包括具有嵌入的封裝式半導(dǎo)體芯片的引線框的印刷電路板的制作方法
【專利摘要】電子模塊包括電路板，所述電路板包括載體層，所述載體層包括在其主表面上的多個(gè)凹部區(qū)域，所述電子模塊還包括多個(gè)電子子模塊，所述子模塊中的每一個(gè)都設(shè)置在凹部區(qū)域中的一個(gè)中，并且所述子模塊中的每一個(gè)都包括載體、設(shè)置在載體上的半導(dǎo)體芯片以及設(shè)置在載體上和半導(dǎo)體芯片上的封裝材料。
【專利說明】
包括具有嵌入的封裝式半導(dǎo)體芯片的引線框的印刷電路板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及一種電子模塊、尤其涉及一種包括引線框的電路板，并且涉及一種呈封裝式半導(dǎo)體芯片形式的電子子模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]印刷電路板(PCB)多層組件通常包括由與中間電導(dǎo)體或布線層彼此上下布置的多個(gè)電絕緣層或介電層所形成的層疊結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)已知這種PCB裝置的多個(gè)實(shí)施例和示例。尤其地，已開發(fā)了關(guān)于將半導(dǎo)體芯片嵌入至這些PCB裝置內(nèi)的不同方法。然而，這些傳統(tǒng)的方法遭受著不同的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)包括目前使得這些方法難以處理且有時(shí)不切實(shí)際的敏感且復(fù)雜的處理步驟和技術(shù)。
【附圖說明】
[0003 ]包括圖1A和圖1B的圖1不出了根據(jù)一個(gè)不例的電子模塊的不意性頂視圖(A)和剖視側(cè)視圖(B)。
[0004]包括圖2A和圖2B的圖2示出了包括垂直結(jié)構(gòu)式半導(dǎo)體晶體管芯片的電子模塊的第一示例和包括垂直結(jié)構(gòu)式半導(dǎo)體晶體管芯片的電子模塊的第二示例的示意性剖視側(cè)視圖(A、B)，在所述第一示例中所有電接觸部布置于該模塊的前側(cè)(A)，在所述第二示例中，電接觸部中的第一個(gè)布置于所述模塊的后側(cè)而另一電接觸部布置于該模塊的前側(cè)(B)。
[0005]包括圖3A和圖3B的圖3示出了圖2A類型的電子子模塊處于它的還不具有封裝材料的制造中間狀態(tài)的示意性透視頂視圖(A)以及處于它的被提供封裝材料的制造最終狀態(tài)的示意性透視頂視圖(B)。
[0006]包括圖4A和圖4B的圖4示出了包括垂直結(jié)構(gòu)式半導(dǎo)體晶體管芯片的電子子模塊的第一示例和包括垂直結(jié)構(gòu)式半導(dǎo)體晶體管芯片的電子子模塊的第二示例的示意性剖視側(cè)視圖，在所述第一示例中所有電接觸部布置于該子模塊的前側(cè)(A)，在所述第二示例中，電接觸部中的第一個(gè)布置于該子模塊的后側(cè)而另一電接觸部布置于該子模塊的前側(cè)(B)。
[0007]圖5示出了圖2A或圖4A的類型的電子模塊的一個(gè)示例的示意性頂視圖，所述電子模塊包括設(shè)置在該電子模塊的相應(yīng)的凹部區(qū)域的電子子模塊，其中，凹部區(qū)域的側(cè)壁包括間隔元件。
【具體實(shí)施方式】
[0008]現(xiàn)參照附圖描述方面和實(shí)施例，其中，類似的附圖標(biāo)記大體上始終用于指代類似的元件。在下述說明書中，為了說明的目的，提出了許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)實(shí)施例的一個(gè)或一個(gè)以上方面的徹底理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯然的是:實(shí)施例的一個(gè)或一個(gè)以上方面可以以該具體細(xì)節(jié)的較低程度來實(shí)踐。在其它情況下，已知的結(jié)構(gòu)和元件以示意性形式示出，以便方便描述實(shí)施例的一個(gè)或一個(gè)以上方面。應(yīng)當(dāng)理解，也可使用其它實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)性或邏輯性的改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。還應(yīng)注意，附圖不是按比例或不一定按比例繪制。
[0009]在下述詳細(xì)說明書中，參考了形成本申請(qǐng)文件的一部分的附圖，這些附圖以展示性方式示出可以實(shí)踐本發(fā)明的具體方面。對(duì)此，方向術(shù)語如“頂”、“底”、“前”、“后”等可以參考所描述的附圖的方向而使用。由于所描述的裝置的部件可以以多種不同的定向定位，因此方向術(shù)語可用于展示的目的并且不是限制性的。應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用其它實(shí)施例并且可以做出結(jié)構(gòu)性或邏輯性的改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。由此，下述詳細(xì)說明不是限制性的，并且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求來限定。
[0010]應(yīng)當(dāng)理解，除非另有說明，否則在此說明的各種示例性實(shí)施例的特征可以彼此組入口 ο
[0011 ]如本申請(qǐng)所應(yīng)用的，術(shù)語“結(jié)合的”、“附接的”、“連接的”、“聯(lián)接的”和/或“電連接/電聯(lián)接的”沒有指元件或?qū)颖仨氈苯咏佑|在一起；中介元件或中介層可以相應(yīng)地設(shè)置在“結(jié)合的”、“附接的”、“連接的”、“聯(lián)接的”和/或“電連接/電聯(lián)接的”元件之間。然而，根據(jù)本公開，上述術(shù)語還可以選擇性地具有下述特定含義:元件或?qū)又苯咏佑|在一起，即“結(jié)合的”、“附接的”、“連接的”、“聯(lián)接的”和/或“電連接/電聯(lián)接的”元件之間沒有相應(yīng)的中介元件或中介層。
[0012]此外，對(duì)于部件、元件或材料層形成或定位在一表面上所使用的詞語“之上”在此可用來指該部件、元件或材料層“間接地”定位(例如布置、形成、設(shè)置等)在相關(guān)表面上，且在所述相關(guān)表面與所述部件、元件或材料層之間布置有一個(gè)或一個(gè)以上附加的部件、元件或?qū)?。然而，?duì)于部件、元件或材料層形成或定位在一表面上所使用的詞語“之上”在此也可選擇性地具有下述特定含義:該部件、元件或材料層“直接地”定位(例如布置、形成、設(shè)置等)在相關(guān)表面上、例如與所述相關(guān)表面直接接觸。
[0013]此外，當(dāng)一實(shí)施例的特別的特征或方面可能僅對(duì)于多個(gè)實(shí)施方式中的一個(gè)而公開時(shí)，這樣的特征或方面可按照可能對(duì)于任何給定的或特別的應(yīng)用而期望的和有利的那樣與其它實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其它特征或方面相結(jié)合。此外，對(duì)于術(shù)語“包括” “具有” “含有”或它們的其它變體在具體說明或權(quán)利要求中的使用范圍，這種術(shù)語以類似于術(shù)語“包括”的方式用作包括性的。術(shù)語“聯(lián)接的”和“連接的”以及衍生詞可被使用。應(yīng)當(dāng)理解，這些術(shù)語可用于表示兩個(gè)元件彼此合作或互相作用，而不管他們是彼此直接物理接觸或電接觸、還是不與彼此直接接觸。此外，術(shù)語“示例性”僅指示例，而不是最佳的或優(yōu)化的。因此，下述具體說明不應(yīng)以限制的意義來理解，并且本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。
[0014]下面描述包含半導(dǎo)體芯片的電子模塊和電子子模塊。所述半導(dǎo)體芯片可以具有不同的類型，可通過不同的技術(shù)制造并且例如可包括集成電氣電路、光電電路或機(jī)電電路和/或無源件。所述半導(dǎo)體芯片例如可設(shè)計(jì)成邏輯集成電路、模擬集成電路、混合信號(hào)集成電路、功率集成電路、記憶電路或集成式無源件。它們可包括控制電路、微處理器或微機(jī)電部件。此外，它們可配置成功率半導(dǎo)體芯片，例如功率MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)、JFET(結(jié)柵場效應(yīng)晶體管)、功率雙極型晶體管或功率二極管。尤其地，可涉及具有垂直結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片，也就是說，所述半導(dǎo)體芯片可以以下述方式制造:使電流可以在垂直于該半導(dǎo)體芯片的主面的方向上流動(dòng)。具有垂直結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體芯片尤其可在它的兩個(gè)主面上、也即在它的頂側(cè)和底側(cè)上具有接觸元件。尤其地，功率半導(dǎo)體芯片可具有垂直結(jié)構(gòu)。例如，功率MOSFET的源電極和柵電極可位于一個(gè)主面上，而該功率MOSFET的漏電極可布置在另一主面上。此外，下述電子模塊可包括集成電路，以控制其它半導(dǎo)體芯片的集成電路、例如功率半導(dǎo)體芯片的集成電路。所述半導(dǎo)體芯片可基于特定的半導(dǎo)體材料、例如S1、SiC、SiGe、GaAs、GaN、AlGaAs來制造，但也可基于任何其它半導(dǎo)體材料來制造并且還可含有非半導(dǎo)體的無機(jī)和/或有機(jī)材料、例如絕緣體、塑料或金屬。
[00?5 ]電子模塊的不例和電子子模塊的不例可包括用于嵌入半導(dǎo)體芯片的封裝劑或封裝材料、或其它絕緣或介電材料。這些封裝、絕緣或介電材料可以是任何電絕緣材料，例如任何一種成型材料、任何一種樹脂材料或任何一種環(huán)氧樹脂材料。所述材料也可包括聚合材料、聚酰亞胺材料、熱塑性塑料材料、有機(jī)硅材料、陶瓷材料和玻璃材料中的一種或一種以上。所述材料也可包括任何上述材料并且還包括其中嵌入的填充材料、例如導(dǎo)熱增加物。這些填充增加物例如可由AlO或A1203、A1N、BN、或SiN制成。此外，該填充增加物例如可具有纖維形狀并且可由碳纖維或納米管制成。在沉積之后，封裝劑例如可以僅部分地變硬，并且可在施加能量(例如:熱、UV光線等)之后完全變硬以形成封裝。多種技術(shù)可以用來以封裝劑覆蓋半導(dǎo)體芯片，例如壓縮成型、傳遞成型、注射成型、粉末成型、液態(tài)成型、點(diǎn)膠或?qū)訅褐械囊环N或一種以上。
[0016]圖1包括圖1A和圖1B，并且不出一種電子模塊的一個(gè)不例。該電子模塊10以其整體在圖1A中示出，其中，圖1B在沿圖1A的線B-B的截面中僅示出了該電子模塊10的一部分。該電子模塊10包括電路板11、尤其是印刷電路板(PCB)，所述電路板11包括載體層12，所述載體層12包括位于其主表面上的多個(gè)凹部區(qū)域12A。該電子模塊10還包括多個(gè)電子子模塊20，所述子模塊20中的每一個(gè)都設(shè)置在凹部區(qū)域12A中的一個(gè)中，并且所述子模塊20中的每一個(gè)都包括載體21、設(shè)置在載體21上的半導(dǎo)體芯片22以及設(shè)置在載體21上和半導(dǎo)體芯片22上的封裝材料23。
[0017]在圖1B中，為簡明性的原因，所述電子子模塊20未全面詳細(xì)地示出，尤其地，關(guān)于所述半導(dǎo)體芯片的電接觸墊、和所述子模塊的電接觸元件以及它們之間相應(yīng)的空間關(guān)系的技術(shù)細(xì)節(jié)未在圖1B中示出。那些細(xì)節(jié)將隨著下述在其它附圖中所示的示例而示出和說明。
[0018]根據(jù)圖1的電子模塊10的一個(gè)示例，載體層12可包括金屬層或金屬片、尤其由銅或銅合金制造的金屬層或金屬片，其中，載體層12更特別地包括引線框。
[0019]根據(jù)圖1的電子模塊10的另一示例，載體層12包括介電材料、絕緣材料、預(yù)浸漬(“prepreg”)材料(例如以樹脂粘結(jié)劑浸漬的纖維編織材料)、或包括玻璃織物和環(huán)氧結(jié)構(gòu)的FR4材料中的一種或一種以上。
[°02°]根據(jù)圖1的電子模塊的一個(gè)不例，電子子模塊20中的每一個(gè)都以下述方式設(shè)置在相應(yīng)的凹部區(qū)域12A中:使該電子子模塊20的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域12A的側(cè)壁間隔開。如圖1A所示，根據(jù)圖1的電子模塊的另一示例，電子子模塊20的側(cè)邊緣相對(duì)于凹部區(qū)域12A的側(cè)壁沿該電子子模塊20的周邊以相等的距離間隔開。根據(jù)圖1的電子模塊的另一示例，間隔件或間隔元件(未在圖1中示出)可設(shè)置在電子子模塊20的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域12A的側(cè)壁之間，其中，那些間隔件或間隔元件可形成為與電子子模塊20或載體層12中的任一個(gè)連續(xù)或成整體。下面還將示出和說明圖1的電子模塊的一個(gè)特定的示例。電子子模塊20的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域12A的側(cè)壁之間距離相等的一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)在于:電子子模塊20將相對(duì)于凹部區(qū)域12A以明確限定的空間位置來布置在凹部區(qū)域12A中，這將有助于其它制造步驟的簡易性。這些其它制造步驟中的一個(gè)可以是以下文中進(jìn)一步說明的介電材料來填充電子子模塊20的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域12A的側(cè)壁之間的中間空間，其中，中間空間的橫向?qū)挾认嗟瓤梢允怯欣?，原因在于否則可能以在過窄的中間空間產(chǎn)生不期望的空隙的方式發(fā)生不適當(dāng)?shù)奶畛洹＿@些其它制造步驟中的另一個(gè)可以是在位于電子子模塊之上的層中定位和生成通路，其中，所述通路例如待定位在電接觸區(qū)之上，所述電接觸區(qū)位于電子子模塊的上表面上。
[OO21 ]根據(jù)圖1的電子模塊10的一個(gè)不例，該電子模塊10還包括設(shè)置在載體層12的主表面和電子子模塊20之上的介電層24。根據(jù)圖1的電子模塊10的一個(gè)示例，所述介電層24可包括預(yù)浸漬材料、尤其可包括一種包括特定特性的預(yù)浸漬材料的示例。那些特定特性應(yīng)允許將預(yù)浸漬材料施加至載體層12和被嵌入的電子子模塊20上，并且允許隨后壓和熱處理該預(yù)浸漬層，以使得該預(yù)浸漬層中所包含的樹脂能夠液化并流至電子子模塊20的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域12A的側(cè)壁之間的中間空間內(nèi)，以便在硬化前以預(yù)浸漬材料的樹脂材料來填充中間空間。根據(jù)圖1的電子模塊10的另一示例，這一過程導(dǎo)致:硬化的介電或預(yù)浸漬層24延伸至電子子模塊20的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域12A的側(cè)壁之間的中間空間中。
[0022]根據(jù)圖1的電子模塊10的一個(gè)示例，凹部區(qū)域12A可配置成如圖1A所示、即配置成空隙區(qū)域，在所述空隙區(qū)域中，載體層12的材料被完全去除。然而，也可以是下述情況:在凹部區(qū)域12A中所述載體層12的材料未被完全去除，而是僅去除至載體層12內(nèi)的某個(gè)平面以下，其中，所去除的材料的高度對(duì)應(yīng)于將布置在凹部區(qū)域12A中的電子子模塊的高度。無論如何，作為結(jié)果:如圖1B所示，載體層12的上表面和嵌入的電子子模塊20的上表面應(yīng)共面?？赏ㄟ^從載體層12的上部主表面切割、銑削、沖孔或沖壓來去除載體層12的材料，以用于產(chǎn)生凹部區(qū)域12A。
[0023]根據(jù)圖1的電子模塊10的一個(gè)不例，電子子模塊20的半導(dǎo)體芯片22互相電連接，以形成電路。根據(jù)圖1的電子模塊1的一個(gè)示例，該電路包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、半橋電路、AC/AC轉(zhuǎn)換電路、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、DC/AC轉(zhuǎn)換電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、降壓轉(zhuǎn)換電路和頻率轉(zhuǎn)換電路中的一個(gè)或一個(gè)以上。
[0024]根據(jù)圖1的電子模塊10的一個(gè)示例，半導(dǎo)體芯片22中的每一個(gè)都包括該半導(dǎo)體芯片22的主面上的至少一個(gè)接觸墊，并且電子子模塊20中的每一個(gè)都包括該電子子模塊20的主面上的至少一個(gè)接觸元件，其中，所述接觸元件與半導(dǎo)體芯片22的所述接觸墊電連接并且所述接觸元件的表面區(qū)域大于所述接觸墊的表面區(qū)域。尤其地，所述接觸墊可以是半導(dǎo)體晶體管芯片的柵極墊。根據(jù)圖1的電子模塊10的另一示例，所述接觸元件的表面區(qū)域設(shè)置成或至少橫向地延伸至超過半導(dǎo)體芯片22的外輪廓。隨后將示出和說明這種電子子模塊的特定示例。
[0025]根據(jù)圖1的電子模塊1的一個(gè)示例，電子子模塊20和凹部區(qū)域12A中的一個(gè)或一個(gè)以上包括橫向的方形截面。根據(jù)圖1的電子模塊10的另一不例，電子子模塊20包括銳角或滾圓角或倒圓角。
[0026]根據(jù)圖1的電子模塊1的一個(gè)不例，載體層12的上表面與電子子模塊20的上表面共面。
[0027]根據(jù)圖1的電子模塊10的一個(gè)不例，電子模塊1還包括布置于載體層12的主表面和電子子模塊20之上的第一介電層24，所述第一介電層24包括與電子子模塊20的半導(dǎo)體芯片22連接的電通路連接。根據(jù)圖1的電子模塊10的另一示例，電子模塊10還包括布置在載體層12的下主表面之上的第二介電層25。根據(jù)圖1的電子模塊10的另一示例，第一和第二介電層24和25中的一個(gè)或一個(gè)以上包括樹脂材料、預(yù)浸漬材料和FR4材料中的一種或一種以上。電子模塊10還可包括其它介電或金屬布線層。
[0028]包括圖2A和圖2B的圖2示出電子模塊的兩個(gè)示例的示意性剖視側(cè)視圖。
[0029]圖2A以如圖1B的方式示出了電子模塊30的截面。圖2A的電子模塊30包括載體32，所述載體32具有如上所述的例如通過切割、銑削、沖孔或沖壓而在載體32中形成的凹部區(qū)域32A。所述載體32例如可以是引線框或印刷電路板(PCB)。電子模塊30還包括嵌入至凹部區(qū)域32A中的電子子模塊33，其中，電子子模塊33的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域32A的側(cè)壁間隔開。電子模塊30還包括第一(內(nèi)部)介電層34，所述第一(內(nèi)部)介電層34設(shè)置于載體32和電子子模塊33上并且延伸至電子子模塊33的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域32A的側(cè)壁之間的中間空間中。電子模塊30還包括設(shè)置于第一介電層34上的第一(上部)金屬層35。第一金屬層35通過形成在第一介電層34中的通路連接來與電子子模塊33的電接觸區(qū)連接。更具體而言，第一金屬層35的位于右側(cè)的第一部分可與電子子模塊33的發(fā)射器或源極接觸元件相連接，并且第一金屬層35的位于左側(cè)的第二部分可與電子子模塊33的集電極或漏極電接觸部電連接。第一金屬層35的另一部分(未示出)可以與電子子模塊33的增益電接觸部(gain electricalcontact)電連接。電子模塊30還包括形成于第一金屬層35上的第二(外部)介電層36。電子模塊30還包括形成于載體32的下主面和電子子模塊33的下主面上的第三(內(nèi)部)介電層37。第二金屬層38形成于第三介電層37的下部面上。第四介電層39形成于第二金屬層38的下部面上。電子子模塊33以下述方法構(gòu)造:它的外部電接觸部元件形成在其上主面上。
[0030]圖2B示出包括載體42的電子模塊40，所述載體42具有如上所述的例如通過切割、銑削、沖孔或沖壓來形成在載體42中的凹部區(qū)域42A。所述載體42例如可以是引線框或印刷電路板(PCB)。電子模塊40還包括嵌入至凹部區(qū)域42A中的電子子模塊43。第一(內(nèi)部)介電層44形成于載體42的上主面和電子子模塊43的上主面上。第一(上部)金屬層45形成于第一介電層44上。第一金屬層45通過形成在第一介電層44中的通路連接來與電子子模塊43的一個(gè)或一個(gè)以上電接觸元件電連接。更具體而言，第一金屬層45的第一部分可與電子子模塊43的發(fā)射器或源極接觸元件相連接。第一金屬層45的另一部分(未示出)可以與電子子模塊43的柵極接觸元件相連接。第一介電層44延伸至電子子模塊43的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域42A的側(cè)壁之間所形成的中間空間中。第二(外部)介電層46形成于第一金屬層45的上部面上。第三(內(nèi)部)介電層47形成在引線框42的下主面和電子子模塊43的下主面上。第二金屬層48形成于第三介電層47的下主面上。第二金屬層48通過形成在第三介電層47中的通路連接來連接至電子子模塊43的一個(gè)或一個(gè)以上接觸元件。更具體而言，第二金屬層48可連接至電子子模塊43的漏極或集電極接觸部。第四介電層49形成于第二金屬層48的下主面上。電子子模塊43以下述方式構(gòu)造:它包括上主面上的一個(gè)或一個(gè)以上電接觸元件和下主面上的一個(gè)或一個(gè)以上接觸元件。
[0031]包括圖3A和圖3B的圖3示出根據(jù)一個(gè)示例的電子子模塊的示意性透視頂視圖。
[0032]圖3A和圖3B示出電子子模塊200，所述電子子模塊200包括載體、尤其是引線框210，以及設(shè)置在引線框210上的半導(dǎo)體芯片220，該半導(dǎo)體芯片220包括位于半導(dǎo)體芯片220的上主面上的第一接觸墊(柵極墊)220.1。電子子模塊200還包括布置在引線框210上和半導(dǎo)體芯片220上的封裝材料230，其中，電子子模塊200還包括與第一接觸墊220.1電連接的第一接觸元件240，并且第一接觸元件240的表面區(qū)域大于第一接觸墊220.1的表面區(qū)域。
[0033]根據(jù)圖3的電子子模塊200的一個(gè)不例，引線框210包括第一部分210.1和第二部分210.2，第一接觸元件240安裝在所述第一部分210.1上，半導(dǎo)體芯片210安裝在所述第二部分210.2上。第一和第二部分210.1和210.2是彼此電分隔的。根據(jù)圖3的電子子模塊200的另一示例，第一接觸墊220.1通過焊線或線夾250來與引線框210的第一部分210.1電連接。
[0034]根據(jù)電子子模塊200的一個(gè)示例，第一接觸元件240包括金屬板或金屬柱、尤其是銅板。該金屬板240可通過使用鋅基或鉛基焊膏的焊接、或通過恪接(welding)或燒結(jié)來附接于引線框210的第一部分210.1。
[0035]根據(jù)電子子模塊200的一個(gè)示例，第一接觸元件240可以是引線框210的第一部分210.1的整體的、相連的或連續(xù)的部分，其中，第一接觸元件240可以是例如通過在第一接觸元件240的區(qū)域旁蝕刻掉第一部分210.1的上層來生成的高部。該高部也可通過使第一部分210.1的一區(qū)域從第一部分210.1的下方向上彎曲來生成。
[0036]不管哪種產(chǎn)生方式，第一接觸元件240的厚度可在50μπι至500μπι的范圍中，更特別地可在ΙΟΟμπι至400μηι的范圍中，更特別地可在200μηι至300μηι的范圍中。
[0037]根據(jù)電子子模塊200的一個(gè)示例，半導(dǎo)體芯片220包括位于上主面上的第二接觸墊220.2。尤其地，半導(dǎo)體芯片220包括如例如絕緣柵雙極(IGB)晶體管那樣的垂直晶體管結(jié)構(gòu)，其中，第一接觸墊220.1對(duì)應(yīng)于柵極墊，并且第二接觸墊220.2對(duì)應(yīng)于源極墊或發(fā)射器墊，并且漏極或集電極墊(圖3中不可見)設(shè)置在半導(dǎo)體芯片220的后主面上。電子子模塊200還可包括第二接觸元件241，所述第二接觸元件241通過使用鋅基或鉛基焊膏的焊接、或通過熔接或燒結(jié)來附接至第二接觸墊220.2上。第二接觸元件241可通過將金屬板或金屬柱附接至第二接觸墊220.2來生成。第二接觸元件241的厚度可在10(^111至30(^111的范圍中，更特別地可在120μηι至200μηι的范圍中。
[0038]電子子模塊200還可包括第三接觸元件242，所述第三接觸元件242可直接附接至引線框210的第二部分210.2上，以便使它與半導(dǎo)體芯片220的漏極或集電極墊電連接。第三接觸元件242可以以類似于第一和第二接觸元件240和241的方式來制造。第三接觸元件242的厚度可在50μηι至500μηι的范圍中，更特別地可在ΙΟΟμπι至400μηι的范圍中，更特別地可在200至300μπι的范圍中。
[0039]在任何情況下，如圖4所示，第一、第二和第三接觸元件240、241、242的厚度例如可選擇成使得它們的上表面彼此共面并且與封裝材料230的上表面共面。
[0040]根據(jù)圖3的電子子模塊200的一個(gè)示例，半導(dǎo)體芯片的厚度可在50μπι至250μπι的范圍中。
[0041]根據(jù)圖3的電子子模塊200的一個(gè)示例，引線框210可包括位于其側(cè)邊緣處的突部210.3，該突部210.3例如由引線框210的制造過程而產(chǎn)生。突部210.3可沿引線框210的外周邊等間隔地排列，并且如果它們沒有如圖3Β所示的那樣被封裝材料230完全嵌入，那么如圖1所示在將電子子模塊200嵌入至載體層12的凹部區(qū)域12Α中時(shí)，突部210.3就可用作間隔件或間隔元件。如隨后將說明的，突部210.3也可用于熱學(xué)功能和/或電學(xué)功能。
[0042]包括圖4Α和圖4Β的圖4不出電子子模塊的兩個(gè)不例，其中，圖4Α;^;出圖3的電子子模塊200的沿圖3Β的線IV-1V的示意性剖視側(cè)視圖。
[0043]如圖4Α中可見的，引線框210包括第一(下部)主面和相反于第一主面的第二(上部)主面以及連接第一和第二主面的側(cè)面，其中，引線框210的第一主面沿子模塊200的下表面延伸，并且第二主面部分地由半導(dǎo)體芯片220所覆蓋并部分地由封裝材料230所覆蓋，并且所述引線框的側(cè)面完全被封裝材料230所覆蓋，其中突部210.3可能未被覆蓋，所述突部210.3橫向地延伸超過封裝材料230或至少延伸至封裝材料230的表面。
[0044]如前文已述，第一、第二和第三接觸元件240、241和242包括彼此共面并與封裝材料230的上表面共面的上表面。所述電子子模塊的制造可以以下述方式執(zhí)行:半導(dǎo)體芯片220附接于引線框210，接觸元件240、241和242相應(yīng)地附接于半導(dǎo)體芯片220或引線框210、尤其附接于引線框部分210.1或210.2中的一個(gè)，以及最后以封裝材料230將引線框210和半導(dǎo)體芯片220嵌入并且封裝材料230形成與接觸元件240、241和242的上表面共面的上表面的方式來施加封裝材料230。封裝材料230的施加例如可通過壓縮成型或傳遞成型來執(zhí)行。在壓縮成型的情況下，直接結(jié)果將是:接觸元件240、241和242被過多的封裝材料所覆蓋。在封裝材料硬化后，封裝材料將例如通過機(jī)械研磨或拋光來從上面被研磨直至達(dá)到接觸元件240、241和242的上表面。只有直到獲得使接觸元件240、241和242與封裝材料230的上表面共面的平面表面時(shí)，該研磨才停止。因此，在任何情況下，即使接觸元件240、241和242中的一個(gè)或一個(gè)以上以其上表面與其它接觸元件的上表面相傾斜或不共面的方式來附接至引線框210或半導(dǎo)體芯片220，研磨之后的最終結(jié)果也將是上表面完全彼此共面。
[0045]圖4B不出電子子模塊的另一不例。在該不例中，省略了圖3和圖4A的電子子模塊的接觸元件242，以使得不存在從漏極或集電極接觸部至該模塊的上表面的電連接。由此，圖4B的電子子模塊300將在上表面和下表面處具有電接觸部。
[0046]根據(jù)電子子模塊的另一示例，柵極接觸元件240也可直接形成在所述半導(dǎo)體芯片的柵極墊之上并且可具有梯形的形式，其中，它的表面中的較小的一個(gè)附接于所述柵極墊，而它的表面中較大的一個(gè)與子模塊的上表面共面以使得接觸元件的表面區(qū)域大于接觸墊的表面區(qū)域。
[0047]圖5示出包括三個(gè)凹部區(qū)域52A的電子模塊50的頂視圖，所述凹部區(qū)域5 2A中的每一個(gè)都具有一個(gè)被嵌入其中的電子子模塊200。該電子子模塊為如圖2A、圖3和圖4A所不類型。凹部區(qū)域52A可如上所述通過切割、銑削、沖孔或沖壓形成于載體層52中。凹部區(qū)域52A的側(cè)壁包括沿向內(nèi)方向延伸的突部52B，以使得電子子模塊200被保持在位于凹部區(qū)域52A內(nèi)的空間限定位置中。突部52B可形成為與載體層52相連的、連續(xù)的或整體的。此外，突部52B可實(shí)現(xiàn)電學(xué)功能或熱學(xué)功能中的一個(gè)或一個(gè)以上，例如使電子子模塊200的引線框電連接或驅(qū)散由電子子模塊200的半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的過多的熱量。突部52B可用于代替或補(bǔ)充圖3A中所示突部210.3。如果它們兩者都被使用，那么它們可以以下述方式定位:它們形成對(duì)，其中，載體210的突部210.3和載體層52的突部52B彼此面對(duì)并且與彼此電連接且機(jī)械連接，以便實(shí)現(xiàn)上述電學(xué)功能和/或熱學(xué)功能
[0048]盡管在此示出和說明了具體的實(shí)施例，但是將被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的是，多種替代實(shí)施方式和/或等同實(shí)施方式可以代替示出和描述的具體實(shí)施例而沒有脫離本發(fā)明的范圍。本申請(qǐng)旨在覆蓋在此說明的具體實(shí)施例的任何改型或變型。因此，希望本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等同物所限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電子模塊，包括: 包括載體層的電路板，所述載體層包括所述載體層的主表面中的多個(gè)凹部區(qū)域；以及多個(gè)電子子模塊，所述子模塊中的每一個(gè)都設(shè)置在所述凹部區(qū)域中的一個(gè)中，并且所述子模塊中的每一個(gè)都包括載體、設(shè)置在載體上的半導(dǎo)體芯片、以及設(shè)置在載體上和半導(dǎo)體芯片上的封裝材料。2.如權(quán)利要求1所述的電子模塊，其特征在于: 所述子模塊中的每一個(gè)都以下述方式設(shè)置在相應(yīng)的凹部區(qū)域中:將所述子模塊的側(cè)邊緣與所述凹部區(qū)域的側(cè)壁間隔開。3.如權(quán)利要求2所述的電子模塊，其特征在于: 將所述子模塊的側(cè)邊緣相對(duì)于凹部區(qū)域的側(cè)壁以相等的距離間隔開。4.如權(quán)利要求2或3所述的電子模塊，其特征在于，所述電子模塊還包括: 設(shè)置在所述子模塊的側(cè)邊緣與所述凹部區(qū)域的側(cè)壁之間的間隔元件。5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子模塊，其特征在于，所述電子模塊還包括: 設(shè)置在所述載體層的主表面和所述子模塊之上的介電層。6.如權(quán)利要求5所述的電子模塊，其特征在于: 所述子模塊中的每一個(gè)都以下述方式設(shè)置在相應(yīng)的所述凹部區(qū)域中:將子模塊的側(cè)邊緣與凹部區(qū)域的側(cè)壁間隔開；以及 所述介電層延伸至所述子模塊的側(cè)邊緣與所述凹部區(qū)域的側(cè)壁之間的中間空間中。7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子模塊，其特征在于， 所述載體層包括引線框，并且所述凹部區(qū)域被從所述引線框的主表面切出或磨出。8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子模塊，其特征在于， 所述子模塊的半導(dǎo)體芯片相互電連接，以形成電路。9.如權(quán)利要求8所述的電子模塊，其特征在于: 所述電路包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、半橋電路、AC/AC轉(zhuǎn)換電路、AC/DC轉(zhuǎn)換電路、DC/AC轉(zhuǎn)換電路、DC/DC轉(zhuǎn)換電路、降壓轉(zhuǎn)換電路和頻率轉(zhuǎn)換電路中的一個(gè)或一個(gè)以上。10.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的電子模塊，其特征在于， 所述半導(dǎo)體芯片中的每一個(gè)都包括所述半導(dǎo)體芯片的主面上的至少一個(gè)接觸墊，以及所述子模塊中的每一個(gè)都包括所述子模塊的主面上的至少一個(gè)接觸元件，其中，所述接觸元件與所述半導(dǎo)體芯片的接觸墊電連接，并且所述接觸元件的表面區(qū)域大于所述接觸墊的表面區(qū)域。11.如權(quán)利要求10所述的電子模塊，其特征在于: 所述接觸元件的表面區(qū)域橫向地延伸超過所述半導(dǎo)體芯片的外輪廓。12.—種電子模塊，包括: 包括引線框的印刷電路板，所述引線框包括所述引線框的主表面中的多個(gè)凹部區(qū)域，以及 多個(gè)電子子模塊，所述子模塊中的每一個(gè)都設(shè)置在所述凹部區(qū)域中的一個(gè)中，并且所述子模塊中的每一個(gè)都包括封裝的半導(dǎo)體芯片。13.如權(quán)利要求12所述的電子模塊，其特征在于: 所述引線框的上表面與所述子模塊的上表面共面。14.如權(quán)利要求12或13所述的電子模塊，其特征在于，所述電子模塊還包括: 設(shè)置在所述引線框的主表面和所述子模塊之上的第一介電層，所述第一介電層包括與所述子模塊的半導(dǎo)體芯片相連接的電通路連接。15.如權(quán)利要求14所述的電子模塊，其特征在于，所述電子模塊還包括: 設(shè)置在所述引線框的另一主表面上的第二介電層。16.—種電子子模塊，包括: 引線框； 設(shè)置在所述引線框上的半導(dǎo)體芯片，所述半導(dǎo)體芯片包括位于所述半導(dǎo)體芯片的主面上的至少一個(gè)接觸墊；以及 設(shè)置在所述引線框上和所述半導(dǎo)體芯片上的封裝材料，其中: 所述子模塊包括所述子模塊的主面上的至少一個(gè)接觸元件，其中，所述接觸元件與所述接觸墊電連接，并且所述接觸元件的表面區(qū)域大于所述接觸墊的表面區(qū)域。17.如權(quán)利要求16所述的電子子模塊，其特征在于: 所述引線框包括第一主面和相反于所述第一主面的第二主面以及連接第一和第二主面的側(cè)面，以及其中， 所述引線框的第一主面沿所述子模塊的表面延伸，并且所述第二主面部分地由所述半導(dǎo)體芯片所覆蓋并部分地由所述封裝材料所覆蓋，并且所述引線框的側(cè)面被所述封裝材料完全覆蓋。18.如權(quán)利要求16或17所述的電子子模塊，其特征在于: 所述半導(dǎo)體芯片包括第一主面和相反于所述第一主面的第二主面，以及所述半導(dǎo)體芯片包括垂直晶體管結(jié)構(gòu)，所述垂直晶體管結(jié)構(gòu)具有所述第一主面上的至少一個(gè)接觸墊和所述第二主面上的至少一個(gè)接觸墊。19.如權(quán)利要求18所述的電子子模塊，其特征在于: 所述半導(dǎo)體芯片包括設(shè)置在所述第一主面上的第一接觸墊和設(shè)置在所述第一主面上的第二接觸墊以及設(shè)置在第二主面上的第三接觸墊；以及 所述子模塊包括與所述第一接觸墊連接的第一接觸元件和與所述第二接觸墊連接的第二接觸元件，其中，所述第一接觸元件從所述第一接觸墊延伸至所述子模塊的主面，并且所述第二接觸元件從第二接觸墊延伸至所述子模塊的主面。20.如權(quán)利要求19所述的電子子模塊，其特征在于: 所述子模塊還包括與所述引線框連接的第三接觸元件，其中，所述第三接觸元件從所述引線框延伸至所述子模塊的主面。
【文檔編號(hào)】H01L23/31GK106024729SQ201610191473
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】A·格拉斯曼, J·赫格爾
【申請(qǐng)人】英飛凌科技股份有限公司