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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement und Verfahren
zum Herstellen von Halbleiterbauelementen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Als
Folge von zunehmenden Graden an Funktionsintegration bei Halbleiterbauelementen
ist die Anzahl von Eingangs-/Ausgangskanälen von Halbleiterbauelementen
stetig angestiegen. Gleichzeitig besteht ein Bedarf daran, Signalkanallängen für Hochfrequenzanwendungen
zu verkürzen,
die Wärmeableitung
zu verbessern, die Robustheit zu verbessern und die Herstellungskosten
zu reduzieren. Wenngleich durch Verbessern des Designs auf der Halbleiterchipebene
viel Fortschritt gemacht worden ist, erfordern viele der obigen
Aspekte innovative Wege zum Kapseln der Chips.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Dementsprechend
wird ein Halbleiterbauelement bereitgestellt, das Folgendes umfasst:
einen Metallträger,
eine Isolierfolie, die den Metallträger teilweise bedeckt, einen
ersten Chip, der an den Metallträger über der
Isolierfolie angebracht ist, und einen zweiten Chip, der an den
Metallträger über einem
Gebiet angebracht ist, das nicht von der Isolierfolie bedeckt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
beiliegenden Zeichnungen sind aufgenommen, um ein eingehenderes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu vermitteln, und sind in diese Spezifikation
aufgenommen und stellen einen Teil dieser dar. Die Zeichnungen veranschaulichen
die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung
der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung. Andere Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung und viele der damit einhergehenden Vorteile der vorliegenden Erfindung
lassen sich ohne weiteres verstehen, wenn sie durch Bezugnahme auf
die folgende ausführliche Beschreibung
besser verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ
zueinander nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszahlen
bezeichnen entsprechende ähnliche
Teile.
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1A–1B offenbaren
schematisch eine Ausführungsform
eines Halbleiterbauelements, das einen Metallträger umfasst, und eine Isolierfolie, die
den Metallträger
teilweise bedeckt.
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2A–2C offenbaren
schematisch eine Ausführungsform
eines Halbleiterbauelements, das einen Metallträger umfasst, und eine Isolierfolie, die
den Metallträger
teilweise bedeckt und eine Öffnung
umfasst.
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3A–3B offenbaren
schematisch eine Ausführungsform
eines Halbleiterbauelements, das einen Systemträger und eine den Systemträger bedeckende
Isolierfolie umfasst.
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4A–4D offenbaren
schematisch eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, wobei
der erste Chip an einem Metallträger
vor dem zweiten Chip angebracht wird.
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5A–5D offenbaren
schematisch eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, wobei
der zweite Chip an einem Metallträger vor dem ersten Chip angebracht
wird.
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6A–6D offenbaren
schematisch eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, wobei
der zweite Chip an einem Metallträger angebracht wird, bevor eine
Isolierfolie auf dem Metallträger
aufgebracht wird.
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7A–7H offenbaren
schematisch eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, wobei
mehrere erste und zweite Chips an einem Systemträgerstreifen angebracht werden.
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Ausführliche Beschreibung
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Wenngleich
hierin spezifische Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben worden sind, versteht der Durchschnittsfachmann,
dass eine Vielzahl alternativer und/oder äquivalenter Implementierungen
für die
gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen
substituiert werden können,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung soll allgemein alle Adaptationen oder
Variationen der hierin erörterten
spezifischen Ausführungsformen
abdecken. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nur durch die Ansprüche und
die Äquivalente
davon beschränkt werden.
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Die 1A und 1B offenbaren
eine Ausführungsform
eines Halbleiterbauelements, das einen Metallträger 3, eine Isolierfolie 5,
die den Metallträger
teilweise bedeckt, einen ersten Chip 7, der an dem Metallträger über der
Isolierfolie angebracht ist, und einen zweiten Chip 9,
der an dem Metallträger über einem
Gebiet angebracht ist, das nicht von der Isolierfolie bedeckt ist,
umfasst. 1A offenbart einen ersten Querschnitt
durch die Ausführungsform entlang
der Linie 1A-1A',
in 1B gezeigt. 1B offenbart
eine Draufsicht auf die Ausführungsform.
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Die 1A und 1B offenbaren
eine Isolierfolie 5, die den Metallträger 3 teilweise bedeckt. Mit
der den Metallträger 3 teilweise
bedeckenden Isolierfolie 5 können der erste Chip 7 und
der zweite Chip 9 an dem gleichen Metallträger angebracht
werden, wenngleich das Substrat des ersten Chips 7 ein anderes
elektrisches Potential als das Substrat des zweiten Chips 9 annehmen
muss. Beispielsweise kann bei der den Metallträger 3 teilweise bedeckenden
Isolierfolie 5 das Gebiet des Metallträgers 3, von der Isolierfolie 5 bedeckt,
dazu verwendet werden, einen ersten Chip 7 anzubringen,
der elektrisch vom Metallträger 3 getrennt
sein muss. Andererseits kann das nicht von der Isolierfolie 5 bedeckte
Gebiet des Metallträgers 3 dazu
verwendet werden, einen zweiten Chip 9 anzubringen, dessen
Substrat das elektrische Potential des Metallträgers 3 annehmen muss.
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Die
Verwendung einer Isolierfolie ermöglicht es, zwei oder mehr Chips
an dem gleichen Metallträger
zu platzieren, selbst wenn die Substrate der zwei oder mehr Chips
auf verschiedenen elektrischen Potentialen betrieben werden sollen.
Mit der Isolierfolie braucht der Träger nicht strukturiert oder
getrennt zu werden, um einen anderen Chip auf anderen Substratpotentialen
zu halten.
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Die
Isolierfolie 5 definiert einen Folienrand 15,
der die vom Metallträger 3 bedeckten
Gebiete von den nicht vom Metallträger 3 bedeckten Gebieten trennt.
Bei einer Ausführungsform
kann der Abstand zwischen dem zweiten Chip 9 und dem Folienrand 15 so
ausgelegt sein, dass er kleiner ist als 500 Mikrometer. In diesem
Fall ist es möglich,
den ersten Chip 7 so nahe am zweiten Chip 9 zu
platzieren, dass der kleinste seitliche Abstand D1 zwischen den
beiden 1000 Mikrometer oder weniger beträgt. Ein kleiner seitlicher
Abstand zwischen benachbarten Chips in einem Halbleiterbauelement
hilft, die Gesamtgröße eines
Halbleiterbauelements zu reduzieren.
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Die
Fläche
der den Metallträger 3 bedeckenden
Isolierfolie 5 ist größer gewählt als
die Fläche
des ersten Chips 7. Dies soll sicherstellen, dass der erste Chip 7 sicher
gegenüber
dem Metallträger 3 elektrisch
isoliert ist, wenn er über
der Isolierfolie 5 am Metallträger 3 angebracht wird.
Andererseits ist die Isolierfolie 5 ausreichend klein gewählt, um
sicherzustellen, dass das Gebiet des Metallträgers 3, das nicht
von der Isolierfolie 5 bedeckt ist, groß genug ist, um den zweiten
Chip 9 direkt auf dem Metallträger 3 zu platzieren,
d. h. ohne elektrische Isolation gegenüber dem Metallträger 3.
Anders ausgedrückt
kann die Fläche
der Isolierfolie 5 größer gewählt werden als
die Fläche
des ersten Chips 7, aber kleiner als die Fläche des
Metallträgers 3 minus
die Fläche
des zweiten Chips 9.
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Die
Verwendung der Isolierfolie 5 kann die Einkaufs- und Handhabungskosten
reduzieren, da die Isolierfolie aus einem preiswerten Material hergestellt
sein kann und leicht zur Anpassung an einen beliebigen spezifischen
Träger
und ein beliebiges spezifisches Chiplayout strukturiert werden kann. Beispielsweise
kann die Isolierfolie 5 aus Polymeren wie etwa Epoxiden,
Acrylaten, Siliconen, Polyimiden, Flüssigkristallpolymeren, Hochtemperaturthermokunststoffen
oder einer beliebigen Mischung daraus hergestellt sein. Die Folie
kann eine beliebige Art von Füllstoffen
wie etwa SiO2, Al2O3, PTFE oder eine beliebige Art von Additiven
wie etwa Haftförderern
oder einen Katalysator enthalten. Außerdem kann die Isolierfolie
leicht auf dem Metallträger
oder auf ein Array aus Metallträgern
aufgebracht werden.
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Bei
einer Ausführungsform
ist eine Seite der Isolierfolie 5 haftend. Auf diese Weise
kann die Isolierfolie 5 auf den Metallträger 3 aufgebracht werden, indem
die Isolierfolie 5 in Kontakt mit dem Metallträger 3 oder
mit einem Array aus Metallträgern
gebracht wird. Bei einer Ausführungsform
sind beide Seiten der Isolierfolie 5 haftend. Auf diese
Weise kann der erste Chip 7 an der Isolierfolie 5 angebracht werden,
indem lediglich der erste Chip 7 auf der Isolierfolie 5 platziert
wird, ohne irgendeine Notwendigkeit zum Dispensieren eines Klebers.
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Die
Dicke der Isolierfolie 5 kann gemäß einer gegebenen Anwendung
gewählt
werden. Allgemein kann die Dicke der Isolierfolie 5 in
einem Bereich zwischen 5 bis 1000 Mikrometern liegen, je nach dem Folienmaterial
und der Spannung, der die Isolierfolie 5 während des
Bauelementbetriebs standhalten muss. Für niedrigere Spannungen kann
eine Isolierfoliendicke von weniger als 50 Mikrometern ausreichend
sein.
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Bei
einer Ausführungsform
kann der Metallträger 3 ein
Chipträger
sein. In diesem Fall ist bei einer Ausführungsform der Chipträger 3 aus
Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt. Bei einer Ausführungsform
kann der Chipträger 3 eine
Platte mit einer Dicke in einem Bereich zwischen 10 und 2000 Mikrometern
sein.
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Der
erste Chip 7 der 1A–1B ist
ein Halbleiterchip, der beispielsweise eine integrierte Schaltung,
ein MEMS-Bauelement (Micro-electromechanical System), einen optischen
Sensor oder ein lichtemittierendes Bauelement und dergleichen umfassen
kann. Die 1A und 1B offenbaren weiterhin
einen zweiten Chip 9, der ein Halbleiterchip ist, der eine
integrierte Schaltung umfassen kann. Bei einer Ausführungsform
kann die integrierte Schaltung einen oder mehrere Leistungstransistoren
umfassen.
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1A offenbart
weiterhin, dass der zweite Chip 9 direkt am Metallträger 3 angebracht
ist, d. h. in einem von der Isolierfolie 5 nicht bedeckten
Gebiet. Der zweite Chip 9 kann beispielsweise an den Metallträger 3 geklebt,
gelötet
oder gesintert sein. Bei Klebung kann der Kleber ein elektrisch
leitender Kleber sein. Der elektrisch leitende Kleber kann isotrop
oder anisotrop leitend sein. In diesem Fall ist wie für das Löten oder
Sintern das Substrat des zweiten Chips 9 elektrisch direkt
mit dem Metallträger 3 gekoppelt.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst der zweite Chip 9 einen vertikalen Leistungstransistor,
d. h. einen Leistungstransistor, dessen Laststrom von der oberen
Fläche
zur unteren Fläche
des Chips oder umgekehrt fließen
kann. In diesem Fall kann der Metallträger 3 als ein externes
Kontaktelement zum Aufnehmen eines Laststroms von oder Indizieren
eines Laststroms in den vertikalen Leistungstransistor des zweiten
Chips 9 dienen.
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Die 2A und 2B offenbaren
eine Ausführungsform
eines Halbleiterbauelements, das ähnlich dem von 1A und 1B sein
kann. Beispielsweise können
der Metallträger 103,
der erste Chip 107 und der zweite Chip 109 die
gleichen sein wie der jeweilige Metallträger 3, der erste Chip 7 und der
zweite Chip 9 von 1A und 1B. 2A ist
ein Querschnitt durch das Halbleiterbauelement entlang der Linie
2A-2A' von 2B.
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Anders
als bei 1A und 1B umfasst die
Isolierfolie 105 eine Öffnung 117 mit
einem Folienrand 115, der eine geschlossene Schleife bildet. 2C veranschaulicht
eine Ausführungsform
der Isolierfolie 105. Bei einer Ausführungsform ist die Gestalt
der Öffnung 117 an
die Gestalt des zweiten Chips 109 angepasst, so dass der
Abstand D2 zwischen dem zweiten Chip 109 und dem Folienrand 115 in
einem Gebiet zwischen dem ersten Chip 107 und dem zweiten
Chip 109 kleiner ist als 200 Mikrometer. Auf diese Weise
kann der Abstand D1 zwischen dem ersten Chip 107 und dem zweiten
Chip 109 klein gehalten werden.
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Eine
oder beide Flächen
der Isolierfolie 105 von 2A–2C können haftend
sein, so dass die Isolierfolie 105 auf dem Metallträger 103 aufgebracht
werden kann, indem einfach die Isolierfolie 105 in Kontakt
mit der Oberfläche
des Metallträgers 103 gebracht
wird. Wenn weiterhin die Isolierfolie 105 auf beiden Flächen haftend
ist, kann der erste Chip 107 an dem Metallträger 103 angebracht
werden, indem lediglich der erste Chip 107 auf der haftenden Oberfläche der
Isolierfolie 105 platziert wird.
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Der
zweite Chip 109 kann durch Kleben, Löten oder Sintern an dem Metallträger 103 angebracht werden.
Bei einer Ausführungsform
ist der Kleber ein elektrisch leitender Kleber, so dass der zweite
Chip 109 in elektrischer Verbindung mit dem Metallträger 103 steht.
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Die 3A und 3B offenbaren
eine Ausführungsform
eines Halbleiterbauelements, das dem in 2A und 2B ähnlich sein
kann. Beispielsweise können
der Metallträger 203,
der erste Chip 207 und der zweite Chip 209 ähnlich dem
jeweiligen Metallträger 103,
dem ersten Chip 107 und dem zweiten Chip 109 von 2A und 2B sein
oder diesem gleich sein. 3A ist
ein Querschnitt durch das Halbleiterbauelement entlang der Linie
2A-2A' von 3B.
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Die 3A und 3B offenbaren
einen Systemträger 200,
der aus dem Metallträger 203 und sechs
getrennten externen Kontaktelementen 227 besteht. Der Systemträger 200 ist
derart strukturiert, dass der Metallträger 203 vom Metallträger 203 getrennt
ist. Der Metallträger 203 kann
auch als eine Chipinsel oder ein Diepad bekannt sein. Bei anderen Ausführungsformen
kann der Systemträger 200 mehr
als eine Chipinsel oder mehr oder weniger als sechs externe Kontaktelemente 227 aufweisen.
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3A und 3B offenbaren
weiter einen ersten Chip 207, der ein Halbleiterchip mit
einer ersten integrierten Schaltung (in 2A und 2B nicht
gezeigt) sein kann, und einen zweiten Chip 209, der ein
Halbleiterchip mit einer zweiten integrierten Schaltung (in 2A und 2B nicht
gezeigt) sein kann. Die integrierte Schaltung des ersten Chips 207 kann
eine Logikschaltung sein, zum Beispiel auf der Basis von CMOS-Technologie,
die an erste Kontaktelemente 219 gekoppelt ist, die sich
auf der oberen Fläche
des ersten Chips 207 befinden. In 2A und 2B weist
der erste Chip 207 sechs erste Kontaktelemente 219 auf,
von denen drei elektrisch mit jeweiligen drei externen Kontaktelementen 227 mit Bonddrähten 229 (Verbindungselementen)
und einer mit dem zweiten Chip 209 über einen weiteren Bonddraht 229 verbunden
sind.
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Die
integrierte Schaltung des zweiten Chips 209 kann zweite
Kontaktelemente 221, 223, 225 enthalten.
In 3B enthält
die integrierte Schaltung des zweiten Chips 209 einen Leistungstransistor,
wobei zwei der zweiten Kontaktelemente ein Gatekontakt 221 und
ein Sourcekontakt 223 sind, die sich auf der oberen Fläche des
zweiten Chips 209 befinden. Ein weiteres zweites Kontaktelement
ist die Drainelektrode 225, die sich auf der Bodenfläche des
zweiten Chips 209 befindet. Ein Leistungstransistor mit
einer Drainelektrode auf einer ersten Fläche und einer Sourceelektrode
auf einer zweiten Fläche
eines Chips ist wegen des von einer Fläche des Chips zu der gegenüberliegenden
Fläche
des Chips fließenden
Laststroms auch als ein Vertikaltransistor bekannt. Wenn alternativ
der Leistungstransistor ein Bipolartransistor ist, kann der Gatekontakt 221 ein
Basiskontakt sein, kann der Sourcekontakt 223 ein Emitterkontakt
sein und kann der Drainkontakt 225 ein Kollektorkontakt
sein. Allgemein kann der Leistungstransistor ein MOS-Leistungstransistor,
ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor – Bipolartransistor mit isoliertem
Gate) oder irgendeine Art von Leistungshalbleiterbauelement sein.
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Die 3A und 3B offenbaren
einen Clip 231 (Verbindungselement), der die Sourceelektrode 223 (zweites
Kontaktelement) elektrisch mit dreien der externen Kontaktelemente 227 verbindet. Der
Clip 231 kann wegen seines großen Querschnitts im Vergleich
zu einem Bonddraht mit den typischen Durchmessern von 10 bis 50
Mikrometern einen großen
Laststrom durch die Sourceelektrode des Leistungstransistors des
zweiten Chips 209 übertragen. Der
Clip 231 ist in der Regel an die Sourceelektrode 223 und
an die externen Kontaktelemente 227 gelötet. Man beachte, dass der
Clip 231 für
eine große Laststromkapazität auch durch
ein oder mehrere Bänder,
Streifen oder dicke Bonddrähte,
z. B. Bonddrähte
mit einem Durchmesser über
100 Mikrometer, ersetzt werden kann.
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In
den 3A und 3B sind
der erste Chip 207 und die Gateelektrode 221 des
zweiten Chips 209 elektrisch über einen weiteren Bonddraht 229 verbunden.
Dieser Bonddraht kann dazu verwendet werden, den Laststrom zwischen
der Source- und Drainelektrode des zweiten Chips 209 in
Abhängigkeit
von einer von der Logikschaltung des ersten Chips 207 gelieferten
Ausgangsspannung zu steuern. Man beachte, dass, obwohl der erste
Chip 207 und der zweite Chip 209 an dem gleichen
Metallträger 203 angebracht
sind, die Drainelektrode 225 und die Sourceelektrode 223 des
Leistungstransistors des zweiten Chips 209 aufgrund der
von der Isolierfolie 205 bereitgestellten elektrischen
Isolation unabhängig
von dem Potential des Substrats des ersten Chips 207 ein
beliebiges Potential annehmen können.
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Die 4A–4D offenbaren
eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines Halbleiterbauelements.
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4A offenbart
einen Metallträger 303,
der den in den vorausgegangenen Figuren gezeigten Metallträgern 103, 203 ähnlich sein
oder der gleiche sein kann. Der Metallträger 303 definiert
eine erste Fläche 311 und
eine zweite Fläche 313 gegenüber der
ersten Fläche 311.
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4B offenbart
den Metallträger 303 nach dem
Aufbringen der Isolierfolie 305 auf der ersten Fläche 311 des
Metallträgers 303.
Die Isolierfolie 305 kann eine Öffnung 317 aufweisen,
die groß genug
ist, so dass der zweite Chip 309 direkt am Metallträger 303 angebracht
werden kann (siehe 4D). Gleichzeitig ist die Isolierfolie 305 größer als
die Fläche
des ersten Chips 307, so dass der erste Chip 307 auf
der Isolierfolie 305 platziert werden kann. Wenn die Isolierfolie 305 eine
haftende Oberfläche
auf einer oder beiden Flächen
aufweist, kann die Isolierfolie 305 auf dem Metallträger 303 aufgebracht
werden, indem einfach die haftenden Flächen der Isolierfolie 305 in Kontakt
mit der ersten Fläche 311 des
Metallträgers 303 gebracht
werden.
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4C offenbart
den Metallträger 303 von 4B nach
dem Anbringen des ersten Chips 307 an der Isolierfolie 305.
Der erste Chip 307 kann der gleiche Chip oder ein anderer
Chip als der in den vorausgegangenen Figuren beschriebene erste
Chip 207 sein. Wenn die Isolierfolie 305 eine
haftende Oberfläche
auf ihren beiden Flächen
aufweist, kann der erste Chip 307 an der Isolierfolie 305 angebracht werden,
indem der Chip auf der Isolierfolie 305 platziert wird.
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4D offenbart
den Metallträger 303 von 4C nach
dem Anbringen des zweiten Chips 309 am Metallträger 303 über dem
von der Isolierfolie 305 nicht bedeckten Gebiet. Das Anbringen
kann wie in den vorausgegangenen Ausführungsformen beschrieben ausgeführt werden.
Beispielsweise kann der zweite Chip 309 an den Metallträger 303 gelötet, gesintert
oder mit einem elektrisch leitenden Kleber geklebt werden. Wenn
der zweite Chip 309 ein Leistungstransistor ist, kann der
zweite Chip 309 auch an den Metallträger 303 diffusionsgelötet werden,
da ein derartiges Anbringen gegenüber der beim Betrieb erzeugten
hohen Temperatur robust ist.
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Die 5A bis 5D offenbaren
eine Ausführungsform
des Herstellens eines Halbleiterbauelements, die in vielerlei Hinsicht
der in 4A bis 4D gezeigten ähnlich ist.
Beispielsweise können der
Metallträger 403,
die Isolierfolie 405, der erste Chip 407 und der
zweite Chip 409 die gleichen sein wie oder dem Metallträger 303,
der Isolierfolie 305, dem ersten Chip 307 und
dem zweiten Chip 309 der 4A bis 4D ähnlich sein.
Anders als bei der Ausführungsform
der 4A bis 4D jedoch
wird der zweite Chip 409 vor dem ersten Chip 307 am
Metallträger 403 angebracht.
Auf diese Weise ist der erste Chip 407 nicht der Hitze
ausgesetzt, die während
des Lötens
des zweiten Chips 409 an den Metallträger 403 produziert
werden kann.
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Die 6A bis 6D offenbaren
eine Ausführungsform
des Herstellens eines Halbleiterbauelements, das das gleiche sein
kann wie oder dem in 5A bis 5D gezeigten ähnlich sein
kann. Beispielsweise können
der Metallträger 503,
die Isolierfolie 505, der erste Chip 507 und der
zweite Chip 509 die gleichen sein wie oder dem Metallträger 403,
der Isolierfolie 405, dem ersten Chip 407 und
dem zweiten Chip 409 der 5A bis 5D ähnlich sein.
Anders als bei der Ausführungsform
der 5A bis 5D jedoch
wird der zweite Chip 509 an dem Metallträger 503 angebracht,
bevor die Isolierfolie 505 auf den Metallträger 503 aufgebracht
wird. Auf diese Weise wird beispielsweise weder die Isolierfolie 505 noch
der erste Chip 507 der Hitze ausgesetzt, die während des
Lötens
des zweiten Chips 509 an den Metallträger 503 produziert
werden kann.
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Die 7A bis 7G offenbaren
eine Ausführungsform
des Herstellens eines Halbleiterbauelements, wobei mehrere Metallträger 603a, 603b und eine
Isolierfolie 605 (7C) mit
mehreren Öffnungen 617a, 617b, 618a, 618b bereitgestellt
werden. Die Isolierfolie 605 wird auf die mehreren Metallträger 603a, 603b aufgebracht;
weiterhin wird ein erster Chip 607a, 607b an jedem
der mehreren Metallträger 603a, 603b über der
Isolierfolie angebracht; und ein zweiter Chip 609a, 609b wird
an jeden der mehreren Metallträger 603a, 603b über einer
der mehreren Öffnungen 617a, 617b der
Isolierfolie 605 angebracht.
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7A offenbart
einen Systemträgerstreifen 600 mit
zwei Metallträgern 603a, 603b,
die an einen äußeren Abschnitt
des Systemträgerstreifens 600 durch
Traversen 633 angebracht sind. Der Systemträgerstreifen 600 umfasst
weiterhin sechs externe Kontaktelemente 627 für jeden
Metallträger 603,
die von ihrem jeweiligen Metallträger 603 getrennt,
aber starr mit dem äußeren Abschnitt
des Systemträgerstreifens 600 verbunden
sind. Die Anzahl der externen Kontaktelemente 627 und die
Anzahl der Traversen 633 kann jedoch je nach der Art und
Anwendung des herzustellenden Halbleiterbauelements stark variieren.
Allgemein kann der Systemträgerstreifen 600 aus
einem Metall- oder Kupferblech zum Beispiel durch Stanzen, Ätzen oder
Lochen hergestellt worden sein. Wenngleich 7A einen
Systemträgerstreifen 600 mit
nur zwei Metallträgern
offenbart, kann ein Systemträgerstreifen 600 10,
100 oder eine beliebige andere Anzahl von Metallträgern aufweisen.
Je größer die
Anzahl von Metallträgern 603, umso
größer ist
die Anzahl von Halbleiterbauelementen, die zur gleichen Zeit aus
einem Systemträgerstreifen
hergestellt werden können.
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7B offenbart
den Systemträgerstreifen 600 von 7A,
nachdem zweite Chips 609a, 609b an den Oberflächen ihrer
jeweiligen Metallträger 603a, 603b angebracht
worden sind. Das Anbringen kann durch Löten, insbesondere Diffusionslöten, Sintern
oder Kleben mit einem elektrisch leitenden Kleber ausgeführt worden
sein. Auf diese Weise sind die zweiten Chips 609a, 609b elektrisch
mit dem Metallträger 603 verbunden.
Wenn auf diese Weise zweite Chips 609a, 609b einen
Vertikalleistungstransistor enthalten, sind die Lastelektroden der
zweiten Chips 609a, 609b, dem Systemträgerstreifen 600 zugewandt,
elektrisch mit ihren jeweiligen Metallträgern 603a, 603b verbunden,
so dass die Metallträger 603a, 603b den
Leistungstransistorstrom während des
Bauelementbetriebs führen
können.
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7D offenbart
den Systemträgerstreifen 600 von 7B,
nachdem die Isolierfolie 605, wie in 7C gezeigt,
auf den Systemträgerstreifen 600 aufgebracht
worden ist. In 7C ist die Isolierfolie 605 als
ein Blatt aus Polymermaterial mit zwei Öffnungen 617a, 617b,
um Gebiete der Metallträger 603a, 603b frei
von Isolation zu halten, und zwei Öffnungen 618a, 618b,
um die externen Kontaktelemente 627 frei von Isolation
zu halten, gezeigt. Die externen Kontaktelemente 627 werden
frei von Isolation gehalten, damit sie für Bonddrahtverbindungen und/oder
für das
Löten eines
Clips 631 an die externen Kontaktelemente 227 zugänglich sind.
Die Größe und Gestalt
der beiden Öffnungen 617a, 617b sind
an die Größe der beiden
zweiten Chips 609a, 609b angepasst, so dass die
durch die beiden Öffnungen 617a, 617b definierten
Folienränder
die zweiten Chips 609a, 609b umgeben, aber nicht
berühren.
Der Abstand zwischen den zweiten Chips 609a, 609b und
dem Folienrand liegt in der Regel im Bereich von 500 Mikrometern.
Auf diese Weise bedeckt die Isolierfolie 605 die zweiten
Chips 609a, 609b nicht, so dass auf die Kontaktelemente
der zweiten Chips 609a, 609b für Drahtbonden oder für das Anbringen
des Clips 631 usw. zugegriffen werden kann. Die Gebiete des
Systemträgerstreifens 600,
die durch die Isolierfolie 605 bedeckt sind, sind nicht
zu sehen und sind entsprechend als punktierete Linien gezeigt.
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7E offenbart
den Systemträgerstreifen 600 von 7D,
nachdem die ersten Chips 607a, 607b an ihren jeweiligen
Metallträgern 603a, 603b in einem
Gebiet angebracht worden sind, das nicht von der Isolierfolie 605 bedeckt
ist. Wenn die Isolierfolie 605 aus einem Blatt hergestellt
ist, das auf beiden Seiten haftend ist, erfolgt das Anbringen der
ersten Chips 607 an den Metallträgern 603a, 603b durch Pressen
der ersten Chips 607a, 607b auf die Isolierfolie 605.
Ansonsten können
die ersten Chips 607a, 607b mit einem in den spezifizierten
Gebieten dispensierten getrennten Kleber an die Isolierfolie 605 geklebt
werden.
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7F offenbart
den Systemträgerstreifen 600 von 7E,
nachdem die Bonddrähte 629 drahtgebondet
worden sind, um die zweiten Chips 609a, 609b elektrisch
mit ihren jeweiligen beiden externen Kontaktelementen 627 und
die ersten Chips 607a, 607b mit ihren jeweiligen
externen Kontaktelementen 627 zu verbinden. Außerdem ist
ein Bonddraht von jedem der ersten Chips 607a, 607b an
seinen jeweiligen der zweiten Chips 609a, 609b drahtgebondet. Wegen
der Öffnungen
in der Isolierfolie 605 sind die Oberflächen der externen Kontaktelemente 227 exponiert,
so dass die Bonddrähte 629 zum
Beispiel durch Ultraschallschweißen an die externen Kontaktelemente 627 geschweißt werden
können.
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7G offenbart
den Systemträgerstreifen 600,
nachdem der Systemträgerstreifen 600 in
einer Formmasse geformt worden ist. Die Ausformung kann auf traditionelle
Weisen erfolgen, z. B. durch Platzieren des Systemträgerstreifens 600 von 7F in
einer Form und Füllen
der Form mit einer flüssigen
Formmasse, die nach dem Abkühlen
härtet. Wie
in 7G zu sehen ist, besitzt die Form zwei quadratische
geformte Körper 635a, 635b,
die jeweils einen jeweiligen ersten und zweiten Chip 607a, 607b, 609a, 609b,
einen jeweiligen Metallträger 603a, 603b,
die Bonddrähte 629 und
die externen Kontaktelemente 627 kapseln. Gleichzeitig
werden die Oberflächen
der Metallträger 603a, 603b und
externe Kontaktelemente 627 gegenüber den Oberflächen, die
den ersten und zweiten Chips 607a, 607b, 609a, 609b zugewandt
sind, von der Formmasse freigehalten. Auf diese Weise können die
Oberflächen an
eine Platine, z. B. eine gedruckte Leiterplatine (PCB) gelötet werden.
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7H offenbart
den geformten Systemträgerstreifen 600 von 7G,
nachdem der Systemträgerstreifen 600 geschnitten
(vereinzelt) worden ist. Durch Schneiden des Systemträgerstreifens 600 werden
die externen Kontaktelemente 627 und die Traversen 633 von
den äußeren Abschnitten
des Systemträgerstreifens 600 getrennt.
Auf diese Weise sind es die geformten Körper 635a, 635b,
die ihre jeweiligen Metallträger 603a, 603b und
ihre jeweiligen externen Kontaktelemente 627 an Platz und
Stelle halten.
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Wenngleich
ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform
der Erfindung bezüglich
nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag,
kann dieser Aspekt oder dieses Merkmal mit einem oder mehreren anderen
Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert
werden, wie für
eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein
kann. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten”, „haben”, „mit” oder andere
Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder
den Ansprüchen verwendet
werden, solche Ausdrücke
auf eine Weise ähnlich
dem Ausdruck „umfassen” einschließend sein.
Die Ausdrücke „gekoppelt” und „verbunden” können zusammen
mit Ableitungen verwendet worden sein. Es versteht sich, dass diese
Ausdrücke
verwendet worden sein können,
um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren
oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem
Kontakt stehen oder ob sie nicht in direktem Kontakt miteinander
stehen. Weiterhin versteht sich, dass Ausführungsformen der Erfindung
in diskreten Schaltungen, teilweise integrierten Schaltungen oder
ganz integrierten Schaltungen oder Programmierungsmitteln implementiert
sein können.
Außerdem
ist der Ausdruck „beispielhaft” lediglich
als ein Beispiel anstatt das Beste oder Optimale gemeint. Es ist
auch zu verstehen, dass hierin dargestellte Merkmale und/oder Elemente
mit bestimmten Abmessungen relativ zueinander zu Zwecken der Vereinfachung
und zum leichten Verständnis
dargestellt worden sind und dass tatsächliche Abmessungen von den
hierin dargestellten wesentlich differieren können.