电子组件的组装制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电子组件(10)的组装的方法，该电子组件具有至少一个芯片(40)和带有传导面(152)的基板(150)。为了在组装芯片时简化芯片的电气接触建议下列步骤:布置模制件(21、

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电子组件的组装
[0001]本专利技术涉及一种用于组装电子组件的方法以及电子组件。这种方法尤其在制造功率电子组件时是有利的，例如在制造所谓的“功率模块”或其组成部分时是有利的。
[0002]电子组件在此包括带有传导面或者说主控层的基板和至少一个芯片。芯片是未封装的半导体并且在此也称作“裸晶片”或“裸芯片”。芯片与其他部件的电接头、进一步的传导的结构的电气接触或与壳体的电接头电气接触在现有技术中通常通过引线键合(英语“wire bonding”)进行。备选地，已知无引线键合技术(例如引线框、薄膜、球键合)。
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于组装电子组件的方法，该方法在芯片组装时简化了芯片的电气接触。
[0004]该技术问题在此通过一种用于组装电子组件的方法解决，其中，组件具有至少一个芯片和带有传导面的基板。为了组装这样地布置平面的模制件、接合材料和至少一个芯片，使得:
[0005]‑
芯片与平面的模制件的至少一个和接合材料之一电气接触，
[0006]‑
由模制件和/或芯片以及接合材料形成功能元件，功能元件设计用于支撑基板和传导面的电气接触。有利的是，形成多个功能元件，因为多个功能元件可以更好地支撑基板。如果接触多个芯片，则提供相应地更多功能元件来接触芯片并且支撑作用进一步得到改善。
[0007]平面的模制件是可廉价制造的由导电材料制成的平面零件。平面的模制件在此无需弯曲工艺制成，例如可以由板材冲压而成，并且可以以可变的形状和厚度，例如作为散装产品或作为带件被卷起地输送到可自动装备的产品载体。通常，模制件是长方体或板状的。但模制件也可以是盘形的或具有其他扁平的几何形状。模制件的高度补偿可以在通常的接合过程中(例如通过钎焊或烧结)通过层叠为此所需的材料而实现。模制件在此优选是铜模制件。模制件的尺寸设计可以取决于有待传导的最大电流。模制件的厚度通常在300μm到2mm之间并且可以具有其他可变尺寸。
[0008]可以使用可印刷的或可分装的糊状物形式的钎焊材料和/或烧结材料作为接合材料，或分别作为钎焊或烧结模制件。平面模制件可以在此通过自动贴装机布置在产品载体上。
[0009]功能元件在组装过程中形成机械稳定的单元并且设计用于在组装过程中支撑基板。可行的是，在基板定位在功能元件上之前，对功能元件进行接合过程(例如热接合)。因此，为了进一步组装的目的，功能元件可以形成一个或多个机械稳定的单元，这提高了功能元件的进一步的可处理性。同样可行的是，功能元件与基板接合在一起。
[0010]功能元件形成支撑结构，该支撑结构设计为，使得基板可以为了进一步组装组件定位在该支撑结构上。支撑结构可以在此设计为，使得它完全支撑基板。因此，功能元件在一个元件中结合了两种功能，即支撑和接触。由此，本专利技术提供了仅在一个过程中实现用于制造产品的所有连接平面的潜能。此外，通过可变的平面模制件可以以电气和热优化的方式构建所述功能元件。这优选堆叠地实施。本专利技术简化了芯片的接触并且在此能够在组件的构建中实现进一步的自由度。
[0011]若基板定位在功能元件上并且已经经历过接合过程，则功能元件与基板或其传导面建立永久的电气和机械连接。因此功能元件与基板机械地连接，因此支撑作用已实现其目的并且电气接触的功能现在很重要。
[0012]进一步的实施形式包括提供产品载体的步骤，其中，模制件、芯片和/或接合材料布置在产品载体上。产品载体可以在此具有一个或多个凹空，其中，模制件、芯片和/或接合材料则布置成，使得功能元件的至少一部分在凹空中形成。模制件可以在此直接地，即不用其他中间元件，布置在产品载体上。产品载体在此主要用于输送组件和其功能元件通过生产过程。凹空也可以在此设计成，使得它们为尚未接合的功能元件提供支撑作用。
[0013]产品载体不保留在制成的组件上。可行的是，产品载体已经预先装备有在所选模制件上的第一层。产品载体可以在此设计成托盘状或在此也可以设计为传送带系统或其他类型的，例如(半)自主的输送系统的一部分。产品载体的这种使用有利地增加了本方法的可操作性。换言之，提供了一种智能产品载体方案，基于该方案使该接合对象全自动化、增材构造，例如通过智能涂层和接合实现。会有利的是，产品载体设计为所述功能元件基本上形成一个平面。若不使用平坦的基板，则其他形状也可考虑并且是合理的。
[0014]在另一个实施形式中，所述功能元件相互间隔地形成。所述功能元件相互间隔地布置，即布置成，使得它们可以在定位于其上的基板的多个点处发挥支撑作用。由此，可以实现负载相对于基板的均匀分布。所述功能元件可以布置成，使得它们可以在组装过程中完全支撑基板。此外所述功能元件也布置成，使得可以实现功能元件和基板的电气接触。
[0015]在进一步的实施形式中，产品载体具有一个或多个凹空，其具有彼此不同的尺寸。这可以包括例如凹空的不同深度，例如以便补偿高度差。此外，产品载体可以具有与确定的模制件适配的凹空。凹空的深度对应于布置在此处的模制件的厚度和/或对应于必要的高度补偿。凹空的深度通常最大为2mm，但如果要加工特别厚的零件，则凹空的深度可以更大。
[0016]进一步的实施形式包括布置一个或多个辅助元件。辅助元件可以布置在产品载体上和/或布置在模制件下方。辅助元件在此不会永久保留在电子组件中，而是在辅助元件已达到其目的时，例如已为敏感的部件临时提供机械支撑作用或保护功能时又被去除。这样，辅助元件可以保留在产品载体上并且可以补偿比产品载体更大的高度差并且在此有助于增加灵活性。作为备选或补充，辅助元件可以在此后在过程中才移除。辅助元件本身在此又可以具有凹空或已预先配备有一些构件。
[0017]另一个实施形式包括将基板定位在功能元件上，使得传导面与功能元件电气接触。换言之，通过传导面与功能元件的电气接触，使先前还在基板的传导面与功能元件之间划分的电气组件的传导结构完整。随着将基板定位在功能元件上，组件的传导结构变完整并且可以将它们接合。基板可以在此具有结构化的传导面并且可以已经具有其他的电子构件。此处获得的很大优点是，所述功能元件可以以非常复杂的方式并且独立于基板构造并且基板可以在之后才施加到功能元件上。这实现了电子组件设计的较高的自由度。
[0018]在另一实施形式中，使用于接触芯片的模制件的至少一个设计为连接框架(英文:引线框架)。该实施形式是特别有利的，因为这样实现了将引线框架的连接整合到组装过程中的制造过程，以便提供更大的设计灵活性并可能节省单独的组装/过程步骤。也可考虑(例如在预成型的变型中)与标准化的引线框架结构的组合，其中，通过后续处理(例如激光切割以去除支撑结构或未使用的布线层)进行产品特定的适配。
[0019]由于功率循环稳定性和电气性能(导电和导热能力、低电感等)，引线框架技术为芯片布线提供了很大的优势。到目前为止，该技术由于最初的耗费(用于冲压、成型和模制等的工具)，对于小批量生产在经济上并不可行。耗费随着引线框架的复杂性和精度要求(不同的电位、可变的引线框架横截面等)而增加。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于组装(10)电子组件的方法，该电子组件具有至少一个芯片(40)和带有传导面(152)的基板(150)，包括步骤:提供产品载体(200)，该产品载体具有一个或多个凹空(220、221)，其具有彼此不同的尺寸，将平面的模制件(21、
…
、24)、接合材料(30)和至少一个芯片(40)布置在产品载体(200)上，使得
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所述芯片(40)与平面的模制件(21、
…
、24)中的至少一个和所述接合材料(30)中的至少一个电气接触，并且
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由平面的模制件(21、
…
、24)和/或芯片(40)以及接合材料(30)形成功能元件(61、62、63)，所述功能元件设计用于支撑基板(150)和用于传导面(152)的电气接触。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述功能元件(61、62、63)相互间隔地形成。3.根据前述权利要求之一所述的方法，包括步骤:尤其在产品载体(200)上提供一个或多个辅助元件(228)。4.根据前述权利要求之一所述的方法，包括步骤:将所述基板(150)定位在所述功能元件(61、62、63)上，使得所述传导面(152)与所述功能元件(61、62、63)电气...

【专利技术属性】
技术研发人员：M海曼，B米勒，C纳赫蒂加尔谢伦伯格，J斯特罗吉斯，K维尔克，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：