischen Halbleiterchip 101 abgewandten Unterseite 204 des Trägersubstrats 105 , auf einer von dem elektronischen Halbleiterchip 101 abgewandten Unterseite 205 des elastischen Materials 201 und auf der Unterseite 117 der Wärmesenke 108 bzw . auf Unterseiten 117 der Wärmeleitsegmente 115 angeordnet und ist dazu vorgesehen, das Trägersubstrat 105 , die Wärmeleitsegmente 115 und das elastische Material 201 zusammenzuhalten . Das Klebeband 203 kann nach dem Herstellen des elektronischen Bauelements 200 entfernt werden .
Bei einem alternativen Herstellungsverfahren wird zunächst das Trägersubstrat 105 mit den elektrischen Kontakten 106 und der Ausnehmung 202 bereitgestellt und auf dem Klebeband 203 angeordnet . Die Wärmeleitsegmente 115 werden dann auf dem Klebeband 203 und in der Ausnehmung 202 angeordnet . Das elastische Material 201 wird in Zwischenräume zwischen den Wärme- leitsegmenten 115 , die die ersten Gräben 116 bilden, gegossen und ausgehärtet .
Lediglich beispielhaft zeigt Fig . 2 , dass die elastische Matte und das Trägersubstrat 105 identische Dicken aufweisen, wobei die Wärmeleitsegmente 115 ebenfalls beispielshaf t eine größere Dicke aufweisen als das Trägersubstrat 105 und das elastische Formmaterial 201 bzw . die elastische Matte . Die Dicken des Trägersubstrats 105 , elastischen Formmaterials 201 und der Wärmeleitsegmente 115 können j edoch j eweils auch kleiner oder größer gewählt werden als dies in Fig . 2 gezeigt werden, beispielsweise kann die Dicke der Wärmeleitsegmente 115 der Dicke des Trägersubstrat 105 und/oder des elastischen Formmaterials 201 entsprechen .
Das elastische Formmaterial 201 , in das die Wärmeleitsegmente 115 eingebettet sind, bietet gegenüber einem härteren Trägersubstrat 105 , wie etwa einer gedruckten Leiterplatte oder einem QFN-Substrat , den Vorteil , dass thermomechanische Spannungen in Bereichen zwischen den Wärmeleitsegmenten 115 zusätzlich reduziert werden können, da das elastische Formmaterial 201 aufgrund seiner Elasti zität im Fall von thermomechanischen Spannungen im Bereich der Wärmeleitsegmente 115 eine Deformation erfährt .
Fig . 3 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 300 gemäß einer dritten Aus führungs form in einer Draufsicht und in einer Querschnittsansicht entlang einer Ebene C-C, die in der Draufsicht mittels einer gestrichelten Linie angedeutet ist . Das elektronische Bauelement 300 gemäß der dritten Ausführungs form weist große Ähnlichkeiten mit dem elektronischen Bauelement 200 gemäß der zweiten Aus führungs form auf . Ähnliche oder identische Elemente sind aus diesem Grund mit denselben Bezugs zeichen versehen . In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich Unterschiede zum elektronischen Bauelement 200 gemäß der zweiten Aus führungs form erläutert .
Das elektronische Bauelement 300 weist einen auf dem Trägersubstrat 105 angeordneten Rahmen 301 auf . Der Rahmen 301 ist auf einer Oberseite 302 des Trägersubstrats 105 angeordnet und umgrenzt die Ausnehmung 202 des Trägersubstrats 105 lateral . Damit umgrenzt der Rahmen 301 auch das in der Ausnehmung 202 angeordnete elastische Formmaterial 201 und die in das elastische Formmaterial 201 eingebetteten Wärmeleitsegmente 115 lateral . Der Rahmen 301 weist beispielhaft ein Epoxydharz auf . Der Rahmen 301 kann j edoch einen Kunststof f aufweisen . Der Rahmen 301 kann im Rahmen einer Herstellung des elektronischen Bauelements 300 beispielsweise mittels folienunterstütztem Spritzpressen auf der Oberseite 302 des Trägersubstrats 105 angeordnet werden .
Das Trägersubstrat 105 , das in der Ausnehmung 202 des Trägersubstrats 105 angeordnete elastische Formmaterial 201 und die in das Formmaterial 201 eingebetteten Wärmeleitsegmente 115 und der Rahmen 301 umschließen eine Kavität 303 . Der elektronische Halbeiterchip 101 ist in der Kavität 303 angeordnet . Zusätzlich ist in der Kavität ein weiteres Formmaterial 304 angeordnet . Das weitere Formmaterial 304 weist beispielhaft ein Silikon auf . Das weitere Formmaterial 304 kann j edoch einen anderen Kunststof f aufweisen . Das weitere Formmaterial 304 und das elastische Formmaterial 201 können verschiedene Materialien oder identische Materialien aufweisen . Beispielsweise können das elastische Formmaterial 201 und das weitere Formmaterial 304 dasselbe Silikon aufweisen . Der elektronische Halbleiterchip 101 und die Bonddrähte 107 sind in das weitere Formmaterial 304 eingebettet . Dadurch sind der elektronische Halbleiterchip 101 und die Bonddrähte 107 geschützt . Beispielhaft ist das weitere Formmaterial 304 teilweise in der Ausnehmung des Trägersubstrats 105 angeordnet . Dadurch sind die Wärmeleitsegmente 115 teilweise in das elastische Formmaterial 201 und teilweise in das weitere Formmaterial 304 eingebettet .
Das weitere Formmaterial 304 kann beispielsweise mittels einer Dosiermethode in der Kavität des elektronischen Bauelements 300 angeordnet werden . Damit eine von der Wärmesenke 108 abgewandte Oberseite 305 des elektronischen Halbleiterchips 101 nicht von dem weiteren Formmaterial 304 bedeckt wird, weist der elektronischen Halbleiterchips 101 einen Damm 306 auf . Der Damm weist einen Kunststof f , beispielsweise ein Silikon, auf . Der Damm 306 ist auf der Oberseite 305 des elektronischen Halbleiterchips 101 angeordnet und umgrenzt die elektronische Halbleiteranordnung 103 . Im dargestellten Beispiel der Fig . 3 des elektronischen Bauelements 300 mit Substrat 102 ist der Damm 306 auf einer Oberseite 307 des Substrats 102 angeordnet . Der Damm 306 ist als Barriere gegen das in der Kavität 303 angeordnete weitere Formmaterial 304 vorgesehen . Die Kavität 303 wird mit dem weiteren Formmaterial 304 bis zum Damm 306 befällt , wodurch im Bereich des Damms 306 eine Vergussoberf läche 308 ausgebildet ist .
Fig . 4 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 400 gemäß einer vierten Aus führungs form in einer Draufsicht und in einer Querschnittsansicht entlang einer Ebene D-D, die in der Draufsicht mittels einer gestrichelten Linie angedeutet ist . Das elektronische Bauelement 400 gemäß der vierten Ausführungs form weist große Ähnlichkeiten mit dem elektronischen Bauelement 300 gemäß der dritten Aus führungs form auf . Ähnliche oder identische Elemente sind aus diesem Grund mit denselben Bezugs zeichen versehen . In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich Unterschiede zum elektronischen Bauelement 300 gemäß der dritten Aus führungs form erläutert .
Das elektronische Bauelement 400 gemäß der vierten Aus führungs form weist im Vergleich zum elektronischen Bauelement 300 gemäß der dritten Aus führungs form lediglich das weitere Formmaterial 304 auf . Das elastische Formmaterial 201 in Form der elastischen Matte ist hingegen nicht Bestandteil des elektronischen Bauelements 400 gemäß der vierten Aus führungsform . Das weitere Formmaterial 304 ist in der Kavität 303 und in der Ausnehmung 202 des Trägersubstrats 105 angeordnet . Die Ausnehmung 202 des Trägersubstrats 105 wird von dem weiteren Formmaterial 304 vollständig ausgefüllt . Die Wärmesenke 108 bzw . die Wärmeleitsegmente 115 sind in diesem Fall vollständig in das weitere Formmaterial 304 eingebettet . Das weitere Formmaterial 304 ist elastisch ausgebildet . Auch bei dieser Aus führungs form kann das Klebeband 203 entfallen, da das weitere Formmaterial 304 dem elektronischen Bauelement 400 eine hinreichende Stabilität verleihen kann . Das Klebeband 203 kann nach dem Herstellen des elektronischen Bauelements 200 entfernt werden . Es dient lediglich dazu, die Wärmeleitseg- mente 115 zu fixieren, solange das weitere Formmaterial 304 die Wärmeleitsegmente 115 und das Trägersubstrat 105 bzw . das elektronische Bauelement 400 noch nicht zusammenhält .
Bei einer weiteren Aus führungs form des elektronischen Bauelements , die in den Figuren nicht dargestellt ist , sind die Wärmeleitsegmente 115 der Wärmesenke 108 gemäß der Aus führungs form der Fig . 1 in das Trägersubstrat 105 eingebettet . Der Rahmen 301 ist gemäß der Variante der Fig . 2 auf dem Trägersubstrat 105 angeordnet und das weitere Formmaterial 304 ist in der Kavität angeordnet . Je nach Verhältnis der Dicke der Dicke der Wärmesenke 108 bzw . der Wärmeleitsegmente 115 zum Trägersubstrat 105 kann es sein, dass die Wärmeleitseg- mente 115 zumindest teilweise in das weitere Formmaterial 304 eingebettet sind .
Fig . 5 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 500 gemäß einer fünften Aus führungs form in einer Querschnittsansicht . Das elektronische Bauelement 500 gemäß der fünften Aus führungs form weist große Ähnlichkeiten mit dem elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form auf . Ähnliche oder identische Elemente sind aus diesem Grund mit denselben Bezugs zeichen versehen . In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich Unterschiede zum elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form erläutert .
Auch beim elektronischen Bauelement 500 gemäß der fünften Aus führungs form ist die zwischen der Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 und der Oberseite 110 der Wärmesenke 108 ausgebildete Verbindungs fläche 113 in Verbindungs flächensegmente 114 segmentiert . Benachbarte Verbindungs flächensegmente 114 sind in einer Ebene parallel zur Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 zueinander beabstandet ausgebildet . Allerdings ist die Verbindungsfläche 113 nicht dadurch segmentiert , dass die Wärmesenke 108 segmentiert ist . Stattdessen ist der elektronische Halbleiterchip 101 wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite 109 lateral in Chipsegmente 501 segmentiert . Benachbarte Chipsegmente 501 sind in einer Ebene parallel zur Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 301 über zweite Gräben 502 beabstandet .
In der beispielhaften Darstellung der Fig . 5 weist der elektronische Halbleiterchip 101 das Substrat 102 auf . In diesem Fall ist es zweckmäßig, dass das Substrat 102 segmentiert ausgebildet ist . Auch im Fall eines substratlosen elektronischen Halbleiterchips 101 ist es j edoch möglich, dass an der der Wärmesenke 108 zugewandten Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 Chipsegmente 501 ausgebildet sind .
Im dargestellten Beispiel der Fig . 5 ist das Substrat 102 mit seiner Unterseite 111 auf der Oberseite 110 der Wärmesenke 108 befestigt und thermisch mit der Wärmesenke 108 verbunden . Lediglich beispielhaft ist das Lotmaterial 12 in Fig . 5 flächig auf der Wärmesenke 108 angeordnet . Das Lotmaterial 112 kann j edoch auch lediglich in Bereichen der Substratsegmente
503 bzw . der Chipsegmente 501 angeordnet sein .
Das Substrat 102 ist wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite 111 lateral in die Chipsegmente 501 bildende Substratsegmente 503 segmentiert . Benachbarte Substratsegmente 503 sind in einer Ebene parallel zur Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 über die zweiten Gräben 502 beabstandet . Die zweiten Gräben 502 können beispielsweise durch Fotolithographie erzeugt werden, wobei das Substrat 102 an seiner Unterseite 111 geätzt wird .
Die Substratsegmente 503 sind über eine an einer Oberseite
504 des Substrats 102 und im Bereich der zweiten Gräben 502 ausgebildete Membran 505 miteinander verbunden . Die Membran
505 ist durch ihre geringe Dicke flexibel ausgebildet und dazu vorgesehen, zumindest einen Teil von auftretenden thermomechanischen Spannungen auf zunehmen, die aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoef fi zienten des Substrats 102 und der Wärmesenke 108 auftreten können . Dadurch werden thermomechanische Spannungen im elektronischen Bauelement 500 reduziert . Die Membran 505 weist beispielsweise eine Dicke von 5 pm auf . Die Membran 505 kann j edoch auch eine andere Dicke aufweisen . Eine Flexibilität der Membran 505 hängt von ihrer Dicke ab und kann auf diese Weise beeinflusst werden .
Bei anderen Aus führungs formen ist sowohl die Wärmesenke 108 in Wärmeleitsegmente 115 als auch der elektronische Halbleiterchip 101 in Chipsegmente 501 bzw . im Fall eines elektronischen Halbleiterchips 101 mit einem Substrat 102 das Substrat 102 in Substratsegmente 503 segmentiert . Somit können auch die elektronischen Bauelemente 100 , 200 , 300 , 400 gemäß der ersten, zweiten, dritten und vierten Aus führungs form zusätzlich zur segmentierten Wärmesenke 108 einen segmentierten elektronischen Halbleiterchip 101 mit Chipsegmenten 501 bzw . Substratsegmenten 503 aufweisen . In diesem Fall ist j eweils ein Substratsegment 505 j eweils auf einem Wärmeleitsegment 115 angeordnet . Dadurch können thermomechanische Spannungen lediglich im Bereich der Verbindungs flächensegmente 114 auftreten . Durch die Membran 505 können vorhandene thermomechanische Spannungen weiter reduziert werden . Zusätzlich können die Wärmeleitsegmente 115 in das elastische Formmaterial 201 und/oder ein elastisches weiteres Formmaterial 304 eingebettet sein, was gegenüber einem harten Trägersubstrat 105 den Vorteil bietet , dass thermomechanische Spannungen reduziert werden können .
Fig . 6 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 600 gemäß einer sechsten Aus führungs form in einer Querschnittsansicht . Das elektronische Bauelement 600 gemäß der sechsten Aus führungs form weist große Ähnlichkeiten mit dem elektronischen Bauelement 500 gemäß der fünften Aus führungs form auf . Ähnliche oder identische Elemente sind aus diesem Grund mit denselben Bezugs zeichen versehen . In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich Unterschiede zum elektronischen Bauelement 500 gemäß der fünften Aus führungs form erläutert .
Im Unterschied zum elektronischen Bauelement 500 gemäß der fünften Aus führungs form sind die Substratsegmente 503 des elektronischen Bauelements 600 gemäß der sechsten Aus führungs form sich zur Wärmesenke 108 hin verj üngend ausgebildet . Anders ausgedrückt sind die zweiten Gräben 502 sich zur Membran 505 hin verj üngend ausgebildet . Dadurch wird im Vergleich zum elektronischen Bauelement 500 gemäß der fünften Aus führungs form die Membran 505 durch einen kleineren Teil der Oberseite 504 des Substrats 102 gebildet . Somit steht eine größere Montagefläche für elektronische Halbleiteranordnungen 103 zur Verfügung .
Auch die elektronischen Bauelemente 100 , 200 , 300 , 400 gemäß der ersten, zweiten, dritten und vierten Aus führungs form können zusätzlich zur segmentierten Wärmesenke 108 einen segmentierten elektronischen Halbleiterchip 101 mit Substratsegmen- ten 503 aufweisen, die sich zur Wärmesenke 108 hin verj üngend ausgebildet sind .
Fig . 7 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 700 gemäß einer siebten Aus führungs form in einer Querschnittsansicht . Das elektronische Bauelement 700 gemäß der siebten Aus führungs form weist Ähnlichkeiten mit dem elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form auf . Ähnliche oder identische Elemente sind aus diesem Grund mit denselben Bezugs zeichen versehen . In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich Unterschiede zum elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form erläutert .
Beim elektronischen Bauelement 700 gemäß der siebten Aus führungs form ist die Wärmesenke 108 mit ihrer Unterseite 117 auf einer Oberseite 701 eines Keramiksubstrats 702 angeordnet , genauer gesagt sind die Wärmeleitsegmente 115 der segmentierten Wärmesenke 108 auf der Oberseite 701 des Keramiksubstrats 702 angeordnet und im Gegensatz zum elektronischen Bauelement 100 gemäß der ersten Aus führungs form nicht in ein Trägersubstrat 105 eingebettet . Der elektronische Halbleiterchip 101 kann im Gegensatz zur Darstellung der Fig . 7 gemäß Fig . 5 zusätzlich in Chipsegmente 501 bzw . das Substrat 102 des elekt- ronischen Halbleiterchips 101 in Substratsegmente 503 segmentiert sein, was j edoch nicht zwingend erforderlich ist .
Das Keramiksubstrat 702 weist beispielhaft Aluminiumoxid auf . Das Keramiksubstrat 702 kann j edoch auch eine andere Keramik aufweisen . Die Wärmeleitsegmente 115 weisen beispielhaft Kupfer auf . Die Wärmeleitsegmente 115 können j edoch auch ein anderes thermisch leitfähiges Material aufweisen, beispielsweise Aluminium . Die Wärmesenke 108 und das Keramiksubstrat 702 bilden einen DBC-Träger ( englisch : direct bonded copper ) , auf dem der elektronische Halbleiterchip 101 angeordnet ist . Die Wärmeleitsegmente 115 können beispielsweise durch Ätzen einer auf der Oberseite 701 des Keramiksubstrats 702 angeordneten und zusammenhängenden Schicht , etwa aus Kupfer, erzeugt werden .
Ein DBC-Träger weist typischerweise das Keramiksubstrat 702 und zwei Wärmesenken 108 , 703 auf , die j eweils an der Oberseite 701 und einer Unterseite 704 des Keramiksubstrats 702 angeordnet sind . Anders ausgedrückt ist das Keramiksubstrat 702 mit seiner der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite 704 auf der weiteren Wärmesenke 703 angeordnet . Die weitere Wärmesenke 703 weist ebenfalls beispielhaft Kupfer auf . Die weitere Wärmesenke 703 kann j edoch auch ein anderes thermisch leitfähiges Material , beispielsweise Aluminium, aufweisen .
Beispielhaft ist die weitere Wärmesenke 703 lateral in weitere Wärmeleitsegmente 705 segmentiert . Benachbarte weitere Wärmeleitsegmente 705 sind in einer Ebene parallel zur Oberseite 701 der weiteren Wärmesenke 703 über dritte Gräben 706 beabstandet . Die dritten Gräben 706 erstrecken sich von einer Unterseite 707 der weiteren Wärmesenke 703 bis zur Oberseite 701 der weiteren Wärmesenke 703 . Beispielhaft sind die Wärmeleitsegmente 115 und die weiteren Wärmeleitsegmente 705 derart übereinander angeordnet , dass ihre Mittenachsen koaxial angeordnet sind, was j edoch nicht erforderlich ist . Durch die koaxiale Anordnung können j edoch thermomechanische Spannungen auf sich gegenüberliegenden Seiten des Keramiksubstrats 702 ausgeglichen werden . Die weitere Wärmesenke 703 muss j edoch nicht zwingenderweise segmentiert ausgebildet sein . Die weitere Wärmesenke 703 kann stattdessen durch eine zusammenhängende Schicht gebildet werden .
Fig . 8 zeigt schematisch ein elektronisches Bauelement 800 gemäß einer achten Aus führungs form in einer Querschnittsansicht . Das elektronische Bauelement 800 gemäß der achten Ausführungs form weist Ähnlichkeiten mit dem elektronischen Bauelement 700 gemäß der siebten Aus führungs form auf . Ähnliche oder identische Elemente sind aus diesem Grund mit denselben Bezugs zeichen versehen . In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich Unterschiede zum elektronischen Bauelement 700 gemäß der siebten Aus führungs form erläutert .
Im Unterschied zu allen bisher erläuterten Aus führungs formen des elektronischen Bauelements 100 , 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , 700 weist das elektronische Bauelement 800 gemäß der achten Aus führungs form einen dünneren elektronischen Halbleiterchip 101 auf . Dadurch kann ein thermischer Widerstand des elektronischen Halbleiterchips 101 reduziert werden . Der elektronische Halbleiterchip 101 des achten elektronischen Bauelements 800 weist beispielhaft eine Dicke auf , die kleiner ist als 100pm, insbesondere kleiner als 50pm . Die Dicke des elektronischen Halbleiterchips 101 ist j edoch nicht auf die angegebenen Wertebereiche beschränkt . Der elektronische Halbleiterchip 101 aller übrigen Aus führungs formen des elektronischen Bauelements 100 , 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , 700 kann j eweils eine Dicke von bis zu 700pm aufweisen, wobei auch diese Wertbereichsangabe lediglich beispielhaft ist .
In der nachfolgenden Beschreibung wird ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements 100 , 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , 700 , 800 erläutert .
Im Rahmen eines ersten Verfahrensschritts des Verfahrens wird der elektronische Halbleiterchip 101 bereitgestellt . In einem zweiten Verfahrensschritt wird eine zur Abfuhr von im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips 101 erzeugter Wärme vorgesehene Wärmesenke 108 bereitgestellt . Dabei werden die Wärmesenke 108 und/oder der elektronische Halbleiterchip 101 segmentiert bereitgestellt , d . h . , dass die Wärmesenke 108 lateral in Wärmeleitsegmente 115 und/oder der elektronische Halbleiterchip 101 wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite 109 lateral in Chipsegmente 501 segmentiert bereitgestellt werden . Benachbarte Wärmeleitsegmente 115 sind in einer Ebene parallel zur Oberseite 110 der Wärmesenke 108 über sich von der Unterseite 117 der Wärmesenke 108 bis zur Oberseite 110 der Wärmesenke 108 erstreckende erste Gräben 116 beabstandet und/oder wobei benachbarte Chipsegmente 501 sind in einer Ebene parallel zur Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 über zweite Gräben 502 beabstandet .
Weist der elektronische Halbleiterchip 101 ein Substrat 102 auf , wird das Substrat 102 wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite 102 lateral in die Chipsegmente 501 bildende Substratsegmente 503 segmentiert . Benachbarte Substratsegmente 503 sind in einer Ebene parallel zur Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 über die zweiten Gräben 502 beabstandet und die Substratsegmente 503 sind über eine an einer Oberseite 504 des Substrats 102 und im Bereich der zweiten Gräben 502 ausgebildete Membran 505 miteinander verbunden .
In einem dritten Verfahrensschritt wird der elektronische Halbleiterchip 101 auf der Wärmesenke 108 angeordnet , wobei der elektronische Halbleiterchip 101 mit seiner Unterseite 109 auf der Oberseite 110 der Wärmesenke 108 befestigt und thermisch mit der Wärmesenke 108 verbunden wird . In dem Fall , dass der elektronische Halbleiterchip 101 ein Substrat 102 aufweist , wird das Substrat 102 mit seiner Unterseite 111 auf der Oberseite 110 der Wärmesenke 108 befestigt und thermisch mit der Wärmesenke 018 verbunden . Wie bereits erläutert kann der elektronische Halbleiterchip 101 dadurch segmentiert bereitgestellt werden, dass die zweiten Gräben 502 beispielsweise mittels Fotolithographie hergestellt werden, um die Chipsegmente 501 bzw . die Substratsegmente 503 zu erzeugen . In der nachfolgenden Beschreibung wird erläutert , wie die Wärmesenke 108 segmentiert werden kann .
Fig . 9 zeigt schematisch Verfahrensschritte eines ersten Ausführungsbeispiels 900 eines Verfahrens zum Herstellen der Wärmeleitsegmente 115 der Wärmesenke 108 . In diesem Fall werden die Wärmeleitsegmente 115 in das elastische Formmaterial 201 eingebettet .
In einem ersten Verfahrensschritt 901 wird ein Werkzeug 906 bereitgestellt . Das Werkzeug 906 weist Kalotten 907 zur Aufnahme von Körpern auf . In einem zweiten Verfahrensschritt 902 werden wärmeleitfähige Körper 908 in den Kalotten 907 des Werkzeugs 906 angeordnet . Lediglich beispielhaft sind die wärmeleitfähigen Körper 908 in Form von Kugeln ausgebildet . Die Kugeln können dadurch in den Kalotten 907 angeordnet werden, dass sie auf das Werkzeug 906 geschüttet und verteilt werden . Die wärmeleitfähigen und kugel förmigen Körper können beispielsweise einen Durchmesser von 400 pm aufweisen . Dies ist j edoch nicht zwingend erforderlich . Die Kugeln können auch einen anderen zweckmäßigen Durchmesser aufweisen . Die wärmeleitfähigen Körper 908 können beispielsweise auch als Quader ausgebildet sein . Die wärmeleitfähigen Körper 908 weisen beispielhaft Kupfer auf , wobei sie auch ein anderes wärmeleitfähiges Material aufweisen können .
In einem dritten Verfahrensschritt 903 wird das elastische Formmaterial 201 derart auf dem Werkzeug 906 angeordnet , dass die wärmeleitfähigen Körper 908 teilweise in das elastische Formmaterial 201 eingebettet sind . Das elastische Formmaterial 201 kann beispielsweise mittels einer Dosiermethode auf dem Werkzeug 906 angeordnet werden . Nach einem Aushärteprozess des elastischen Formmaterials 201 werden die wärmeleitfähigen Körper 908 in einem vierten Verfahrensschritt 904 zu- nächst an vom Werkzeug 906 abgewandten Seiten geschli f fen .
Das Werkzeug 906 wird entfernt und die wärmeleitfähigen Körper 908 werden in einem fünften Verfahrensschritt 905 auf einer erneut geschli f fen, derart , dass die wärmeleitfähigen Körper 908 auf sich gegenüberliegenden Seiten plan geschli ffen sind .
Nach dem fünften Verfahrensschritt 905 sind die Wärmeleitseg- mente 115 der Wärmesenke 108 hergestellt und können für ein elektronisches Bauelement 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , bei dem die Wärmeleitsegmente 115 in das elastische Formmaterial 201 eingebettet sind verwendet werden . Optional können die Wärmeleitsegmente 115 beschichtet werden, beispielsweise mit einer sogenannten ENEPIG-Beschichtung ( englisch : electroless nickel electroless palladium immersion Gold) . In diesem Fall besteht eine äußere Beschichtung aus Gold, wodurch eine Oxidation der wärmeleitfähigen Körper verhindert werden kann .
Fig . 10 zeigt schematisch Verfahrensschritte eines zweiten Aus führungsbeispiels 1000 eines Verfahrens zum Herstellen der Wärmeleitsegmente 115 der Wärmesenke 108 . In diesem Fall werden die Wärmeleitsegmente 115 ebenfalls in das elastische Formmaterial 201 eingebettet .
In einem ersten Verfahrensschritt 1001 wird ein weiteres Werkzeug 1006 bereitgestellt . Das weitere Werkzeug 1006 weist Durchgangsöf fnungen 1007 zur Aufnahme von Körpern auf . In einem zweiten Verfahrensschritt 901 werden wärmeleitfähige Körper 908 in den Durchgangsöf fnungen 1007 des weiteren Werkzeugs 1006 angeordnet . Erneut sind die wärmeleitfähigen Körper 908 lediglich beispielhaft in Form von Kugeln ausgebildet .
In einem dritten Verfahrensschritt 1003 werden die wärmeleitfähigen Körper 906 gepresst , sodass die wärmeleitfähigen Körper auf sich gegenüberliegenden Seiten plan ausgebildet sind . Dadurch sind die Wärmeleitsegmente 115 hergestellt . In einem vierten Verfahrensschritt 1004 werden die gepressten wärme- leitfähigen Körper 906 auf einem temporären Träger 1008 angeordnet . Der temporäre Träger 1008 kann auch bereits während des ersten bis dritten Verfahrensschritts 1001 , 1002 , 1003 j eweils als Träger dienen . Das elastische Formmaterial 201 wird auf dem temporären Träger 1008 angeordnet und die Wärmeleitsegmente 115 in das elastische Formmaterial 201 eingebettet . In einem fünften Verfahrensschritt 1005 wird der temporäre Träger 1008 entfernt . Um den temporären Träger 1008 einfacher entfernen zu können, kann dieser beispielsweise an seiner den Wärmeleitsegmenten 115 zugewandten Seite eine PDMS-Beschichtung ( Polydimethylsiloxan) aufweisen . Optional können die Wärmeleitsegmente 115 beschichtet werden, beispielsweise mit einer ENEPIG-Beschichtung .
Das Einbetten der Wärmeleitsegmente 115 in das elastische Formmaterial 201 ist nicht zwingenderweise erforderlich . Stattdessen können die Wärmeleitsegmente 115 auch in das Trägersubstrat 105 eingebettet werden . Hierzu werden die Wärmeleitsegmente 115 nach dem Schritt des Pressens beispielsweise mittels folienunterstütztem Spritzpressen beispielsweise in ein Epoydharz eingebettet . Werden die Wärmeleitsegmente 115 gemäß Fig . 9 und Fig . 10 in das elastische Formmaterial 201 eingebettet , kann das elastische Formmaterial 201 in Form der elastischen Matte in eine 202 Ausnehmung eines Trägersubstrats 105 angeordnet werden .
Fig . 11 zeigt schematisch Verfahrensschritte eines dritten Aus führungsbeispiels 1100 zum Herstellen der Wärmeleitsegmen- te 115 der Wärmesenke 108 . In diesem Fall werden die Wärmeleitsegmente 115 ebenfalls in das elastische Formmaterial 201 eingebettet , was j edoch nicht zwingend erforderlich ist .
Statt des elastischen Formmaterials 201 können die Wärmeleitsegmente 115 auch in ein Trägersubstrat 105 eingebettet werden, das beispielsweise ein Epoxydharz aufweist .
In einem ersten Verfahrensschritt 1101 wird ein Leiterrahmen 1104 bereitgestellt . Der Leiterrahmen 1104 weist beispielhaft Kupfer auf . Der Leiterrahmen 1104 kann j edoch auch ein ande- res wärmeleitfähiges Material aufweisen . Der Leiterahmen 1004 weist eine Oberseite 1105 und eine der Oberseite 1105 gegenüberliegende Unterseite 1106 auf . An seiner Unterseite 1106 ist der Leiterahmen 1104 derart strukturiert , dass er Vorsprünge 1107 aufweist .
In einem zweiten Verfahrensschritt 1102 wird der Leiterrahmen 1104 in das elastische Formmaterial 201 eingebettet , derart dass lediglich die Vorsprünge 1107 in das elastische Formmaterial 201 eingebettet werden .
In einem dritten Verfahrensschritt 1103 wird der Leiterahmen 1104 an seiner Oberseite 1105 , in Bereichen zwischen den Vorsprüngen 1107 und bis zum elastischen Formmaterial 201 geätzt . Hierbei können beispielsweise fotolithographische Methoden verwendet werden . Nach dem Ätzen des Leiterrahmens 1104 sind die Vorsprünge 1107 vollständig voneinander separiert und bilden die Wärmeleitsegmente 115 . Diese können ebenfalls beschichtet werden, etwa mit der ENEPIG- Be Schichtung .
Fig . 12 zeigt schematisch Schritte eines Verfahrens 1200 zum Herstellen des elektronischen Bauelements 400 gemäß der vierten Aus führungs form .
In einem ersten Schritt 1201 wird das Trägersubstrat 105 mit den darin eingebetteten elektrischen Kontakten 106 und dem auf dem Trägersubstrat 105 angeordneten Rahmen 301 bereitgestellt . Das Trägersubstrat 105 ist auf dem Klebeband 203 angeordnet . In einem zweiten Schritt 1202 werden die Wärmeleitsegmente 115 in der Kavität 303 und in der Ausnehmung 202 des Trägersubstrats 105 angeordnet . Hierzu können die durch Pressen von wärmeleitfähigen Körpern hergestellten Wärmeleitseg- mente 115 verwendet werden . In diesem Fall werden die durch Pressen erzeugten Wärmeleitsegmente 115 im Rahmen ihrer Herstellung nicht in das elastische Formmaterial 201 eingebettet , sondern unmittelbar nach dem Schritt des Pressens verwendet . Um die Wärmeleitsegmente 115 in der Kavität 303 anzu- ordnen, können sie beispielsweise mittels eines Saugwerkzeugs trans feriert werden .
In einem dritten Schritt 1203 wird der elektronische Halbleiterchip 101 in der Kavität 303 und auf den Wärmeleitseg- menten 115 angeordnet . Alternativ ist es möglich, dass die Wärmeleitsegmente 115 , bevor sie in der Kavität 303 angeordnet werden, zunächst an der Unterseite 109 des elektronischen Halbleiterchips 101 befestigt werden . Beispielsweise können die Wärmeleitsegmente 115 separat an den elektronischen Halbleiterchip 101 gelötet werden .
In einem vierten Schritt 1204 wird der Damm 306 auf dem elektronischen Halbleiterchip 101 angeordnet und der elektronische Halbleiterchip 101 mit den elektrischen Kontakten 106 verbunden . In einem fünften Schritt 1205 wird das weitere Formmaterial 304 in der Kavität 303 angeordnet . Das Klebeband 203 kann nach einem Aushärteprozess des weiteren Formmaterials 304 entfernt werden .
Jedes der elektronischen Bauelemente 100 , 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , 700 , 800 kann derart hergestellt werden, dass j eweils eine Mehrzahl elektronischer Bauelemente 100 , 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , 700 , 800 gleichzeitig hergestellt werden . Beispielhaft bezugnehmend auf das elektronische Bauelement 400 gemäß der vierten Aus führungs form und Fig . 12 werden eine Mehrzahl von Trägersubstraten 105 mit j eweils einem Rahmen 301 matrix- förmig nebeneinander angeordnet und gleichzeitig mit j eweils Wärmesenke 108 und einem elektronischen Halbleiterchip 101 bestückt und die j eweiligen Kavitäten mit dem weiteren Formmaterial 304 befüllt .
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben . Dennoch ist die Erfindung nicht auf die of fenbarten Beispiele eingeschränkt . Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlas- sen . BEZUGSZEICHENLISTE erstes elektronisches Bauelement elektronischer Halbleiterchip Substrat elektronische Halbleiteranordnung Konversionsschicht Trägersubstrat elektrische Kontakte Bonddraht Wärmesenke Unterseite des elektronischen Halbleiterchips Oberseite der Wärmesenke Unterseite des Substrats Lotmaterial Verbindungs fläche zwischen elektronischem Halbleiterchip und Wärmesenke Verbindungs flächensegmente Wärmeleitsegmente erste Gräben Unterseite der Wärmesenke zweites elektronisches Bauelement elastisches Formmaterial Ausnehmung im Trägersubstrat Klebeband Unterseite des Trägersubstrats Unterseite des elastischen Materials drittes elektronisches Bauelement Rahmen Oberseite des Trägersubstrats Kavität weiteres Formmaterial Oberseite des elektronischen Halbleiterchips Damm Oberseite des Substrats Vergussoberf läche des weiteren Formmaterials 400 viertes elektronisches Bauelement
500 fünftes elektronisches Bauelement
501 Chipsegmente
502 zweite Gräben
503 Substratsegmente
504 Oberseite des Substrats
505 Membran
600 sechstes elektronisches Bauelement
700 siebtes elektronisches Bauelement
701 Oberseite des Keramiksubstrats
702 Keramiksubstrat
703 weitere Wärmesenke
704 Unterseite des Keramiksubstrats
705 weitere Wärmeleitsegmente
706 dritte Gräben
707 Unterseite der weiteren Wärmesenke
708 Oberseite der Wärmesenke
800 achtes elektronisches Bauelement
900 erstes Aus führungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen der Wärmeleitsegmente der Wärmesenke
901 erster Verfahrensschritt
902 zweiter Verfahrensschritt
903 dritter Verfahrensschritt
904 vierter Verfahrensschritt
905 fünfter Verfahrensschritt
906 Werkzeug
907 Kalotten des Werkzeugs
908 wärmeleitfähige Körper
1000 zweites Aus führungsbeispiel eines Verfahrens zum Herstellen der Wärmeleitsegmente der Wärmesenke
1001 erster Verfahrensschritt 1002 zweiter Verfahrensschritt
1003 dritter Verfahrensschritt
1004 vierter Verfahrensschritt
1005 fünfter Verfahrensschritt 1006 weiteres Werkzeug
1007 Durchgangsöf fnungen im weiteren Werkzeug
1008 temporärer Träger
1100 drittes Aus führungsbeispiel eines Verfahrens zum Her- stellen der Wärmeleitsegmente der Wärmesenke
1101 erster Verfahrensschritt
1102 zweiter Verfahrensschritt
1103 dritter Verfahrensschritt
1104 Leiterrahmen 1105 Oberseite des Leiterrahmens
1106 Unterseite des Leiterrahmens
1107 Vorsprünge des Leiterrahmens

Claims

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PATENTANSPRÜCHE Elektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600) mit einem elektronischen Halbleiterchip (101) und einer zur Abfuhr von im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips (101) erzeugter Wärme vorgesehen Wärmesenke (108) , wobei der elektronische Halbleiterchip (101) mit einer Unterseite (109) auf einer Oberseite (110) der Wärmesenke (108) befestigt und thermisch mit der Wärmesenke (108) verbunden ist, wobei eine zwischen der Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) und der Oberseite (110) der Wärmesenke (108) ausgebildete Verbindungsfläche (113) in Verbindungsflächensegmente (114) segmentiert ist, wobei benachbarte Verbindungsflächensegmente (114) in einer Ebene parallel zur Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) zueinander beabstandet ausgebildet sind, wobei die Wärmesenke (108) lateral in Wärmeleitsegmente (115) segmentiert ist, wobei benachbarte Wärmeleitsegmente (115) in einer Ebene parallel zur Oberseite (110) der Wärmesenke über erste Gräben (116) beabstandet sind, wobei sich die ersten Gräben (116) von einer Unterseite (117) der Wärmesenke (108) bis zur Oberseite (110) der Wärmesenke (108) erstrecken, wobei die Wärmeleitsegmente (115) in ein elastisches Formmaterial (201, 304) eingebettet sind. Elektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 1, wobei der elektronische Halbleiterchip (101) wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite (109) lateral in Chipsegmente (501) segmentiert ist, wobei benachbarte Chipsegmente (501) in einer Ebene parallel zur Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) über zweite Gräben (502) beabstandet 36 sind . Elektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 2, wobei der elektronische Halbleiterchip (101) ein Substrat (102) aufweist, wobei das Substrat (102) mit einer Unterseite (111) auf der Oberseite (110) der Wärmesenke (108) befestigt und thermisch mit der Wärmesenke (108) verbunden ist, wobei das Substrat (102) wenigstens in einem Bereich angrenzend an seine Unterseite (111) lateral in die Chipsegmente (501) bildende Substratsegmente (503) segmentiert ist, wobei benachbarte Substratsegmente (503) in einer Ebene parallel zur Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) über die zweiten Gräben (502) beab- standet sind, wobei die Substratsegmente (503) über eine an einer Oberseite (504) des Substrats (102) und im Bereich der zweiten Gräben (502) ausgebildete Membran (5005) miteinander verbunden sind. Elektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600) gemäß Anspruch 3, wobei die Substratsegmente (503) sich zur Wärmesenke (108) hin verjüngend ausgebildet sind. Elektronisches Bauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, wobei ein Aspektverhältnis zwischen einer Dicke der Wär- meleitsegmente (115) und einer lateralen Ausdehnung der Wärmeleitsegmente (115) kleiner ist als eins. Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements (100, 200, 300, 400, 500, 600) mit folgenden Verfahrensschritten :
- Bereitstellen eines elektronischen Halbleiterchips (101) ,
- Bereitstellen einer zur Abfuhr von im Betrieb des elektronischen Halbleiterchips (101) erzeugter Wärme vorgesehen Wärmesenke (108) , wobei die Wärmesenke (108) und/oder der elektronische Halbleiterchip (101) segmentiert bereitgestellt werden, wobei die Wärmesenke (108) lateral in Wärmeleitsegmente (115) und/oder der elektronische Halbleiterchip (101) wenigstens in einem Bereich angrenzend an eine Unterseite
(109) des elektronischen Halbleiterchips (101) lateral in Chipsegmente (501) segmentiert bereitgestellt werden, wobei benachbarte Wärmeleitsegmente (115) in einer Ebene parallel zu einer Oberseite (110) der Wärmesenke (108) über sich von einer Unterseite (117) der Wärmesenke (108) bis zur Oberseite (110) der Wärmesenke (108) erstreckende erste Gräben (116) beabstandet sind und/oder wobei benachbarte Chipsegmente (501) in einer Ebene parallel zur Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) über zweite Gräben (502) beabstandet sind,
- Anordnen des elektronischen Halbleiterchips (101) auf der Wärmesenke (101) , wobei der elektronische Halbleiterchip (101) mit seiner Unterseite (109) auf der Oberseite
(110) der Wärmesenke (108) befestigt und thermisch mit der Wärmesenke (108) verbunden wird, wobei die Wärmeleitsegmente (115) in ein elastisches Formmaterial (201, 304) eingebettet werden. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Bereitstellen der Wärmesenke (108) folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Bereitstellen von wärmeleitfähigen Körpern (908) ,
- Herstellen der Wärmeleitsegmente (115) der Wärmesenke (108) durch Schleifen oder Pressen der wärmeleitfähigen Körper ( 908 ) . Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 und 7, wobei der elektronische Halbleiterchip (101) ein Substrat (102) aufweist, wobei das Substrat (102) mit einer Unterseite (111) auf der Oberseite (110) der Wärmesenke (108) befestigt und thermisch mit der Wärmesenke (108) verbunden wird, wobei das Substrat (102) wenigstens in einem Bereich an- grenzend an seine Unterseite (111) lateral in die Chipsegmente (501) bildende Substratsegmente (503) segmentiert wird, derart, dass die Substratsegmente (503) in einer Ebene parallel zur Unterseite (109) des elektronischen Halbleiterchips (101) über die zweiten Gräben (502) beabstandet und die Substratsegmente (503) über eine an einer Oberseite (504) des Substrats (102) und im Bereich der zweiten Gräben (502) ausgebildete Membran (505) miteinander verbunden sind.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020135052A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 International Business Machines Corporation Stress-relieving heatsink structure and method of attachment to an electronic package

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3449285B2 (ja) 1999-03-18 2003-09-22 三菱電機株式会社 熱歪吸収体およびそれを用いたパワー半導体装置
JP4613077B2 (ja) 2005-02-28 2011-01-12 株式会社オクテック 半導体装置、電極用部材および電極用部材の製造方法
JP2010182958A (ja) 2009-02-06 2010-08-19 Seiko Instruments Inc 半導体装置および半導体装置の製造方法
DE102011078582A1 (de) 2011-07-04 2013-01-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Herstellen von strukturierten Sinterschichten und Halbleiterbauelement mit strukturierter Sinterschicht
CN111554586B (zh) 2020-06-12 2022-04-01 厦门通富微电子有限公司 一种芯片封装体的制备方法
CN111916415A (zh) 2020-06-17 2020-11-10 山东大学 一种基于激光加工的SiC热沉及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020135052A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 International Business Machines Corporation Stress-relieving heatsink structure and method of attachment to an electronic package

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