提供了一种用于功率半导体模块的基板(10)，其中基板(10)包括一体形成的基体(1)。基体(1)具有前侧(1A)和后侧(1B)，其中前侧(1A)包括基板(10)的安装区域(1M)。沿着其边缘(1E)中的至少之一，基体(1)具有形成至少一个侧壁(11)的至少一个升高的整体部分，该至少一个侧壁以竖直高度(11H)突出超过安装区域(1M)。在安装区域(1M)的各区域处，基体(1)具有在前侧(1A)和后侧(1B)之间延伸的竖直厚度(1T)，其中竖直厚度(1T)大于侧壁(11)的竖直高度(11H)。而且，沿着所有边缘(1E)，基体(1)包括至少一个侧壁(11)或至少一个凹槽(12)，但不在同一边缘(1E)处包括侧壁(11)和凹槽(12)两者，其中沿着其边缘(1E)中的至少之一，基体(1)包括形成至少一个侧壁(11)的一个升高的整体部分。而且，提供了包括这种基板(10)的功率半导体模块(100)和用于生产这种基板(10)的方法。(100)和用于生产这种基板(10)的方法。(100)和用于生产这种基板(10)的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有侧壁的基板、包括该基板的功率半导体模块
[0001]本公开涉及一种例如用于功率半导体模块的具有一个或多个侧壁的基板、一种包括该基板的功率半导体模块以及用于生产该基板的方法。
技术介绍
[0002]当半导体芯片被固定到衬底上或者基板被固定到基板上时，由于表面的润湿性，连接材料(诸如焊料)可以散布在衬底的相邻表面上或者可以散布在基板的安装区域的较大面积上。连接材料的这种溢出可能导致例如用于引线键合的区域的污染，或者可能导致例如功率半导体模块的壳体主体的封装材料的降低的粘附性，从而导致分层。此外，由于连接材料的溢出，连接材料的部分可能丢失，并且可能没有足够的连接材料可用于实现半导体芯片和衬底之间、衬底和基板之间或者半导体芯片和基板之间的高度稳定的连接。
[0003]如果不引入例如用于防止连接材料的溢出的基板的修改，则可能发生连接材料的(诸如焊料的)强烈溢出，从而导致焊料在基板的其他区域中不期望的沉积，尤其是不仅在基板的前侧上，而且在基板的侧表面上或后侧上。
[0004]为了解决这些问题，可以在基板的或衬底的表面上涂覆阻焊剂，以防止或减少这些表面的润湿。然而，利用阻焊材料涂覆表面需要在衬底或基板的生产中的附加过程，从而导致更高的制造成本。附加地，在使用有机涂层材料作为阻焊剂的情况下，来自涂层层的物质的除气将对用于制造包括功率半导体模块和基板的功率半导体模块的另外的过程步骤或者对功率半导体模块的可靠性和功能性具有负面影响。而且，使用阻焊剂可能对封装材料的粘附性有负面影响。
[0005]用于防止连接材料的溢出的另一方法是在安装区域周围制备凹槽。在本公开中，安装区域被理解为是指基板的前侧上的用于接纳模块部件(如衬底和/或芯片)的表面。用于固定的表面(例如用于将基板螺纹连接到充当冷却器的载体上的表面)将被称为装配表面。装配表面可以包括安装区域外部(例如基板的前侧上的一个或多个侧壁和/或一个或多个凹槽的外部)的表面。然而，可能的是基板的侧表面和/或后侧可以附加地被称为装配表面的一部分。在此，溢出的连接材料(诸如焊料)可以被收集在凹槽中，使得基板的装配表面的任何部分将不被连接材料污染或仅其一小部分将被连接材料污染。然而，凹槽应该被形成为足够大，例如在应该形成厚的焊料弯液面以增强焊料连接的稳定性的情况下。然而，这将导致安装区域的大小的减小。另外，一方面，在选择足够大的大小的凹槽的情况下，较大量的连接材料将积聚在凹槽中。连接材料的这种损失可能导致局部不充分的焊接连接或缺失焊接连接，或者导致例如在靠近凹槽的区域中形成空隙。另一方面，如果衬底焊接位置周围的凹槽的大小保持较小，则可能不足以防止连接材料的溢出。
[0006]文献EP 0 577 966 A1、US2009/224384 A1、US2002/011661 A1、US 6 667 545 B1、US2015/235929A1和JP 2011 258814A描述了一种具有基板或印刷电路板的部件以及一种布置在基板或印刷电路板上的半导体芯片，其中基板或印刷电路板具有结构化上表面。
技术实现思路
[0007]本公开的实施例涉及一种例如用于功率半导体模块的基板，其中基板包括适当的阻挡结构，例如用于防止或减少连接材料的溢出。另一目的是提供一种包括基板的高机械稳定的功率半导体模块，其中功率半导体模块可以在基板的表面和外壳主题(例如模制之间)之间具有改善的粘附性和固定。而且，将提供用于生产基板的有效方法。
[0008]本公开的实施例全部或部分解决了现有技术中的上述缺点。基板、包括基板的功率半导体模块以及用于生产基板的方法的其他实施例是另外的权利要求的主题。
[0009]根据例如用于接纳功率半导体模块的基板的实施例，其包括一体形成的基体。基体具有前侧和后侧，其中前侧包括基板的安装区域。沿着其边缘中的至少之一，基体具有形成至少一个侧壁的至少一个升高的整体部分，该至少一个侧壁以竖直高度突出超过安装区域。在安装区域的各区域处，基体具有在基体的前侧和后侧之间延伸的竖直厚度，其中基体的竖直厚度大于至少一个侧壁的竖直高度。
[0010]竖直方向被理解为是指垂直于安装区域的或基体的主延伸表面指向的方向。侧向方向被理解为是指平行于安装区域或基体的主延伸表面的方向。竖直方向和侧向方向彼此正交。
[0011]术语“沿着边缘中的至少之一”或“在一个或多个边缘处”不一定意味着“直接在一个或多个边缘处”。一个或多个侧壁和可能的一个或多个凹槽确切地说安置在基体的前侧上的边缘区域处。一个或多个侧壁和/或一个或多个凹槽可以在一个或多个整个边缘区域上延伸，或者仅在一个或多个边缘区域的一些部分中延伸。一个或多个侧壁可以直接邻接基体的一个或多个侧表面，即直接邻近一个或多个边缘或直接在一个或多个边缘处，或者可以与基体的一个或多个侧表面侧向间隔开，即与一个或多个边缘侧向间隔开。例如，形成一个或多个侧壁的基体的升高的一个或多个整体部分平行于或基本平行于相应的一个或多个边缘。如果基体在其前侧上包括一个或多个凹槽，则一个或多个凹槽确切地说与一个或多个边缘侧向间隔开。一个或多个凹槽可以直接邻接一个或多个侧壁，或者可以与一个或多个侧壁侧向间隔开。例如，一个或多个侧壁平行于或基本平行于相应的一个或多个凹槽。
[0012]“一体形成的基体”是指基体由单件制成。例如，基体不包括例如使用连接材料相互连接的分离的部分。基体确切地说仅包括彼此整体连接的整体部分，即不使用任何附加的连接材料。这种整体部分可以由相同的材料形成。
[0013]可能的是，基体的升高的整体部分仅沿着基体的边缘中的一个形成单个侧壁。然而，可能的是，基体的升高的整体部分沿着边缘中的多于一个形成单个连续的侧壁，例如恰好沿着基体的边缘中的两个或三个、或者沿着基体的所有边缘。另外，还可能的是，基体的升高的整体部分沿着基体的不同边缘形成至少两个或多于两个空间上分离的侧壁。
[0014]因此，当连接材料用于将例如具有芯片的一个或多个衬底固定在基板的安装区域上时，一个或多个侧壁(即，基体的一个或多个升高部分)可以充当用于防止连接材料溢出的一个或多个屏障。在这种情况下，功率半导体模块具有基板和布置在其上的至少一个衬底。功率半导体模块可以包括单个衬底或多个隔离的衬底、单个电子部件(诸如半导体芯片)或多个这样的电子部件、布置在衬底上的一个部件或几个部件、或者由多个衬底布置的多个部件。
[0015]在存在一个或多个侧壁的情况下，可能的是，基板或基体可能没有(即，缺乏)呈一个或多个凹槽的形式的一个或多个凹陷部分。因为一个或多个侧壁形成在基板的一个或多个边缘处，所以可以防止连接材料(例如焊接材料)的溢出，而不会损失聚集在凹槽中或不同凹槽中的连接材料。可替代地，一个或多个侧壁和一个或多个凹槽的组合是可能的。然而，由于一个或多个侧壁的存在，一个或多个凹槽的大小可以保持较小，从而导致连接材料的非常小并且因此可接受的损耗量。
[0016]根据基板的另外的实施例，基体由金属或金属合金制成。例如，基体由Cu或Al或相对应的合金制成。可替代地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于功率半导体模块的基板(10)，其中
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所述基板(10)包括一体形成的基体(1)，
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所述基体(1)具有前侧(1A)和后侧(1B)，所述前侧(1A)包括所述基板(10)的安装区域(1M)，
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沿着其边缘(1E)中的至少之一，所述基体(1)具有形成至少一个侧壁(11)的至少一个升高的整体部分，所述至少一个侧壁以竖直高度(11H)突出超过所述安装区域(1M)，
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在所述安装区域(1M)的各区域处，所述基体(1)具有在所述前侧(1A)和所述后侧(1B)之间延伸的竖直厚度(1T)，所述竖直厚度(1T)大于所述侧壁(11)的竖直高度(11H)，并且
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沿着所有边缘(1E)，所述基体(1)包括至少一个侧壁(11)或至少一个凹槽(12)，但不在同一边缘(1E)处包括侧壁(11)和凹槽(12)两者，其中沿着其边缘(1E)中的至少之一，所述基体(1)包括形成所述至少一个侧壁(11)的一个升高的整体部分。2.根据权利要求1所述的基板(10)，其中所述升高的整体部分形成突出超过所述安装区域(1M)的至少两个侧壁(11)，并且所述至少两个侧壁(11)沿着所述基体(1)的两个不相邻的或相对的边缘(1E)定位。3.根据权利要求1所述的基板(10)，其中所述基体(1)包括位于所述基体(1)的两个相对边缘(1E)处的两个侧壁(11)和位于所述基体(1)的另外两个边缘(1E)处的两个凹槽(12)。4.根据前述权利要求之一所述的基板(10)，其中所述至少一个侧壁(11)具有0.05mm和5.0mm之间且包括端点值的竖直高度(11H)以及0.05mm和10mm之间且包括端点值的平均侧向宽度(11W)。5.根据前述权利要求之一所述的基板(10)，包括在所述后侧(1B)上的多个散热片(3)。6.根据权利要求1至5之一所述的基板(10)，其中所述至少一个凹槽(12)沿着所述基体(1)的边缘(1E)中的至少之一延伸，其中沿着侧向方向，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张必薇，H，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：
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