電子模塊及制造其的方法
【專利摘要】根據(jù)一個(gè)示例性方面，提供了一種電子模塊，其中電子模塊包括含有至少一個(gè)電子部件的電子芯片，含有布置在電子芯片上的主表面并與至少一個(gè)電子部件導(dǎo)熱連接的間隔元件，以及至少部分地圍繞電子芯片和間隔元件的模塑材料，其中間隔元件包括側(cè)表面，其與模塑材料接觸并包括表面結(jié)構(gòu)。
【專利說明】電子模塊及制造其的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子模塊。而且，本發(fā)明涉及制造電子模塊的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在本領(lǐng)域中，多個(gè)電子模塊是已知的，其包括提供一些電子功能的電子或半導(dǎo)體芯片。電子芯片可以布置或放置在襯底上，并且可以通過圍繞該電子芯片的模塑材料被容納或封裝。
[0003]特別是，由于通過模塑材料的容納，由電子芯片產(chǎn)生的熱量的耗散可以是目的。這對(duì)于以下情況尤其如此:電子模塊形成功率模塊或是功率模塊的一部分，即被適配并意為處理相當(dāng)高的功率的模塊，例如功率大小比在信息【技術(shù)領(lǐng)域】中使用的電子模塊高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
[0004]這樣的功率模塊被使用在電池或電動(dòng)機(jī)中，例如在電動(dòng)汽車領(lǐng)域中的電池或電動(dòng)機(jī)。這些電池和電動(dòng)機(jī)在充放電過程期間的操作中通常嚴(yán)重受力或受壓，導(dǎo)致高及快速的熱量生成，其對(duì)于電池和電動(dòng)機(jī)的功能可以是破壞性的。因而，所產(chǎn)生的熱量的驅(qū)散是構(gòu)建或設(shè)計(jì)這樣的功率模塊時(shí)需要考慮的一個(gè)重要問題。例如，可以使用高導(dǎo)熱性的材料用于芯片的襯底安裝或當(dāng)制造引線框架時(shí)。此外，熱傳導(dǎo)材料可以用作電子模塊的頂層或外層，以便于提供到環(huán)境的較大的接觸面積或界面，其可以用作對(duì)于模塊或封裝件的熱沉。
[0005]為了提高熱耗散，熱沉可以被設(shè)置在功率模塊的兩個(gè)主表面上。該熱沉被熱耦合到半導(dǎo)體芯片，其中一個(gè)熱沉可被用于冷卻芯片的一側(cè)，而另一熱沉與另一側(cè)處于熱接觸。熱沉繼而可以通過空氣對(duì)流或液體冷卻而與外側(cè)或環(huán)境熱耦合。
[0006]具體地，半導(dǎo)體芯片的前側(cè)或前表面必須被冷卻。通常對(duì)于常規(guī)的電子模塊或封裝件，半導(dǎo)體芯片的前側(cè)除了連接到模塑材料還通過鍵合線或接線柱(clip)被熱接觸，由于模塑材料的熱傳導(dǎo)率和鍵合或接線柱的材料熱傳導(dǎo)率的巨大差異導(dǎo)致熱量的局部釋放。
[0007]圖3示出了常規(guī)的功率模塊300的截面圖，包括具有半導(dǎo)體芯片(未示出)布置在其上的印刷電路板(PCB)或直接銅鍵合襯底(DCB) 301。在PCB301和/或芯片上，間隔元件或間隔件302經(jīng)由焊料層303被焊接。間隔元件302的另一側(cè)被連接到DCB305 (例如通過另外的焊料層304被焊接)，即陶瓷板被在陶瓷板的每一個(gè)主表面上的相應(yīng)的銅層所覆蓋。然后，功率模塊被模塑材料306容納，該模塑材料306至少在間隔元件302的側(cè)面部分接觸間隔元件302并可以進(jìn)一步覆蓋DCB和/或襯底的至少部分。模塑材料或部件使得半導(dǎo)體芯片被保護(hù)以免于外界影響并且另一方面可有助于均勻化模塊或封裝件的機(jī)械應(yīng)力。
[0008]除了經(jīng)由間隔元件和DCB的在電子芯片的前側(cè)的熱耗散，為了增加電子模塊的熱耗散，電子芯片的背側(cè)也可以被連接到熱沉，該熱沉形成在襯底的背側(cè)。
[0009]雖然所描述的電子模塊可以表現(xiàn)出良好的熱耗散，可能仍有潛在的空間來提供改進(jìn)的電子模塊。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]因此，可能有必要提供電子模塊及制造其的方法，其中電子模塊提供長(zhǎng)時(shí)間的良好的熱耗散，例如許多的溫度循環(huán)，并且實(shí)現(xiàn)了電子模塊的低故障率。
[0011]根據(jù)一個(gè)示例性方面，提供了一種電子模塊，其中，電子模塊包括電子芯片、間隔元件和模塑材料，該電子芯片包括至少一個(gè)電子部件，該間隔元件包括布置在電子芯片上并與至少一個(gè)電子部件導(dǎo)熱連接的主表面，該模塑材料至少部分地圍繞電子芯片和間隔元件，其中該間隔元件包括側(cè)表面，該側(cè)表面與模塑材料接觸并且包括表面結(jié)構(gòu)。
[0012]根據(jù)一個(gè)示例性方面，提供了一種制造電子模塊的方法，其中該方法包括:形成包括傳導(dǎo)材料且包括主表面和側(cè)表面的間隔元件，該側(cè)表面包括至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)，將間隔元件的主表面以導(dǎo)熱方式接觸電子芯片，至少部分地圍繞間隔元件和電子芯片成型模塑材料，使得模塑材料與間隔元件中的至少一個(gè)表面的結(jié)構(gòu)接觸。
[0013]根據(jù)一個(gè)示例性方面，提供了一種電子模塊，其中模塊包括電子裝置，和至少部分地圍繞電子裝置的模塑材料，其中電子裝置包括襯底，布置在襯底上的電子芯片，以及布置在電子芯片上的間隔元件，其中電子裝置包括含有被適配為增加電子裝置的表面面積的表面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面，其中模塑材料直接接觸到表面結(jié)構(gòu)。
[0014]通過提供具有包括表面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面的間隔元件，也可能增加介于間隔元件與模塑材料之間的接觸表面或界面。通過增加介于間隔元件與模塑材料之間的接觸表面或界，也可能減少脫層的可能性。
[0015]特別是，模塑材料和/或電子芯片與間隔元件之間和/或模塑材料的脫層可以被降低。由于模塑材料的以及電子芯片和/或間隔元件的材料電子芯片的不同熱膨脹，這種脫層尤其可以發(fā)生并可導(dǎo)致該電子模塊的故障，例如由于從電子部件和向電子部件的電路徑的斷裂。然而，由于表面結(jié)構(gòu)可以增加可用于使得模塑材料與間隔元件之間直接接觸的總表面，電子模塊的失效風(fēng)險(xiǎn)可以減少。尤其是，可以提供可針對(duì)更多的溫度循環(huán)實(shí)現(xiàn)其功能的改進(jìn)的電子模塊，該溫度循環(huán)即升溫和再次降溫，而不會(huì)例如由于脫層作用而破壞電子模塊中的電子或電路徑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]附圖被包括進(jìn)來以提供對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施例的進(jìn)一步理解并構(gòu)成說明書的一部分，附圖示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0017]在附圖中:
[0018]圖1A至IC示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的電子模塊的橫截面圖；
[0019]圖2A至2C概略地示出了用于形成間隔元件上的表面結(jié)構(gòu)的過程；
[0020]圖3示出了共同的功率模塊的橫截面圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]在下文中，將對(duì)電子模塊及制造其的方法的進(jìn)一步示例性實(shí)施例進(jìn)行說明。應(yīng)當(dāng)注意的是，在電子模塊的上下文中所描述的實(shí)施例也可以與制造電子模塊的方法的實(shí)施例結(jié)合并且反之亦然。
[0022]特別地，間隔元件包括傳導(dǎo)材料。例如，傳導(dǎo)材料可以是導(dǎo)熱和/或?qū)щ姷摹ｉg隔元件也可以實(shí)現(xiàn)平衡電子模塊的部件或?qū)拥母叨炔畹睦叫?yīng)。具體地，電子芯片可以包括或者可以由功率晶體管形成，即適用于切換幾十或幾百瓦數(shù)量的電功率的開關(guān)元件。這種功率晶體管必須被從用于切換信息信號(hào)的晶體管(例如在處理器或存儲(chǔ)器的集成電路中)區(qū)分開?？商娲?，電子模塊可包括密集陣列的電子電路也導(dǎo)致必須被耗散的高發(fā)熱。
[0023]術(shù)語(yǔ)“表面結(jié)構(gòu)”可特別表示不具有光滑表面的任何結(jié)構(gòu)或功能，S卩，其具有相比光滑表面而言增加的表面。換言之，包括表面結(jié)構(gòu)的表面可以具有在截面圖中的不是直線或不形成直線的邊界線。因而，表面結(jié)構(gòu)可以提供真正的三維形式或表面的形狀，而不是準(zhǔn)二維形式。這樣的準(zhǔn)二維形式可以是除了輕微非有意或不可避免的突起和/或凹進(jìn)的平坦或光滑的形式，而真正的三維形式提供了非平坦表面。
[0024]特別地，該電子模塊可以是功率模塊，例如適用于承受高電壓的功率晶體管或類似的電子模塊。術(shù)語(yǔ)“高電壓”可具體表示比用于信息信號(hào)的典型電壓更高的電壓。例如，功率晶體管可以承受上百伏甚至幾百伏的電壓。
[0025]特別地，表面結(jié)構(gòu)是三維結(jié)構(gòu)。這種表面結(jié)構(gòu)可以提供在其上或在其處形成有表面結(jié)構(gòu)的側(cè)表面具有比起光滑或平坦或準(zhǔn)二維表面而言增加的表面。即，側(cè)表面可以被表面結(jié)構(gòu)所增加。特別地，側(cè)表面可以是垂直與或至少基本上垂直于間隔元件的主表面的表面。應(yīng)當(dāng)指出的是，間隔元件可以是準(zhǔn)二維的，例如其厚度為0.1mm與1mm之間，特別是在0.5mm與5mm之間，更特別在1.0mm與3.5mm之間，例如約2.5mm,同時(shí)具有在0.25mm2與200mm2之間的面積,特別是在0.25mm2與200mm2之間的面積,特別是在40mm2與60mm2的范圍內(nèi)。然而，間隔元件還可具有塊的形式，即真正的三維元件，其中在所有三個(gè)空間方向上的延伸可以是在相同的數(shù)量級(jí)，而準(zhǔn)二維元件可以具有一個(gè)空間方向，在該方向上的擴(kuò)展比在其它兩個(gè)空間方向上要小得多。例如，電子芯片可以被布置、安裝或固定在襯底上，例如通過由焊接、夾緊或任何其它合適技術(shù)的表面安裝技術(shù)。具體地，電子模塊可被電連接到襯底，例如通過引線鍵合、焊接或表面安裝技術(shù)。
[0026]應(yīng)當(dāng)指出的是，電子模塊可以包括可相對(duì)于彼此被側(cè)布置和/或可以相對(duì)于彼此垂直布置的附加間隔元件，即可以形成疊層結(jié)構(gòu)。幾個(gè)或所有的附加間隔元件可以包括含有表面結(jié)構(gòu)的側(cè)或側(cè)表面。此外，數(shù)個(gè)電子芯片可以在電子模塊中或處于電子模塊處相對(duì)于彼此被水平和/或垂直布置。模塑材料可以包括熱塑性塑料材料、熱固性材料、塑性體(plastomere)材料或環(huán)氧樹脂材料。應(yīng)當(dāng)指出的是，間隔元件的側(cè)表面優(yōu)選地不具有焊料在其上或者是無(wú)焊料的，使得在側(cè)表面上的模塑材料的粘合或抓牢可以增加。
[0027]在制造電子模塊的方法中，形成間隔元件可以包括在設(shè)計(jì)側(cè)表面，該側(cè)表面具有比起基本上垂直于間隔元件的主表面的平坦的側(cè)表面而言增加的表面面積。
[0028]根據(jù)電子模塊的一個(gè)示例性實(shí)施例，該至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)包括由以下數(shù)項(xiàng)構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)結(jié)構(gòu):凹進(jìn)、突出、凹入結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)、以及倒鉤(barb)。
[0029]所有描述的表面結(jié)構(gòu)或表面特征可以是增加接觸模塑材料的表面面積并因而可適于提供某種榫齒以便于減少脫層的可能性的合適的結(jié)構(gòu)。特別地，上述結(jié)構(gòu)可以具有在橫截面中所描述的形式或形狀。換言之，例如突出或凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)可以在基本上垂直于側(cè)表面的區(qū)域或平面的方向上的間隔元件的側(cè)表面中形成。
[0030]根據(jù)電子模塊的一個(gè)示例性實(shí)施例，間隔元件包括導(dǎo)熱材料。
[0031]例如，導(dǎo)熱材料可以是金屬或熱傳導(dǎo)性塑料材料。金屬材料的示例可以是銅、鑰、鎳、鋁等。特定的導(dǎo)熱率可以高于預(yù)定的熱閾值，特別是它可以高于low/(m.K)，或者甚至高于100W/(m.K)。優(yōu)選地，間隔元件，特別是間隔元件的材料，可以選擇為可結(jié)構(gòu)化的，即可以被形成結(jié)構(gòu)或圖案，從而例如形成在間隔元件中或上的傳導(dǎo)圖案或路徑。所有描述的材料可以是用于間隔元件的合適材料，因?yàn)樵谝环矫孢@些材料可以易于被結(jié)構(gòu)化而另一方面提供了良好的導(dǎo)熱率，允許良好的熱傳導(dǎo)或耗散。
[0032]根據(jù)電子模塊的一個(gè)不例性的實(shí)施例，間隔兀件包括導(dǎo)電材料。
[0033]例如，傳導(dǎo)材料的特定導(dǎo)電率可高于給定的閾值，特別是其可以高于I.105S/m或甚至高于I.106S/m。
[0034]根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，電子模塊進(jìn)一步包括與間隔元件熱連接的至少一個(gè)外部熱傳導(dǎo)層。
[0035]特別地，至少一個(gè)外部熱傳導(dǎo)層可以是金屬層或金屬塊，如銅、鋁或鑰塊或?qū)?。外部熱傳?dǎo)層或結(jié)構(gòu)可以形成用于電子模塊的熱沉并可以被布置在電子模塊的最外表面，使得其可以用作電子模塊的散熱面。該至少一個(gè)外部熱傳導(dǎo)層可以被布置在電子模塊的上側(cè)或電子模塊的下側(cè)。例如，至少一個(gè)熱傳導(dǎo)層可以以間隔元件被布置在電子芯片與至少一個(gè)外部熱傳導(dǎo)層之間的方式被布置在電子模塊的主表面上?？商娲?，至少一個(gè)外部熱傳導(dǎo)表面以電子芯片被布置在間隔兀件與至少一個(gè)熱傳導(dǎo)表面之間的方式被布置在電子模塊的另一主表面上。例如外部熱傳導(dǎo)層可形成蓋或蓋結(jié)構(gòu)。
[0036]根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，電子模塊還包括另外的外部熱傳導(dǎo)層，其中另外的外部熱傳導(dǎo)層被布置在電子模塊的主表面上，該表面與在其上布置有至少一個(gè)熱傳導(dǎo)表面的電子模塊的另一個(gè)主表面相對(duì)。
[0037]在第一外部熱傳導(dǎo)層的相反側(cè)設(shè)置第二外部熱傳導(dǎo)層可以改進(jìn)電子模塊的熱耗散。
[0038]根據(jù)電子模塊的一個(gè)示例性實(shí)施例，其中間隔元件通過由以下數(shù)項(xiàng)所構(gòu)成的組中選出的一個(gè)工藝被固定到電子芯片:焊接、燒結(jié)、以及膠合。
[0039]特別地，當(dāng)焊接可以是焊料層的焊料結(jié)構(gòu)時(shí)可以使用焊料結(jié)構(gòu)。例如通過焊料球、焊料膏、焊料凸塊等而形成的焊料結(jié)構(gòu)可以提供一種有效的方式將間隔元件和電子芯片電彼此熱連接，并在同一時(shí)間在其之間提供足夠強(qiáng)的連接。
[0040]根據(jù)電子模塊的一個(gè)示例性實(shí)施例，間隔元件由沖壓、沖孔、研磨、燒結(jié)、車削、軋制(rolling)、噴丸(例如噴丸加工)，例如通過使用預(yù)元件的剛玉。特別是，沖壓可以以脊部被形成在間隔元件的側(cè)表面的中間的方式進(jìn)行，該脊部可以形成間隔元件的表面結(jié)構(gòu)。這樣的脊部可通過使用用于沖壓的兩個(gè)板來實(shí)現(xiàn)，其中一個(gè)從上側(cè)按壓，一個(gè)從下側(cè)按壓到預(yù)元件上。
[0041]根據(jù)電子模塊的示例性實(shí)施例，與垂直于主表面延伸的平坦的側(cè)壁相比，至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)被配置用于增加側(cè)表面的面積。
[0042]根據(jù)電子模塊的一個(gè)示例性實(shí)施例，至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)構(gòu)成彎曲的側(cè)表面。
[0043]根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，制造電子模塊的方法進(jìn)一步包括通過由以下數(shù)項(xiàng)所構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)工藝在預(yù)元件上形成至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu):沖壓、壓制、模塑、濺射、銑肖IJ、燒結(jié)、噴丸和軋制。
[0044]結(jié)構(gòu)化預(yù)元件的所有描述的方法可以提供一種有效的方式來通過提供突起和/或凹部或凹進(jìn)而形成在預(yù)元件中的表面結(jié)構(gòu)。例如，沖壓工藝可以由兩個(gè)沖壓板或工具作用在預(yù)元件的兩側(cè)而進(jìn)行，使得脊部可形成于預(yù)模的側(cè)表面的中間，該預(yù)?？稍谥笮纬砷g隔元件的表面結(jié)構(gòu)。
[0045]根據(jù)制造的方法的一個(gè)示范性實(shí)施例，間隔元件的主表面與電子芯片的接觸通過選自以下組中的一個(gè)工藝而進(jìn)行:焊接、燒結(jié)和膠合。
[0046]原則上，可以選擇任何允許足夠強(qiáng)或穩(wěn)定的固定的固定方法或固定工藝，而在同一時(shí)間提供足夠的熱接觸。例如，焊接可以允許簡(jiǎn)單和有效的方式來將間隔元件和電子芯片固定到彼此并且提供在兩個(gè)部件之間的充分的熱接觸。
[0047]根據(jù)制造的方法的一個(gè)示例性實(shí)施例，表面結(jié)構(gòu)形成在間隔元件中。
[0048]可替代地或另外地，襯底還可以包括在至少一個(gè)側(cè)表面上的表面結(jié)構(gòu)。
[0049]根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，電子裝置進(jìn)一步包括多個(gè)間隔元件。
[0050]特別地，間隔元件可以垂直地被布置在彼此的頂部和/或相對(duì)于彼此側(cè)地布置。通過提供疊層封裝件或模塊，提高電子模塊的功率能力而不增加所需的面積是可能的。由于該間隔元件的良好的導(dǎo)熱率以及提供增加的側(cè)表面面積(導(dǎo)致脫層的可能性降低)，即使當(dāng)其以疊層的方式被形成時(shí)充分地冷卻電子模塊也是可能的。
[0051 ] 總結(jié)一個(gè)示例性實(shí)施例的要旨可以在于提供封裝的或容納的電子模塊，其包括介于電子芯片與例如直接銅板的外部熱傳導(dǎo)層之間的間隔元件，其中間隔元件的側(cè)表面包括表面結(jié)構(gòu)。這些表面結(jié)構(gòu)增加了介于間隔元件與電子模塊的模塑材料之間的接觸表面或接觸區(qū)域，并可因而導(dǎo)致脫層的可能性降低，且因此電子模塊故障的概率降低。
[0052]這種脫層可能通過在電子模塊的不同材料之間的熱膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致，該差異取決于實(shí)際溫度導(dǎo)致電子模塊中的機(jī)械應(yīng)力，其中該機(jī)械應(yīng)力可能在間隔元件的側(cè)表面達(dá)到峰值。因而，提供增加表面并且可能提供某種類型的倒鉤或鉤住效果的表面結(jié)構(gòu)可以是一種高效的方法以減小脫層的可能性，該脫層之后在使用該電子模塊時(shí)將可能導(dǎo)致電氣故障。若沒有表面結(jié)構(gòu)，脫層可能特別發(fā)生在模塑材料與上襯底(例如DCB)之間。
[0053]另外，應(yīng)該指出的是，在側(cè)表面處的表面結(jié)構(gòu)還可以降低或避免初始脫層，該初始脫層即為可能由模塑材料的低粘合導(dǎo)致的甚至在第一溫度循環(huán)之前發(fā)生的脫層，由于表面結(jié)構(gòu)的倒鉤功能該粘合可以被增加。
[0054]本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)從下面的描述和所附的權(quán)利要求并結(jié)合附圖變得顯而易見，其中相同的部件或元件用相同的標(biāo)號(hào)表示。
[0055]附圖中的圖示是示意性的，不一定按比例繪制。
[0056]圖1示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的電子模塊的橫截面圖。
[0057]特別地，圖1A示出了根據(jù)第一示例性實(shí)施例的電子模塊100的細(xì)節(jié)的橫截面圖，并包括襯底101，例如，直接銅鍵合襯底(DCB)，包括銅子層和陶瓷子層，在其上布置有電子芯片或元件(未示出)，如功率晶體管，例如IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)。在襯底101和電子芯片上布置有焊料層102以將間隔元件103固定到襯底上。該間隔元件可以具有約2.5mm的厚度，并由導(dǎo)熱材料形成，該導(dǎo)熱材料例如銅、鑰、鎳等。在間隔元件103上，包括銅子層和陶瓷子層的DCB104被附加的焊料層105放置。如可以由圖1A所見，間隔元件103的側(cè)表面106不是平坦的但包括表面結(jié)構(gòu)107，在圖1A的實(shí)施例中其是基本上凹入的凹槽。此外，該電子模塊包括由模塑材料108形成的殼體或封裝。模塑材料108與表面結(jié)構(gòu)107接合，即形成在所述間隔元件的凹進(jìn)，從而導(dǎo)致間隔元件103與模塑材料108之間改進(jìn)的接觸。該改進(jìn)的接觸可導(dǎo)致脫層的可能性降低，從而有可能提高電子模塊100的質(zhì)量。
[0058]特別地，圖1B示出了根據(jù)第二示例性實(shí)施例的電子模塊110的細(xì)節(jié)的橫截面圖，其類似于在圖1A中所描述的。然而，圖1B的實(shí)施例包括突起111，其基本上形成了三角形，如間隔元件103的表面結(jié)構(gòu)。這樣的突起可以通過由兩個(gè)沖壓板從相反的兩側(cè)沖壓預(yù)元件而形成。
[0059]特別地，圖1C示出了根據(jù)第三示例性實(shí)施例的電子模塊120的細(xì)節(jié)的橫截面圖，其類似于在圖1B中所描繪的。然而，突起111形成了在圖1C所示的第三示例性實(shí)施例的倒鉤或薄片。
[0060]圖2概略地示出了用于形成在間隔元件200上或中的表面結(jié)構(gòu)的三個(gè)示例性過程。間隔元件200可以從確實(shí)模塑材料粘合不足的材料制成或可以具有模塑材料粘合不足的附加的表面(例如，Au)。在第一步驟中，例如通過蝕刻、拋光、或使用例如沙的噴丸，被布置或形成在預(yù)元件201上的例如接觸層或雜質(zhì)的一些表面元件可以被移除，特別是從預(yù)元件201的側(cè)表面移除。
[0061]在下一步驟中，表面結(jié)構(gòu)202被形成在預(yù)元件201的側(cè)表面203中。根據(jù)圖2A，表面結(jié)構(gòu)202由如在圖2A中概略地描繪的銑削工具204所形成。銑削工具生成在預(yù)元件201中的凹槽，由此形成間隔元件200。
[0062]圖2B示出了另一種可能性以提供在預(yù)元件211的側(cè)表面中的表面結(jié)構(gòu)212從而形成間隔元件210。特別地，表面結(jié)構(gòu)212通過在濺射或噴丸工藝中使用磨料顆粒213導(dǎo)致在預(yù)元件211的側(cè)表面214中的凹痕212而形成。在濺射工藝期間，數(shù)個(gè)預(yù)元件211可以被一起處理并且可以被布置在兩個(gè)印?；驔_頭213之間，該兩個(gè)印?；驔_頭213被布置在預(yù)元件之上及之下并被用來固定或保持預(yù)元件211。再次，圖2B的下部示出了在噴丸步驟之后的最終間隔兀件210。
[0063]圖2C示出了形成間隔元件220的另一種可能的方式。根據(jù)圖2C的實(shí)施例，燒結(jié)工藝被用來制造間隔元件220。在燒結(jié)工藝中，填充有導(dǎo)熱材料的工具221被用于形成間隔元件，該導(dǎo)熱材料例如銅、鑰、鎳或塑料導(dǎo)熱材料。該材料可以由工具填充在腔222中作為粉末或顆粒223。此外，在腔221的表面處工具220包括突起224。為了制造間隔元件200，沖頭225被用來壓縮材料顆粒，并在同一時(shí)間該工具通過加熱填充有導(dǎo)電材料的工具進(jìn)行燒結(jié)工藝。再次，圖2C的下部示出了構(gòu)建后的間隔元件220，其看起來類似于圖2A的下部中的間隔元件，并且包括間隔元件220的側(cè)表面227中的表面結(jié)構(gòu)226。
[0064]所有在圖2中所示的工藝提供了在側(cè)表面處具有表面結(jié)構(gòu)的間隔元件200、210、220，該表面結(jié)構(gòu)可以改進(jìn)介于以后的模塑材料與間隔元件之間的粘合，使得可以減小后來脫層的可能性。
[0065]應(yīng)當(dāng)指出的是，術(shù)語(yǔ)“包括”不排除其他元件或特征，并且“一” (a)或“一個(gè)”(an)不排除多個(gè)。此外，結(jié)合不同實(shí)施例描述的元件可以被組合。還應(yīng)當(dāng)注意的是，附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制權(quán)利要求的范圍。此外，本申請(qǐng)的范圍并不旨在限于在說明書中描述的過程、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法和步驟的特定實(shí)施例。因此，所附權(quán)利要求旨在在其范圍內(nèi)包括這樣的過程、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟。
【權(quán)利要求】
1.一種電子模塊,包括: 電子芯片，所述電子芯片包括至少一個(gè)電子部件， 間隔元件，所述間隔元件包括布置在所述電子芯片上的主表面并且與所述至少一個(gè)電子部件導(dǎo)熱連接；以及 模塑材料，所述模塑材料至少部分地圍繞所述電子芯片和所述間隔元件； 其中所述間隔元件包括側(cè)表面，所述側(cè)表面與所述模塑材料接觸并且包括至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，其中所述至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)包括由以下數(shù)項(xiàng)所構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)結(jié)構(gòu): 凹進(jìn)， 關(guān)起， 凹入結(jié)構(gòu)， 凸出結(jié)構(gòu)，以及 倒鉤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，其中所述間隔元件包括導(dǎo)熱材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，其中所述間隔元件包括導(dǎo)電材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，進(jìn)一步包括至少一個(gè)外部熱傳導(dǎo)層，所述外部熱傳導(dǎo)層與所述間隔元件熱連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子模塊，進(jìn)一步包括另外的外部熱傳導(dǎo)層，其中所述另外的外部熱傳導(dǎo)層被布置在所述電子模塊的主表面上，所述電子模塊的所述主表面與所述電子模塊的另外的主表面相對(duì)，在所述電子模塊的所述另外的主表面上布置有至少一個(gè)熱傳導(dǎo)表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，其中所述間隔元件通過由以下數(shù)項(xiàng)所構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)工藝被固定到所述電子芯片: 焊接； 燒結(jié)；以及 膠合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，其中所述間隔元件通過由以下數(shù)項(xiàng)所構(gòu)成的組中選出的工藝而形成: 沖壓； 壓制； 模塑； 濺射； 銑削； 噴丸；以及 軋制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，其中所述至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)比起垂直于所述主表面延伸的平坦側(cè)壁而言被配置用于增加所述側(cè)表面的面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子模塊，其中所述至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)構(gòu)成彎曲的側(cè)表面。
11.一種制造電子模塊的方法，所述方法包括: 形成間隔元件，所述間隔元件包括傳導(dǎo)材料并且包括主表面和側(cè)表面，所述側(cè)表面包括至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)； 將所述間隔元件的所述主表面與電子芯片以導(dǎo)熱方式接觸； 將模塑材料至少部分地繞所述間隔元件和所述電子芯片成型，使得所述模塑材料與所述間隔元件的所述至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)接觸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括: 通過由以下數(shù)項(xiàng)所構(gòu)成的組中選出的至少一個(gè)工藝將所述至少一個(gè)表面結(jié)構(gòu)形成在預(yù)元件上: 沖壓； 壓制； 模塑； 濺射； 銑削； 噴丸；以及 軋制。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述間隔元件的所述主表面與所述電子芯片的所述接觸通過由以下數(shù)項(xiàng)所構(gòu)成的組中選出的一個(gè)工藝進(jìn)行: 焊接； 燒結(jié)；以及 膠合。
14.一種電子模塊,所述模塊包括: 電子裝置；以及 模塑材料，所述模塑材料至少部分地圍繞所述電子裝置， 其中所述電子裝置包括襯底，布置在所述襯底上的電子芯片，以及布置在所述電子芯片上的間隔元件， 其中所述電子裝置進(jìn)一步包括側(cè)表面，所述側(cè)表面包括被適配為增加所述電子裝置的表面面積的表面結(jié)構(gòu)，其中所述模塑材料與所述表面結(jié)構(gòu)直接接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子模塊，其中所述表面結(jié)構(gòu)被形成在所述間隔元件上。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子裝置，其中所述電子裝置進(jìn)一步包括多個(gè)間隔元件。
【文檔編號(hào)】H01L23/31GK104377174SQ201410392670
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】F·溫特, O·蓋特納, I·尼基廷, J·赫格爾 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司