DE102012204012A1

DE102012204012A1 - Method for producing solder connection between semiconductor component and carrier element of power electronics module for e.g. hybrid car, involves arranging polyimide spacer element between semiconductor component and carrier element

Info

Publication number: DE102012204012A1
Application number: DE201210204012
Authority: DE
Inventors: Daniel Michels; Erik Sueske; Steffen ORSO
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-19

Abstract

The method involves arranging a spacer element (22-24,26) between a power semiconductor component (15) and a carrier element (11). The spacer element is made of polyimide material. A spacer element portion facing the power semiconductor component or the carrier element is coated with a ceramic layer. The spacer element is connected with the power semiconductor component and the carrier element through soldering process. An independent claim is included for a component assembly.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Lötverbindung zwischen einem Bauteil und einem Trägerelement an einem Bauteileverbund sowie einen Bauteileverbund nach den Oberbegriffen der beiden unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a method for producing a solder joint between a component and a carrier element on a component assembly and a component assembly according to the preambles of the two independent claims.

Ein derartiges Verfahren bzw. ein derartiger Bauteileverbund sind aus der DE 696 11 302 T2 bekannt. Der dort beispielsweise in der 10 dargestellte Bauteileverbund umfasst eine Platine, deren Oberseite über Kontaktpads und Lötverbindungen mit einer flexiblen Schaltung verbunden ist. Die flexible Schaltung ist über eine nachgiebige Schicht mit einem Verbindungskörper verbunden, der wiederum unter Zwischenlage von Distanzelementen in einem bestimmten Abstand zur Platine angeordnet ist. Durch die Distanzkörper lässt sich somit ein bestimmter Abstand zwischen der flexiblen Schaltung bzw. deren elektrischen Kontakten und der Platine herstellen, so dass die zur elektrischen Verbindung erforderlichen Lötverbindungen mit hoher Qualität bzw. gleich großer Dicke zwischen der Platine und der flexiblen Schaltung ausgebildet werden können. Hinsichtlich des verwendeten Materials für die Distanzelemente ist in der genannten Schrift lediglich erwähnt, dass diese aus Metall oder Kunststoff bestehen können oder Teil des Verbindungskörpers sind. Weiterhin ist es erwähnt, dass die flexible Schaltung eine Polymidbasis aufweisen kann. Als nachteilhaft bei den aus der DE 696 11 302 T2 bekannten Distanzelementen wird angesehen, dass diese im Falle einer Ausbildung aus Metall relativ aufwändig ausgebildet sind sowie eine elektrische Isolation zu elektrisch leitenden Teilen gewährleistet sein muss.Such a method or such a composite component are from the DE 696 11 302 T2 known. The there, for example, in the 10 shown component assembly comprises a board whose top is connected via contact pads and solder joints with a flexible circuit. The flexible circuit is connected via a resilient layer with a connecting body, which in turn is arranged with the interposition of spacer elements at a certain distance from the board. Thus, a certain distance between the flexible circuit or its electrical contacts and the circuit board can be produced by the spacers so that the solder connections required for the electrical connection can be formed with high quality or the same thickness between the circuit board and the flexible circuit. With regard to the material used for the spacer elements is only mentioned in the cited document that these may consist of metal or plastic or are part of the connecting body. Furthermore, it is mentioned that the flexible circuit may have a polymide base. As disadvantageous in the from DE 696 11 302 T2 known spacer elements is considered that these are relatively complex in the case of training from metal and electrical insulation must be ensured to electrically conductive parts.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik elektronische Bauteile, insbesondere Leistungs-Halbleiterbauelemente bekannt, deren Oberseiten aus Gründen des Korrosionsschutzes mit einer Passivierung auf Basis von Polymiden beschichtet sind. Derartige Leistungs-Halbleiterbauelemente können auch nach deren Verbindung beispielsweise mit einem Schaltungsträger durch Ummolden umgossen werden, um einen besseren mechanischen Schutz und/oder eine bessere Wärmeableitung zu ermöglichen.In addition, known from the prior art electronic components, in particular power semiconductor devices whose tops are coated for reasons of corrosion protection with a passivation based on polymides. Such power semiconductor devices can be encapsulated by Ummolden also after their connection, for example, with a circuit substrate to allow better mechanical protection and / or better heat dissipation.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erzeugen einer Lötverbindung zwischen einem Bauteil und einem Trägerelement bzw. einen Bauteilverbund nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche derart weiterzubilden, dass die verwendeten Distanzelemente insbesondere auch nach deren Verwendung in einer elektronischen Schaltung beispielsweise in einem Steuergerät verbleiben können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren zum Erzeugen einer Lötverbindung zwischen einem Bauteil und einem Trägerelement bzw. bei einem Bauteileverbund mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche dadurch gelöst, dass das Distanzelement aus Polymid besteht. Dadurch wird der besondere Vorteil erzielt, dass durch die Verwendung von Polymid kein zusätzliches anderes Material in den Bauteileverbund eingebracht wird, wenn ein im Bauteileverbund vorhandenes Bauteil mit einer entsprechenden Beschichtung aus Polymid versehen ist bzw. aus Polymid besteht.Based on the illustrated prior art, the invention has the object, a method for producing a solder joint between a component and a carrier element or a composite component according to the preambles of the independent claims such that the spacers used in particular after their use in a electronic circuit can remain in a control unit, for example. This object is achieved in a method for producing a solder joint between a component and a carrier element or in a component assembly with the features of the independent claims, characterized in that the spacer element consists of polymide. This results in the particular advantage that no additional other material is introduced into the component assembly through the use of polymide, if a component present in the component assembly is provided with a corresponding coating of polymide or consists of polymide.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des Bauteileverbunds sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Dabei sollen vorrichtungstechnisch beanspruchte Merkmale auch verfahrenstechnisch beanspruchbar sein und verfahrenstechnisch beanspruchte Merkmale als vorrichtungstechnisch offenbart gelten.Advantageous developments of the method according to the invention and of the component composite are specified in the respective subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention. In this case, device-claimed features should also be able to be claimed in terms of process engineering and process-technically claimed features should be disclosed as device-specific.

Für einen besonders sicheren Produktionsprozess eines Bauteileverbunds wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Distanzelement mit dem Bauteil oder dem Trägerelement verbunden wird, insbesondere durch eine Verklebung oder eine Verlötung. Dadurch können die Distanzelemente in einem separaten Montageprozess an den dafür vorgesehenen Stellen des Bauteils bzw. des Trägerelements mit dem Bauteil bzw. dem Trägerelement verbunden werden, so dass sichergestellt ist, dass sich diese Position während des Ausbildens der weiteren Verbindungen nicht mehr ändert.For a particularly secure production process of a component assembly, it is considered advantageous if the spacer element is connected to the component or the carrier element, in particular by a bond or a soldering. As a result, the spacer elements can be connected in a separate assembly process at the designated locations of the component or the carrier element with the component or the carrier element, so as to ensure that this position does not change during the formation of further connections.

Um zu ermöglichen, dass die Distanzelemente beispielsweise auf einer Kupfersenke, einem Stanzgitter oder auf einem Kupfer-Clip aufgelötet oder mit diesem verklebt werden können, ist es darüber hinaus in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Distanzelement, zumindest auf der dem Bauteil oder dem Trägerelement zugewandten Seite, mit einer Beschichtung, zum Beispiel in Form einer Metallisierung oder einer Keramikschicht, versehen wird. Eine derartige (dünne) Metallisierung kann beispielsweise aus Aluminium, Silber, Kupfer, Gold, Nickel oder ähnlichem bestehen, oder sie kann in Form einer Beschichtung wie einer Keramik aufgebracht sein.In order to enable the spacer elements can be soldered or glued to a copper sink, a punched grid or on a copper clip, for example, it is provided in a further embodiment of the invention that the spacer element, at least on the component or the carrier element facing side, with a coating, for example in the form of a metallization or a ceramic layer is provided. Such a (thin) metallization may for example consist of aluminum, silver, copper, gold, nickel or the like, or it may be applied in the form of a coating such as a ceramic.

Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass zumindest der Bereich des Distanzelements nach der Verlötung zwischen dem Bauteil und dem Trägerelement mit einer Vergußmasse, insbesondere mit einem duroplastischen Kunststoff oder einer Gelmasse, umgossen wird. Dadurch wird die mechanische Festigkeit des Bauteileverbunds erhöht und gleichzeitig der Zutritt von ggf. aggressiven Medien zu den Bauteilen verhindert. Weiterhin wird ggf. die Wärmeabfuhr verbessert.In addition, it may be provided that at least the region of the spacer element after the soldering between the component and the carrier element with a potting compound, is cast in particular with a thermosetting plastic or a gel mass. This increases the mechanical strength of the component assembly and at the same time prevents the access of potentially aggressive media to the components. Furthermore, if necessary, the heat dissipation is improved.

Bei einem erfindungsgemäßen Bauteileverbund kann es darüber hinaus zusätzlich vorgesehen sein, dass der Bauteileverbund zusätzlich ein weiteres Bauteil umfasst, und dass das Trägerelement mit dem weiteren Bauteil, insbesondere durch eine weitere Verlötung, verbunden ist. Es werden somit Bauteileverbunde in Form von Sandwich-Bauteileverbunden erzeugt, wobei durch die Verwendung der Distanzelemente eine positionsgenaue und lagegerechte Positionierung der Bauteile in Bezug auf das Trägerelement sichergestellt ist. In der Praxis werden die Bauteile dabei vorzugsweise in einem einzigen Lötprozess miteinander verbunden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das weitere Bauteil beispielsweise in einem ersten Lötprozess mit dem Trägerelement verbunden wird, und anschließend die Oberseite des weiteren Bauelements mit dem Bauelement, ebenfalls mittels einer Lötverbindung, verbunden werden, wobei zwischen dem Bauteil und dem Trägerelement wenigstens ein Distanzelement angeordnet ist.In a component assembly according to the invention, it may additionally be additionally provided that the component assembly additionally comprises a further component, and that the carrier element is connected to the further component, in particular by a further soldering. Thus, component assemblies in the form of sandwich component composites are produced, wherein positionally accurate and positionally correct positioning of the components in relation to the carrier element is ensured by the use of the spacer elements. In practice, the components are preferably connected together in a single soldering process. However, it can also be provided that the further component is connected to the carrier element, for example in a first soldering process, and then the top side of the further component is connected to the component, likewise by means of a solder connection, wherein at least one between the component and the carrier element Spacer element is arranged.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der letztgenannten Variante ist es vorgesehen, dass das Bauteil ein Verbindungselement, insbesondere in Form eines Bonddrahtes und/oder in Form eines Kupferclips ist, dass das Trägerelement insbesondere eine aus Kupfer bestehende Wärmesenke oder ein Stanzgitter ist, und dass das weitere Bauteil ein Leistungs-Halbleiterbauelement ist.In a particularly preferred embodiment of the last-mentioned variant, it is provided that the component is a connecting element, in particular in the form of a bonding wire and / or in the form of a copper clip, that the carrier element is in particular a heat sink made of copper or a stamped grid, and that the further component is a power semiconductor device.

In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung der Anordnung der Distanzelemente ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Distanzelement außerhalb des weiteren Bauteils angeordnet ist. Alternativ ist jedoch auch eine Anordnung des wenigstens einen Distanzelements innerhalb (der Fläche) eines weiteren Bauteils, oder aber, bei mehreren Distanzelementen, eine gemischte Anordnung der Distanzelemente denkbar. In a structurally preferred embodiment of the arrangement of the spacer elements, it is provided that the at least one spacer element is arranged outside of the further component. Alternatively, however, an arrangement of the at least one spacer element within (the surface) of another component, or, in the case of a plurality of spacer elements, a mixed arrangement of the spacer elements is conceivable.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.

Diese zeigt in:This shows in:

1 eine perspektivische Ansicht auf einen ersten erfindungsgemäßen Bauteileverbund unter Verwendung eines Leistungs-Halbleiterbauelements, dessen Oberseite über ein Verbindungselement in Form eines Clips mit einem Stanzgitter verbunden ist und 1 a perspective view of a first component assembly according to the invention using a power semiconductor device whose top is connected via a connecting element in the form of a clip with a stamped grid and

2 eine perspektivische Ansicht auf einen zweiten Bauteileverbund, bei dem ein Bauteil unmittelbar mit einem Trägerelement verbunden ist. 2 a perspective view of a second component composite, in which a component is directly connected to a carrier element.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same components or components with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.

In der 1 ist ein Teil eines Leistungselektronik-Moduls 100 dargestellt, wie es beispielsweise Bestandteil für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, E-Bikes, Lenkungsanwendungen in Kraftfahrzeugen o.ä. ist. Der Ausschnitt des Leistungselektronik-Moduls 100 zeigt einen Bauteileverbund 10, der ein Trägerelement 11 umfasst. Das Trägerelement 11 ist beispielhaft in Form einer Wärmesenke, aus Kupfer bestehend, ausgebildet. Die Oberseite des Trägerelements 11 ist über eine Lötverbindung in Form einer ersten Lotschicht 12 mit einem ein zusätzliches Bauelement darstellenden Leistungs-Halbleiterbauelement 15 verbunden. Zumindest die Oberseite 16 des Leistungs-Halbleiterbauelements 15 kann mit einer Passivierung zur Verbesserung der Korrosionseigenschaften mit einem Polymid versehen bzw. beschichtet sein. Die elektrische Kontaktierung des Leistungs-Halbleiterbauelements 15 erfolgt über ein Bauteil 18, das mit der Oberseite 16 des Halbleiterbauelements 15 über eine zweite Lotschicht 19 verbunden ist. Das Bauteil 18 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kupfer-Clip ausgebildet und weist einen in etwa rechteckförmigen Querschnitt auf. Das Bauteil 18 bzw. der Kupfer-Clip kann entweder eine blanke Oberfläche aufweisen oder aber beispielsweise vernickelt sein. Alternativ oder zusätzlich zu einem Kupfer-Clip kann das Bauteil 18 jedoch auch z.B. in Form einer Aluminium-Dickdrahtbondung ausgebildet sein. In the 1 is part of a power electronics module 100 such as components for hybrid and electric vehicles, e-bikes, steering applications in motor vehicles or the like. is. The section of the power electronics module 100 shows a component network 10 , which is a carrier element 11 includes. The carrier element 11 is exemplary in the form of a heat sink, consisting of copper formed. The top of the carrier element 11 is via a solder joint in the form of a first layer of solder 12 with a power semiconductor device representing an additional device 15 connected. At least the top 16 of the power semiconductor device 15 may be coated with a passivation to improve the corrosion properties with a polymide. The electrical contacting of the power semiconductor device 15 takes place via a component 18 that with the top 16 of the semiconductor device 15 over a second layer of solder 19 connected is. The component 18 is formed in the illustrated embodiment as a copper clip and has an approximately rectangular cross-section. The component 18 or the copper clip can either have a bare surface or be nickel-plated, for example. Alternatively or in addition to a copper clip, the component 18 However, for example, be designed in the form of an aluminum thick-wire bond.

Das Bauteil 18 verbindet die Oberseite des Leistungsbauelements 15 elektrisch mit einem benachbart zum Trägerelement 11 angeordneten Stanzgitter 20 (anstelle des Stanzgitters 20 ist auch eine Leiterplatte denkbar). Hierzu ist die Oberseite des Stanzgitters 20 über eine dritte Lotschicht 21 mit dem Bauteil 18 elektrisch und mechanisch verbunden. Das Leistungs-Halbleiterbauelement 15 wird beispielsweise in einem ersten Fertigungsschritt mit dem Trägerelement 11 über die erste Lotschicht 12 verbunden. In einem zweiten Fertigungsschritt wird anschließend das Bauteil 18 über die zweite Lotschicht 19 mit der Oberseite 16 des Leistungs-Halbleiterbauelements 15 verbunden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die beiden Lotschichten 12, 19 in einem einzigen Lötprozess auszubilden. Um eine lagegenaue, insbesondere ebene Positionierung des Bauteils 18 zum Leistungs-Halbleiterbauelement 15 zu ermöglichen, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem Bauteil 18 und der ihr zugewandten Oberseite des Trägerelements 11, außerhalb des Leistungs-Halbleiterbauelements 15, drei Distanzelemente 22 bis 24 angeordnet. Hierbei sind die beiden Distanzelemente 22, 23 auf der einen Seite des Leistungsbauelements 15 angeordnet, während ein drittes Distanzelement 24 auf der gegenüberliegenden Seite des Leistungs-Halbleiterbauelements 15 angeordnet ist. Die Distanzelemente 22 bis 24 weisen alle dieselbe Höhe bzw. Dicke auf, so dass diese eine parallel zur Oberseite des Trägerelements 11 angeordnete Auflageebene für das Bauteil 18 ausbilden, die parallel zur Oberseite des Trägerelements 11 verläuft.The component 18 connects the top of the power device 15 electrically with an adjacent to the carrier element 11 arranged stamped grid 20 (instead of the punched grid 20 is also a circuit board conceivable). This is the top of the stamped grid 20 over a third layer of solder 21 with the component 18 electrically and mechanically connected. The power semiconductor device 15 For example, in a first manufacturing step with the carrier element 11 over the first layer of solder 12 connected. In a second manufacturing step then the component 18 over the second layer of solder 19 with the top 16 of the power semiconductor device 15 connected. However, it can also be provided, the two solder layers 12 . 19 in a single soldering process. To a positionally accurate, in particular level positioning of the component 18 to the power semiconductor device 15 to enable are shown in the Embodiment between the component 18 and the top of the carrier element facing it 11 outside the power semiconductor device 15 , three spacers 22 to 24 arranged. Here are the two spacers 22 . 23 on one side of the power device 15 arranged while a third spacer element 24 on the opposite side of the power semiconductor device 15 is arranged. The spacer elements 22 to 24 all have the same height or thickness, so that this one parallel to the top of the support element 11 arranged support plane for the component 18 form parallel to the top of the support element 11 runs.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen alle drei Distanzelemente 22 bis 24 jeweils denselben Querschnitt auf, wobei dieser kreisförmig ausgebildet ist. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, einen anderen Querschnitt für die Distanzelemente 22 bis 24 zu verwenden, beispielsweise einen rechteckförmigen Querschnitt, einen quadratischen Querschnitt oder Ähnliches. Ferner kann die Form der Distanzelemente 22 bis 24 beliebig sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese als Zylinder ausgebildet, sie können jedoch auch in Form eines Quaders, eines Würfels oder eines Kegels ausgebildet sein, oder eine sonstige, komplexe Form aufweisen. Ferner können die Distanzelemente 22 bis 24 auch in Form einer Folie oder Ähnlichem ausgebildet sein. In the illustrated embodiment, all three spacer elements 22 to 24 each having the same cross-section, wherein this is circular. However, it is also within the scope of the invention, another cross section for the spacer elements 22 to 24 to use, for example, a rectangular cross section, a square cross section or the like. Furthermore, the shape of the spacer elements 22 to 24 be arbitrary. In the illustrated embodiment, these are designed as cylinders, but they may also be in the form of a cuboid, a cube or a cone, or have another, complex shape. Furthermore, the spacer elements 22 to 24 be formed in the form of a film or the like.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Distanzelemente 22 bis 24 aus einem Polymid bestehen und beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellt sind.According to the invention it is provided that the spacer elements 22 to 24 consist of a polymide and are produced for example by injection molding.

Zur Positionierung der Distanzelemente 22 bis 24 zwischen dem Trägerelement 11 und dem Bauteil 18 sind die Distanzelemente 22 bis 24 vorzugsweise entweder mit dem Trägerelement 11 oder aber mit dem Bauteil 18 vorab verbunden worden. Eine derartige Verbindung kann in Form einer Verklebung erfolgen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Distanzelemente 22 bis 24 an den entsprechenden Flächen mit einer dünnen Metallisierung oder aber einer anderen Beschichtung versehen sind, um anstelle einer Klebeverbindung beispielsweise eine Lötverbindung zu ermöglichen.For positioning the spacer elements 22 to 24 between the carrier element 11 and the component 18 are the spacers 22 to 24 preferably either with the carrier element 11 or with the component 18 been connected in advance. Such a connection can take place in the form of a bond. However, it can also be provided that the spacer elements 22 to 24 are provided on the corresponding surfaces with a thin metallization or other coating to allow, for example, a solder joint instead of an adhesive bond.

Nach dem Ausbilden der zweiten Lötverbindung zwischen der Oberseite 16 des Leistungs-Halbleiterbauelements 15 und der ihr zugewandten Unterseite des Bauteils 18 können die Distanzelemente 22 bis 24 an ihrem Platz verbleiben, d.h., dass sie anschließend nicht entfernt werden. Alternativ, insbesondere wenn die Distanzelemente 22 bis 24 nicht mit dem Bauteil 18 bzw. dem Trägerelement 11 verbunden sind, kann es jedoch auch vorgesehen sein, die Distanzelemente 22 bis 24 zu entfernen.After forming the second solder joint between the top 16 of the power semiconductor device 15 and the underside of the component facing it 18 can the spacers 22 to 24 remain in place, ie they will not be removed afterwards. Alternatively, especially if the spacer elements 22 to 24 not with the component 18 or the carrier element 11 However, it can also be provided, the spacer elements 22 to 24 to remove.

Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften sowie zu einer besseren Wärmeübertragung an das Trägerelement 11 bzw. die Umgebung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass der Bauteileverbund 10, zumindest im Bereich des Leistungs-Halbleiterbauelements 15, bevorzugt jedoch zusätzlich auch im Bereich der Distanzelemente 22 bis 24, von einer Moldmasse (nicht dargestellt) umgeben bzw. umgossen ist. Eine derartige Moldmasse besteht dabei vorzugsweise aus einem duroplastischen Kunststoff, der wahlweise mit Füllstoffen versetzt sein kann. Alternativ kann auch eine Gelmasse vorgesehen sein.To improve the mechanical properties and to better heat transfer to the support element 11 In addition, it may be provided that the component assembly 10 at least in the area of the power semiconductor device 15 , but preferably also in the area of the spacer elements 22 to 24 , surrounded by a molding compound (not shown). Such a molding compound preferably consists of a thermosetting plastic, which may optionally be mixed with fillers. Alternatively, a gel mass may be provided.

In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Bauteileverbund 10a dargestellt. Hierbei ist beispielsweise ein Trägerelement 11a in Form einer Leiterplatte vorgesehen, die über eine Lötverbindung 25 mit einem Bauteil 18, z.B. einem Chip oder Ähnlichem, verbunden ist. Zur ebenen Positionierung des Bauteils 18 zur Oberseite des Trägerelements 11a dienen mehrere Distanzelemente 26, die im Ausführungsbeispiel kegelförmig ausgebildet sind. Die Distanzelemente 26 weisen dabei alle dieselbe Höhe auf, und es sind wenigstens drei Distanzelemente 26 vorgesehen, um eine ebene Auflagefläche für das Bauteil 18 auszubilden. Ferner erkennt man, dass das Bauteil 18 sowie die Distanzelemente 26 von einer Vergussmasse 27, insbesondere dem bereits angesprochenen duroplastischen Kunststoff, umgeben bzw. umgossen sind.In the 2 is another embodiment of the invention with a composite component 10a shown. In this case, for example, a carrier element 11a provided in the form of a printed circuit board, via a solder joint 25 with a component 18 , eg a chip or the like. For level positioning of the component 18 to the top of the support element 11a serve several spacers 26 , which are conical in the embodiment. The spacer elements 26 all have the same height, and there are at least three spacers 26 provided to a flat bearing surface for the component 18 train. Furthermore, one recognizes that the component 18 as well as the spacer elements 26 from a potting compound 27 , in particular the already mentioned thermoset plastic, are surrounded or encapsulated.

Das soweit beschriebene Verfahren sowie die Bauteileverbunde 10, 10a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, bei dem Bauteileverbund 10 gemäß der 1 zunächst das Leistungs-Halbleiterbauelement 15 über die zweite Lotschicht 19 mit der Unterseite des Bauteils 18 zu verbinden und anschließend, in einem weiteren Fertigungsschritt, eine Verbindung des Leistungs-Halbleiterbauelements 15 mit dem Trägerelement 11 über die erste Lotschicht 12 herzustellen. In weiterer alternativer Ausgestaltung ist es ebenfalls denkbar, in einem gemeinsamen Fertigungsschritt das Leistungs-Halbleiterbauelement 15 gleichzeitig sowohl mit dem Trägerelement 11 als auch mit dem Bauteil 18 zu verbinden. Auch in diesem Fall wird mittels der Distanzelemente 22 bis 24 eine erwünschte, parallele Anordnung des Bauteils 18 zur Oberseite des Trägerelements 11 ermöglicht.The method described so far as well as the component assemblies 10 . 10a can be modified or modified in many ways without departing from the spirit of the invention. So it is conceivable, for example, in the component network 10 according to the 1 first the power semiconductor device 15 over the second layer of solder 19 with the bottom of the component 18 connect and then, in a further manufacturing step, a compound of the power semiconductor device 15 with the carrier element 11 over the first layer of solder 12 manufacture. In a further alternative embodiment, it is also conceivable, in a common manufacturing step, the power semiconductor device 15 simultaneously with both the support element 11 as well as with the component 18 connect to. Also in this case is by means of spacers 22 to 24 a desired, parallel arrangement of the component 18 to the top of the support element 11 allows.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69611302 T2 [0002, 0002]

Claims

Method for producing a solder joint between a component ( 15 . 18 ) and a carrier element ( 11 ; 11a ) on a component assembly ( 10 ; 10a ), between the component ( 15 . 18 ) and the carrier element ( 11 ; 11a ) at least one plastic spacer element ( 22 to 24 ; 26 ) is arranged, characterized in that as plastic for the spacer element ( 22 to 24 ; 26 ) a polymide is used.

A method according to claim 1, characterized in that the spacer element ( 22 to 24 ; 26 ) with the component ( 15 . 18 ) or the carrier element ( 11 ; 11a ), in particular by gluing or soldering.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the spacer element ( 22 to 24 ; 26 ), at least on the component ( 15 . 18 ) or the carrier element ( 11 ; 11a ) facing side, with a coating, for example in the form of a metallization or a ceramic layer is provided.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that at least the region of the spacer element ( 22 to 24 ; 26 ) after soldering between the component ( 15 . 18 ) and the carrier element ( 11 ; 11a ) with a potting compound ( 27 ), in particular a thermosetting plastic or a gel mass, is cast around.

Component assembly ( 10 ; 10a ), comprising a carrier element ( 11 ; 11a ) and a component ( 15 . 18 ), which by means of a solder layer ( 12 . 19 ; 25 ), wherein between the component ( 15 . 18 ) and the carrier element ( 11 ; 11a ) at least one plastic spacer element ( 22 to 24 ; 26 ) is arranged, characterized in that the spacer element ( 22 to 24 ; 26 ) consists of a polymide.

Component assembly according to claim 5, characterized in that the component composite ( 10 ) additionally a further component ( 15 ), and that the carrier element ( 11 ) with the further component ( 15 ), in particular by a further layer of solder ( 12 ), connected is.

Component assembly according to claim 6, characterized in that the component ( 18 ) is a connecting element, in particular in the form of a bonding wire and / or in the form of a copper clip, that the carrier element ( 11 ) is in particular a copper heat sink or a punched grid, and that the further component ( 15 ) is a power semiconductor device.

Component assembly according to claim 7, characterized in that at least one side of the power semiconductor device ( 15 ) is provided at least partially with a coating consisting of polymide.

Component assembly according to claim 7 or 8, characterized in that the at least one spacer element ( 22 to 24 ; 26 ) outside the further component ( 15 ) is arranged.

Component assembly according to one of claims 7 to 9, characterized in that the connecting element with a arranged outside the heat sink or a punched grid element, in particular a further stamped grid ( 20 ), connected is.