在封装结构的间断上的电绝缘的热接口结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造电子半导体壳体(400)的方法，其中，在该方法中将电子芯片(100)与载体(102)耦合，通过封装结构(200)至少部分地封装电子芯片(100)和部分地封装载体(102)，该封装结构具有间断(300)，通过电绝缘的热接口结构(402)覆盖间断(300)和连接到该间断的体积的至少一部分，该体积邻接载体(102)的裸露的表面部分(302)，该热接口结构相对于外部环境电解耦载体(102)的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
在封装结构的间断上的电绝缘的热接口结构
本专利技术涉及一种电子半导体壳体、一种电子结构以及一种用于制造电子半导体壳体的方法。
技术介绍
在电子芯片的壳体处通过封装结构，安装于电载体上的电子芯片以封装尺寸注型并且在此开放电载体的表面区域。在封装结构的部分上或者电载体的表面区域上施加热接口结构(TIM：热接口材料)，其相对于外部环境与电载体电解耦并且与环境热耦合。在用户侧在这种电子半导体壳体处施加散热元件，例如以散热体的形式，以在电子半导体壳体运行期间能够将累积在电子芯片(例如功率半导体芯片)中的余热从电子半导体壳体中散发至周边。在封装结构的热接口材料的不期望的分层的情况下，干扰的泄露电流能够形成在电子半导体壳体的外部环境和与电子芯片耦合的电载体之间，该泄露电流会损害电子半导体壳体的击穿强度。
技术实现思路
能够存在以下需求，封装具有较高的电击穿强度的电子芯片。根据一个示例性的实施例提出一种用于制造电子半导体壳体的方法，其中，在该方法中电子芯片与载体耦合，电子芯片通过具有间断的封装结构被至少部分地封装，并且载体被至少部分地封装，以电绝缘的热接口结构覆盖间断和与其连接的体积的至少一部分，该体积邻接载体的裸露的表面部分，该热接口结构使得载体的至少一部分相对于环境电解耦。根据另一个示例性的实施例提出一种电子半导体壳体，其具有电子芯片、载体、封装结构和电绝缘的热接口结构，该载体与电子芯片耦合；该封装结构至少部分地封装电子芯片并且部分地封装载体，其中，该封装结构具有间断；该热接口结构覆盖间断和与其连接的体积的至少一部分，该体积邻接载体，其中，热接口结构使得载体的至少一部分相对于环境电解耦。根据另一个示例性的实施例提供了一种电子结构，其具有电子芯片、载体、封装结构、电绝缘的热接口结构以及散热元件，该载体与电子芯片耦合；该封装结构至少部分地封装电子芯片并且部分地封装载体，其中，该封装结构具有间断；该热接口结构覆盖间断和与其连接的体积的至少一部分，该体积邻接载体，以使得载体的至少一部分相对于环境电解耦；该散热元件用于提供从外部连接至热接口结构的与载体的热耦合。一个示例性的实施例具有以下优点，通过以热接口结构的材料对封装结构处的间断的覆盖(尤其是填充)，使得路径长度(“漏电距离”)显著地增大，该路径长度保留电的泄露电流，以从电子半导体壳体的外部到达由热接口结构自身覆盖的具有安装在其上的电子芯片的载体。换句话说，电流路径的长度提高了，该电流路径会克服泄露电路在电子半导体壳体的外部环境和该电子半导体壳体的内部之间的传播。这导致击穿强度的提高和电子半导体壳体的电子性能的改善。同时，间断的形成和相似地以热接口材料的覆盖由于增大的接触面积会引起在封装结构处的热接口结构的附着，从而进一步减小电子半导体壳体相对于泄露电流的缺乏抵抗性。所描述的措施使得电子半导体壳体以及尤其其壳体适于以尤其高的电压使用，这在具有功率芯片的半导体构件领域是极其有利的。根据所描述的实施例能够提供坚固的半导体壳体，其在压力或者较强的机械或者电应力的情况下也会提供可靠的电绝缘。在封装结构处的热接口结构的可靠的和防止脱离的紧固会提高，因此电子半导体壳体的运行安全性也会提高。此外描述电子半导体壳体、电子结构和用于制造电子半导体壳体的附加的示例性实施例。示例性实施例的基本构思能够在于，实现将边缘凹处施加在封装的散热片/芯片载体和构件包装尺寸(封装结构)之间的在外部区域，其使用用于具有热传导的和电绝缘的尺寸以热接口结构的形式的填充的边缘凹处，以改善双材料零件系统的电绝缘。通过将凹处或者其他的间断施加在包装材料内和/或旁或者在电子芯片的封装结构内和/或围绕构件散热器或者电载体或者芯片载体(例如铜引线框架)地在电子芯片的封装结构旁，能够改善附着强度并且延长由泄露电流流过的路程(直观地围绕填充的或者覆盖的间断)。由此能够有利地通过接触面积的增大实现在封装结构处的热接口结构的材料的可靠的附着，以及在封装结构和所覆盖或者所填充的间断之间的机械抓紧。此外，能够实现在构件的关键的边缘区域的改善的电绝缘强度。除此之外，通过该措施构件的提高的可靠性是可实现的。根据示例性的实施例，概念“间断”尤其被理解为在封装结构的外平面的相对于连续的(尤其是平的)平面环境的每个有针对性地形成的以及局部限制的结构化的修改(尤其是每个几何不连续性)，在封装结构处能够机械地固定热接口结构，以导致可靠的电绝缘。尤其能够通过这种间断的形成导致局部的平面增大，尤其通过泄露电流路径的延长和/或通过在热接口结构和封装结构之间的紧固面积的增大。这种间断的示例是空隙、突出、腔、切口、刻槽、喷砂、以及台阶等。根据一个示例性实施例，概念“耦合”尤其被理解为机械连接的形成。根据一个示例性实施例，概念“电耦合”尤其被理解为电导通的连接的形成，尤其是通过键合(Bondens)。在此适合的耦合方法是线键合、以电导通的材料烧结(例如银膏)和/或焊接。根据一个示例性实施例，概念“封装”尤其被理解为以封装结构的材料的包裹或封闭。相应地，这种封装结构也能够被称为包裹结构或者封闭结构。根据一个示例性实施例，使用由封装结构的一种材料和热接口结构的优选地另一种材料的结合。封装结构的材料能够例如比热接口结构的机械较软的材料更硬，并且因此满足包裹的电子芯片以及包裹的电子引线的机械稳固性功能。相反地，作为功能尺寸的热接口结构的材料能够以其较软的特性明显地紧贴散热元件，并且因此，尤其结合于其自身的优选的良好的热传导性能引起良好的热耦合。封装结构的材料能够是例如与热接口结构的较通常使用的待制造的材料相比是成本较低廉地可制造的(其例如能够具有铝合金或者氮化硼)。因此封装结构的材料以及热接口结构的材料的特性能够至少部分地互补。根据一个示例性实施例有针对性地使用这两个材料的结合，以相互无关地具有大的设计自由度，以满足封装结构的材料和热接口结构的材料的所描述的各个功能。这种附着与传统的全包模块(Fullpack-Modulen)不同，其仅仅提供一种包裹材料并且因此不同要求之间的妥协必须达成。根据一个示例性实施例，载体被构造作为电载体。这种电载体能够尤其至少部分地由电传导的材料构造。替换地，该载体也能够被构造为电绝缘的。根据一个实施例，热接口结构能够被构造用于提供在电载体和散热元件之间的热耦合，该散热元件至热接口结构是可连接的。这种散热元件能够被构造为冷却体，其将有效热从电子芯片中导出至外部环境。根据一个实施例，该方法能够具有在封装器件构造间断或者凹处。换句话说，用于电子芯片或者电载体的至少部分封装的封装结构的形成与在封装结构中的间断的成型同时地进行。由此使尤其快的过程进行成为可能。根据一个实施例，间断能够通过与间断逆向地形成的突出被构造在封装工具处(或者在这种封装工具的腔中)，由此封装材料至间断的流动变得不可能。在在可流动的状态下被施加入封装工具的封装材料硬化之后，电子半导体壳体或者类似的初型(Vorform)能够从封装工具中取出并且已经在这个时间点——由于造封装工具中的突出——已经具有期望的间断。在这种模子的变形中，例如能够实现具有20°的模子倾斜的200×200μm(宽度×深度)的沟。根据一个替换的实施例，方法能够具有在封装之后才形成间断。这具有以下优点，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造电子半导体壳体(400)的方法，其中，所述方法具有：‑将电子芯片(100)与载体(102)耦合；‑通过封装结构(200)至少部分地封装所述电子芯片(100)并且部分地封装所述载体(102)，所述封装结构具有间断(300)；‑通过电绝缘的热接口结构(402)覆盖所述间断(300)和连接到所述间断的体积的至少一部分，所述体积邻接所述载体(102)的裸露的表面部分(302)，所述热接口结构相对于外部环境电解耦所述载体(102)的至少一部分。

【技术特征摘要】
2013.10.15 DE 102013220880.41.用于制造电子半导体壳体(400)的方法，其中，所述方法具有：-将电子芯片(100)与载体(102)耦合；-通过封装结构(200)至少部分地封装所述电子芯片(100)并且部分地封装所述载体(102)，所述封装结构具有间断(300)；-通过电绝缘的热接口结构(402)覆盖所述间断(300)和连接到所述间断的体积的至少一部分，所述体积邻接所述载体(102)的裸露的表面部分(302)，所述热接口结构相对于外部环境电解耦所述载体(102)的至少一部分；-其中，所述间断(300)是环形的间断，所述环形的间断广泛地围绕电的载体(102)的所述表面部分(302)，并且延伸进入所述封装结构(200)，所述间断(300)具有多个侧壁，所述多个侧壁相对于在所述封装结构(200)中的竖直的延伸倾斜了在5°和35°之间的范围的角度(α)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述热接口结构(402)被构造用于提供在所述载体(102)和散热元件(500)之间的热耦合，所述散热元件在所述热接口结构(402)处是可连接的。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法具有在封装期间构造所述间断(300)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述间断(300)通过与所述间断(300)逆向地形成的突出(104)被构造在封装工具(106)处，从而使得封装材料至所述间断(300)的流动变为不可能。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法具有在所述封装之后构造所述间断(300)。6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过在所述封装结构(200)的材料硬化之后去除所述封装结构(200)的材料来构造所述间断(300)。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，通过来自以下组中的至少一个来构造所述间断(300)，所述组由激光处理、研磨、刮、等离子处理和腐蚀组成。8.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在所述间断(300)之外的所述封装结构(200)具有蜡状的表面层(700)，其中，所述方法具有去除所述封装结构(200)的材料以用于构造直至这样的深度的所述间断，所述蜡状的表面层(700)在所述间断(300)的位置被局部地去除，使得所述间断(300)至少逐段地通过所述封装结构(200)的粗糙的壁(702)来限制，所述壁通过在所述蜡状的表面层(700)之下的填充颗粒(704)来构造。9.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述间断(300)通过所述封装结构(200)的材料的去除来构造，其中，所述载体(102)在所述去除的期间被用作去除中止。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述间断(300)被构造作为环形的闭合的间断。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述环形的闭合的间断(300)完全地围绕所述载体(102)的所述裸露的表面部分(302)地构造。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述载体(102)是电载体，所述电载体与所述电子芯片(100)电耦合。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述间断(300)从以下组中选择，所述组由空隙、突出、腔、切口、刻槽、喷砂、以及台阶组成。14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述覆盖从以下组中选择，所述组由在所述间断(300)和闭合的体...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·富尔古特，M·门格尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE