[發(fā)明專利]底側(cè)具有支撐結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780078850.5
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN110100308B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史蒂芬·諾伊格鮑爾;斯特凡·普費(fèi)弗萊因;龍尼·維爾納
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子股份公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H01L23/367
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 張英

一種具有底側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊。半導(dǎo)體模塊(1)具有由電絕緣材料組成的襯底(2)。在襯底(2)的上側(cè)(3)施加有結(jié)構(gòu)化金屬層(4)，通過該結(jié)構(gòu)化金屬層來接觸至少一個電構(gòu)件(5)。結(jié)構(gòu)化金屬層(4)只被施加在襯底(2)上的中央?yún)^(qū)域(6)中，使得在襯底(2)的上側(cè)(3)留有包圍中央?yún)^(qū)域(6)的邊緣區(qū)域(7)，在該邊緣區(qū)域中沒有結(jié)構(gòu)化金屬層(4)被施加在襯底(2)上。在襯底(2)的底側(cè)(8)上的中央?yún)^(qū)域(6)內(nèi)施加有用于接觸冷卻體(10)的接觸層(9)，其與結(jié)構(gòu)化金屬層(4)相對置。在襯底(2)的底側(cè)(8)上的邊緣區(qū)域(7)內(nèi)施加有結(jié)構(gòu)化支撐結(jié)構(gòu)(11)，其厚度(d2)對應(yīng)于接觸層(9)的厚度(d1)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明由一種半導(dǎo)體模塊出發(fā)，

-其中，該半導(dǎo)體模塊具有由電絕緣材料構(gòu)成的襯底，

-其中，在襯底的上側(cè)施加有結(jié)構(gòu)化金屬層，經(jīng)由它來接觸至少一個電構(gòu)件，

-其中，結(jié)構(gòu)化金屬層只在襯底的中央?yún)^(qū)域中被施加在襯底上，使得在襯底的上側(cè)上留有包圍中央?yún)^(qū)域的邊緣區(qū)域，在該邊緣區(qū)域中沒有在襯底上施加結(jié)構(gòu)化金屬層，

-其中，在襯底底側(cè)在中央?yún)^(qū)域中施加有用于接觸冷卻體的接觸層，其與結(jié)構(gòu)化金屬層相對置。

背景技術(shù)

這類半導(dǎo)體模塊是普遍公知的。例如可以參見專利US 2016/0 021 729 A1。

在專利US 2009/0 213 546 A1中披露一種具有由電絕緣材料構(gòu)成的襯底的半導(dǎo)體模塊。在襯底的上側(cè)施加有結(jié)構(gòu)化金屬層，經(jīng)由它來接觸至少一個電構(gòu)件。結(jié)構(gòu)化金屬層被施加在整個上側(cè)上。在襯底的底側(cè)上，基本上與結(jié)構(gòu)化金屬層重合地施加有用于接觸冷卻體的接觸層。

在US 2014/0 204 533 A1中披露了一種半導(dǎo)體模塊，其具有由電絕緣材料構(gòu)成的襯底。在襯底的上側(cè)施加有結(jié)構(gòu)化金屬層，經(jīng)由它接觸所述至少一個電構(gòu)件。在襯底上，結(jié)構(gòu)化金屬層似乎只被施加在襯底上的中央?yún)^(qū)域中，使得在襯底的上側(cè)留有包圍中央?yún)^(qū)域的邊緣區(qū)域，在該邊緣區(qū)域中沒有結(jié)構(gòu)化金屬層被施加在襯底上。在襯底的底側(cè)上施加有用于接觸冷卻體的接觸層。由US 2014/0 204 533 A1中無法明確得知，接觸層被施加在底側(cè)上的哪個區(qū)域中。

在US 2010/0 302 741 A1中披露了一種半導(dǎo)體模塊，其具有由電絕緣材料構(gòu)成的襯底。在襯底的上側(cè)施加有結(jié)構(gòu)化金屬層，經(jīng)由其來接觸至少一個電構(gòu)件。在襯底上，結(jié)構(gòu)化金屬層只被施加在襯底上的中央?yún)^(qū)域中，使得在襯底的上側(cè)留有包圍中央?yún)^(qū)域的邊緣區(qū)域，在該邊緣區(qū)域中沒有結(jié)構(gòu)化金屬層被施加在襯底上。在襯底底側(cè)在中央?yún)^(qū)域中以及超出中央?yún)^(qū)域一部分的區(qū)域中施加有用于接觸冷卻體的接觸層，該接觸層與結(jié)構(gòu)化金屬層相對置。

在專利US 2013/0 056 185 A1中披露了一種半導(dǎo)體模塊，其具有由電絕緣材料構(gòu)成的襯底。在襯底的上側(cè)施加有結(jié)構(gòu)化金屬層，經(jīng)由其來接觸至少一個電構(gòu)件。結(jié)構(gòu)化金屬層只在襯底上的中央?yún)^(qū)域中被施加在襯底上，使得在襯底的上側(cè)留有包圍中央?yún)^(qū)域的邊緣區(qū)域，在該邊緣區(qū)域中沒有結(jié)構(gòu)化金屬層施加在襯底上。在襯底的底側(cè)上施加有用于接觸冷卻體的接觸層，其與結(jié)構(gòu)化金屬層相對置。接觸層似乎覆蓋整個底側(cè)。

在本發(fā)明范疇內(nèi)，半導(dǎo)體模塊尤其可以設(shè)計為功率半導(dǎo)體模塊，并且包括功率半導(dǎo)體作為電構(gòu)件，例如IGBT或者類似的構(gòu)件，例如功率MOSFET。這類半導(dǎo)體模塊例如可以在電動汽車中被用于通斷行車馬達(dá)的能量供應(yīng)。半導(dǎo)體模塊也可以包括例如功率LED或者電阻作為電構(gòu)件。

在制造半導(dǎo)體模塊的范疇內(nèi)，經(jīng)常在一個子步驟中借助沖壓機(jī)向襯底的上側(cè)施加壓力。對上側(cè)的壓力通常由沖壓機(jī)通過柔性的平衡材料來施加。在施加壓力的同時，借助保持元件將襯底保持在其底側(cè)上。通常伴隨施加壓力還加載有更高的溫度，例如在燒結(jié)過程中。