[发明专利]具有连接装置和至少一个半导体构件的结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构，最好是紧凑的功率半导体模块，它具有设计成复合薄膜的、用于与至少一个功率半导体构件和驱动组件导电连接的连接装置，其中在功率半导体构件与连接装置的导电线路之间具有填充物。

背景技术

为了接触未封装的半导体构件，已知有所谓的“倒片安装”(Flip-Chip-Montage)，其中半导体构件直接地且无其它连接器地以一个导电的接触面连接到电路载体的导电线路上。此接触通常借助于接触凸起来实现。在功率半导体构件与导电线路之间存留的空间为了电气绝缘的目的用低粘滞度的填充物填充，习惯上称为“毛细管下填工艺”。

此外在如此形成的功率半导体模块中还使驱动组件和其它电子元件通过此连接装置例如以粘合工艺固定并借助于粘合工艺与细金属丝电气连接。

现有技术例如如专利申请DE10355925A1，DE102005053398A1和US6624216所述。

DE10355925A1公开了一种具有设计成复合薄膜的连接装置的功率半导体模块。此复合薄膜至少包含一个第一和一个第二导电薄膜，并具有一个绝缘薄膜作为中间层。至少一个导电薄膜在其中被构造并从而形成相互电绝缘的导电线路，在其上可设置功率半导体构件。此外导电薄膜具有接触凸起，通过它借助于超声焊实现功率半导体构件与导电薄膜的持久的可靠电气连接。

DE102005053398A1公开了一种DE10355925A1意义上的功率半导体模块，其中第二导电薄膜同样被构造并从而形成导电线路，并且在其上最好用粘合工艺固定驱动组件并借助于细金属丝连接实现导电连接。位于导电薄膜之间的绝缘薄膜在两侧都没有金属的位置留有一处凹槽，通过这处凹槽的柔性细线能够在第一和第二导电薄膜之间的相应接合位置处形成电接触。

US6624216描述了一种方法，其中在功率半导体构件与第一导电薄膜之间的存留空间内出于电气安全性原因设置了一种填充物。此填充物最好是环氧人造树脂，它具有易剥离的材料，以降低填充物中的热膨胀系数并以这种方法降低通常存在于功率半导体构件中的温度变化负荷。根据现有技术，此工艺通常被称为“下填”或“毛细管下填工艺”。

这里的缺点在于，在下填过程中填充物通常不均匀地附着在导电薄膜上，并且原理上相对于导电薄膜的粘合性比相对于功率半导体构件的粘合性要差。

此外缺点还在于，功率半导体构件在每个连接装置中通常相对于机械力作用反应敏感。如果这种力作用导致功率半导体构件的损伤，则与功率半导体构件的导电能力或绝缘能力以及功率半导体模块的功能会受到损害。这种应力敏感性可以通过毛细管下填工艺借助填充物而被减小。

发明内容

本发明的目的在于给出一种具有设计为复合薄膜的连接装置和至少一个半导体构件的结构，其中在功率半导体构件与导电线路之间的填充物的作用方式通过提高填充物的粘附性而得以改进。

上述任务按照本发明由权利要求1所述特征完成。从属权利要求给出本发明的优选实施方式。

本发明的思路是从以下需要出发：一种结构，具有与至少一个要安装并连接到电路的半导体构件形成导电连接的连接装置，并具有填充物。在这种结构中未封装的功率半导体构件相互连接和/或与导电薄膜的导电线路相连接，所述导电线路位于导电薄膜上。另外驱动组件和其它电子元件也必须相连接。同样，功率半导体构件的负载连接端以及所有必要的控制和辅助连接端的外部端子也可被连接。

连接装置被设计成至少由一个绝缘薄膜和两个导电薄膜构成的复合薄膜。此复合薄膜具有以下层结构：开始是一个导电薄膜，然后依次分别为一个绝缘薄膜和一个导电薄膜。至少一个导电薄膜被构造并从而形成相互绝缘的导电线路。第一个薄膜具有与功率半导体构件的功率连接面的接触装置，它最好被设计为接触凸起并最好借助于超声焊接以材料一体或力耦合的方式连接。第二导电薄膜具有与驱动组件的逻辑连接面的接触面，它最好借助于粘合连接材料一体地连接并且借助于细金属丝连接与其它导电线路电连接。

根据本发明，至少一个最好是圆柱形的凹槽在至少一个导电薄膜的表面中形成，它具有最大为相应半导体构件面积的25％的面积，并且至少部分地位于被半导体构件覆盖的区域中。这种结构可以有利地被使用，因为通常电子构件在其制造之后借助于成像检验方法检验其结构的正确性。这里最好提供借助于X光透视法的图像识别系统或透视。其中凹槽处于至少部分地被半导体构件覆盖的区域中的优点是，凹槽的没有被相应半导体构件覆盖的那部分在成像检验方法中可用于控制凹槽的符合顺序的排列。