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1. WO2019219536 - KONTAKTANORDNUNG, ELEKTRONIKBAUGRUPPE UMFASSEND DIE KONTAKTANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR AUSBILDUNG DER KONTAKTANORDNUNG

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Veröffentlichungsnummer WO/2019/219536
Veröffentlichungsdatum 21.11.2019
Internationales Aktenzeichen PCT/EP2019/062063
Internationales Anmeldedatum 10.05.2019
IPC
H01L 23/492 2006.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
23Einzelheiten von Halbleiterbauelementen oder anderen Festkörperbauelementen
48Anordnungen zur Stromleitung zu oder von dem im Betrieb befindlichen Festkörper, z.B. Zuleitungen oder Anschlüsse
488bestehend aus gelöteten oder gebondeten Anordnungen
492Träger oder Platten
H01L 21/60 2006.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
21Verfahren oder Geräte, besonders ausgebildet für die Herstellung oder Behandlung von Halbleiterbauelementen oder Festkörperbauelementen oder Teilen davon
02Herstellung oder Behandlung von Halbleiterbauelementen oder Teilen davon
04Bauelemente mit mindestens einer Potenzialsprung-Sperrschicht oder Oberflächensperrschicht, z.B. PN-Übergang, Verarmungsschicht, Anreicherungsschicht
50Zusammenbau von Halbleiterbauelementen unter Verwendung von Verfahren oder Vorrichtungen, soweit nicht in einer der Untergruppen H01L21/06-H01L21/326180
60Anbringen von Anschlussleitungen oder anderen leitenden Teilen, die zur Stromleitung zu oder von einem in Betrieb befindlichen Bauelement dienen
H01L 23/488 2006.1
HSektion H Elektrotechnik
01Grundlegende elektrische Bauteile
LHalbleiterbauelemente; elektrische Festkörperbauelemente, soweit nicht anderweitig vorgesehen
23Einzelheiten von Halbleiterbauelementen oder anderen Festkörperbauelementen
48Anordnungen zur Stromleitung zu oder von dem im Betrieb befindlichen Festkörper, z.B. Zuleitungen oder Anschlüsse
488bestehend aus gelöteten oder gebondeten Anordnungen
CPC
B23K 1/0016
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
1Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
0008specially adapted for particular articles or work
0016Brazing of electronic components
B23K 2101/40
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
2101Articles made by soldering, welding or cutting
36Electric or electronic devices
40Semiconductor devices
H01L 21/4882
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
21Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
04the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
4814Conductive parts
4871Bases, plates or heatsinks
4882Assembly of heatsink parts
H01L 2224/26175
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
2224Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
2612Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers
26152being formed on an item to be connected not being a semiconductor or solid-state body
26175Flow barriers
H01L 2224/2732
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
2224Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
27Manufacturing methods
273by local deposition of the material of the layer connector
2731in liquid form
2732Screen printing, i.e. using a stencil
H01L 2224/291
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
2224Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
28Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
29of an individual layer connector
29001Core members of the layer connector
29099Material
291with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
Anmelder
  • ROBERT BOSCH GMBH [DE]/[DE]
Erfinder
  • SUENNER, Thomas
  • ZIPPRICH, Juergen
  • SCHIELE, Christian
Prioritätsdaten
10 2018 207 537.915.05.2018DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (de)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) KONTAKTANORDNUNG, ELEKTRONIKBAUGRUPPE UMFASSEND DIE KONTAKTANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR AUSBILDUNG DER KONTAKTANORDNUNG
(EN) CONTACT ARRANGEMENT, ELECTRONICS ASSEMBLY COMPRISING THE CONTACT ARRANGEMENT AND METHOD FOR FORMING THE CONTACT ARRANGEMENT
(FR) SYSTÈME DE CONTACT, MODULE ÉLECTRONIQUE COMPORTANT LE SYSTÈME DE CONTACT ET PROCÉDÉ DE CRÉATION DU SYSTÈME DE CONTACT
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Zusammenfassung
(DE) Eine Kontaktanordnung (100) weist einen Schichtstapel von drei übereinander angeordneten Fügepartnern (10, 20, 30) auf, wobei der mittlere Fügepartner (20) mit jeweils einer Schicht aus einem verfestigten Lotmittel (40) mit dem darüberliegenden und mit dem darunterliegenden Fügepartner (30, 10) stoffverbunden ist. Dabei weist der darüberliegende und/oder der darunterliegende Fügepartner (30, 10) jeweils eine dem mittleren Fügepartner (20) zugewandte ebene und lötbare Seitenoberfläche (30.1, 10.2) auf. Ferner ist innerhalb dieser jeweiligen Seitenoberfläche (30.1, 10.2) ein flächenkleinerer Teilbereich als Verbindungsfläche (21, 23) der Lotschicht (40) ausgebildet, wobei zur Zentrierung des mittleren Fügepartners (20) während eines geschmolzenem Zustands des Lotmittels (40) zumindest innerhalb einer der beiden Seitenoberflächen (30.1, 10.2) und in einem Abstand zu deren jeweiligen Außenkanten (60.32, 60.33, 60.34) zumindest ein Begrenzungselement (60, 60.3a, 60.3b) (eine Formerhöhung, eine Formvertiefung oder Formaussparung, insbesondere in Form eines Langloches, oder eine Außenkante (60.34, 60.32, 60.33) der Seitenoberfläche (30.1)) für einen Lötmeniskus der Lotschicht (40) ausgebildet ist und dort die Verbindungsfläche (21, 23) der Lotschicht (40) über zumindest einen Außenkonturabschnitt definiert abschließt. In einem Verfahren zur Ausbildung einer solchen Kontaktanordnung (100) werden der darüberliegende und der darunterliegende Fügepartner (30, 10) in einer festen Lageposition fixiert und die Anordnung (100) wird temperaturbehandelt, wobei das Lotmittel (40) in einen geschmolzenen Zustand gebracht wird und der mittlere Fügepartner (20) schwimmend mittels des geschmolzenen Lotmittels (40) getragen wird, wobei dann eine definierte Vorzugsposition des mittleren Fügepartners (20) relativ zum darüberliegenden und darunterliegenden Fügepartner (30, 10) eingenommen wird, indem ein Lötmeniskus der Lotschicht (40) durch mindestens das eine innerhalb zumindest einer der Seitenoberflächen (30.1, 10.2) ausgebildete Begrenzungselement (60, 60.3a, 60.3b) begrenzt wird und dort die Verbindungsfläche (21, 23) der Lotschicht (40) über zumindest einen Außenkonturabschnitt definiert abgeschlossen wird. Der mittlere Fügepartner (20) ist beispielsweise ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement (70), insbesondere ein Leistungshalbleiter, der darunterliegende Fügepartner (10) ist beispielsweise ein Schaltungsträger (80) und der darüberliegende Fügepartner (30) ist ein Metallclip (90). Alternativ ist der mittlere Fügepartner (20) als Wärmesenke vorgesehen, beispielsweise ein Metallelement oder ein unbestücktes Keramiksubstratelement.
(EN) A contact arrangement (100) has a layer stack of three assembly partners (10, 20, 30) provided one above the other, each central assembly partner (20) being integrally bonded to its respective assembly partners (30, 10) lying above and below by a layer of solidified solder (40). Each of the respective assembly partners (30, 10) lying above and/or below has a level solderable side surface (30.1, 10.2) facing the central assembly partner (20). In addition, a sub-region with a smaller surface area is formed within each side surface (30.1, 10.2) and acts as a connection surface (21, 23) for the solder layer (40), wherein, when the solder (40) has fused, in order to centrally position the central assembly partner (20) at least within one of the two side surfaces (30.1, 10.2), spaced apart from the outer edges (60.32, 60.33, 60.34) of the respective surface, at least one delimiting element (60, 60.3a, 60.3b) (an elevation, a depression or a cavity, in particular in the form of a slotted hole, or an outer edge (60.34, 60.32, 60.33) of the side surface (30.1)) for delimiting a solder meniscus of the solder layer (40) is formed and surrounds, in this position, the connection surface (21, 23) of the solder layer (40) in a clearly defined manner, by means of at least one outer contour portion. In a method for forming a contact arrangement (100) of this type, the assembly partners (30, 10) lying above and below are secured in a fixed position and the arrangement is heat-treated (100), wherein the solder (40) starts to fuse and the central assembly partner (20) is floatingly carried by the fused solder (40); the central assembly partner (20) then assumes a defined preferential position relative to the assembly partners (30, 10) lying above and below, by the delimitation of the solder meniscus of the solder layer (40) by at least the one delimiting element (60, 60.3a, 60.3b) formed within at least one of the side surfaces (30.1, 10.2), and the connection surface (21, 23) of the solder layer (40) is surrounded in this position, in a clearly defined manner, by means of at least one outer contour portion. The central assembly partner (20) is, for example, an electric and/or electronic component (70), in particular a power semiconductor, the assembly partner (10) lying below is, for example, a circuit carrier (80) and the assembly partner (30) lying above is a metal clip (90). Alternatively, the central assembly partner (20) is provided in the form of a heat sink, for example a metal element, or an unpopulated ceramic substrate element.
(FR) L'invention porte sur un système de contact (100) sous forme d'empilement de couches de trois partenaires d'assemblage (10, 20, 30) agencés les uns sur les autres, le partenaire d'assemblage central (20) étant lié par matière au partenaire d'assemblage (30) situé au-dessus de lui et au partenaire d'assemblage (10) situé en dessous de lui au moyen respectivement d'une couche constituée d'un agent de soudure solidifié (40). Selon l'invention, le partenaire d'assemblage (30) situé au-dessus et/ou le partenaire d'assemblage (10) situé en dessous comportent respectivement une surface latérale (30.1, 10.2) plane et soudable tournée vers le partenaire d'assemblage central (20). Par ailleurs, une zone partielle de plus petite surface est réalisée dans cette surface latérale (30.1, 10.2) respective en tant que surface de liaison (21, 23) de la couche de soudure (40), au moins un élément de délimitation (60, 60.3a, 60.3b) (saillie, creux ou évidement) étant réalisé pour un ménisque de soudure de la couche de soudure (40) pour le centrage du partenaire d'assemblage central (20) dans un état fondu de l'agent de soudure au moins à l'intérieur d'une des deux surfaces latérales (30.1, 10.2) et à une certaine distance de son bord extérieur (60.32, 60.33, 60.34) respectif et connecte à cet endroit de manière définie la surface de liaison (21, 23) de la couche de soudure (40) par le biais d'au moins une section de contour extérieur. Dans un procédé de création d'un tel système de contact (100), le partenaire d'assemblage (30) situé au-dessus et le partenaire d'assemblage (10) situé en dessous sont fixés dans une position fixe et le dispositif (100) est traité thermiquement, la couche de soudure (40) étant fondue et le partenaire d'assemblage central (20) flotte dans la couche de soudure (40) fondue de manière qu'il adopte une position préférée définie par rapport au partenaire d'assemblage (30) situé au-dessus et au partenaire d'assemblage (10) situé en dessous du fait qu'un ménisque de soudure de la couche de soudure (40) est délimité par l'élément de délimitation (60, 60.3a, 60.3b) créé au moins dans une des surfaces latérales (30.1, 10.2) et la surface de liaison (21, 23) de la couche de soudure (40) y est fermée de façon définie par au moins un segment de contour extérieur. Le partenaire d'assemblage central (20) est par exemple un composant (70) électrique et/ou électronique, notamment un semi-conducteur de puissance, le partenaire d'assemblage (10) situé en dessous est par exemple un porte-circuit (80) et le partenaire d'assemblage (30) situé au-dessus est une pince métallique (90). En variante, le partenaire d'assemblage central (20) est conçu en tant que dissipateur thermique, par exemple un élément métallique ou un élément de substrat céramique non équipé.
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