承載設(shè)備、具有承載設(shè)備的電氣設(shè)備和其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于電氣器件的承載設(shè)備，所述承載設(shè)備具有：承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)；和在電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，其中電接觸層(2)具有至少一個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域(20)，其中電絕緣層(10)中的至少一個(gè)留空部(3)至少設(shè)置在連接片狀的接觸區(qū)域(20)的一個(gè)側(cè)面(21)上和/或其中連接片狀的接觸區(qū)域(20)具有朝向絕緣層(10)減小的連接片寬度。此外，提出一種具有承載設(shè)備和電氣器件的電氣設(shè)備以及一種用于制造承載設(shè)備和電氣設(shè)備的方法。

Carrier device, electrical device having the same, and method of manufacturing the same

The invention relates to a device for carrying electrical device, the bearing device has a bearing member (1), the bearing member has an electrically insulating layer (10); and the electrically insulating layer (10) on the electrical contact layer (2), wherein the electrical contact layer (2) has at least one the connection sheet contact area (20), wherein the electrically insulating layer (10) at least one part of the blank (3) is at least arranged in the contact region connecting sheet (20) one side (21) and / or the connection sheet of the contact region (20) having a insulating layer (10 the connecting width decreases). In addition, an electrical device having a carrier device and an electrical device, and a method for manufacturing a load-bearing device and an electrical device are presented.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
承載設(shè)備、具有承載設(shè)備的電氣設(shè)備和其制造方法本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年7月9日，申請(qǐng)?zhí)枮?01280046652.8，專利技術(shù)創(chuàng)造名稱為“承載設(shè)備、具有承載設(shè)備的電氣設(shè)備和其制造方法”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本申請(qǐng)涉及一種承載設(shè)備、一種具有承載設(shè)備的電氣設(shè)備和一種其制造方法。
技術(shù)介紹
已知下述半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片的電端子全部都設(shè)置在下側(cè)上，經(jīng)由所述下側(cè)將半導(dǎo)體芯片安裝在基板上。例如，已知能夠經(jīng)由電端子區(qū)域在僅一側(cè)電連接的發(fā)射光的半導(dǎo)體芯片。基于常規(guī)的制造方式和隨后的安裝方式，其中端子區(qū)域施加在已經(jīng)預(yù)先制造的半導(dǎo)體層序列的上側(cè)上，然后將所述上側(cè)隨后用作為用于安裝在承載件上的下側(cè)，這樣的半導(dǎo)體芯片也稱作所謂的“倒裝芯片”。在這種半導(dǎo)體芯片中得到下述優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于電端子而言例如不再需要接觸線、例如以所謂的接合線的形式的接觸線。特別在優(yōu)選借助高電流運(yùn)行的所謂的“電源芯片(Powerchips)”中有利的是，芯片為了良好的散熱而焊接到基板上。焊接連接的表征的特性是高的機(jī)械堅(jiān)固性。為了避免在半導(dǎo)體芯片上或在芯片的安裝連接部上的損害，作為基板材料優(yōu)選地應(yīng)用具有匹配于半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)(CTE：“coefficientofthermalexpansion”)的材料。這種應(yīng)用造成半導(dǎo)體芯片和基板之間的邊界面的良好的可靠性。在CTE匹配時(shí)，也就是說(shuō)CTE尤其相同或至少相似時(shí)，在半導(dǎo)體芯片和基板之間僅形成小的機(jī)械負(fù)荷。因此，在熱機(jī)交變負(fù)荷下也能夠?qū)崿F(xiàn)良好的可靠性，因?yàn)橛捎贑TE不匹配、即熱膨脹系數(shù)的差異引起的機(jī)械負(fù)荷能夠被最小化。然而，所述應(yīng)用具有下述缺點(diǎn)：必須找到適合的基板材料，所述基板材料具有與半導(dǎo)體芯片的CTE相匹配的CTE以及是電絕緣的并且是能良好導(dǎo)熱的。用于發(fā)射光的半導(dǎo)體芯片的常用的基板材料具有在4至6ppm/開(kāi)爾文之間的范圍中的CTE。這些常用的基板材料通常與例如由氧化鋁或氮化鋁構(gòu)成的陶瓷的印刷電路板組合為基板，其中例如AlN的CTE位于6至7ppm/開(kāi)爾文的范圍中。然而，這種材料具有下述缺點(diǎn)：所述材料是非常昂貴的。此外，如果基板大面積地構(gòu)成，也就是說(shuō)如果所述基板具有比半導(dǎo)體芯片幾何形狀更大的伸展，那么CTE不匹配問(wèn)題從半導(dǎo)體芯片和基板之間的邊界面轉(zhuǎn)移至基板和上面設(shè)置有基板的安裝面之間的邊界面。安裝面通常由金屬構(gòu)成并且通常比芯片-基板邊界面大幾倍。因此，至少在基板和安裝面之間的邊界面上的CTE不匹配同樣是成問(wèn)題的。此外，陶瓷的基板材料、例如氧化鋁或氮化鋁僅受限制地適合于使用在較大的模塊中。由于這些材料的小的延展性，能夠造成機(jī)械問(wèn)題、例如面板斷裂。由于例如在使用氮化鋁時(shí)的高的成本，生產(chǎn)成本升高進(jìn)而損害經(jīng)濟(jì)性。作為替選方案，例如提供金屬芯印刷電路板。所述材料具有金屬板，例如由鋁構(gòu)成的金屬板，所述金屬板用電介質(zhì)材料覆層。在電介質(zhì)材料的表面上施加有與芯片安裝面的原本的布線平面。然而，金屬芯印刷電路板(MCPCB：“metalcoreprintedcircuitboard”)在金屬芯為鋁的情況下具有通常大約23ppm/開(kāi)爾文的CTE。因此，這樣的MCPCB的CTE是常用的半導(dǎo)體芯片材料的CTE的四倍大。在溫度交變負(fù)荷的情況下，通過(guò)所述CTE不匹配形成力，所述力能夠造成最薄弱的元件的失效。對(duì)于僅必須導(dǎo)出小的損耗功率的情況，F(xiàn)R4材料也能夠用作為基板，所述FR4材料典型地具有為16ppm/開(kāi)爾文的熱膨脹系數(shù)。然而，在所有這些情況下，半導(dǎo)體芯片和基板的CTE不相互匹配。在溫度交變負(fù)荷的情況下形成力，所述力能夠造成半導(dǎo)體芯片的和/或在半導(dǎo)體芯片和基板之間的邊界面或連接部的損壞。為了能夠解決所述問(wèn)題，也已知的是，將半導(dǎo)體芯片借助于彈性連接來(lái)連接到具有不同的CTE的基板上。在所述應(yīng)用中，借助于有機(jī)材料、例如導(dǎo)電粘接劑進(jìn)行安裝，所述導(dǎo)電粘接劑的材料能夠?qū)崿F(xiàn)在半導(dǎo)體芯片和基板之間的邊界面的彈性的變形。由此，雖然能夠?qū)C(jī)械力緩沖，但是典型的導(dǎo)電粘接劑具有通常為大約1.8W/m·K的小的熱導(dǎo)率，使得能夠在常規(guī)的半導(dǎo)體芯片運(yùn)行期間產(chǎn)生的損耗熱量不能被有效地導(dǎo)出。對(duì)此替選地，也可能的是，半導(dǎo)體芯片借助于與如在構(gòu)成所謂的“球柵陣列(ballgridarray)”構(gòu)件時(shí)所使用的技術(shù)相似的所謂的“焊接凸點(diǎn)陣列(solderbumparray)”來(lái)接觸。在所述應(yīng)用中，通過(guò)將金屬化部分配到多個(gè)小的焊接部位上來(lái)實(shí)現(xiàn)在半導(dǎo)體芯片和基板之間的邊界面的機(jī)械柔性。然而，由此不可能將半導(dǎo)體芯片遍布地連接到基板上。由于焊球(“solderbumps”，焊接凸點(diǎn))之間的必要的間距，在連接面中出現(xiàn)明顯的損耗。通過(guò)所述連接部導(dǎo)出損耗熱量與遍布的連接部相比明顯更差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
特定的實(shí)施形式的至少一個(gè)目的是，提出一種用于電氣器件的承載設(shè)備。特定的實(shí)施形式的另一個(gè)目的是，提出一種具有承載設(shè)備的電氣設(shè)備。特定的實(shí)施形式的其他目的在于提出用于制造這些設(shè)備的方法。所述目的通過(guò)具有根據(jù)下文描述的特征的方法和主題來(lái)實(shí)現(xiàn)。尤其地，主題的和方法的有利的實(shí)施形式和改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中表明并且從下文的描述和附圖中得出。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，用于電氣器件的承載設(shè)備具有承載件。承載件尤其具有電絕緣層，所述電絕緣層由介電材料，例如由塑料材料或用無(wú)機(jī)的填充料填充的塑料材料、陶瓷材料、氧化的金屬或半金屬、玻璃、玻璃陶瓷或基于凝膠的漆、尤其是由無(wú)機(jī)的和有機(jī)的組成部分構(gòu)成的混合物構(gòu)成或者具有至少一種這樣的材料。例如，電絕緣層能夠具有塑料材料，所述塑料材料適合于電路板(PCB，“printedcircuitboard”)或者適合于金屬芯印刷電路板(MCPCB)。例如，電絕緣層能夠具有FR4或由其構(gòu)成。也可能的是，電絕緣層由例如由陽(yáng)極氧化的硅或鋁構(gòu)成的陽(yáng)極氧化的金屬薄膜或半金屬薄膜構(gòu)成。電絕緣層能夠是層復(fù)合件的構(gòu)成承載件的部分。例如，承載件能夠構(gòu)成為金屬芯印刷電路板并且具有例如由用塑料材料包圍或覆層的鋁和/或銅所構(gòu)成的金屬層或金屬薄膜。此外，承載件能夠由電絕緣層構(gòu)成。例如，承載件在該情況下能夠是陶瓷承載件。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，承載設(shè)備構(gòu)成為電路板、金屬芯印刷電路板或具有金屬芯的電路板、陶瓷承載件或陽(yáng)極氧化的承載件。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，在承載件上設(shè)置有電接觸層。尤其地，電接觸層設(shè)置在電絕緣層上。換言之，電絕緣層形成承載件的在其上以直接接觸的方式施加有電接觸層的表面。根據(jù)用于制造承載設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施形式，提供具有至少一個(gè)電絕緣層的承載件并且以金屬層的形式施加電接觸層、例如銅層。能夠通過(guò)電鍍施加或通過(guò)層壓進(jìn)行在承載件的電絕緣層上的施加。在此，能夠借助于事先施加到承載件上的光掩膜或光敏層來(lái)以結(jié)構(gòu)化的方式施加電接觸層。對(duì)于至少一些實(shí)施形式能夠有利的是：電接觸層以大于或等于60μm的厚度施加。也證實(shí)為特別適合的是大于或等于60μm并且小于或等于80μm的厚度。在此和在下文中描述的實(shí)施形式和特征同樣涉及承載設(shè)備并且涉及用于制造承載設(shè)備的方法以及也涉及用于制造具有承載設(shè)備的電氣設(shè)備的方法。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施形式，電接觸層具有至少一個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域。例如，金屬接觸層能夠在制造承載設(shè)備時(shí)與連接片狀的接觸區(qū)域一起施加。在此和在下文中，連接片狀尤其意味著，連接片狀的接觸區(qū)域沿著連接片延伸方向具有大于垂直于所述連接片本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于電氣器件的承載設(shè)備，所述承載設(shè)備具有：?承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和?在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，?其中所述電接觸層(2)具有至少一個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域(20)，?其中所述電絕緣層(10)中的至少一個(gè)留空部(3)至少設(shè)置在所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的一個(gè)側(cè)面(21)上或所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且?其中所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)設(shè)置在兩個(gè)留空部之間或設(shè)置在一個(gè)留空部(3)的兩個(gè)子區(qū)域之間，兩個(gè)所述留空部或留空部的兩個(gè)所述子區(qū)域鄰接于所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的所述側(cè)面(21)。

【技術(shù)特征摘要】
2011.07.25 DE 102011079708.41.一種用于電氣器件的承載設(shè)備，所述承載設(shè)備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個(gè)留空部(3)至少設(shè)置在所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的一個(gè)側(cè)面(21)上或所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)設(shè)置在兩個(gè)留空部之間或設(shè)置在一個(gè)留空部(3)的兩個(gè)子區(qū)域之間，兩個(gè)所述留空部或留空部的兩個(gè)所述子區(qū)域鄰接于所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的所述側(cè)面(21)。2.一種用于電氣器件的承載設(shè)備，所述承載設(shè)備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個(gè)留空部(3)至少設(shè)置在所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的一個(gè)側(cè)面(21)上和所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)設(shè)置在兩個(gè)留空部之間或設(shè)置在一個(gè)留空部(3)的兩個(gè)子區(qū)域之間，兩個(gè)所述留空部或留空部的兩個(gè)所述子區(qū)域鄰接于所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的所述側(cè)面(21)。3.一種用于電氣器件的承載設(shè)備，所述承載設(shè)備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個(gè)留空部(3)至少設(shè)置在所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的一個(gè)側(cè)面(21)上和/或所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)除了一側(cè)之外全面地由一個(gè)或多個(gè)留空部(3)包圍。4.一種用于電氣器件的承載設(shè)備，所述承載設(shè)備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個(gè)留空部(3)至少設(shè)置在所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)的一個(gè)側(cè)面(21)上和/或所述連接片狀的接觸區(qū)域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述電接觸層(2)具有兩個(gè)連接片狀的接觸區(qū)域(20)，兩個(gè)所述連接片狀的接觸區(qū)域彼此對(duì)準(zhǔn)地設(shè)置，并且在兩個(gè)所述連接片狀的接觸區(qū)域之間，所述留空部(3)構(gòu)成在所述電絕緣層(10)中。5.一種用于電氣器件的承載設(shè)備，所述承載設(shè)備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克里斯特·貝格內(nèi)克，安德烈亞斯·比貝爾斯多夫，約爾格·佐爾格，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：歐司朗股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：德國(guó),DE