DE102007033288A1

DE102007033288A1 - Electronic component and device with high insulation resistance and method for their production

Info

Publication number: DE102007033288A1
Application number: DE102007033288A
Authority: DE
Inventors: Gernot Dr. Schimetta
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-01-22
Also published as: EP2168159A1; WO2009010440A1; CN101809736A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung mit einem auf einem Substrat (3) befestigten elektronischen Bauelement (1), insbesondere einem elektronischen Leistungsbauelement oder Halbleiterleistungsbauelement, wobei auf dem Bauelement (1) und auf dem Substrat (3) eine elektrisch isolierende Isolationsschicht (6) aufgebracht ist. Zur Flächenkontaktierung oberer elektrischer Kontaktflächen (12) des elektronischen Bauelements (1) werden Fenster in der Isolationsschicht (6) geöffnet. Danach erfolgt ein flächiges Kontaktieren der freigelegten oberen elektrischen Kontaktflächen (12). Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei derart flächig kontaktierten elektronischen Bauelementen (1) bei unveränderter Gesamtschichtdicke der verwendeten Isolationsschichten (6), die Isolation zwischen elektrischen Anschlüssen (12, 13) an der Bauelementoberseite und an dessen Unterseite hinischtlich Spannungssicherheit beziehungsweise Isolationsfestigkeit zu verbessern. Durch eine Verrundung von oberen Kanten (7) des Bauelements (1) mittels einer elektrisch isolierenden Materialaufbringung (5) wird ein Ausdünnen der elektrisch isolierenden Folie (6) im Bereich der mindestens einen oberen Kante (7) beziehungsweise oberen Kanten (7) vermieden. Auf diese Weise kann bei gleicher Dicke der Isolationsschicht (6) eine erhöhte Spannungssicherheit beziehungsweise Isolationsfestigkeit bereitgestellt werden.The present invention relates in particular to a device having an electronic component (1), in particular an electronic power component or semiconductor power component, mounted on a substrate (3), an electrically insulating insulating layer (6) being provided on the component (1) and on the substrate (3). is applied. For surface contacting upper electrical contact surfaces (12) of the electronic component (1) windows in the insulating layer (6) are opened. This is followed by a surface contact of the exposed upper electrical contact surfaces (12). It is an object of the present invention, in such flat contacted electronic components (1) with unchanged overall thickness of the insulating layers used (6), the insulation between electrical terminals (12, 13) on the top of the device and on the underside hinischtlich voltage safety or insulation resistance to improve. A rounding of upper edges (7) of the component (1) by means of an electrically insulating material application (5) thinning of the electrically insulating film (6) in the region of at least one upper edge (7) or upper edges (7) is avoided. In this way, with the same thickness of the insulating layer (6) increased voltage safety or insulation resistance can be provided.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement, insbesondere ein Leistungsbauelement oder ein Leistungshalbleiterbauelement gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Vorrichtung gemäß dem Nebenanspruch und ein Verfahren zu deren Herstellung.The The present invention relates to an electronic component, in particular a power device or a power semiconductor device according to The preamble of the main claim and a device according to the Nebenanspruch and a method for their production.

Bei einer herkömmlichen Aufbau- und Verbindungstechnik für Leistungsmodule, insbesondere für Hochspannungsanwendungen, ist einerseits die elektrische Verschaltung der Komponenten bereit zu stellen, und andererseits ist die Isolation zwischen Leitern und Bauteilen sicherzustellen. Insbesondere bei Leistungshalbleiter-Bauteilen, wie es beispielsweise Insulated Gate Bipolartransistoren (IGBT), Metalloxidsemiconductor-Feldeffekttransistoren (MOSFET), Thyristoren und Dioden sind, sind mindestens ein elektrischer Anschluss an der Ober- und an der Unterseite angeordnet. Es muss insbesondere die Isolation zwischen diesen Anschlüssen sichergestellt sein. Insbesondere bei Leistungshalbleitern ist eine Seite, insbesondere die Unterseite, herkömmlicherweise als ganzflächige Metallisierung ausgeführt. Die andere Seite, die insbesondere die Oberseite ist, hat ein oder mehrere strukturierte Anschlüsse, sogenannte Pads, die von einer zusätzlichen Passivierung, die beispielsweise Glas oder ein Polyimid und der gleichen aufweist, umgeben sind. Diese Passivierung kann bis zu den Rändern der Bauteiloberseite, den oberen Kanten, geführt werden. Der kritische Isolationspfad weist die oberen Bauteilkanten und die Seitenflächen des Bauelements auf.at a conventional construction and connection technology for Power modules, in particular for high voltage applications, On the one hand, the electrical interconnection of the components is ready on the other hand, the isolation between conductors and components. Especially with power semiconductor components, such as insulated gate bipolar transistors (IGBT), Metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFET), thyristors and diodes are at least one electrical connection to the Located at the top and at the bottom. It must be especially the isolation be ensured between these connections. Especially in power semiconductors is one side, especially the bottom, conventionally as full-surface metallization executed. The other side, in particular the top is, has one or more structured connections, so-called Pads by an additional passivation, for example Glass or a polyimide and the same having, are surrounded. This passivation can be up to the edges of the component top, the upper edges are guided. The critical isolation path indicates the upper component edges and the side surfaces of the Component on.

Gemäß der herkömmlichen Drahtbondtechnik wird die Isolation zwischen Ober- und Unterseite-Anschlüssen durch die Luftstrecke zwischen Bonddraht-Loop und Substrat erzeugt. Zur Erhöhung der Spannungssicherheit, das heißt zur Verhinderung von Teilentladung oder Durchschlägen, kann ein Modul zusätzlich mit einem Verguss, insbesondere Silikon-Gelverguss, geschaffen sein.According to the conventional wire bonding technique is the isolation between Top and bottom connections through the air range generated between bond wire loop and substrate. To increase the Voltage safety, that is to prevent partial discharge or punches, a module may be in addition to a potting, in particular silicone Gelverguss be created.

Auf herkömmliche Weise wird die Siemens intern so bezeichnete Kontaktierung „Siemens Planar Interconnect Technology (SiPLIT)" verwendet. Dieses herkömmliche Kontaktierungsverfahren ist beispielsweise in der WO 03030247 näher beschrieben, deren Inhalt ausdrücklich zur Offenbarung dieser Anmeldung gehört. Gemäß dieses Verfahrens wird die Isolation durch eine Isolationsfolie, die über das gesamte Modul gezogen beziehungsweise tiefgezogen beziehungsweise laminiert und im Bereich der elektrischen Anschlüsse geöffnet bereitgestellt.Conventionally, the so-called "Siemens Planar Interconnect Technology (SiPLIT)" contacting is used internally in this conventional contacting method WO 03030247 described in more detail, the content of which belongs expressly to the disclosure of this application. According to this method, the insulation is provided by an insulating film which is drawn or deep drawn or laminated over the entire module and opened in the region of the electrical connections.

Zur Vereinfachung des Laminations- oder Tiefziehprozesses, insbesondere bei hohen Bauteilen, die beispielsweise > 700 μm sind, wurden nach dem Befestigen der Bauteile, beispielsweise mittels eines Lötprozesses, die Seitenkanten der Bauteile mit einer Vergussmasse versehen beziehungsweise „angeböscht". Eine derartige Anböschung, die beispielsweise mittels eines Dosier- oder Sprühprozesses, der auch Jetting genannt wird, geschaffen werden kann, ist in 1 dargestellt. Da diese Anböschung entsprechend dem kapillaren Verhalten der Vergussbeziehungsweise Abdeckmasse auf herkömmliche Weise lediglich die Seitenkanten eines Bauelements, jedoch nicht die oberen Kanten eines Bauelements bedeckt, liegen die oberen Bauelementkanten vor dem Laminier- oder Tiefziehprozess, ungeschützt frei. Isolationsfolien, die im Laminier- oder Tiefziehverfahren aufgebracht werden, besitzen für die vorstehend genannten Bauteilhöhen herkömmlicherweise Schichtdicken im Bereich zwischen circa 100 und 500 μm. Entsprechend dem kleinen Krümmungsradius der ungeschützten oberen Bauelementkanten wird die Isolationsfolie beim oder nach Aufbringen auf das Bauelement, in diesem Bereich auf bis zu 50% der ursprünglichen Schichtdicke gedünnt, woraus sich eine geringere Isolationsfestigkeit beziehungsweise Spannungssicherheit der gesamten Anordnung ergibt. Um dennoch eine ausreichende Isolation bereitzustellen, wird herkömmlicher Weise die Gesamt schichtdicke der Folie erhöht. Dies verursacht nachteiligerweise erhebliche Kostennachteile. Es erhöht sich der Materialeinsatz. Das beispielsweise mittels Laser ausgeführte und im Bereich der Anschlüsse erfolgende Abtragen der eine erhöhte Schichtdicke aufweisenden Folie benötigt mehr Zeit. Auf diese Weisen steigen entsprechend einer erhöhten Prozessdauer ebenso die Prozesskosten an.To simplify the lamination or deep-drawing process, in particular for high components, which are, for example,> 700 μm, after fixing the components, for example by means of a soldering process, the side edges of the components were provided with a potting compound or "potted" can be created for example by means of a dosing or spraying process, which is also called jetting, is in 1 shown. Since this slope, in accordance with the capillary behavior of the potting compound, conventionally covers only the side edges of a device but not the top edges of a device, the top device edges are exposed unprotected prior to the lamination or thermoforming process. Insulation films which are applied in the laminating or thermoforming process, conventionally have layer thicknesses in the range between approximately 100 and 500 μm for the abovementioned component heights. Corresponding to the small radius of curvature of the unprotected upper component edges, the insulation film is thinned during or after application to the component, in this area up to 50% of the original layer thickness, resulting in a lower insulation resistance or voltage safety of the entire arrangement. Nevertheless, to provide sufficient insulation, the overall layer thickness of the film is conventionally increased. This disadvantageously causes considerable cost disadvantages. It increases the material usage. The removal of the film having an increased layer thickness, for example by means of a laser and taking place in the region of the connections, requires more time. In this way, the process costs increase in line with an increased process duration.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einem, herkömmlicher Weise gemäß der WO 03030247 , flächig kontaktierbaren elektronischen Bauelement, insbesondere Leistungsbauelement oder Leistungshalbleiterbauelement, bei unveränderter Gesamtschichtdicke der verwendbaren Isolationsschichten oder Isolationsfolien, die Isolation zwischen elektrischen Anschlüssen an der Bauelement-Oberseite und an dessen Unterseite hinsichtlich Spannungssicherheit beziehungsweise Isolationsfestigkeit verbessert bereit zu stellen. Alternativ sollen bei gleicher Spannungssicherheit, die Gesamtschichtdicken verwendbarer Isolationsschichten oder Isolationsfolien zur Verringerung von Prozessdauer und Prozesskosten verkleinert werden. Es soll ein Herstellungsverfahren für derartige elektronische Bauelemente angegeben werden. Die Verbesserungen sollen ebenso für ein auf einem Substrat angeordnetes elektronisches Bauelement, dessen entsprechendes Herstellungsverfahren und/oder dessen flächiges Kontaktieren geschaffen sein. Es sollen insbesondere elektronische Bauelemente für den Hochspannungsbereich und/oder Leistungsmodule verbessert werden.It is an object of the present invention in a, conventional manner according to the WO 03030247 , planar contactable electronic component, in particular power component or power semiconductor device, with unchanged overall layer thickness of the usable insulation layers or insulation films, the insulation between electrical connections to the device top and on the underside improved in terms of voltage security or insulation strength to provide. Alternatively, the total layer thicknesses of usable insulating layers or insulating films are to be reduced to reduce the process duration and process costs with the same voltage safety. It is intended to specify a production method for such electronic components. The improvements are also intended to be created for an electronic component arranged on a substrate, its corresponding production method and / or its surface contact. In particular, electronic components for the high-voltage range and / or power modules are to be improved.

Spannungssicherheit ist gegeben, falls Teilentladungen und Durchschläge dauerhaft wirksam verhindert werden.Voltage safety is given if part discharges and breakdowns are permanently effectively prevented.

Die Aufgabe wird durch ein elektronisches Bauelement gemäß dem Hauptanspruch, ein Verfahren gemäß dem zugeordneten Nebenanspruch sowie eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Nebenanspruch und ein dazugehöriges Verfahren gemäß einem weiteren Nebenanspruch gelöst.The The object is achieved by an electronic component according to the Main claim, a method according to the assigned Nebenanspruch and a device according to a further secondary claim and a related procedure solved according to another additional claim.

Es erfolgt ein Erzeugen mindestens einer elektrisch isolierenden Materialaufbringung an mindestens einer oberen Kante eines, insbesondere im Hochspannungsbereich verwendeten, elektronischen Bauelements, insbesondere Leistungshalbleiterbauelements. Dieses Erzeugen an diesen kritischen Stellen bewirkt eine Erhöhung der Isolationssicherheit insbesondere bei Leistungshalbleitermodulen, wobei die Verwendung größerer Isolationsfolienschichtdicken vermieden wird. Das Erzeugen der mindestens einen Materialaufbringung zur Verrundung mindestens eines Teils der oberen Kante vor dem Aufbringen der Folie bewirkt, dass die mindestens eine elektrisch isolierende Materialaufbringung eine Verrundung mindestens eines Teils der mindestens einen oberen Bauelementkante schafft. Eine Verrundung wird also mittels Erzeugens eines Krümmungsradius oder mittels eines Vergrößerns eines Krümmungsradius geschaffen. Als Folge des erzeugten oder vergrößerten Krümmungsradius ist die Dünnung der aufgebrachten Isolationsfolie deutlich verringert, sodass die Verwendung dickerer Isolationsfolien vermieden werden kann.It a generation of at least one electrically insulating material application takes place at least one upper edge of one, in particular in the high voltage region used, electronic component, in particular power semiconductor device. This generation at these critical locations causes an increase the insulation security, especially in power semiconductor modules, the use of larger insulation film thicknesses is avoided. Generating the at least one material application for rounding at least a part of the upper edge before application the film causes the at least one electrically insulating Material application a rounding of at least a portion of at least creates an upper edge of the component. A rounding will be so by generating a radius of curvature or by means of a Magnifying a radius of curvature created. As a result of the generated or increased radius of curvature the thinning of the applied insulation foil is clear reduced, so that the use of thicker insulation sheets avoided can be.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments can be found in the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Materialaufbringung zur Verrundung, im Querschnitt zum oberen Kantenverlauf, und entlang des oberen Kantenverlaufs, auf der der Fläche oder den Flächen des Bauelements abgewandten Seite einen gerundeten Verlauf auf. Auf diese Weise kann die Verrundung einfach erzeugt werden. Mit einer derartigen Materialaufbringung erfolgen eine Verrundung oberer Kanten, sowie eine Verrundung eines Übergangs einer oberen Kante zur nächsten oberen Kante. Bei derartigen, insbesondere eckigen Übergängen wird der Querschnitt der Materialaufbringung entlang des oberen Kantenverlaufs, von einer oberen Kante zur nächsten oberen Kante, entsprechend dem Winkel zwischen beiden benachbarten oberen Kanten gedreht. Es wird eine Verrundung entlang des Kantenverlaufs erzeugt. Auf diese Weise wird besonders wirksam eine Verdünnung einer Isolationsfolie oder Isolationsschicht vermieden.According to one advantageous embodiment, the material application for rounding, in cross-section to the upper edge, and along the top Edge course, on the surface or surfaces the device side facing away from a rounded course. In this way, the rounding can be easily generated. With Such a material application is made a rounding upper Edges, as well as a rounding of a transition of an upper Edge to the next upper edge. In such, in particular Elongated transitions are the cross section of the material application along the top edge, from one top edge to the next upper edge, corresponding to the angle between both adjacent ones turned upper edges. It will be a fillet along the edge generated. In this way, a dilution is particularly effective an insulation film or insulation layer avoided.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der gerundete Verlauf der Materialaufbringung im Querschnitt Teil einer Kreislinie und/einer Ellipsenlinie. Dies sind besonders einfach zu realisierende Ausführungsformen.According to one Another advantageous embodiment of the rounded course of Material application in cross section Part of a circle and / or Ellipse line. These are particularly easy to implement embodiments.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der gerundete Verlauf der Materialaufbringung, im Querschnitt, entlang des oberen Kantenverlaufs, örtlich verschieden oder örtlich variabel. Beispielsweise kann die Materialaufbringung entsprechend einer Kugelkette mit Kugeln unterschiedlicher Radien ausgeführt sein. Auf diese Weise kann die Materialaufbringung an eine entsprechende Isolationsanforderung und/oder an eine entsprechende Isolationsschicht angepasst sein.According to one Another advantageous embodiment of the rounded course of Material application, in cross-section, along the upper edge course, locally different or locally variable. For example, can the material application according to a ball chain with balls be executed different radii. In this way can the material application to a corresponding insulation requirement and / or adapted to a corresponding insulation layer.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Materialaufbringung teilzylinderförmig und/oder in Form eines Walls entlang des oberen Kantenverlaufs ausgebildet. Dies sind ebenso einfach zu erzeugende Ausführungsformen.According to one Another advantageous embodiment is the material application partially cylindrical and / or in the form of a wall along formed of the upper edge profile. These are just as easy to be generated embodiments.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Materialaufbringung im Bereich eines Übergangs zweier oberer Kanten die Form einer Teilsphäre auf. Auf diese Weise ist eine einfache geometrische Form Grundlage einer Materialaufbringung.According to one further advantageous embodiment, the material application in the area of a transition of two upper edges the shape a partial sphere. This way is a simple one geometric shape Basis of a material application.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Materialaufbringung zur Verrundung zudem in Randbereichen der mindestens einen oberen Fläche und/oder mindestens einen seitlichen Fläche entlang des oberen Kantenverlaufs ausgebildet.According to one Another advantageous embodiment is the material application for rounding also in marginal areas of at least one upper Surface and / or at least one lateral surface formed along the upper edge profile.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bedeckt die Materialaufbringung zur Verrundung teilweise oder ganz eine, insbesondere Glas oder ein Polyimid aufweisende Passivierungsschicht. Eine derartige Passivierungsschicht umgibt die an der Oberseite angeordnete mindestens eine obere elektrische Kontaktfläche und kann sich bis zu der oberen Kante oder den oberen Kanten erstrecken. Die Materialaufbringung kann teilweise die obere Kontaktfläche bedecken. Das heißt die erzeugte Materialaufbringung kann die Passivierung des elektronischen Bauelements bedecken, nicht jedoch in hohem Maße die Kontaktfläche.According to one Another advantageous embodiment covers the material application for rounding partially or completely one, in particular glass or a polyimide-containing passivation layer. Such a passivation layer surrounds the arranged at the top of at least one upper electrical Contact surface and can be up to the top edge or extend the upper edges. The material application can partially cover the upper contact surface. That means that generated material application may be the passivation of the electronic Component cover, but not to a large extent the contact surface.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Materialaufbringung eine hohe Isolationsfestigkeit, und/oder ein günstiges Teilentladungsverhalten und/oder eine Viskosität derart auf, dass das Material von der Oberseite des Bauelements her in Schwerkraftrichtung, an der Seite des Bauelements herabfließen kann und/oder das Material der Materialaufbringung, insbesondere mittels UV-Licht oder Wärme aushärtbar ist. Das heißt als Material werden Stoffe verwendet, die eine hohe Isolationsfestigkeit und/oder ein günstiges Teilentladungsverhalten aufweisen. Flüssig aufgebrachte Stoffe können durch einen anschließenden Aushärtprozess mittels beispielsweise UV-Licht oder Wärme und der gleichen ausgehärtet werden.According to a further advantageous embodiment, the material application has a high insulation strength, and / or a favorable partial discharge behavior and / or a viscosity such that the material can flow down from the top side of the component in the direction of gravity, on the side of the component and / or the material the material application, in particular by means of UV light or heat curable. That is, as a material materials are used which have a high insulation strength and / or a favorable partial discharge behavior. Liquid applied substances can be cured by a subsequent curing process by means of, for example, UV light or heat and the same cured.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des dem elektronischen Bauelement zugeordneten Verfahrens wird ein Ausbilden der Materialaufbringung auf den oberen Kanten mittels Siebdruck, Dosieren und/Sprühen geschaffen.According to one further advantageous embodiment of the electronic component associated method is forming the material application on the upper edges by screen printing, dosing and / spraying created.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt ein Ausbilden der Materialaufbringung auf mindestens einem auf einem Wafer, insbesondere einem ungesägten Wafer, angeordneten elektronischen Bauelement. Es kann eine Vielzahl von auf einem Wafer angeordneten elektronischen Bauelementen mit der Materialaufbringung erzeugt werden.According to one advantageous embodiment, a forming of the material application takes place on at least one on a wafer, especially an unseeded one Wafer, arranged electronic component. It can be a variety of arranged on a wafer electronic components with the material application are generated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist an allen auf der Seite des Bauelements erzeugten seitlichen Flächen und allen seitlichen Kanten, vom Substrat her, eine Masse, insbesondere eine Ver gussmasse, als Anböschung aufgebracht. Eine derartige Anböschung kann von der Oberseite des Bauelements her, zumindest teilweise von der Materialaufbringung bedeckt sein. Mittels dieser Anböschung wird ein Laminations- oder Tiefziehprozess insbesondere für hohe Bauteile, die beispielsweise > 700 μm sind, vereinfacht. Nach dem Befestigen des Bauelements, beispielsweise mittels eines Lötprozesses, werden die Seitenkanten mittels eines Bauelements mit der Vergussmasse bedeckt beziehungsweise „angeböscht".According to one further advantageous embodiment of the invention Device is generated at all on the side of the device lateral surfaces and all lateral edges, from the substrate forth, a mass, in particular a casting compound, as a slope applied. Such a slope may be from the top of the device forth, at least partially from the material application be covered. By means of this slope, a lamination or thermoforming process, especially for high components, the for example> 700 μm, simplified. After attaching the device, for example by means of a soldering process, the side edges by means of a component with the potting compound covered or "extinguished".

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in jeweils mindestens einem Fenster jeweils mindestens eine Kontaktfläche flächig mit einer Schicht aus elektrisch leitendem Material kontaktiert. Indem diese Schichten über mindestens eine mit der Isolationsschicht bedeckte Materialaufbringung zur Verrundung vom Bauelement weg geführt werden, kann bei unveränderter Gesamtschichtdicke der verwendeten Isolationsschichten oder Isolationsfolien, die Isolation zwischen elektrischen Anschlüssen an der Bauelement-Oberseite und an dessen Unterseite hinsichtlich Spannungssicherheit beziehungsweise Isolationsfestigkeit verbessert bereitgestellt werden. Alternativ können bei gleicher Spannungssicherheit, die Gesamtschichtdicken der verwendeten Isolationsschichten oder Isolationsfolien zur Verringerung von Prozessdauer und Prozesskosten verkleinert werden. Die herkömmliche Art der planaren Kontaktierung gemäß der WO 03030247 wird durch die Bereitstellung der Schicht aus elektrisch leitendem Material über der erfindungsgemäßen Materialaufbringung zur Verrundung auf einfache Weise wirksam verbessert.According to a further advantageous embodiment of the device according to the invention, in each case at least one window, at least one contact surface is in contact with a layer of electrically conductive material. By these layers over at least one covered with the insulating layer material application for rounding away from the device, the insulation between electrical terminals on the top of the device and at its bottom can be provided improved in terms of voltage safety or insulation resistance with unchanged overall thickness of the insulation layers or insulation films used , Alternatively, with the same voltage safety, the total layer thicknesses of the insulation layers or insulation films used can be reduced to reduce process time and process costs. The conventional type of planar contacting according to WO 03030247 is effectively improved by providing the layer of electrically conductive material over the material application according to the invention for rounding in a simple manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung eines der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechenden Verfahrens wird das Ausbilden der Materialaufbringung auf den oberen Kanten mittels Siebdruck und/Dosieren und/Sprühen ausgeführt.According to one advantageous embodiment of one of the invention Device corresponding method is the formation of the material application on the upper edges by screen printing and / dosing and / spraying executed.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vor dem Ausbilden der Materialaufbringung eine vorstehend beschriebene An böschung, insbesondere mittels eines Dosier- oder Sprühschrittes, das als Jetting bezeichnet wird, erzeugt.According to one advantageous embodiment is prior to forming the material application a bank described above, in particular by means of a dosing or spraying step called jetting is generated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Material der Materialaufbringung mit einer geeigneten Viskosität derart bereitgestellt, das das Material in Schwerkraftrichtung an den Seitenflächen des Bauelements und zumindest teilweise an der Anböschung herabfließt. Die Erzeugung der Materialaufbringung zur Verrundung, die beispielsweise mittels Siebdruck, Dosieren, Sprühen erfolgen kann, kann vorteilhaft an bereits befestigten elektronischen Bauelementen durchgeführt werden, sodass die Materialaufbringung, entsprechend der Viskosität des verwendeten Materials, zu einem kleinen Teil an den Bauelementkanten und an der optionalen Anböschung herabfließen kann.According to one Another advantageous embodiment, the material of material application with an appropriate viscosity such that the material in the direction of gravity on the side surfaces of the component and at least partially on the slope flows down. The production of material application to Rounding, for example, by screen printing, dosing, spraying can be done advantageously on already attached electronic Be performed so that the material application, according to the viscosity of the material used, to a small extent at the component edges and at the optional Slope can flow down.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden weitere folgende Schritte ausgeführt: Auflaminieren der elektrisch isolierenden Isolationsschicht auf das die Materialaufbringung zur Verrundung aufweisende Bauelement und auf das Substrat unter Vakuum, sodass die Isolationsschicht die Oberseite mit der oberen elektrischen Kontaktfläche und das Substrat enganliegend bedeckt und auf dem Bauelement und dem Substrat haftet; Freilegen der mindestens einen zu kontaktierenden Kontaktfläche auf der Oberseite des Bauelements durch Öffnen jeweiliger Fenster in der Isolationsschicht.According to one Further advantageous embodiment, further following steps executed: lamination of the electrically insulating insulation layer on the material application for rounding component having and on the substrate under vacuum, so that the insulation layer the top with the upper electrical contact surface and the substrate tightly covered and on the device and the Substrate adheres; Exposing the at least one to be contacted Contact surface on top of the device by opening respective window in the insulation layer.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt nach dem Freilegen ein flächiges Kontaktieren jeder freigelegten Kontaktfläche mit einer Schicht aus elektrisch leitendem Material.According to one advantageous embodiment takes place after the exposure of a planar Contact each exposed contact surface with a Layer of electrically conductive material.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Figur näher beschrieben. Es zeigtThe The present invention will be described with reference to an embodiment described in more detail in connection with the figure. It shows

1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 : an embodiment of a device according to the invention;

2: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 2 : a further embodiment of a device according to the invention.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Bezugszeichen 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Bauelements, und zwar einen Leistungshalbleiter 1. Der Leistungshalbleiter 1 weist auf seiner Oberseite eine obere elektrische Kontaktfläche 12 auf. Der Leistungshalbleiter 1 weist auf seiner Unterseite eine untere elektrische Kontaktfläche 13 auf. Eine Passivierungsschicht 11 des Leistungshalbleiters 1 umgibt beziehungsweise umfasst die an der Oberseite angeordnete elektrische Kontaktfläche 12. Die Passivierungsschicht 11 erstreckt sich von der oberen Kontaktfläche 12 bis zu der oberen Kante des Leistungshalbleiter 1. Die Passivierungsschicht 11 weist beispielsweise ein Polyimid oder Glas oder Vergleichbares auf. Der Leistungshalbleiter 1 ist mittels einer Befestigung 2 auf einem Substrat 3 befestigt. Die Befestigung 2 kann beispielsweise mittels Lot oder eines Leitklebstoffs geschaffen sein. Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Anböschung, die optional ist. Die Anböschung 4 ist vom Substrat 3 her, an allen auf der Seite des elektronischen Bauelements 1 erzeugten seitlichen Flächen und an allen seitlichen Kanten geschaffen. Bezugszeichen 7 kennzeichnet mindestens eine mittels des Zusammentreffens der mindestens einen oberen Fläche auf der Oberseite und der mindestens einen seitlichen Fläche des Bauelements 1 erzeugte obere Kante oder obere Kanten 7. Bezugszeichen 5 kennzeichnet die Materialaufbringung 5 zur Verrundung der oberen Kante 7 oder Kanten 7. Von der Oberseite des Bauelements 1 her, kann die Materialaufbringung 5 zumindest teilweise die Anböschung 4 bedecken. Bezugszeichen 6 bezeichnet eine elektrisch isolierende Isolationsschicht beziehungsweise eine elektrisch isolierende Isolationsfolie 6. Gemäß 1 ist eine zu kontaktierende obere elektrische Kontaktfläche 12 auf der Oberseite des Bauelements 1 durch das Öffnen eines Fensters in der Isolationsschicht 6 freigelegt. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung vor einem Flächenkontaktieren der freigelegten Kontaktfläche 12 auf der Oberseite mit einer Schicht aus elektrisch leitendem Material. Die elektrisch isolierende Materialaufbringung 5 zur Verrundung der Kante oder Kanten 7 ist im Ausführungsbeispiel im Querschnitt als gerundeter Verlauf, als Teil einer Kreislinie erzeugt. Auf diese Weise ist die Verrundung besonders einfach geschaffen. Andere gerundete Verläufe im Querschnitt sind ebenso verwendbar. 1 shows an embodiment of a device according to the invention. reference numeral 1 shows an embodiment of an electronic component, namely a power semiconductor 1 , The power semiconductor 1 has on its upper side an upper electrical contact surface 12 on. Of the Power semiconductor 1 has on its underside a lower electrical contact surface 13 on. A passivation layer 11 of the power semiconductor 1 surrounds or comprises the arranged on the top electrical contact surface 12 , The passivation layer 11 extends from the upper contact surface 12 up to the upper edge of the power semiconductor 1 , The passivation layer 11 has, for example, a polyimide or glass or the like. The power semiconductor 1 is by means of a fastening 2 on a substrate 3 attached. The attachment 2 can be created for example by means of solder or a conductive adhesive. reference numeral 4 denotes a slope, which is optional. The slope 4 is from the substrate 3 forth, at all on the side of the electronic component 1 created lateral surfaces and created on all lateral edges. reference numeral 7 indicates at least one by means of the coincidence of the at least one upper surface on the upper side and the at least one lateral surface of the component 1 generated upper edge or upper edges 7 , reference numeral 5 indicates the material application 5 for rounding the upper edge 7 or edges 7 , From the top of the device 1 ago, can the material application 5 at least partially the slope 4 cover. reference numeral 6 denotes an electrically insulating insulation layer or an electrically insulating insulation film 6 , According to 1 is an upper electrical contact area to be contacted 12 on top of the device 1 by opening a window in the isolation layer 6 exposed. 1 shows a device according to the invention before a surface contacting the exposed contact surface 12 on the top with a layer of electrically conductive material. The electrically insulating material application 5 for rounding the edge or edges 7 is generated in the embodiment in cross section as a rounded course, as part of a circular line. In this way, the rounding is created particularly simple. Other rounded profiles in cross section are also usable.

2 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung mit einem auf einem Substrat 3 befestigten elektronischen Bauelement 1, wobei auf dem Bauelement 1 und auf dem Substrat 3 die elektrisch isolierende Isolationsschicht 6 aufgebracht ist. In dem mindestens einen Fenster ist die mindestens eine obere elektrische Kontaktfläche 12 flächig mit einer Schicht 8 aus elektrisch leitendem Material kontaktiert. Die Schicht 8 wird über zwei mit der Isolationsschicht 6 bedeckte Materialaufbringungen 5 vom Bauelement 1 weg geführt. 2 shows a plan view of a device with a on a substrate 3 attached electronic component 1 , being on the device 1 and on the substrate 3 the electrically insulating insulation layer 6 is applied. In the at least one window, the at least one upper electrical contact surface 12 flat with a layer 8th contacted from electrically conductive material. The layer 8th is about two with the insulation layer 6 covered material applications 5 from the component 1 led away.

2 zeigt, dass auf mindestens einer, mittels des Zusammentreffens der mindestens einen oberen Fläche auf der Oberseite und der mindestens einen seitlichen Fläche, erzeugten oberen Kante 7, unterhalb der Isolationsschicht 6, mindestens eine elektrisch isolierende Materialaufbringung 5 zur Verrundung mindestens eines Teils der oberen Kante 7 ausgebildet ist. 2 shows that at least one upper edge created by the coincidence of the at least one upper surface on the upper side and the at least one lateral surface 7 , below the insulation layer 6 , at least one electrically insulating material application 5 for rounding at least a part of the upper edge 7 is trained.

Beispielsweise können, wie dies in 2 dargestellt ist, alle vier oberen Kanten 7 jeweils eine Materialaufbringung 5 aufweisen. Diese Materialaufbringungen 5 bedecken alle vier oberen Kanten 7 vollständig. Es können ebenso lediglich eine, zwei oder drei Materialaufbringungen 5 auf jeweils den entsprechenden einen, zwei oder drei Kanten 7 erzeugt sein. Ebenso ist es möglich, dass lediglich die oberen Kanten 7 vollständige Materialaufbringungen 5 aufweisen, über die eine flächige elektrisch leitende Schicht 8 von einer oberen elektrischen Kontaktfläche 12 vom elektronischen Bauelement oder Leistungshalbleiter 1 weg führt. Es kann anstelle einer vollständigen oberen Kante 7, lediglich ein Teil dieser oberen Kante 7 von der Materialaufbringung 5 bedeckt sein, und zwar in dem Bereich, in dem die auf der Isolationsschicht 6 aufgebrachte Schicht 8 die Kante 7 bedeckt. Die Breite der Materialaufbringung 5 kann aber ebenso größer als die Breite der Schicht 8 sein. Des Weiteren kann eine Mehrzahl von Materialaufbringungen 5 unterhalb der Schicht 8 und der Isolationsschicht 6 geschaffen sein. Gemäß dieser Ausgestaltung können zwischen den entlang der Kante 7 angeordneten Materialaufbringungen 5 Lücken erzeugt sein. Grundsätzlich sind beliebige Kombinationen der Schichten 8 mit den Kanten 7 und den Materialaufbringungen 5 erzeugbar. Je mehr Bereiche von Materialaufbringungen 5 erzeugt sind, umso höher ist die Isolationsfestigkeit und umso höher sind der Materialeinsatz und die Fertigungsdauer.For example, as shown in 2 is shown, all four upper edges 7 each a material application 5 exhibit. These material applications 5 cover all four upper edges 7 Completely. There may also be only one, two or three material applications 5 on each of the corresponding one, two or three edges 7 be generated. It is also possible that only the upper edges 7 complete material applications 5 have, over which a planar electrically conductive layer 8th from an upper electrical contact surface 12 from the electronic component or power semiconductor 1 leads away. It may instead of a full upper edge 7 , only part of this upper edge 7 from the material application 5 be covered, in the area where the on the insulation layer 6 applied layer 8th the edge 7 covered. The width of the material application 5 but can be just as big as the width of the layer 8th be. Furthermore, a plurality of material applications 5 below the layer 8th and the insulation layer 6 be created. According to this embodiment, between the along the edge 7 arranged material applications 5 Gaps are created. Basically, any combinations of layers 8th with the edges 7 and the material applications 5 produced. The more areas of material applications 5 are generated, the higher the insulation resistance and the higher the material usage and the production time.

2 zeigt ebenso den gerundeten Übergang 9 von einer Kante 7 zur nächsten. Ebenso zeigt 2 eine Anböschung 4. 2 also shows the rounded transition 9 from an edge 7 to the next. Likewise shows 2 a slope 4 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 03030247 [0004, 0006, 0022]

Claims

Electronic component ( 1 ), in particular a power component or a power semiconductor component, each having at least one electrical contact surface arranged on an upper side and on an underside ( 12 . 13 ), wherein on the component ( 1 ), on at least one upper surface on the upper side and at least one lateral surface of an electrically insulating insulating layer ( 6 ), in particular an electrically insulating insulating film, which can be positioned at the at least one upper electrical contact surface ( 12 ) has at least one window in which the at least one upper electrical contact surface ( 12 ) free from the insulation layer ( 6 ), characterized in that on at least one, by the coincidence of the at least one upper surface on the upper side and the at least one lateral surface, generated upper edge ( 7 ), below the insulation layer ( 6 ), at least one electrically insulating material application ( 5 ) for rounding at least part of the upper edge ( 7 ) is trained.

Electronic component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the material application ( 5 ) for rounding, in cross section to the course of the upper edge ( 7 ) and along the course of the upper edge ( 7 ), on which the component ( 1 ) facing away from a rounded course.

Electronic component ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the rounded course of the material application ( 5 ) is in cross-section part of a circle and / or an ellipse line.

Electronic component ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the rounded course of the material application ( 5 ) in cross-section along the course of the upper edge ( 7 ) is locally variable.

Electronic component ( 1 ) according to one or more of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the material application ( 5 ) partially cylindrical and / or in the form of a wall along the course of the upper edge ( 7 ) is trained.

Electronic component ( 1 ) according to one or more of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the material application ( 5 ) in the region of transitions from upper edges ( 7 ) is subspherical.

Electronic component ( 1 ) according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the material application ( 5 ) for rounding in edge regions of the at least one upper surface and / or the at least one lateral surface along the course of the upper edge ( 7 ) is trained.

Electronic component ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the material application ( 5 ) for rounding optionally at least partially a, in particular glass or a polyimide, passivation layer ( 11 ) which covers the at least one electrical contact surface ( 12 ) and up to the upper edge ( 7 ), the material application ( 5 ) optionally partially the upper electrical contact surface ( 12 ) covered.

Electronic component ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the material application ( 5 ) has a high insulation resistance and / or the material of the material application ( 5 ) has a favorable partial discharge behavior and / or the material of the material application ( 5 ) has a viscosity such that the material from the top of the device, in the direction of gravity, at the side of the device ( 1 ) and / or the material of the material application ( 5 ), in particular by means of UV light or heat, is curable.

Method for producing an electronic component ( 1 ) according to one or more of the preceding claims 1 to 9, characterized in that on at least one, by the coincidence of the at least one upper surface on the upper side and the at least one lateral surface, generated upper edge ( 7 ), below the insulating layer to be applied ( 6 ), at least one electrically insulating material application ( 5 ) for rounding at least part of the upper edge ( 7 ) is formed.

Method according to claim 10, characterized by forming the material application ( 5 ) on the upper edge ( 7 ) by screen printing and / or dosing and / or spraying.

Method according to claim 10 or 11, characterized by forming the material application ( 5 ) on at least one on a wafer, in particular ungagten wafer, arranged electronic component ( 1 ).

Device with a on a substrate ( 3 ) attached electronic component ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 9, wherein on the component ( 1 ) and on the substrate ( 3 ) the electrically insulating insulation layer ( 6 ) is applied, characterized in that on at least one, by means of the coincidence of the at least one upper surface on the upper side and the at least one lateral surface produce upper edge ( 7 ), below the insulation layer ( 6 ), at least one electrically insulating material application ( 5 ) for rounding at least part of the upper edge ( 7 ) is trained.

Apparatus according to claim 13, characterized in that at all on the side of the device ( 1 ) produced lateral surfaces and all lateral edges, from the substrate ( 3 ), a mass, in particular a potting compound, as a slope ( 4 ) is applied, which optionally, from the top of the device ( 1 ), at least partially from the material application ( 5 ) is covered.

Apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that in the at least one window, the at least one upper electrical contact surface ( 12 ) areally with at least one layer ( 8th ) is contacted from electrically conductive material, the at least one with the insulating layer ( 6 ) covered material application ( 5 ) of the component ( 1 ) is led away.

Method of manufacturing a device according to one or more of claims 13 to 15, comprising the steps of: - securing the electronic component ( 1 ) on the substrate ( 3 ), - forming at least one electrically insulating material application ( 5 ) for rounding at least a part of at least one upper edge ( 7 ) according to one or more of claims 1 to 9, on at least one, by means of the coincidence of the at least one upper surface on the upper side and the at least one lateral surface, generated th upper edge ( 7 ) along at least part of the course of the upper edge ( 7 ).

A method according to claim 16, characterized by forming the material application ( 5 ) on the upper edge ( 7 ) by screen printing and / or dosing and / or spraying.

Method according to claim 16 or 17, characterized by prior to the formation of the material application ( 5 ) generating a slope ( 4 ) according to claim 14, in particular by means of a metering or spraying step.

Method according to claim 18, characterized by providing the material of material application ( 5 ) having a suitable viscosity such that the material is in the direction of gravity at the side surfaces and side edges of the component and at least partially at the slope ( 4 ) flows down.

Method according to one or more of claims 16 to 19, with the further steps: - lamination of the electrically insulating insulating layer ( 6 ) on the material application ( 5 ) to be rounded component ( 1 ) and on the substrate ( 3 ) under vacuum so that the insulation layer ( 6 ) the upper side with the upper electrical contact surface ( 12 ) and the substrate ( 3 ) tightly fitting and on the component ( 1 ) and the substrate ( 3 ), exposing the at least one upper electrical contact surface to be contacted ( 12 ) on top of the device ( 1 ) by opening respective windows in the insulation layer ( 6 ).

A method according to claim 20, characterized by surface contacting of each exposed upper electrical contact surface after exposure ( 12 ) with a layer of electrically conductive material.