承載設備、具有承載設備的電氣設備和其制造方法技術

本發明專利技術涉及一種用于電氣器件的承載設備，所述承載設備具有：承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)；和在電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，其中電接觸層(2)具有至少一個連接片狀的接觸區域(20)，其中電絕緣層(10)中的至少一個留空部(3)至少設置在連接片狀的接觸區域(20)的一個側面(21)上和/或其中連接片狀的接觸區域(20)具有朝向絕緣層(10)減小的連接片寬度。此外，提出一種具有承載設備和電氣器件的電氣設備以及一種用于制造承載設備和電氣設備的方法。

Carrier device, electrical device having the same, and method of manufacturing the same

The invention relates to a device for carrying electrical device, the bearing device has a bearing member (1), the bearing member has an electrically insulating layer (10); and the electrically insulating layer (10) on the electrical contact layer (2), wherein the electrical contact layer (2) has at least one the connection sheet contact area (20), wherein the electrically insulating layer (10) at least one part of the blank (3) is at least arranged in the contact region connecting sheet (20) one side (21) and / or the connection sheet of the contact region (20) having a insulating layer (10 the connecting width decreases). In addition, an electrical device having a carrier device and an electrical device, and a method for manufacturing a load-bearing device and an electrical device are presented.

【技術實現步驟摘要】
承載設備、具有承載設備的電氣設備和其制造方法本申請是申請日為2012年7月9日，申請號為201280046652.8，專利技術創造名稱為“承載設備、具有承載設備的電氣設備和其制造方法”的專利申請的分案申請。
本申請涉及一種承載設備、一種具有承載設備的電氣設備和一種其制造方法。
技術介紹
已知下述半導體芯片，所述半導體芯片的電端子全部都設置在下側上，經由所述下側將半導體芯片安裝在基板上。例如，已知能夠經由電端子區域在僅一側電連接的發射光的半導體芯片。基于常規的制造方式和隨后的安裝方式，其中端子區域施加在已經預先制造的半導體層序列的上側上，然后將所述上側隨后用作為用于安裝在承載件上的下側，這樣的半導體芯片也稱作所謂的“倒裝芯片”。在這種半導體芯片中得到下述優點：對于電端子而言例如不再需要接觸線、例如以所謂的接合線的形式的接觸線。特別在優選借助高電流運行的所謂的“電源芯片(Powerchips)”中有利的是，芯片為了良好的散熱而焊接到基板上。焊接連接的表征的特性是高的機械堅固性。為了避免在半導體芯片上或在芯片的安裝連接部上的損害，作為基板材料優選地應用具有匹配于半導體芯片的熱膨脹系數(CTE：“coefficientofthermalexpansion”)的材料。這種應用造成半導體芯片和基板之間的邊界面的良好的可靠性。在CTE匹配時，也就是說CTE尤其相同或至少相似時，在半導體芯片和基板之間僅形成小的機械負荷。因此，在熱機交變負荷下也能夠實現良好的可靠性，因為由于CTE不匹配、即熱膨脹系數的差異引起的機械負荷能夠被最小化。然而，所述應用具有下述缺點：必須找到適合的基板材料，所述基板材料具有與半導體芯片的CTE相匹配的CTE以及是電絕緣的并且是能良好導熱的。用于發射光的半導體芯片的常用的基板材料具有在4至6ppm/開爾文之間的范圍中的CTE。這些常用的基板材料通常與例如由氧化鋁或氮化鋁構成的陶瓷的印刷電路板組合為基板，其中例如AlN的CTE位于6至7ppm/開爾文的范圍中。然而，這種材料具有下述缺點：所述材料是非常昂貴的。此外，如果基板大面積地構成，也就是說如果所述基板具有比半導體芯片幾何形狀更大的伸展，那么CTE不匹配問題從半導體芯片和基板之間的邊界面轉移至基板和上面設置有基板的安裝面之間的邊界面。安裝面通常由金屬構成并且通常比芯片-基板邊界面大幾倍。因此，至少在基板和安裝面之間的邊界面上的CTE不匹配同樣是成問題的。此外，陶瓷的基板材料、例如氧化鋁或氮化鋁僅受限制地適合于使用在較大的模塊中。由于這些材料的小的延展性，能夠造成機械問題、例如面板斷裂。由于例如在使用氮化鋁時的高的成本，生產成本升高進而損害經濟性。作為替選方案，例如提供金屬芯印刷電路板。所述材料具有金屬板，例如由鋁構成的金屬板，所述金屬板用電介質材料覆層。在電介質材料的表面上施加有與芯片安裝面的原本的布線平面。然而，金屬芯印刷電路板(MCPCB：“metalcoreprintedcircuitboard”)在金屬芯為鋁的情況下具有通常大約23ppm/開爾文的CTE。因此，這樣的MCPCB的CTE是常用的半導體芯片材料的CTE的四倍大。在溫度交變負荷的情況下，通過所述CTE不匹配形成力，所述力能夠造成最薄弱的元件的失效。對于僅必須導出小的損耗功率的情況，FR4材料也能夠用作為基板，所述FR4材料典型地具有為16ppm/開爾文的熱膨脹系數。然而，在所有這些情況下，半導體芯片和基板的CTE不相互匹配。在溫度交變負荷的情況下形成力，所述力能夠造成半導體芯片的和/或在半導體芯片和基板之間的邊界面或連接部的損壞。為了能夠解決所述問題，也已知的是，將半導體芯片借助于彈性連接來連接到具有不同的CTE的基板上。在所述應用中，借助于有機材料、例如導電粘接劑進行安裝，所述導電粘接劑的材料能夠實現在半導體芯片和基板之間的邊界面的彈性的變形。由此，雖然能夠將機械力緩沖，但是典型的導電粘接劑具有通常為大約1.8W/m·K的小的熱導率，使得能夠在常規的半導體芯片運行期間產生的損耗熱量不能被有效地導出。對此替選地，也可能的是，半導體芯片借助于與如在構成所謂的“球柵陣列(ballgridarray)”構件時所使用的技術相似的所謂的“焊接凸點陣列(solderbumparray)”來接觸。在所述應用中，通過將金屬化部分配到多個小的焊接部位上來實現在半導體芯片和基板之間的邊界面的機械柔性。然而，由此不可能將半導體芯片遍布地連接到基板上。由于焊球(“solderbumps”，焊接凸點)之間的必要的間距，在連接面中出現明顯的損耗。通過所述連接部導出損耗熱量與遍布的連接部相比明顯更差。
技術實現思路
特定的實施形式的至少一個目的是，提出一種用于電氣器件的承載設備。特定的實施形式的另一個目的是，提出一種具有承載設備的電氣設備。特定的實施形式的其他目的在于提出用于制造這些設備的方法。所述目的通過具有根據下文描述的特征的方法和主題來實現。尤其地，主題的和方法的有利的實施形式和改進方案在從屬權利要求中表明并且從下文的描述和附圖中得出。根據至少一個實施形式，用于電氣器件的承載設備具有承載件。承載件尤其具有電絕緣層，所述電絕緣層由介電材料，例如由塑料材料或用無機的填充料填充的塑料材料、陶瓷材料、氧化的金屬或半金屬、玻璃、玻璃陶瓷或基于凝膠的漆、尤其是由無機的和有機的組成部分構成的混合物構成或者具有至少一種這樣的材料。例如，電絕緣層能夠具有塑料材料，所述塑料材料適合于電路板(PCB，“printedcircuitboard”)或者適合于金屬芯印刷電路板(MCPCB)。例如，電絕緣層能夠具有FR4或由其構成。也可能的是，電絕緣層由例如由陽極氧化的硅或鋁構成的陽極氧化的金屬薄膜或半金屬薄膜構成。電絕緣層能夠是層復合件的構成承載件的部分。例如，承載件能夠構成為金屬芯印刷電路板并且具有例如由用塑料材料包圍或覆層的鋁和/或銅所構成的金屬層或金屬薄膜。此外，承載件能夠由電絕緣層構成。例如，承載件在該情況下能夠是陶瓷承載件。根據另一個實施形式，承載設備構成為電路板、金屬芯印刷電路板或具有金屬芯的電路板、陶瓷承載件或陽極氧化的承載件。根據另一個實施形式，在承載件上設置有電接觸層。尤其地，電接觸層設置在電絕緣層上。換言之，電絕緣層形成承載件的在其上以直接接觸的方式施加有電接觸層的表面。根據用于制造承載設備的另一個實施形式，提供具有至少一個電絕緣層的承載件并且以金屬層的形式施加電接觸層、例如銅層。能夠通過電鍍施加或通過層壓進行在承載件的電絕緣層上的施加。在此，能夠借助于事先施加到承載件上的光掩膜或光敏層來以結構化的方式施加電接觸層。對于至少一些實施形式能夠有利的是：電接觸層以大于或等于60μm的厚度施加。也證實為特別適合的是大于或等于60μm并且小于或等于80μm的厚度。在此和在下文中描述的實施形式和特征同樣涉及承載設備并且涉及用于制造承載設備的方法以及也涉及用于制造具有承載設備的電氣設備的方法。根據另一個實施形式，電接觸層具有至少一個連接片狀的接觸區域。例如，金屬接觸層能夠在制造承載設備時與連接片狀的接觸區域一起施加。在此和在下文中，連接片狀尤其意味著，連接片狀的接觸區域沿著連接片延伸方向具有大于垂直于所述連接片本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電氣器件的承載設備，所述承載設備具有：?承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和?在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，?其中所述電接觸層(2)具有至少一個連接片狀的接觸區域(20)，?其中所述電絕緣層(10)中的至少一個留空部(3)至少設置在所述連接片狀的接觸區域(20)的一個側面(21)上或所述連接片狀的接觸區域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且?其中所述連接片狀的接觸區域(20)設置在兩個留空部之間或設置在一個留空部(3)的兩個子區域之間，兩個所述留空部或留空部的兩個所述子區域鄰接于所述連接片狀的接觸區域(20)的所述側面(21)。

【技術特征摘要】
2011.07.25 DE 102011079708.41.一種用于電氣器件的承載設備，所述承載設備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個連接片狀的接觸區域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個留空部(3)至少設置在所述連接片狀的接觸區域(20)的一個側面(21)上或所述連接片狀的接觸區域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述連接片狀的接觸區域(20)設置在兩個留空部之間或設置在一個留空部(3)的兩個子區域之間，兩個所述留空部或留空部的兩個所述子區域鄰接于所述連接片狀的接觸區域(20)的所述側面(21)。2.一種用于電氣器件的承載設備，所述承載設備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個連接片狀的接觸區域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個留空部(3)至少設置在所述連接片狀的接觸區域(20)的一個側面(21)上和所述連接片狀的接觸區域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述連接片狀的接觸區域(20)設置在兩個留空部之間或設置在一個留空部(3)的兩個子區域之間，兩個所述留空部或留空部的兩個所述子區域鄰接于所述連接片狀的接觸區域(20)的所述側面(21)。3.一種用于電氣器件的承載設備，所述承載設備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個連接片狀的接觸區域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個留空部(3)至少設置在所述連接片狀的接觸區域(20)的一個側面(21)上和/或所述連接片狀的接觸區域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述連接片狀的接觸區域(20)除了一側之外全面地由一個或多個留空部(3)包圍。4.一種用于電氣器件的承載設備，所述承載設備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸層(2)具有至少一個連接片狀的接觸區域(20)，-其中所述電絕緣層(10)中的至少一個留空部(3)至少設置在所述連接片狀的接觸區域(20)的一個側面(21)上和/或所述連接片狀的接觸區域(20)具有朝向所述絕緣層(10)減小的連接片寬度，并且-其中所述電接觸層(2)具有兩個連接片狀的接觸區域(20)，兩個所述連接片狀的接觸區域彼此對準地設置，并且在兩個所述連接片狀的接觸區域之間，所述留空部(3)構成在所述電絕緣層(10)中。5.一種用于電氣器件的承載設備，所述承載設備具有：-承載件(1)，所述承載件具有電絕緣層(10)，和-在所述電絕緣層(10)上的電接觸層(2)，-其中所述電接觸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：克里斯特·貝格內克，安德烈亞斯·比貝爾斯多夫，約爾格·佐爾格，
申請(專利權)人：歐司朗股份有限公司，
類型：發明
國別省市：德國,DE