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Dokumentenidentifikation DE102007027378A1 27.12.2007
Titel Elektrisch leitfähige Verbindung, elektronisches Bauelement und Verfahren zu deren Herstellung
Anmelder Infineon Technologies AG, 85579 Neubiberg, DE
Erfinder Höglauer, Josef, Dipl.-Ing. (FH), 81371 München, DE;
Otremba, Ralf, Dipl.-Phys. Dipl.-Ing. (FH), 87600 Kaufbeuren, DE;
Schlögel, Xaver, Dipl.-Ing. (FH), 83679 Sachsenkam, DE;
Stecher, Matthias, Dr. Ing., 81369 München, DE
Vertreter Schweiger & Partner, 80333 München
DE-Anmeldedatum 11.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007027378
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse H01L 23/482(2006.01)A, F, I, 20070611, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01L 21/58(2006.01)A, L, I, 20070611, B, H, DE   H01L 21/445(2006.01)A, L, I, 20070611, B, H, DE   H01L 23/12(2006.01)A, L, I, 20070611, B, H, DE   H01L 29/78(2006.01)A, L, I, 20070611, B, H, DE   H05K 1/18(2006.01)A, L, I, 20070611, B, H, DE   
Zusammenfassung Eine Verbindungsanordnung umfasst einen Halbleiterchip, der eine erste Hauptoberfläche und ein elektrisch leitfähiges Substrat aufweist, das eine zweite Hauptoberfläche aufweist. Mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche ist angeordnet zeigend in Richtung der und beabstandet in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche. Eine galvanisch aufgebrachte metallische Schicht erstreckt sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche und verbindet die erste Hauptoberfläche mit der zweiten Hauptoberfläche elektrisch.

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Anmeldung bezieht sich auf eine elektrisch leitfähige Verbindung, im Besonderen auf eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem Halbleiterchip und einer elektrisch leitfähigen Oberfläche und auf ein elektronisches Bauelement, das mindestens eine von diesen elektrischen leitfähigen Verbindungen umfasst, und auf Verfahren zur Herstellung der Verbindungsanordnung und des elektronischen Bauelements.

Hintergrund

Halbleiterchips werden typischerweise in einer Baugruppe zur Verfügung gestellt, die eine Umverdrahtungsanordnung umfasst. Die Umverdrahtungsanordnung stellt elektrische Verbindungen zwischen den Anschlussfeldern des Halbleiterchips und folglich den Bauteilstrukturen des Halbleiterchips und den externen Anschlussoberflächen der Halbleiterbaugruppe zur Verfügung. Die externen Anschlussoberflächen ermöglichen, dass die Baugruppe, auf eine Leiterplatte höherer Ebene, wie zum Beispiel eine gedruckte Leiterplatte, montiert werden kann.

Je nach Art des Halbleiterchips und der Umverdrahtungsanordnung können die elektrischen Verbindungen zwischen dem Halbleiterchip und der Umverdrahtungsanordnung innerhalb der Baugruppe auf eine Anzahl von verschiedenen Wegen zur Verfügung gestellt werden, zum Beispiel durch Verbindungsdrähte, Lötzinnkugeln oder Anschlusspins. Die Funktionalität der Baugruppe kann von den elektrischen Verbindungen der Umverdrahtungsanordnung beeinträchtigt werden. Die elektrischen Verbindungen können eine hohe Impedanz einbringen und/oder Übersprechen oder auf Grund von Bewegung der elektrischen Verbindung, zum Beispiel ein Durchbiegen des Drahtes während eines Formverfahrens, sogar Kurzschlüsse verursachen, was die Leistung der Baugruppe beeinflusst. Außerdem können schwache Verbindungsstellen zwischen der elektrischen Verbindung und den Anschlussfeldern einen hohen elektrischen Widerstand aufweisen, der Überhitzung und Ausfall der Baugruppe bewirken kann. Es ist deshalb wünschenswert, die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen innerhalb der Baugruppe weiter zu verbessern, um die Zuverlässigkeit und Leistung der Baugruppe zu verbessern.

Zusammenfassung

Eine Verbindungsanordnung kann einen Halbleiterchip und eine elektrisch leitfähige Oberfläche umfassen. Der Halbleiterchip kann eine erste Hauptoberfläche umfassen und das elektrisch leitfähige Substrat kann eine zweite Hauptoberfläche umfassen. Mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche kann zugewandt in Richtung und beabstandet in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche angeordnet werden, um eine Aussparung zur Verfügung zu stellen. Eine galvanisch aufgebrachte metallische Schicht kann sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstrecken und verbindet die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche elektrisch.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung kann umfassen, einen Halbleiterchip zur Verfügung zu stellen, der eine erste Hauptoberfläche umfasst, und ein erstes elektrisch leitfähiges Substrat zur Verfügung zu stellen, das eine zweite Hauptoberfläche umfasst. Mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche kann in Richtung der ersten Hauptoberfläche zeigend angeordnet werden, und die zweite Hauptoberfläche kann in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche beabstandet werden, um eine Aussparung zur Verfügung zu stellen. Eine metallische Schicht kann galvanisch mindestens auf der zweiten Hauptoberfläche aufgebracht werden. Die galvanische Aufbringung kann fortgesetzt werden, bis die metallische Schicht sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche elektrisch verbindet.

Kurze Beschreibung der Figuren

1 veranschaulicht eine Verbindungsanordnung zwischen einem Halbleiterchip und einem elektrisch leitfähigen Substrat entsprechend einer ersten Ausführungsform,

2 veranschaulicht eine Verbindungsanordnung zwischen einem Halbleiterchip und einem elektrisch leitfähigen Substrat entsprechend einer zweiten Ausführungsform,

3 veranschaulicht eine Verbindungsanordnung zwischen einem Halbleiterchip und einem elektrisch leitfähigen Substrat entsprechend einer dritten Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung

Eine Verbindungsanordnung umfasst einen Halbleiterchip und eine elektrisch leitfähige Oberfläche. Der Halbleiterchip umfasst eine erste Hauptoberfläche, und das elektrisch leitfähige Substrat umfasst eine zweite Hauptoberfläche. Mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche ist angeordnete zeigend in Richtung der und beabstandet in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche, um eine Aussparung zur Verfügung zu stellen. Eine galvanisch aufgebrachte metallische Schicht erstreckt sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche und verbindet die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche elektrisch.

Die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche sind sowohl physisch als auch elektrisch durch eine galvanisch aufgebrachte metallische Schicht verbunden, die sich direkt zwischen ihnen erstreckt. Die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht ist elektrisch leitfähig.

Eine galvanisch aufgebrachte metallische Schicht kann in Bezug auf ihre Struktur sowohl durch eine charakteristische Mikrostruktur unterschieden werden, aus der der Wachstumsmechanismus und die Richtung bestimmt werden können, wie auch durch ihre Textur und kristallographische Perfektion. Eine galvanisch aufgebrachte metallische Schicht kann deshalb unterschieden werden von einer metallischen Schicht, die durch ein anderes Aufbringungsverfahren, wie Kathodenzerstäubung oder thermische Verdampfung ausgeformt wird, und von metallischen Schichten, die durch eine metallische Folie zur Verfügung gestellt werden, die typischerweise durch Rollen ausgeformt wird und sich durch eine charakteristische Mikrostruktur und Rolltextur auszeichnet. Eine galvanisch aufgebrachte Schicht kann strukturell auch von einer aus einem Weichlot oder einem Diffusionslot ausgeformten metallischen Schicht unterschieden werden. Die galvanisch aufgebrachte Schicht kann zinnfrei sein und frei von Weichlot und Diffusionslot. Die Verbindungsanordnung kann ebenfalls zinnfrei und frei von Weichlot und Diffusionslot sein.

Mindestens ein Bereich der galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht ist in der Aussparung zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche angeordnet und erstreckt sich direkt von der ersten Hauptoberfläche zu der zweiten Hauptoberfläche. Die Schnittstelle zwischen der galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht und jeder der ersten und zweiten Hauptoberflächen ist frei von weiteren Haftmitteln, auf Lötzinn basierte Materialien einschließlich Weichlot, wie auch den während eines Diffusionslötprozesses ausgeformten intermetallischen Phasen. Die Anordnung dieser Schnittstelle ermöglicht auch, dass die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht von anderen elektrisch leitfähigen Verbindungsanordnungen unterschieden werden kann, wie zum Beispiel von einer Diffusionslotverbindung, die ebenfalls durch galvanische Aufbringung aufgebracht werden kann, die aber danach einer weiteren Wärmebehandlung unterzogen wird, um die Verbindung zu erzeugen. Die Schnittstellen zwischen den galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten der Anmeldung sind frei von intermetallischen Phasen, die durch eine Reaktion zwischen der metallischen Schicht und dem Material der angrenzenden Oberflächen bewirkt werden.

Die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht kann ein Metall oder eine Legierung umfassen und kann im Wesentlichen aus Kupfer, Nickel, einer auf Kupfer basierten Legierung und einer auf Nickel basierten Legierung, wie zum Beispiel Nickel mit 1 Gewichtsprozent Phosphor oder Nickel mit 1 Gewichtsprozent Vanadium bestehen.

Die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche können ungefähr parallel zu einander angeordnet werden. Dies erzeugt eine Aussparung zwischen ihnen, die über die Mehrheit des überlappenden Bereichs ungefähr dieselbe Höhe hat. Dies vereinfacht die Herstellung der Verbindungsanordnung, da die Dicke der galvanisch aufgebrachten Schicht, die erforderlich sein kann, um sie physisch zusammenzufügen, annähernd gleichmäßig ist.

Das Metall ist so für die galvanisch aufgebrachte Metallschicht ausgewählt, dass eine Schnittstelle mit niedrigem elektrischem Widerstand zwischen dem Metall der galvanisch aufgebrachten Schicht und dem ersten Substrat und zwischen dem Metall der galvanisch aufgebrachten Schicht und der Oberfläche des Halbleiterchips zur Verfügung gestellt wird.

In diesem Zusammenhang wird Hauptoberfläche verwendet, um die Oberfläche der größeren Fläche einer geometrischen Form, wie zum Beispiel eines Quaders zu definieren. Ein Halbleiterchip weist typischerweise zwei gegenüber liegende Hauptoberflächen auf, deren Breite und Länge größer ist als die Dicke des Chips. Die Seitenflächen, die die Dicke definieren, werden deshalb nicht als Hauptoberflächen bezeichnet.

Die erste Hauptoberfläche des Halbleiterchips kann durch elektrisch leitfähiges Halbleitermaterial zur Verfügung gestellt werden. Die erste Hauptoberfläche des Halbleiters kann in einer Ausführungsform durch eine elektrisch leitfähige metallische Oberfläche zur Verfügung gestellt werden. In diesem Zusammenhang wird metallisch verwendet, um reine Metalle und Metalle zu umfassen, die einen kleinen Anteil, in diesem Zusammenhang weniger als fünf Gewichtsprozent, vorzugsweise weniger als 1,5 Gewichtsprozent, von einem oder mehreren weiteren Elementen umfassen.

Wenn die erste Hauptoberfläche des Halbleiterchips zum Beispiel ein Anschlussfeld oder eine Elektrode umfasst, die im Wesentlichen aus Silber oder Gold besteht, und wenn die zweite Hauptoberfläche des Substrats im Wesentlichen aus Kupfer besteht, kann die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht im Wesentlichen aus Kupfer oder Nickel bestehen.

Kupfer, Nickel und ihre Legierungen können gut und zuverlässig durch galvanische Verfahren aufgebracht werden, die bekannte galvanische Zusammensetzungen des Bades verwenden, und durch Verwendung von Parametern für die Aufbringung innerhalb bekannter Größenordnungen.

Mindestens ein Bereich der galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht erstreckt sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche und kann sich im Wesentlichen zwischen der Gesamtheit der ersten Hauptoberfläche und im Wesentlichen der Gesamtheit der zweiten Hauptoberfläche erstrecken und kann die Aussparung im Wesentlichen ausfüllen. Der elektrische Kontaktwiderstand des zwischen der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips und der zweiten Hauptoberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats zur Verfügung gestellten Kontakts wird zunehmend in dem Maß verringert, wie der Bereich, über den die zwei Oberflächen durch die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht verbunden sind, zunimmt.

Die erste Hauptoberfläche des Halbleiterchips und die zweite Hauptoberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats sind durch die direkt zwischen ihnen angeordnete galvanische metallische Schicht auch physisch und mechanisch mit einander verbunden. Die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht stellt ein einfaches und kompaktes Verfahren zur Verfügung, um den Halbleiterchip und ein elektrisch leitfähiges Substrat elektrisch zu verbinden. Weiterhin stellt die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht ein einfaches und kompaktes Verfahren zur Verfügung, um einen elektrischen Kontakt mit großer Fläche zwischen einem Halbleiterchip und einem elektrisch leitfähigen Substrat zu erzeugen.

Die Verbindungsanordnung kann weiterhin ein Abstandselement umfassen, das in der Aussparung zwischen der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips und der zweiten Hauptoberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats angeordnet ist. Das Abstandselement trennt die erste Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche durch eine Entfernung. Das Abstandselement kann sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstrecken.

Der Abstand zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche, d, kann im Bereich von 30 &mgr;m ≤ d ≤ 200 &mgr;m, vorzugsweise 50 &mgr;m ≤ d ≤ 150 &mgr;m liegen.

Eine Aussparung, die abgesehen von dem Abstandselement leer ist, wird zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche zur Verfügung gestellt, so dass die Lösung des galvanischen Bads, durch das die metallische Schicht aufgebracht wird, in die Aussparung fließen und die Aussparung im Wesentlichen ausfüllen kann. Dies ermöglicht die Aufbringung der metallischen Schicht aus der Lösung des galvanischen Bades auf mindestens die zweite Hauptoberfläche.

Der Abstand d, der zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche zur Verfügung gestellt wird, wird als ein Kompromiss zwischen der Leichtigkeit und Zuverlässigkeit der Positionierung der ersten Hauptoberfläche in Bezug auf die zweite Hauptoberfläche und der Zeitdauer gewählt, die erforderlich sein kann, um eine metallisch Schicht aufzubringen, die sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt.

Das Abstandselement kann durch eine einzelne Einheit zur Verfügung gestellt werden oder kann durch eine oder mehrere physisch getrennte, über die Schnittstelle zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche verteilte Einheiten zur Verfügung gestellt werden. In einer Ausführungsform wird das Abstandselement durch eine oder mehrere in der Aussparung angeordnete anhaftende Erhebungen zur Verfügung gestellt. Die am wenigsten anhaftende Erhebung erstreckt sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche, beabstandet die erste Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche und stellt eine Aussparung zur Verfügung, die einen Abstand d aufweist. Eine anhaftende Erhebung kann zur Verfügung gestellt werden durch Verteilen eines Tropfens von Haftmittel auf entweder die erste Hauptoberfläche oder die zweite Hauptoberfläche, bevor die zwei Oberflächen einander gegenüber liegend angeordnet werden. Das Haftmittel der anhaftenden Erhebung kann ein elektrisch isolierendes Haftmittel umfassen.

Das Abstandselement kann dadurch zur Verfügung gestellt werden, dass die erste Hauptoberfläche mit einem ersten Passelement und die zweite Hauptoberfläche mit einem zweiten Passelement versehen wird. Das zweite Passelement ist angepasst, um in das erste Passelement zu passen. Die ersten und zweiten Passelemente vereinen sich oder greifen ineinander ein und beabstanden die erste Hauptoberfläche in einem Abstand von der zweiten Hauptoberfläche. In diesem Zusammenhang weisen die zwei Passelemente, die das Abstandselement ergeben, eine an einander angepasste Form, so dass mindestens das distale Ende von sowohl dem ersten Passelement und dem zweiten Passelement so zusammenpassen, dass sie eine mechanisch stabile, ineinander verzahnte Anordnung zur Verfügung stellen. Die Passelemente sind so mit einer Höhe versehen, dass, wenn sie zusammengesetzt werden, die erste Hauptoberfläche in einem Abstand d von der zweiten Hauptoberfläche beabstandet wird. Sowohl das erste Passelement als auch das zweite Passelement können jedes eine oder mehrere physische Einheiten umfassen.

In einer Ausführungsform kann das erste Passelement mindestens eine auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips angeordnete Auskragung umfassen. Die Auskragung oder die Auskragungen können durch Steigern der Dicke von einem oder mehreren Bereichen einer großflächigen Elektrode zur Verfügung gestellt werden, die die erste Hauptoberfläche zur Verfügung stellt. Die Auskragung kann ein Metall oder eine Legierung umfassen.

Alternativ dazu kann die Auskragung von einer oder mehreren Auskragungen zur Verfügung gestellt werden, die angeordnet sind zwischen Elektroden oder Anschlussfeldern, die auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips angeordnet sind. Die Auskragung oder die Auskragungen können Metall umfassen oder ein elektrisch nicht leitfähiges Material, wie zum Beispiel einen strukturierten Photolack umfassen. In dieser Ausführungsform umfasst das zweite, auf der zweiten Hauptoberfläche angeordnete Passelement mindestens eine Vertiefung in der zweiten Hauptoberfläche, die angepasst ist, um mit der einen Auskragung zusammen zu passen, die das erstes Passelement zur Verfügung stellt.

Sowohl die laterale Anordnung wie auch die vertikale Anordnung der Auskragungen und der Vertiefungen sind an einander angepasst, damit jede Auskragung in eine Vertiefung passt und eine Aussparung zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche zur Verfügung gestellt wird. Die Vertiefung kann durch selektives Ätzen in der zweiten Hauptoberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats zur Verfügung gestellt werden.

In einer Ausführungsform kann das erste Passelement der ersten Oberfläche mindestens eine Vertiefung umfassen, und das zweite Passelement der zweiten Oberfläche kann mindestens eine Auskragung umfassen. Die Vertiefung und die Auskragung sind angepasst, um zu einander zu passen, so dass die erste Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche beabstandet wird, wenn sich das erste Passelement mit dem zweiten Passelement vereint oder sich mit diesem verzahnt.

Die Anmeldung bezieht sich auch auf ein elektronisches Bauelement, das eine oder mehrere Verbindungsanordnungen entsprechend einer der schon beschriebenen Ausführungsformen umfasst.

Ein elektronisches Bauelement kann ein vertikales Halbleiterbauteil, mindestens eine elektrisch leitfähige Anschlussklemme (Kontaktbügel bzw. contact clip) und einen elektrisch leitfähigen Chipträger umfassen. Das Halbleiterbauteil umfasst eine erste Hauptoberfläche und eine dritte Hauptoberfläche, die der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegt. Die elektrisch leitfähige Anschlussklemme umfasst eine zweite Hauptoberfläche. Mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche ist angeordnete in Richtung zeigend von und beabstandet in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche, um eine erste Aussparung zur Verfügung zu stellen. Der elektrisch leitfähige Chipträger umfasst eine vierte Hauptoberfläche. Mindestens ein Teil der vierten Hauptoberfläche ist angeordnete in Richtung zeigend und beabstandet in einem Abstand von der dritten Hauptoberfläche, um eine zweite Aussparung zur Verfügung zu stellen. Eine erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht erstreckt sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche und verbindet das Halbleiterbauteil elektrisch mit der Anschlussklemme. Eine zweite galvanisch aufgebrachte metallische Schicht erstreckt sich zwischen der dritten Hauptoberfläche und der vierten Hauptoberfläche und verbindet das Halbleiterbauteil und den Chipträger elektrisch.

Eine Anschlussklemme wird auch Kontaktbügel und Contact clip genannt.

Die erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht ist elektrisch leitfähig und verbindet das Halbleiterbauteil und die Anschlussklemme physisch. Die zweite galvanisch aufgebrachte metallische Schicht ist ebenfalls elektrisch leitfähig, und verbindet den Halbleiterchip und den Chipträger physisch.

Die erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht ist physisch von der zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht getrennt. Die Anschlussklemme ist physisch vom Chipträger isoliert und die erste Oberfläche des vertikalen Halbleiterbauteils ist elektrisch nicht durch eine galvanisch aufgebrachte Schicht mit der dritten Hauptoberfläche des vertikalen Halbleiterbauteils verbunden. Die Seitenflächen des Halbleiterchips sind frei von den galvanisch aufgebrachten Metallschichten.

Die ersten und zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten können jedoch im Wesentlichen identische Zusammensetzungen umfassen und eine ähnliche durchschnittliche Dicke aufweisen, da die erste und zweite Vielzahl von aufgebrachten metallischen Schichten im gleichen Prozessschritt aufgebracht werden können. Zwei oder mehr physisch getrennte elektrische Verbindungen können in einem einzelnen Prozessschritt zur Verfügung gestellt werden.

Die erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht kann auch auf weiteren Oberflächen der Anschlussklemme angeordnet werden, die nicht in Richtung der ersten Hauptoberfläche des vertikalen Halbleiterbauteils liegen. Die Anschlussklemme kann einen flachen Verwebeteilbereich (web portion) umfassen, der eine untere Oberfläche aufweist, die die zweite Hauptoberfläche zur Verfügung stellt und einen peripheren Randzonenbereich (peripheral rim portion), der sich aus einem Kantenbereich des flachen Verwebeteilbereichs in Richtungen in Richtung des vertikalen Halbleiterbauteils und in Richtung der oberen Oberfläche des Chipträgers erstreckt. Der periphere Randzonenbereich kann sich dann in einen Fußbereich erstrecken, der ungefähr parallel zum flachen Verwebeteilbereich angeordnet ist und sich in einer Richtung weg von dem vertikalen Halbleiterbauteil erstreckt. Die erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht kann zum Beispiel auch die obere Oberfläche der Anschlussklemme, den peripheren Randzonenbereich und den Fußteilbereich der Anschlussklemme bedecken.

Unter Verwebeteilbereich wird ein Teilbereich der Anschlussklemme verstanden, der sich aus zumindest einen Randzonenbereich hinausragt. Der Verwebeteilbereich kann sich zwischen zwei oder mehrere Randzonenbereiche erstrecken.

Ebenso können die Seitenflächen und die untere Seite des Chipträgers auch von der zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht bedeckt werden.

In einer Ausführungsform wird die untere Oberfläche des Fußbereichs der Anschlussklemme von der ersten galvanisch aufgebrachten Metallschicht frei gehalten, und die untere Oberfläche des Chipträgers wird von der zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht frei gehalten. Dies kann zur Verfügung gestellt werden durch Bedecken der Oberflächen mit einer Schutzschicht, bevor das galvanische Aufbringungsverfahren ausgeführt wird. Die Schutzschicht kann dann nach der galvanischen Aufbringung entfernt werden, um frei belassene Oberflächen zur Verfügung zu stellen, die das Material der Anschlussklemme beziehungsweise des Chipträgers umfassen. Diese Ausführungsform kann zur Verfügung gestellt werden, wenn das Material der galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten durch Weichlot nicht leicht benetzbar ist, während das Material der Anschlussklemme und des Chipträgers durch Weichlot benetzbar ist. In dieser Ausführungsform stellen die untere Oberfläche des Chipträgers und die untere Oberfläche des Fußbereichs der Anschlussklemme äußere Anschlussoberflächen des elektronischen Bauelements zur Verfügung.

Die erste Hauptoberfläche wird durch das vertikale Halbleiterbauteil zur Verfügung gestellt und kann von der unteren Oberfläche der Anschlussklemme, die die zweite Hauptoberfläche der Verbindungsanordnung zur Verfügung stellt, durch ein Abstandselement entsprechend einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen beabstandet werden.

Die dritte Hauptoberfläche der Verbindungsanordnung, die von der Oberfläche des vertikalen Halbleiterbauteils zur Verfügung gestellt wird, die der ersten Oberfläche gegenüber liegt, kann in einem Abstand von der vierten, von der oberen Oberfläche des Chipträgers zur Verfügung gestellten Hauptoberfläche beabstandet werden durch einen Abstand d, so dass die erste Aussparung ungefähr eine Höhe aufweist wie die Höhe der zweiten Aussparung. Dies vereinfacht das Aufbringungsverfahren, da die Aufbringungsrate der ersten und zweiten metallischen Schichten durch das galvanische Bad zeitabhängig ist. Wenn daher ein ähnlicher Abstand von der metallischen Schicht gefüllt werden soll, die sich zwischen benachbart angeordneten Oberflächen erstreckt, kann die Zeit, die für die Aufbringung von sowohl der ersten metallischen Schicht als auch der zweiten metallischen Schicht benötigt wird, ungefähr die gleiche sein, so dass die gesamte Aufbringungszeit minimiert wird.

Die dritte Hauptoberfläche und die vierte Hauptoberfläche können durch ein zweites Abstandselement von einander beabstandet werden. Das zweite Abstandselement kann durch ein Abstandselement entsprechend einer der schon für das Beabstanden der ersten Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche beschriebenen Ausführungsformen zur Verfügung gestellt werden. Das zweite Abstandselement kann daher ein oder mehrere anhaftende Erhebungen umfassen, wobei die anhaftenden Erhebungen elektrisch isolierendes Haftmittel umfassen können. Das Abstandselement kann auch zur Verfügung gestellt dadurch Versehen der dritten Hauptoberfläche mit einem dritten Passelement und der vierten Hauptoberfläche mit einem vierten Passelement entsprechend einer der bereits beschriebenen Ausführungsformen.

Das vertikale Halbleiterbauteil kann eine vertikale Diode, ein vertikaler Transistor oder ein vertikaler Leistungstransistor sein. Der vertikale Leistungstransistor kann ein Leistungs-MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) Bauteil, ein IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) oder BJT (Bipolar Junction Transistor) sein. Für ein Transistorbauteil umfasst eine Oberfläche eine erste Lastelektrode und eine Steuerelektrode, und die gegenüber liegende Oberfläche umfasst eine zweite Lastelektrode. In einem MOSFET Bauteil ist die erste Lastelektrode eine Source, die Steuerelektrode ein Gate und die zweite Lastelektrode ist ein Drain. In einem IGBT Bauteil ist die erste Lastelektrode ein Emitter, ist die Steuerelektrode ein Gate, und die zweite Lastelektrode ist ein Kollektor. In einem BJT Bauteil ist die erste Lastelektrode ein Emitter, ist die Steuerelektrode eine Basis, und die zweite Lastelektrode ist ein Kollektor.

Der vertikale Leistungstransistor kann befestigt werden mit der elektrisch mit dem Chipträger verbundenen zweiten Lastelektrode oder mit der elektrisch mit der Anschlussklemme verbundenen zweiten Lastelektrode. In der letzteren Anordnung werden zwei Chipträger zur Verfügung gestellt, die physisch von einander getrennt sind. Die erste Lastelektrode ist elektrisch mit einem ersten Chipträger verbunden, und die Steuerelektrode ist elektrisch mit einem zweiten Chipträger verbunden. In der vorigen Anordnung, in der die zweite Lastelektrode elektrisch mit dem Chipträger verbunden ist, kann eine weitere Anschlussklemme zur Verfügung gestellt werden, die elektrisch mit der Steuerelektrode verbunden ist und die physisch getrennt ist von der ersten Anschlussklemme, die elektrisch mit der ersten Lastelektrode verbunden ist.

Wenn ein vertikaler Leistungstransistor zur Verfügung gestellt wird, wird eine dritte galvanisch aufgebrachte metallische Schicht zur Verfügung gestellt, die physisch und elektrisch von sowohl den ersten als auch den zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten getrennt ist. Die dritte galvanisch aufgebrachte Schicht verbindet die Steuerelektrode elektrisch mit dem zweiten Chipträgerteilbereich oder mit einer zweiten Anschlussklemme in dem Fall, in dem die zweite Lastelektrode auf den Chipträger montiert ist.

Die eine oder die mehreren Anschlussklemmen können jeweils mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern ausgestattet werden, die sich von einer Hauptoberfläche zu der gegenüber liegenden Hauptoberfläche erstrecken. Dies ermöglicht es der Flüssigkeit des galvanischen Bades, durch die Löcher zu fließen, und verbessert die Aufbringung der galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten auf die unter der Anschlussklemme angeordneten Oberflächen.

In einer Ausführungsform umfasst ein elektronisches Bauelement ein laterales Halbleiterbauteil und mindestens einen elektrisch leitfähigen Leiter. Das laterale Halbleiterbauteil umfasst eine erste Hauptoberfläche und eine dritte Hauptoberfläche, die der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegt. Der mindestens ein elektrisch leitfähige Leiter umfasst eine zweite Hauptoberfläche. Mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche ist angeordnete in Richtung zeigend von und beabstandet in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche, um eine erste Aussparung zur Verfügung zu stellen. Eine erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht erstreckt sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche und verbindet das Halbleiterbauteil elektrisch mit dem Leiter.

Laterales Halbleiterbauteil wird hier verwendet, um ein laterales Transistorbauteil zu bezeichnen und ein IC Bauteil zu bezeichnen. Laterales Halbleiterbauteil wird daher verwendet, um ein Halbleiterbauteil zu bezeichnen, in dem die Anschlussbereiche, die durch die Umverdrahtungsanordnung der Baugruppe elektrisch verbunden werden sollen, auf nur einer Hauptoberfläche des Halbleiterbauteils angeordnet sind.

Ein elektronisches Bauelement, das ein laterales Halbleiterbauteil umfasst, kann eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Leitern umfassen. Die Anzahl von elektrisch leitfähigen Leitern kann der Anzahl von Anschlussbereichen entsprechen, auf die unabhängig elektrisch zugegriffen werden soll. Die elektrisch leitfähigen Leiter können von Zuleitungsfingern (Flachleiter) oder Anschlussklemmen (Kontaktbügel oder Contact ckips) zur Verfügung gestellt werden. Jeder Leiter ist direkt über einem Anschlussbereich angeordnet und kann ungefähr parallel zur äußersten Oberfläche des Anschlussbereichs sein.

Ein Abstandselement kann zur Verfügung gestellt werden, das in der ersten Aussparung angeordnet ist und die erste Hauptoberfläche des lateralen Halbleiterbauteils von der zweiten Hauptoberfläche des elektrisch leitfähigen Leiters beabstandet.

Wenn zwei oder mehr elektrisch leitfäige Leier zur Verfügung gestellt werden, kann ein Abstandselement für jeden der leitfähigen Leiter zur Verfügung gestellt werden. Alternativ dazu kann ein einzelnes Abstandselement zur Verfügung gestellt werden, das alle elektrisch leitfähigen Leiter in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche des lateralen Halbleiterbauteils beabstandet. Dies kann durch Bereitstellen einer rahmenartigen Auskragung um die peripheren Flankenbereiche der ersten Oberfläche des Halbleiterbauteils herum zur Verfügung gestellt werden. Das Abstandselement kann in einer wie zuvor beschrieben Form zur Verfügung gestellt werden. Das Abstandselement kann ein oder mehrere anhaftende Erhebungen umfassen. Das Abstandselement kann durch ein Paar von zu einander passenden Elementen zur Verfügung gestellt werden, die gegenseitig ineinander greifen.

Die Anmeldung stellt auch ein Verfahren zur Verfügung, um eine Verbindungsanordnung herzustellen. Ein Halbleiterchip wird zur Verfügung gestellt, der eine erste Hauptoberfläche umfasst, und ein erstes elektrisch leitfähiges Substrat wird zur Verfügung gestellt, das eine zweite Hauptoberfläche umfasst. Mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche ist in Richtung der ersten Hauptoberfläche zeigend angeordnet, und die zweite Hauptoberfläche wird in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche beabstandet, um eine Aussparung zur Verfügung zu stellen. Eine metallische Schicht wird galvanisch auf mindestens der zweiten Hauptoberfläche aufgebracht. Die galvanische Aufbringung wird fortgesetzt, bis sich die metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und die galvanisch aufgebrachte metallische Schicht die erste Hauptoberfläche und die zweite Hauptoberfläche elektrisch verbindet.

Nachdem die erste Hauptoberfläche des Halbleiterchips und die zweite Hauptoberfläche des elektrisch leitfähigen Substrats einander gegenüber liegend angeordnet worden sind und durch eine Aussparung von einander beabstandet worden sind, wird die Anordnung in einem galvanischen Bad angeordnet. Das galvanische Bad umfasst eine Lösung mit Ionen aus dem Metall, das galvanisch aufgebracht werden soll, um eine metallische Schicht auszuformen und eine Verbindungsanordnung zwischen dem Halbleiterchip und dem elektrisch leitfähigen Substrat zu erzeugen. Das galvanische Bad umfasst weiterhin Kationen, um eine Ladungsbalance zur Verfügung zu stellen, und kann weiterhin Ionen von Aktivatoren umfassen, zum Beispiel pH-Puffer und Stabilisatoren, wie aus der Technik bekannt ist.

Die metallische Schicht kann galvanisch aufgebracht werden durch Anwenden einer elektrischen Spannung zwischen der Anordnung und einer weiteren Elektrode. Alternativ dazu kann ein stromloses galvanisches Aufbringungsverfahren verwendet werden, um die metallische Schicht aus dem galvanischen Bad aufzubringen. Galvanische Bäder von bekannter Zusammensetzung können in geeigneter Weise verwendet werden. Die Dicke der metallischen Schicht, die während des galvanischen Aufbringungsverfahrens aufgebracht wird, hängt von der Länge der Zeit ab, für die die galvanische Aufbringung ausgeführt wird, wobei die Schicht dicker wird je länger das Verfahren ausgeführt wird. Die galvanische Aufbringung wird fortgesetzt, bis sich die metallische Schicht mindestens zu einem Teil zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die metallische Schicht zwischen der Mehrheit der ersten Hauptoberfläche und der Mehrheit der zweiten Hauptoberfläche und umfasst noch bevorzugter wenige Aussparungen oder Löcher und ist noch bevorzugter lochfrei.

Das galvanische Aufbringungsverfahren kann bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur nur leicht über der Raumtemperatur ausgeführt werden, zum Beispiel bei weniger als 60° C, vorzugsweise weniger als 50° C, noch bevorzugter bei weniger als 40° C. Eine Beschädigung am Halbleiterchip durch hohe Aufbringungstemperaturen, wie sie typischerweise bei Lötprozessen verwendet werden, im Besonderen bei Diffusionslötprozessen, wird vermieden.

Eine galvanische Aufbringung ermöglicht es auch, die Kosten der elektrischen Verbindung zu reduzieren, da nur das Material, das tatsächlich aufgebracht wird, um die Verbindungsanordnung auszuformen, aus dem galvanischen Bad entfernt wird. Dies steht im Gegensatz zu Aufbringungsverfahren wie Kathodenzerstäubung, thermischer Verdampfung, chemischer und physische Verdampfungsablagerung, bei denen die ganze Kammer, zusätzlich zu dem Objekt, das beschichtet werden soll, ebenfalls mit dem Quellmaterial bedeckt wird. Dieses Material kann normalerweise nicht wieder verwendet werden und wird normalerweise verschwendet.

Die Aussparung zwischen der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips und der zweiten Hauptoberfläche des ersten elektrisch leitfähigen Substrats kann durch Anordnen von einer oder mehreren anhaftenden Erhebungen auf einer oder beiden der ersten Hauptoberflächen und der zweiten Hauptoberflächen zur Verfügung gestellt werden. Die anhaftende Erhebung oder die anhaftenden Erhebungen können in geeigneter Weise durch ein Aufbringungsverfahren aufgebracht werden.

Die Aussparung zwischen der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips und der zweiten Hauptoberfläche des ersten elektrisch leitfähigen Substrats kann zur Verfügung gestellt werden durch Ausstatten der ersten Hauptoberfläche mit einem ersten Passelement und der zweiten dazu passenden Oberfläche mit einem zweiten Passelement. Die erste und die zweite Passelementseite müssen zu einander passen.

Das erste Passelement kann durch Ausformen von mindestens einer Auskragung auf der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips zur Verfügung gestellt werden. Dies kann durch selektive Aufbringung eines Metalls, einer Legierung oder eines elektrisch isolierenden Materials wie zum Beispiel Polymer oder einer Keramik erreicht werden. Alternativ dazu kann eine Schicht aufgebracht werden, die dann strukturiert wird, um eine oder mehrere Auskragungen gewünschter Größe und lateraler Position zur Verfügung zu stellen. In einer Ausführungsform wird die erste Hauptoberfläche des Halbleiterchips von mindestens einer Elektrode zur Verfügung gestellt, die eine Metallschicht umfasst. Eine Auskragung kann durch Steigern der Dicke der Elektrode in einer definierten Region ausgeformt werden, durch selektive Aufbringung des Metalls, das die Elektrode umfasst.

Eine Vertiefung kann in der zweiten Hauptoberfläche durch selektives Ätzen der zweiten Hauptoberfläche ausgeformt werden. Die dreidimensionale Form und laterale Anordnung der Auskragung oder der Auskragungen und der Vertiefung oder der Vertiefungen wird so ausgewählt, dass jede Auskragung zu einer Vertiefung passt, um so die erste Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche zu beabstanden und eine Aussparung zur Verfügung zu stellen, die anfangs, abgesehen von den Abstandselementen, frei von Material ist.

Ein Verfahren, um einen elektrisch leitfähigen Anschluss zu erzeugen, kann auch die Herstellung von einer oder mehreren weiteren elektrisch leitfähigen Anschlüssen zwischen der gegenüber liegenden Oberfläche des Halbleiterchips, die als die dritte Hauptoberfläche bezeichnet wird, und einem zweiten elektrisch leitfähigen Substrat umfassen, das eine vierte Hauptoberfläche umfasst.

Ein zweites elektrisch leitfähiges Substrat, das eine vierte Hauptoberfläche umfasst, wird zur Verfügung gestellt. Mindestens ein Teil der vierten Hauptoberfläche ist zeigend in Richtung der und beabstandet in einem Abstand von der dritten Hauptoberfläche des Halbleiterchips angeordnet, um eine zweite Aussparung zur Verfügung zu stellen. Ein galvanisches Aufbringungsverfahren wird ausgeführt, während dessen eine erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht aufgebracht wird, die sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt, und die den Halbleiterchip elektrisch mit dem ersten elektrisch leitfähigen Substrat verbindet, und eine zweite metallische Schicht wird galvanisch aufgebracht, die sich zwischen der dritten Hauptoberfläche und der vierten Hauptoberfläche erstreckt und die den Halbleiterchip und das zweite elektrisch leitfähige Substrat elektrisch verbindet.

Die erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht ist physisch von der zweiten galvanisch aufgebrachten Metallschicht getrennt. In dieser Ausführungsform werden zwei physisch getrennte Anschlussanordnungen im Wesentlichen simultan aufgebracht. Diese Ausführungsform kann in geeigneter Weise für einen Halbleiterchip verwendet werden, der ein vertikales Halbleiterbauteil ist, wobei in diesem Fall in demselben Aufbringungsverfahren eine Verbindungsanordnung zu den zwei gegenüber liegenden Oberflächen des Halbleiterbauteils erzeugt werden kann.

In einer Ausführungsform ist das erste Substrat eines aus der Gruppe bestehend aus einer Anschlussklemme, eines Leiters und einem Chipträger, und der Halbleiterchip ist einer aus der Gruppe bestehend aus einer vertikalen Diode, einem vertikalen Transistor und einem lateralen Halbleiterchip. In einer Ausführungsform kann das erste Substrat die Anschlussklemme oder ein Leiter sein, der Halbleiterchip ist die vertikale Diode oder ein vertikaler Leistungstransistor, und das zweite Substrat ist ein Chipträger.

Das elektronische Bauelement kann weiterhin auch eine Kunststoffverkapselungsmischung umfassen, die das Halbleiterbauteil und die obere und die Seitenflächen sowohl der Anschlussklemme als auch des Chipträgers verkapselt. Die Kunststoffverkapselungsmischung kann zusätzlich zu Schutz des Halbleiterbauteils vor Umwelteinflüssen auch eine weitere elektrische Isolierung zwischen den ersten und zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten zur Verfügung stellen.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Vielzahl von physisch getrennten Anschlussanordnungen während des gleichen Aufbringungsprozesses für eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen aufgebracht. Ein erstes Trägerstreifenband, das eine Vielzahl von Bauteilpositionen umfasst, wird zur Verfügung gestellt. Jede Bauteilposition stellt eine Anschlussklemme zur Verfügung, die ein erstes Substrat zur Verfügung stellt, das eine zweite Hauptoberfläche umfasst. Ein zweites Trägerstreifenband wird zur Verfügung gestellt, das eine Vielzahl von Bauteilpositionen umfasst. Jede Bauteilposition umfasst einen Chipträger, der ein zweites Substrat zur Verfügung stellt, das eine vierte Hauptoberfläche umfasst. Eine Vielzahl von Halbleiterchips wird ebenfalls zur Verfügung gestellt und jeder von diesen umfasst eine erste Hauptoberfläche und eine dritte Hauptoberfläche, die der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegt. Das erste Trägerstreifenband, das zweite Trägerstreifenband und die Vielzahl von Halbleiterchips werden so angeordnet, dass an jeder der Bauteilpositionen während der galvanischen Aufbringung eine metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche und zwischen der dritten Hauptoberfläche und der vierten Hauptoberfläche aufgebracht wird.

Ein Trägerstreifenband wird auch Flachleiterrahmenstreifen (leadframe strip) genannt.

Das erste Trägerstreifenband und das zweite Trägerstreifenband werden deshalb so angeordnet, dass sie einen oder mehrere Halbleiterchips zwischen der zweiten Hauptoberfläche jeder Bauteilposition des ersten Trägerstreifenbandes und der vierten Hauptoberfläche jeder Bauteilposition des zweiten Trägerstreifenbandes umfassen. Eine erste Aussparung wird zwischen dem Halbleiterchip und der oberen Oberfläche des Chipträgers zur Verfügung gestellt, und eine zweite Aussparung wird zwischen dem Halbleiterchip und der unteren Oberfläche des flachen Verwebeteilbereichs der Anschlussklemme zur Verfügung gestellt.

Das galvanische Aufbringungsverfahren wird dann so ausgeführt, dass eine Vielzahl von physisch getrennten metallischen Schichten aufgebracht wird, um so an jeder der von den ersten beziehungsweise zweiten Trägerstreifenbändern zur Verfügung gestellten Bauteilpositionen einen elektrisch leitfähigen Anschluss zwischen der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips und der Anschlussklemme und zwischen der dritten Hauptoberfläche des Halbleiterchips und dem Chipträger zur Verfügung zu stellen.

Das erste Trägerstreifenband, der Halbleiterchip und das zweite Trägerstreifenband können von einander beabstandet werden unter Verwendung eines Abstandselements entsprechend einer der schon beschriebenen Ausführungsformen. Mechanischer Druck kann ausgeübt werden auf eine der äußersten Oberflächen der zwei Trägerstreifenbänder, um die Anordnung während der anfänglichen Stufen der galvanischen Aufbringung an Ort und Stelle zu halten, bis die Anschlussanordnungen aufgebracht worden sind, die die Vielzahl der Halbleiterchips sowohl physisch als auch elektrisch mit ihren entsprechenden Anschlussklemmen und Chipträgern verbinden.

In einer Ausführungsform kann jede Bauteilposition des zweiten Trägerstreifenbandes zwei Chipträger umfassen. Die Ausführungsform des zweiten Trägerstreifenbandes kann verwendet werden, wenn das Halbleiterbauteil ein vertikales Transistorbauteil ist und wenn an jeder Bauteilposition die erste Lastelektrode mit dem ersten Chipträger verbunden werden soll und die Steuerelektrode mit dem zweiten Chipträger verbunden werden soll.

Die Anmeldung bezieht sich auch auf die Verwendung von galvanischer Aufbringung, um eine elektrische Verbindung zwischen einem Halbleiterchip und einem elektrisch leitfähigen Substrat, das diesem zugewandt angeordnet ist, zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren, galvanische Aufbringung zu verwenden, stellt einen elektrisch leitfähigen mechanischen Anschluss zwischen dem Halbleiterchip und einem elektrisch leitfähigen Substrat zur Verfügung. Galvanische Aufbringung kann verwendet werden, um einen elektrisch leitfähigen Anschluss zwischen einem Halbleiterchip und einem aus der Gruppe bestehend aus einer Klemme, einem Leiter und einem Chipträger zur Verfügung zu stellen. Der Halbleiterchip kann eine vertikale Diode, ein vertikaler Transistor oder ein laterales Halbleiterbauteil sein. Das laterale Halbleiterbauteil kann ein lateraler Transistor oder ein IC Chip sein.

Galvanische Aufbringung wird auch verwendet, um zwei oder mehr physisch getrennte elektrisch leitfähige Anschlussanordnungen für ein elektronisches Bauelement während desselben Aufbringungsprozesses zu erzeugen. Eine Umverdrahtungsanordnung für ein oder mehrere elektronische Bauelemente, die zwei oder mehr physisch getrennte elektrische Verbindungen umfasst, wird durch die Verwendung galvanischer Aufbringung zur Verfügung gestellt.

1 veranschaulicht ein elektronisches Bauelement 1, das eine vertikale Halbleiterdiode 2, einen Chipträger 3 und eine Anschlussklemme (Kontaktbügel) 4 entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst.

Die vertikale Diode 2 weist eine erste Hauptoberfläche 5 und eine zweite Hauptoberfläche 6 auf, die der ersten Hauptoberfläche 5 gegenüber liegend ist. Die erste Hauptoberfläche 5 umfasst eine Kathodenelektrode 7, die eine Schicht aus Gold umfasst. Die zweite Hauptoberfläche 6 umfasst die Anodenelektrode 8, die ebenfalls eine Schicht aus Gold umfasst. Der Chipträger 3 umfasst eine Metallfolie und weist eine obere Oberfläche 9 und eine untere Oberfläche 10 auf. Die obere Oberfläche 9 des Chipträgers 3 liegt in Richtung der ersten Hauptoberfläche 5 der vertikalen Diode 2 zugewandt. Die äußerste Oberfläche der Kathodenelektrode 7 ist durch ein einzelnes Abstandselement 11 in einem Abstand von der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 beabstandet mit einem Abstand, der in 1 mit d bezeichnet ist.

Die erste Hauptoberfläche 5 der vertikalen Diode 2 ist ungefähr parallel zur oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 angeordnet. Die zweite Hauptoberfläche 6 der vertikalen Diode 2 ist zur ersten Hauptoberfläche 5 und zur oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 ebenfalls ungefähr parallel.

In dieser Ausführungsform umfasst das Abstandselement 11 eine Vertiefung 12 und eine Auskragung 13, die angepasst sind, um zu einander zu passen. Die Auskragung 13 wird in der Form eines dickeren Bereichs der Kathode 7 zur Verfügung gestellt und umfasst Kupfer. Die Auskragung 13 wurde hergestellt durch selektive Aufbringung von Kupfers auf der Kathodenelektrode 7. Die Auskragung 13 weist eine Höhe a auf, die größer ist als der Abstand d zwischen der ersten Hauptoberfläche 5 des Chips 2 und der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3.

Die obere Oberfläche 9 des Chipträgers 3 umfasst eine Vertiefung 12, die eine laterale Größe und Position aufweist, die angepasst ist, um die lateralen Abmessungen der Auskragung 13aufzunehmen. Die Vertiefung 12 weist eine Tiefe b auf, die geringer ist als die Höhe a der Auskragung 13 und wobei a ≈ b + d ist. Die Auskragung 13 und die Vertiefung 12 stellen das erste Passelement beziehungsweise das zweite Passelement zur Verfügung, die, wenn sie zusammengefügt werden, einen Abstand d zwischen der ersten Hauptoberfläche 5 der Diode 2 und der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 zur Verfügung stellen.

Ebenso ist ein zweites Abstandselement 11 auf der Anodenelektrode angeordnet. Das zweite Abstandselement 11 umfasst ebenfalls eine Auskragung 13, die im Wesentlichen dieselben Abmessungen wie die auf der Kathodenelektrode 7 angeordnete Auskragung 13 aufweist.

Die Anschlussklemme 4 umfasst einen flachen Verwebeteilbereich 15, der sich in einem Kantenbereich in einen peripheren Randzonenbereich 16 erstreckt. Der periphere Randzonenbereich 16 erstreckt sich in Richtungen in Richtung der unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs der Anschlussklemme 4 und weg von der Seitenfläche 18 der vertikalen Diode 2. Das distale Ende des peripheren Randzonenbereichs 16 erstreckt sich in einen Fußbereich 19, die sich in Richtungen weg von der Seitenfläche 18 der vertikalen Diode 2 erstreckt. Die untere Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 und die untere Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 der Anschlussklemme 4 liegen in Ebenen, die ungefähr parallel zu einander und parallel zu der ersten Hauptoberfläche 5 und der zweiten Hauptoberfläche 6 der Diode 2 sind. Die untere Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 ist im Wesentlichen koplanar mit der unteren Oberfläche 10 des Chipträgers 3. Die Anschlussklemme 4 umfasst Kupfer und umfasst eine Metallfolie oder Platte, die aus einer Metallplatte ausgestanzt und gebogen wurde, um die erforderliche Form zur Verfügung zu stellen.

Die untere Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 umfasst ebenfalls eine Vertiefung 21 mit Abmessungen, die im Wesentlichen den Abmessungen der Vertiefung 12 in der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 entsprechen. Die laterale Anordnung der Vertiefung 21 in der unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 ist so angepasst, dass das distale Ende des vorstehenden Elements 13 innerhalb der Vertiefung 21 aufgenommen wird. Die Tiefe der Vertiefung 21 und die Höhe der Auskragung 13 sind auch so angepasst, dass, wenn die Vertiefung 21 auf der Auskragung 13 montiert wird und sich in diese einpasst, die Entfernung zwischen der unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 und der zweiten Hauptoberfläche 6 der Diode 2 ungefähr d ist. In dieser Ausführungsform beträgt dieser Abstand d etwa 100 &mgr;m.

Das elektronische Bauelement 1 umfasst weiterhin eine erste metallische Anschlussschicht 22, die die Kathodenelektrode 7 der Diode 2 elektrisch mit dem Chipträger 3 verbindet. Die erste metallische Anschlussschicht 22 ist eine galvanisch aufgebrachte Schicht aus Nickel, die eine durchschnittliche Dicke von ungefähr d aufweist und alle frei liegenden Oberflächen des Chipträgers 3 bedeckt. Die erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht 22 erstreckt sich deshalb direkt zwischen der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 und der äußersten Oberfläche 5 der Kathodenelektrode 7 der Diode 2 und füllt im Wesentlichen die durch das Abstandselement 11 zur Verfügung gestellte Aussparung 14 aus. Die erste galvanisch aufgebrachte Metallschicht 22 verbindet die Kathodenelektrode 7 elektrisch mit dem Chipträger 3, da sie sich direkt zwischen dem Oberflächenbereich des Chipträgers 3 erstreckt, der von der Kathodenelektrode 7 bedeckt ist. Der von der Auskragung 13 und der Vertiefung 12 eingenommene Bereich wird durch die erste metallische Schicht 22 nicht ausgefüllt.

Eine zweite galvanisch aufgebrachte Metallschicht 23 bedeckt die äußersten Oberflächen der Anschlussklemme 4. Die zweite galvanisch aufgebrachte Metallschicht 23 umfasst ebenfalls Kupfer und weist ebenfalls eine durchschnittliche Dicke von ungefähr d auf, die in dieser Ausführungsform etwa 100 &mgr;m beträgt. Die zweite metallische Schicht 23 füllt im Wesentlichen die Aussparung 14 zwischen der unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 und der äußersten Oberfläche 6 der Anodenelektrode 8 aus. Die zweite galvanisch aufgebrachte Metallschicht 23 erstreckt sich daher direkt zwischen der unteren Oberfläche 17 der Anschlussklemme 4 und der Anodenelektrode 8, die sie auf diese Weise elektrisch leitend verbindet. Die erste galvanisch aufgebrachte Schicht 22 und die zweite galvanisch aufgebrachte Schicht 23 sind physisch von einander getrennt.

Die galvanisch aufgebrachten Schichten 22 und 23 stellen zwei getrennte physische und mechanische Anschlüsse zur Verfügung, einer angeordnet direkt zwischen der Kathodenelektrode 7 und dem Chipträger 3 und einer angeordnet direkt zwischen der Anschlussklemme 4 und der Anodenelektrode 8. Da die galvanisch aufgebrachten Schichten 22 und 23 elektrisch leitfähiges Metall umfassen, stellen diese Schichten auch die elektrische Verbindung zwischen den zwei Elektroden 7 und 8 der Diode 2 und dem Chipträger 3 beziehungsweise der Anschlussklemme 4 zur Verfügung.

Die äußerste Oberfläche der ersten metallischen Schicht 22, die auf der unteren Oberfläche 10 des Chipträgers 3 angeordnet ist, stellt eine äußere Anschlussoberfläche 24 des elektronischen Bauelements 1 zur Verfügung, das auf eine Leiterplatte höherer Ebene montiert wird. Ebenso stellt die äußerste Oberfläche 24 der auf der unteren Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 der Anschlussklemme 4 angeordneten zweiten Metallschicht 23 ebenfalls eine äußere Anschlussoberfläche 24 des elektronischen Bauelements 1 zur Verfügung.

Das elektronische Bauelement 1 kann auch eine Kunststoffverkapselungsmischung umfassen, in 1 nicht veranschaulicht, die die Diode 2 und obere und Seitenoberflächen des Anschlusses 4 beziehungsweise des Chipträgers 3 verkapselt. Die unteren Oberflächen 24 des Chipträgers 3 und der Anschlussklemme 4, die die äußeren Anschlussoberflächen des elektronischen Bauelements 1 zur Verfügung stellen, bleiben von der Kunststoffverkapselungsmischung unbedeckt.

Das elektronische Bauelement 1 kann zusammengesetzt werden durch Bereitstellen eines ersten Trägerstreifenbandes (Flachleiterrahmenstreifens), das eine Vielzahl von Anschlussklemmen 4 umfasst, wobei eine Anschlussklemme 4 in jeder einer Vielzahl von Bauteilpositionen angeordnet ist. Ein zweites Trägerstreifenband (Flachleiterrahmenstreifen) wird zur Verfügung gestellt, das ebenfalls eine Vielzahl von Bauteilpositionen umfasst. Im zweiten Trägerstreifenband stellt jede Bauteilposition einen Chipträger 3 für das elektronische Bauelement 1 zur Verfügung. Die obere Oberfläche 9 von jedem der Chipträger 3 umfasst eine Vertiefung 12, die angepasst ist, um zu einer Auskragung 13 zu passen, die auf dem Kathodenanschluss der Diode 2 zur Verfügung gestellt wird. Ebenso umfasst die untere Oberfläche 17 von jedem der flachen Verwebeteilbereiche 15 der Vielzahl von Anschlussklemmen 4 auch eine Vertiefung 21, die angepasst ist, um zu der auf dem Anodenanschluss 8 angeordneten Auskragung 13 der Diode 2 zu passen.

Eine Diode 2 wird auf der oberen Oberfläche 9 von jedem der Chipträger 3 des zweiten Trägerstreifenbandes so angeordnet, dass die Auskragung 13 in jeder der Bauteilpositionen mit der Vertiefung 12 des Chipträgers 3 zusammenpasst. Das zweite Trägerstreifenband wird so über der zweiten Hauptoberfläche 6 von jeder der Vielzahl von Dioden 2 angeordnet, dass die Vertiefung 21 über das distale Ende der Auskragung 13 positioniert wird, die in jeder der Bauteilpositionen auf der Anode 8 angeordnet ist. Die Anordnung kann durch Anwenden von mechanischem Druck auf die obere Oberfläche des ersten Trägerstreifenbandes und/oder die untere Oberfläche des zweiten Trägerstreifenbandes zusammen gehalten werden.

Die untere Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 ist in einem Abstand von ungefähr d von der zweiten Hauptoberfläche 6 der Diode 2 beabstandet und die obere Oberfläche 9 des Chipträgers 3 ist in einem Abstand von ungefähr d von der ersten Hauptoberfläche 5 des Kathodenanschlusses 7 der Diode 2 beabstandet. Die zwischen der Diode 2 und dem Chipträger 3 beziehungsweise der Anschlussklemme 4 erzeugten Aussparungen 14 sind in diesem Stadium leer und ungefüllt.

Diese Anordnung wird in ein galvanisches Aufbringungsbad gestellt und ein galvanischer Aufbringungsprozess wird ausgeführt, in dem eine erste metallische Schicht 22 auf den äußersten Oberflächen des Chipträgers 3 aufgebracht wird. In dem Maß in dem die Dicke der aufgebrachten Schicht 22 zunimmt, wird die Aussparung zwischen der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 und der äußersten Oberfläche 5 der Kathode 7 kleiner und wird schließlich mindestens teilweise gefüllt, so dass sich mindestens Bereiche der ersten metallischen Schicht 22 direkt zwischen der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 und der äußersten Oberfläche 5 der Kathode 7 erstrecken.

Diese Bereiche, die sich direkt zwischen diesen zwei benachbarten Oberflächen erstrecken, stellen sowohl eine physische Verbindung wie auch eine elektrische Verbindung zwischen der Kathode 7 und dem Chipträger 3 zur Verfügung.

Während des Aufbringungsprozesses wird eine zweite metallische Metallschicht 23 auf die Anschlussklemme 4 aufgebracht. Die zweite Metallschicht 23 bedeckt die äußersten Oberflächen der Anschlussklemme 4, und die Aufbringung wird fortgeführt, bis die Aussparung 14 oder die Lücke zwischen der unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 und der äußersten Oberfläche 6 des Anodenanschlusses 8 durch die aufgebrachte Metallschicht 23 mindestens teilweise gefüllt ist. Mindestens Bereiche der zweiten Metallschicht 23 erstrecken sich direkt zwischen der unteren Oberfläche 17 der Anschlussklemme 4 und der äußersten Oberfläche 6 der Anode 8, um die Anschlussklemme 4 physisch und elektrisch mit dem Anodenanschluss 8 zu verbinden. Die zwei aufgebrachten Metallschichten 22 und 23 sind jedoch nicht mit einander verbunden und sind physisch von einander getrennt.

Nachdem die zwei metallischen Schichten 22 und 23 galvanisch aufgebracht worden sind, wird die von den zwei Trägerstreifenbändern und den Dioden 2 ausgeformte zusammengesetzte Anordnung aus dem galvanischen Bad entfernt und kann einem weiteren Formverfahren unterzogen werden, um die Diode 2 und die oberen und die Seitenoberflächen des Chipträgers 3 und der Anschlussklemme 4 von jedem der elektronischen Bauelemente 1 zu verkapseln. Die unteren Oberflächen 24 der ersten metallischen Schicht 22 und der zweiten metallischen Schicht 23, die auf der unteren Oberfläche 10 des Chipträgers 3 beziehungsweise des Fußbereichs 19 angeordnet sind, bleiben frei von der Kunststoffverkapselungsmischung und stellen die äußeren Anschlussoberflächen des elektronischen Bauelements 1 zur Verfügung. Die einzelnen elektronischen Bauelemente 1 können dann von der zusammengesetzten, durch die zwei Trägerstreifenbänder und die Vielzahl von Dioden 2 ausgeformten Anordnung einzeln abgetrennt werden.

2 veranschaulicht ein elektronisches Bauelement 25 entsprechend einer zweiten Ausführungsform. Das zweite elektronische Bauelement 25 umfasst eine Diode 2, einen Chipträger 3 und eine Anschlussklemme 4, wie in 1 für die erste Ausführungsform veranschaulicht.

In der zweiten Ausführungsform umfasst die Anschlussklemme 4 weiterhin eine Vielzahl von im flachen Verwebeteilbereich 15 der Anschlussklemme 4 angeordneten Durchgangslöchern 26. Jedes der Durchgangslöcher 26 erstreckt sich von der oberen Oberfläche 27 zur unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 der Anschlussklemme 4. Mindestens einige der Vielzahl von Durchgangslöchern 26 sind über dem Anodenanschluss 8 der Diode 2 angeordnet. Die Durchgangslöcher 26 ermöglichen der Lösung des galvanischen Bads, leichter in das Volumen zwischen der unteren Oberfläche 17 der Anschlussklemme 4 und der äußersten Oberfläche 6 der Diode 2 einzudringen. Während der galvanischen Aufbringung können jegliche Gase, die erzeugte worden sein können, auch leichter durch die Durchgangslöcher 26 weg von dem Schnittstellenbereich zwischen der Anschlussklemme 4 und der Diode 2 entweichen. Die Qualität der in dem Anschlussbereich zwischen der Anschlussklemme 4 und der Diode 2 angeordneten Metallschicht 23 kann verbessert werden.

In dieser Ausführungsform bestehen der Chipträger 3 und die Anschlussklemme 4 jeweils im Wesentlichen aus Kupfer, und die galvanisch aufgebrachten Metallschichten 22 und 23 bestehen im Wesentlichen aus Nickel.

Je nach dem Durchmesser von jedem der Durchgangslöcher 26, können die Durchgangslöcher 26 völlig von der galvanisch aufgebrachten Metallschicht 23 ausgefüllt werden oder können eine Beschichtung an den Seitenwänden der Durchgangslöcher 26 umfassen und der mittlere Bereich der Durchgangslöcher 26 bleibt frei von der zweiten Metallbeschichtung 23. Die Durchgangslöcher 26 können in der Anschlussklemme 4 durch Ätzen, Stanzen oder Bohren hergestellt werden.

Das elektronische Bauelement 25 entsprechend der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich vom elektronischen Bauelement 1 entsprechend der ersten Ausführungsform auch darin, dass die untere Oberfläche 10 des Chipträgers 3 und die untere Oberfläche 28 des Fußbereichs 19 der Anschlussklemme 4 von den galvanisch aufgebrachten Metallschichten 22 beziehungsweise 23 unbedeckt bleiben. Die untere Oberfläche 10 des Chipträgers 3 und die untere Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 stellen die äußeren Anschlussoberflächen des elektronischen Bauelements 25 zur Verfügung, die leicht gelötet werden können.

Die untere Oberfläche 10 des Chipträgers 3 und die untere Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 der Anschlussklemme 4 können vor der Aufbringung der metallischen Schichten 22 und 23 von einer Schutzschicht bedeckt werden. Die Schutzschicht kann durch eine organische Oberflächenschutzschicht oder eine anhaftende Folie zur Verfügung gestellt werden. Die Schutzschicht wird dann entfernt, nachdem das galvanische Aufbringungsverfahren ausgeführt worden ist, um die untere Oberfläche 10 des Trägerstreifens 3 und die untere Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 der Anschlussklemme 4 freizulegen.

3 veranschaulicht ein elektronisches Bauelement 30 entsprechend der dritten Ausführungsform. Das elektronische Bauelement 30 umfasst ein vertikales Leistungs-MOSFET Bauteil 31, einen Chipträger 3 und eine Anschlussklemme 4.

In der dritten Ausführungsform umfasst der Chipträger 3 zwei Chipträgerteilbereiche 32 und 33, die physisch von einander getrennt sind und benachbart zu einander angeordnet sind. Die zwei Chipträgerteilbereiche 32 und 33 weisen je eine Oberfläche 9 auf, wobei diese beiden im Wesentlichen zu einander und zu einer unteren Oberfläche 10 koplanar sind, und eine untere Oberfläche 10, die der oberen Oberfläche 9 gegenüber liegt und wobei diese beiden im Wesentlichen koplanar zu einander sind. Das vertikale MOSFET Bauteil 31 weist eine erste Oberfläche 5 auf, die eine Sourceelektrode 34 und eine Gateelektrode 35 umfasst. Die Gateelektrode 35 ist lateral kleiner als die Sourceelektrode 34 und ist in einem Kantenbereich der ersten Oberfläche 5 angeordnet. In Anbetracht des in 3 veranschaulichten elektronischen Bauelements 30 ist die Gateelektrode 35 in Richtung der rechten Seite angeordnet. Die zweite Oberfläche 6 des MOSFET Bauteils 31 umfasst eine Drainelektrode 36, die sich über die Mehrheit der zweiten Oberfläche 6 erstreckt.

In der dritten Ausführungsform wird die erste größere Seite 5 des MOSFET Bauteils 31 der oberen Oberfläche 9 von den zwei Teilbereichen 32 und 33 des Chipträgers 3 durch eine Vielzahl von anhaftenden Erhebungen 37 beabstandet. Eine Vielzahl von anhaftenden Erhebungen 38, von denen eine in der Querschnittsansicht gemäß 3 zu ersehen ist, ist auf dem Bereich der ersten Oberfläche 5 angeordnet, in dem die Sourceelektrode 34 angeordnet ist. Eine weitere anhaftende Erhebung 39 ist an der Peripherie der ersten Oberfläche 5 außerhalb der Gateelektrode 35 angeordnet. Im Gegensatz zu der ersten und zweiten Ausführungsform, sind die obere Oberfläche 9 des Chipträgers 3 und die untere Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 der Anschlussklemme 4 frei von Vertiefungen.

Das MOSFET Bauteil 31 ist mit seiner ersten Oberfläche 5 nach unten in Richtung der oberen Oberfläche 9 des Trägerstreifens 3 liegend angeordnet. Die Sourceelektrode 34 ist angeordnet zeigend in Richtung der und ist angeordnet über der oberen Oberfläche 9 des ersten Teilbereichs 32 des Chipträgers 3, und die Gateelektrode 35 ist angeordnet über und in Richtung der oberen Oberfläche 9 des zweiten Teilbereichs 33 des Chipträgers 3 liegend. Das MOSFET Bauteil 31 ist so angeordnet, dass die ersten, im Bereich der Sourceelektrode 34 angeordneten anhaftenden Erhebungen 38 auf die obere Oberfläche 9 des ersten Teilbereichs 32 des Chipträgers 3 montiert werden und so, dass die an der Peripherie außerhalb der Gateelektrode 35 angeordnete anhaftende Erhebung 39 auf der oberen Oberfläche 9 des zweiten Teilbereichs 33 des Chipträgers 3 angeordnet ist. Das MOSFET Bauteil 31 erstreckt sich über den Bereich, der die zwei getrennten Teilbereiche 32 und 33 des Chipträgers 3 physisch trennt.

Die Vielzahl der anhaftenden Erhebungen 37 weisen jeweils eine Höhe auf, die die erste Oberfläche 5 des MOSFET Bauteils 31 von der oberen Oberfläche 9 des Chipträgers 3 beabstandet, um so eine Aussparung 14 zwischen diesen Oberflächen zu erzeugen. Jede der anhaftenden Erhebungen 37 weist eine Höhe von ungefähr d auf, die in dieser Ausführungsform etwa 50 &mgr;m beträgt. Die obere Oberfläche 9 der zwei Teilbereiche des Chipträgers 3 ist gleichförmig und frei von Vertiefungen. Ebenso werden in der unteren Oberfläche 17 der Anschlussklemme 4 keine Vertiefungen zur Verfügung gestellt.

Die Drainelektrode 36 liegt nach oben weg gerichtet vom Chipträger 3. Eine weitere anhaftende Erhebung 40 ist auf der Drainelektrode 36 angeordnet, die ebenfalls eine Höhe von etwa 50 &mgr;m aufweist. Die Anschlussklemme 4 weist im Wesentlichen dieselbe Form auf wie die in den ersten und zweiten Ausführungsformen gemäß der 1 und 2 gezeigte. Die untere Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 der Anschlussklemme 4 ist am distalen Ende der auf der Drainelektrode 36 angeordneten anhaftenden Erhebung 40 angeordnet. Die untere Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 der Anschlussklemme 4 ist über der Drainelektrode 36 angeordnet und ist durch die anhaftende Erhebung 40 in einem Abstand d von etwa 50 &mgr;m von der Drainelektrode 36 beabstandet.

Das MOSFET Bauteil 31 umfasst Elektroden, das heißt eine Sourceelektrode 34, eine Gateelektrode 35 und eine Drainelektrode 36, die jede eine gleichförmige äußerste Oberfläche ohne eine Auskragung aufweisen. Die Verwendung von anhaftenden Erhebungen, um die Abstandselemente zur Verfügung zu stellen, ermöglicht, dass ein unveränderten MOSFET Bauteil 31 ohne zusätzliche Auskragungen oder Vertiefungen, die einen Teil einer Abstandsstruktur ausformen, verwendet werden kann.

Das elektronische Bauelement 30 umfasst drei galvanisch aufgebrachte metallische Schichten. Die erste metallische Schicht 22 ist auf der oberen Oberfläche 9 und Seitenflächen der ersten Teilbereichs 32 des Chipträgers 3 angeordnet und ein Teilbereich der ersten metallischen Schicht 22 erstreckt sich zwischen der oberen Oberfläche 9 des ersten Teilbereichs 32 des Chipträgers 3 und der Sourceelektrode 34. Die erste metallische Schicht 22 verbindet deshalb die Sourceelektrode 34 physisch und elektrisch mit dem ersten Teilbereich 32 des Chipträgers 3.

Die zweite metallische Schicht 23 bedeckt ähnlich wie die in den ersten und zweiten Ausführungsformen gemäß der 1 und 2 gezeigt die äußeren Oberflächen der Anschlussklemme 4 und erstreckt sich zwischen der unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 und der oberen Oberfläche 6 der Drainelektrode 36 des MOSFET Bauteils 31. Ein Teilbereich der zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht 23 erstreckt sich direkt zwischen der unteren Oberfläche 17 des flachen Verwebeteilbereichs 15 der Anschlussklemme 4 und der äußersten Oberfläche 6 der Drainelektrode 36. Die zweite galvanisch aufgebrachte Schicht 23 verbindet deshalb die Anschlussklemme 4 elektrisch und physisch mit der Drainelektrode 36 des MOSFET Bauteils 31.

Das elektronische Bauelement 30 umfasst weiterhin eine dritte galvanisch aufgebrachte Metallschicht 41, die auf der seitlichen und den oberen Oberflächen des zweiten Teilbereichs 33 des Chipträgers 3 angeordnet ist. Ein Bereich der dritten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht 41 erstreckt sich zwischen der Gateelektrode 35 und der oberen Oberfläche 9 des zweiten Teilbereichs 33 des Chipträgers 3 und verbindet die Gateelektrode 35 physisch und elektrisch mit dem zweiten Teilbereich 33 des Chipträgers 3.

Die drei galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten 22, 23 und 33 sind alle physisch von einander getrennt. Deshalb sind die drei Elektroden des MOSFET Bauteils 31 unabhängig elektrisch von den zwei Teilbereichen des Chipträgers 3 und der Anschlussklemme 4 zugänglich.

In der dritten Ausführungsform, veranschaulicht in 3, bleiben die unteren Oberflächen der zwei Chipträgerteilbereiche 32 und 33 und des Fußbereichs 19 der Anschlusszuleitung 4 frei von den galvanisch aufgebrachten metallischen Schichten 22, 41 beziehungsweise 23, und formen die äußeren Anschlussoberflächen 24 des elektronischen Bauelements 30 aus. Das elektronische Bauelement 30 umfasst auch eine Kunststoffverkapselungsmischung, die in 3 nicht veranschaulicht wird. Die Kunststoffverkapselungsmischung verkapselt das MOSFET Bauteil 31 und die obere und die Seitenflächen des Chipträgers 3 und der Anschlussklemme 4. Die Kunststoffverkapselungsmischung stellt auch eine weitere elektrische Isolierung zwischen der ersten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht 22, der zweiten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht 23 und der dritten galvanisch aufgebrachten metallischen Schicht 41 zur Verfügung.

Das elektronische Bauelement 30 wird durch Bereitstellen eines ersten Trägerstreifenbandes zusammengefügt, der eine Vielzahl von Bauteilpositionen umfasst, wobei jede Bauteilposition eine Anschlussklemme 4 für ein elektronisches Bauelement 30 zur Verfügung stellt. Das zweite Trägerstreifenband wird zur Verfügung gestellt, wobei diese eine Vielzahl von Bauteilpositionen umfasst, wobei jede Bauteilposition zwei Chipträgerteilbereiche 32 und 33 für ein elektronisches Bauelement 30 umfasst. Die unteren Oberflächen 10 der Chipträgerteilbereiche 32 und 33 wie auch die untere Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 der Anschlussklemme 4 sind von einer Schutzbeschichtung bedeckt.

Eine Vielzahl anhaftender Erhebungen 37 ist auf die obere Oberfläche 9 von jeder der einen Chip tragenden Bereiche 32 und 33 verteilt und das MOSFET Bauteil 31 wird so über die anhaftenden Erhebungen 37 positioniert, dass die Gateelektrode 35 direkt angeordnet ist oberhalb des und in einem Abstand durch die haftende Erhebung 39 beabstandet ist von dem zweiten Teilbereich 33 des Chipträgers 3 und so, dass die Sourceelektrode 34 direkt angeordnet ist über und beabstandet ist in einem Abstand von der oberen Oberfläche 9 des ersten Chipträgerteilbereichs 32.

Eine weitere anhaftende Erhebung 40 ist auf der Drainelektrode 36 aufgebracht, die nach oben von dem Chipträger 3 weg liegt. Das zweite Trägerstreifenband, das eine Vielzahl von Anschlussklemmen 4 umfasst, ist so angeordnet, dass der flache Verwebeteilbereich 15 oberhalb angeordnet ist und in einem Abstand beabstandet ist von der Drainelektrode 36 auf der nach außen hin zeigenden Seite des MOSFET Bauteils 31 und so, dass die untere Oberfläche 20 des Fußbereichs 19 benachbart zu dem ersten Teilbereich 32 des Chipträgers 3 angeordnet ist und so, dass die untere Oberfläche 20 ungefähr koplanar ist mit der unteren Oberfläche 10 von jedem der einen Chip tragenden Teilbereiche 32 und 33.

Die Anordnung wird in ein galvanisches Bad gestellt und ein galvanisches Aufbringungsverfahren wird ausgeführt, um die drei metallischen Schichten 22, 23 und 41 aufzubringen.

Nach der Aufbringung der metallischen Schichten ist die Sourceelektrode 34 durch die erste metallische Schicht 22 mit dem ersten Teilbereich 32 des Trägerstreifens 3 elektrisch und physisch verbunden, ist die Gateelektrode 35 durch die dritte metallischen Schicht 41 mit dem zweiten Teilbereich 33 des Chipträgers 3 elektrisch und physisch verbunden und ist die Drainelektrode 38 durch die zweite metallische Schicht 23 mit der Anschlussklemme 4 elektrisch und physisch verbunden.

Die Anordnung wird dann aus dem galvanischen Bad entfernt und die einzelnen elektronischen Bauelemente 30 werden von dem zusammengesetzten Element abgetrennt, das von den zwei Trägerstreifenband und der Vielzahl von MOSFET Bauteilen ausgeformt wird. Bevor das elektronische Bauelement 30 einzeln von der zusammengesetzten Trägerstreifenbandanordnung abgetrennt wird, kann ein Formverfahren ausgeführt werden, um ein Kunststoffgehäuse für jedes der elektronischen Bauelemente 30 zur Verfügung zu stellen.

1
erstes elektronisches Bauelement
2
vertikale Diode
3
Chipträger
4
Anschlussklemme
5
erste Hauptoberfläche der Diode
6
zweite Hauptoberfläche der Diode
7
Kathodenelektrode
8
Anodenelektrode
9
obere Oberfläche des Chipträgers
10
untere Oberfläche des Chipträgers
11
Abstandselement
12
Vertiefung
13
Auskragung
14
Aussparung
15
flacher Verwebeteilbereich
16
peripherer Randzonenbereich
17
untere Oberfläche des flachen Verwebeteilbereichs
18
Seitenfläche der Diode
19
Fußbereich
20
untere Oberfläche des Fußbereichs
21
Vertiefung
22
erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht
23
zweite galvanisch aufgebrachte metallische Schicht
24
äußere Anschlussoberfläche
25
zweites elektronisches Bauelement
26
Durchgangsloch
27
obere Oberfläche der Anschlussklemme
30
drittes elektronisches Bauelement
31
vertikaler Leistungs-MOSFET
32
erster Chipträgerteilbereich
33
zweiter Chipträgerteilbereich
34
Sourceelektrode
35
Gateelektrode
36
Drainelektrode
37
anhaftende Erhebung
38
erste anhaftende Erhebung
39
zweite anhaftende Erhebung
40
dritte anhaftende Erhebung
41
dritte galvanisch aufgebrachte Metallschicht


Anspruch[de]
Verbindungsanordnung, umfassend:

– einen Halbleiterchip, der eine erste Hauptoberfläche umfasst,

– ein elektrisch leitfähiges Substrat, das eine zweite Hauptoberfläche umfasst, wobei mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche zeigend in Richtung der und in einem Abstand beabstandet von der ersten Hauptoberfläche angeordnet ist, um eine Aussparung zur Verfügung zu stellen,

wobei sich eine galvanisch aufgebrachte metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und die erste Hauptoberfläche mit der zweiten Hauptoberfläche elektrisch verbindet.
Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Abstandselement, das in der Aussparung angeordnet ist, um die erste Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche zu beabstanden. Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, wobei das Abstandselement durch eine oder mehrere in der Aussparung angeordnete anhaftende Erhebungen zur Verfügung gestellt wird, die sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstrecken. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die anhaftende Erhebung ein elektrisch isolierendes Haftmittel umfasst. Verbindungsanordnung nach Anspruch 2, wobei die erste Hauptoberfläche ein erstes Passelement umfasst und die zweite Hauptoberfläche ein zweites Passelement umfasst, das angepasst ist, um in das erste Passelement zu passen, wobei das erste Passelement und das zweite Passelement ein Abstandselement zur Verfügung stellen, das die erste Hauptoberfläche in einem Abstand von der zweiten Hauptoberfläche beabstandet. Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, wobei das erste Passelement mindestens eine Auskragung umfasst und das zweite Passelement mindestens eine Vertiefung umfasst, die angepasst ist, um mit der mindestens einen Auskragung zusammenzupassen. Elektronisches Bauelement, umfassend

– ein vertikales Halbleiterbauteil, das eine erste Hauptoberfläche und eine dritte Hauptoberfläche umfasst, die der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegt,

– eine elektrisch leitfähige Anschlussklemme, die eine zweite Hauptoberfläche umfasst, wobei mindestens ein Teil der zweiten Hauptoberfläche zeigend in Richtung der und in einem Abstand beabstandet von der ersten Hauptoberfläche angeordnet ist, um eine erste Aussparung zur Verfügung zu stellen,

– einen elektrisch leitfähigen Chipträger, der eine vierte Hauptoberfläche umfasst, wobei mindestens einen Teil der vierten Hauptoberfläche zeigend in Richtung der und in einem Abstand beabstandet von der dritten Hauptoberfläche angeordnet ist, um eine zweite Aussparung zur Verfügung zu stellen,

wobei sich eine erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und das Halbleiterbauteil elektrisch mit der Anschlussklemme verbindet, und sich eine zweite galvanisch aufgebrachte metallische Schicht zwischen der dritten Hauptoberfläche und der vierten Hauptoberfläche erstreckt und das Halbleiterbauteil mit dem Chipträger elektrisch verbindet.
Elektronisches Bauelement nach Anspruch 7, weiterhin umfassend ein erstes Abstandselement, das in der ersten Aussparung angeordnet ist, um die erste Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche zu beabstanden, und ein zweites Abstandselement, das in der zweiten Aussparung angeordnet ist, um die dritte Hauptoberfläche von der vierten Hauptoberfläche zu beabstanden. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei mindestens eines von dem ersten Abstandselement und dem zweiten Abstandselement durch eine oder mehrere anhaftende Erhebungen zur Verfügung gestellt wird. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 9, wobei die anhaftende Erhebung ein elektrisch isolierendes Haftmittel umfasst. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei die erste Hauptoberfläche ein erstes Passelement umfasst und die zweite Hauptoberfläche ein zweites Passelement umfasst, das angepasst ist, um zum ersten Passelement zu passen, wobei das erste Passelement und das zweite Passelement ein Abstandselement zur Verfügung stellen, das die erste Hauptoberfläche in einem Abstand von der zweiten Hauptoberfläche beabstandet. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 11, wobei die dritte Hauptoberfläche ein drittes Passelement umfasst und die vierte Hauptoberfläche ein viertes Passelement umfasst, das angepasst ist, um zum dritten Passelement zu passen, wobei das dritte Passelement und das vierte Passelement ein Abstandselement zur Verfügung stellen, das die dritte Hauptoberfläche in einem Abstand von der vierten Hauptoberfläche beabstandet. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 11, wobei das erste Passelement mindestens eine Auskragung umfasst und das zweite Passelement mindestens eine Vertiefung umfasst. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 12, wobei das dritte Passelement mindestens eine Auskragung umfasst und das vierte Passelement mindestens eine Vertiefung umfasst. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 7, wobei das vertikale Halbleiterbauteil eines aus einer Diode und einem Transistor ist. Elektronisches Bauelement, umfassend:

– ein laterales Halbleiterbauteil, das eine erste Hauptoberfläche umfasst,

– mindestens ein elektrisch leitfähiger Leiter, der eine zweite Hauptoberfläche umfasst, wobei mindestens Teil der zweiten Hauptoberfläche zeigend in Richtung der und beabstandet in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche angeordnet ist, um eine erste Aussparung zur Verfügung zu stellen,

wobei sich eine erste galvanisch aufgebrachte metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und das Halbleiterbauteil elektrisch mit dem Leiter verbindet.
Elektronisches Bauelement nach Anspruch 16, das weiterhin ein erstes Abstandselement umfasst, das in der ersten Aussparung angeordnet ist, um die erste Hauptoberfläche von der zweiten Hauptoberfläche zu beabstanden. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 17, wobei das erste Abstandselement durch eine oder mehrere anhaftende Erhebungen zur Verfügung gestellt wird. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 18, wobei die anhaftende Erhebung ein elektrisch isolierendes Haftmittel umfasst. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 17, wobei die erste Hauptoberfläche ein erstes Passelement umfasst und die zweite Hauptoberfläche ein zweites Passelement umfasst, das angepasst ist, um zum ersten Passelement zu passen, wobei das erste Passelement und das zweite Passelement ein Abstandselement zur Verfügung stellen, das die erste Hauptoberfläche in einem Abstand von der zweiten Hauptoberfläche beabstandet. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 20, wobei das erste Passelement mindestens eine Auskragung umfasst und das zweite Passelement mindestens eine Vertiefung umfasst. Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung, umfassend:

– Bereitstellen eines Halbleiterchips, der eine erste Hauptoberfläche und eine dritte Hauptoberfläche umfasst, die der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegt,

– Bereitstellen eines ersten elektrisch leitfähigen Substrats, das eine zweite Hauptoberfläche umfasst,

– Anordnen von mindestens einem Teil der zweiten Hauptoberfläche in Richtung der ersten Hauptoberfläche zugewandt,

– Beabstanden der zweiten Hauptoberfläche in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche, um eine Aussparung zur Verfügung zu stellen,

– galvanisches Aufbringen einer metallischen Schicht auf mindestens der zweiten Hauptoberfläche, und

– Fortsetzen der galvanischen Aufbringung, bis sich die metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und die erste Hauptoberfläche mit der zweiten Hauptoberfläche elektrisch verbindet.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Aussparung durch Anordnen einer anhaftenden Erhebung auf einer von der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche zur Verfügung gestellt wird. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Aussparung dadurch zur Verfügung gestellt wird, dass die erste Hauptoberfläche mit einem ersten Passelement versehen wird und dass die zweite Passoberfläche mit einem zweiten Passelement versehen wird, das angepasst ist, um mit dem ersten Passelement zusammen zu passen. Verfahren nach Anspruch 22, wobei mindestens eine Auskragung in der ersten Hauptoberfläche des Halbleiterchips ausgeformt wird, um das erste Passelement zur Verfügung zu stellen, und mindestens eine Vertiefung in der zweiten Hauptoberfläche des Substrats zur Verfügung gestellt wird, um das zweite Passelement zur Verfügung zu stellen. Verfahren nach Anspruch 22, weiterhin umfassend:

– Bereitstellen eines zweiten elektrisch leitfähigen Substrats, das eine vierte Hauptoberfläche umfasst,

– Anordnen von mindestens einem Teil der vierten Hauptoberfläche zugewandt in Richtung der und beabstandet in einem Abstand von der dritten Hauptoberfläche, um eine zweite Aussparung zur Verfügung zu stellen,

wobei während der galvanischen Aufbringung eine erste metallische Schicht galvanisch aufgebracht wird, die sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und die den Halbleiterchip elektrisch mit dem ersten Substrat verbindet, und eine zweite metallische Schicht galvanisch aufgebracht wird, die sich zwischen der dritten Hauptoberfläche und der vierten Hauptoberfläche erstreckt und die den Halbleiterchip mit dem zweiten Substrat elektrisch verbindet.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das erste Substrat eines aus einer Anschlussklemme, eines Leiters und einem Chipträger ist, und der Halbleiterchip einer aus einer vertikalen Diode, einem vertikalen Transistor und einem lateralen Halbleiterchip ist. Verfahren nach Anspruch 27, wobei

– ein erstes Trägerstreifenband, das eine Vielzahl von Bauteilpositionen umfasst, zur Verfügung gestellt wird, wobei jede Bauteilposition eine Anschlussklemme zur Verfügung stellt, die ein erstes Substrat zur Verfügung stellt, das eine zweite Hauptoberfläche umfasst,

– ein zweites Trägerstreifenband, das eine Vielzahl von Bauteilpositionen umfasst, zur Verfügung gestellt wird, wobei jede Bauteilposition einen Chipträger umfasst, der ein zweites Substrat zur Verfügung stellt, das eine vierte Hauptoberfläche umfasst, und

– eine Vielzahl von Halbleiterchips zur Verfügung gestellt wird, wobei jeder eine erste Hauptoberfläche und eine dritte Hauptoberfläche umfasst, wobei

das erste Trägerstreifenband, das zweite Trägerstreifenband und die Vielzahl von Halbleiterchips so angeordnet werden, dass während der galvanischen Aufbringung in jeder der Bauteilpositionen eine metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche und zwischen der dritten Hauptoberfläche und der vierten Hauptoberfläche aufgebracht wird.
Verfahren, um einen Halbleiterchip und ein elektrisch leitfähiges Substrat elektrisch zu verbinden, umfassend:

– Bereitstellen eines Halbleiterchips, der eine erste Hauptoberfläche und eine dritte Hauptoberfläche umfasst, die der ersten Hauptoberfläche gegenüber liegt,

– Bereitstellen eines elektrisch leitfähigen Substrats, das eine zweite Hauptoberfläche umfasst,

– Anordnen von mindestens einem Teil der zweiten Hauptoberfläche in Richtung der ersten Hauptoberfläche zeigend,

– Beabstanden der zweiten Hauptoberfläche in einem Abstand von der ersten Hauptoberfläche, um eine erste Aussparung zur Verfügung zu stellen,

– galvanisches Aufbringen einer metallischen Schicht mindestens auf der zweiten Hauptoberfläche, und

– Fortsetzen der galvanischen Aufbringung, bis sich die metallische Schicht zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstreckt und die erste Hauptoberfläche des Halbleiterchips mit der zweiten Hauptoberfläche des Substrats elektrisch verbindet.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Substrat eines von einer Anschlussklemme, einem Leiter und einem Chipträger ist und der Halbleiterchip eines von einer vertikalen Diode, einem vertikalen Transistor und einem lateralen Halbleiterchip ist.






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