[发明专利]电气的或者电子的复合构件以及用于制造该复合构件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的电气的或者电子的复合构件以及一种按权利要求8所述的用于制造电气的或者电子的复合构件的方法。

背景技术

功率半导体，如JFET，MOSFET，IGBT或者二级管与功率电子的结构组件的线路支架的接合以及还有将线路支架接合到基板/降温器上典型地在软焊料技术中实现。根据新的欧盟立法，将来会禁止使用含铅的软焊料合金（Sn63Pb37和Sn5Pb95）。基于SnAgCu的无铅的软焊料合金能够作为代用合金仅仅有条件地得到使用，因为所述软焊料合金就其可靠性特别是在被动的和主动的温度交变负荷中受到限制。替代的高熔点的软焊料作为代用合金或者在使用中太脆（Bi97,5Ag2,5）或者太贵（Au80Sn20）。

作为替代的、高温稳定的以及高度可靠的接合技术，已知借助银膏直接烧结接合部件。这种技术被称为低温连接技术（NTV）。在此，在两个不同的实施方案之间是有区别的，也就是如在EP 2 246 26 B1中描述的银金属薄片的烧结，以及如在WO 2005/079353 A2中描述的银金属纳米颗粒的烧结。在烧结过程中，所述（烧结）颗粒不同于钎焊过程不会成为液体的状态，也就是说，其不会熔化。

在银金属薄片的烧结过程中，用于燃烧研磨蜡（Mahlwachse）的大气中的氧气需要大约240℃的温度以及大约40Mpa的高的过程压力。所述银金属纳米颗粒的烧结提供了这样的选则，即利用明显更小的从大约100kPa到5MPa之间的压力范围中的压力来实施烧结过程。如在银金属薄片的烧结过程中一样，在纳米颗粒的烧结过程中也需要氧气以及大约280℃的过程温度。此外所述已知的银金属纳米颗粒膏状成形件（Pastenformulierung）还包括比基于银金属薄片的膏状成形件还更高的有机成份（Organikanteil）、例如溶剂和/或接合剂。在所述已知的方法中，烧结膏直接施加在所述第一和/或第二接合部件上，紧接着所述接合部件在温度影响下彼此相对地挤压。在利用烧结膏进行过程控制时存在必须将大的气体体积通过烧结的层进行替换的困难；如此氧气必须到达接合位置并且所述溶剂以及燃烧的/氧化的有机物（Organik）必须具有排出的可能性。这样特别地在期望的较低的过程压力下导致加大的裂缝，特别是在大面积的接合的情况下。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种电子的或者电气的复合构件以及一种用于这样的复合构件的制造方法，在该方法中在接合时能够避免形成裂缝。优选所述复合构件应该可以成本低廉地制造并且在温度交变负荷下是可靠的。

这个任务关于所述电子的或者电气的复合构件利用权利要求1中的特征来解决并且关于制造方法利用权利要求8的特征来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。说明书、权利要求和/或附图中公开特征的至少两个特征的全部组合落入本发明的范围中。为了避免重复，按装置公开的特征适于作为按方法公开的特征并且可要求保护。按方法公开的特征同样也适于作为按装置公开的特征并且可要求保护。

本发明的思路在于，至少两个接合部件不像现有技术中一样直接借助烧结膏互相连接，也就是说彼此固定，而是所述接合部件在放弃烧结膏的情况下牢固地与事先制造的具有贯穿打开的孔隙结构（Porosit?t）的烧结成形件连接。在此优选要使用的烧结成形件（烧结薄膜）在接合部件的堆叠方向上的厚度延伸在大约10                                               和300之间或者更多。这样的烧结成形件拥有例如通过钎焊、熔焊或者粘接构造成的接合位置的已经集成的以及在接下来的与接合部件的接合过程中用于换气和排气的坚固的气体通道的优点。将所述多孔的烧结成形件作为插入部分或者说嵌入部分的使用积极地作用在用于接合所述接合部件与所述烧结成形件的接合过程中，特别是当大面积的接合部件如硅功率半导体与线路支架或者线路支架与降温器和烧结成形件相连接时。冲压格栅也能够通过烧结成形件连接。使用烧结成形件的另一个优点在于，所述接合位置的设计的自由度扩大了，因为所述烧结成形件能够比接合部件中的至少一个具有更大的面积、优选比两个接合部件都具有更大的面积，和/或所述接合部件能够明显地比在根据现有技术进行过程控制时，也就是在借助烧结膏直接烧结所述接合部件时更远地互相隔开。所述优点特别地在于提高了温度交变稳定性。