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Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleiterkontaktstruktur für Leistungshalbleitermodule mit einem Bondbuffer sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Das so genannte Dickdrahtbonden, welches auch als Ribbon-Bonden bezeichnet wird, stellt eine weitverbreitete Kontaktierungstechnik, insbesondere in der Leistungselektronik, dar. Diese bekannte Kontaktierungstechnik wird eingesetzt, um elektrische Verbindungen zwischen Leiterbahnen, Anschlussfahnen und Bauelement-Kontakten durch entsprechende Überbrückung mittels Drähten oder den so genannten Ribbons herzustellen. Die Verbindung des Drahtes mit dem Bondbuffer an der entsprechenden Kontaktfläche entsteht durch statischen Kontaktdruck und ein hochfrequentes Oszillieren eines Klemmwerkzeuges, wodurch der Draht in einer Art Reibschweißvorgang eine feste und stofflich integrale Verbindung mit der Kontaktfläche eingeht. Am häufigsten werden bei den bekannten Kontaktierungstechniken dazu im Wesentlichen Aluminium- und Kupferdrähte eingesetzt. Aluminium-Bonddrähte haben gegenüber Kupfer-Bonddrähten den Vorteil, dass sie duktiler und weniger hart sind. Diese bekannten Reibschweißverbindungen mit Aluminiumdrähten sind in der Regel einfach herzustellen, was im Wesentlichen an einer prinzipbedingten dünnen Aluminiumoxidschicht liegt, welche den Draht umgibt. Diese Oxidschicht haftet fest an dem Draht und unterstützt dadurch massiv die erforderliche Reibung während des Reibschweißvorganges einerseits durch Abrasion des Fügepartners und andererseits durch eine Freilegung metallisch reinen Aluminiums. Als Fügepartner kommen Metalle, vorzugsweise Kupfer, Aluminium oder metallische Überzüge in Form von beispielsweise Nickel-Gold, Nickel oder auch Palladium in Frage.
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Aus
WO 2013/053420 A1 sind ein Leistungshalbleiterchip mit metallischen Formkörpern zum Kontaktieren mit Dickdrähten oder Bändchen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Darin wird vor allem die Dickdraht-Kupferbondtechnologie herausgestellt, um eine verbesserte Lastwechselfestigkeit zu erreichen. Der bekannte Leistungshalbleiterchip weist auf seiner Oberseite Potenzialflächen auf, auf die ein Metallformkörper elektrisch und thermisch gut leitend gefügt ist. Ein derartiger Metallformkörper wird mit Hilfe einer Verbindungsschicht in Niedertemperatur-Sintertechnologie oder im Wege des Diffusionslötens oder Klebens auf eine Metallisierungsschicht des Halbleiters befestigt.
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In
WO 2013/053419 A1 ist ein Verfahren zur Schaffung einer Verbindung zwischen metallischen Formkörpern und einem Leistungshalbleiterchip zu deren Verbindung mit Dickdrähten oder Bändchen beschrieben. Der prinzipielle Aufbau des auch hier beschriebenen bekannten Leistungshalbleiterchips entspricht dem zuvor Erwähnten, wobei gemäß diesem Stand der Technik vor allen Dingen die Herstellung der Metallformkörper mittels einer organischen Trägerfolie thematisiert ist.
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Des Weiteren ist in
DE 20 2012 004 434 U1 ebenfalls ein Metallformkörper zur Schaffung einer Verbindung eines Leistungshalbleiterchips mit oberseitigen Potenzialflächen zu Dickdrähten beschrieben. Diese bekannte Kontaktierungstechnologie zielt ebenfalls auf das Kupferdickdrahtbonden ab.
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All die bekannten Verfahren haben gemein, dass die Kontaktierung der Dickdrähte oder Bändchen auf einer im Wesentichen glatten, allenfalls eine fertigungsbedingte Rauhigkeit aufweisenden Oberfläche des Metallformkörpers erfolgt. Während Aluminiumdrähte eine festhaftende Oxidschicht aufweisen, bilden Kupferdrähte zwar auch ein Oxid, das jedoch nicht fest haftet und daher nicht als erforderliches Abrasionsmittel beim Dickdrahtbonden dienen kann. Außerdem ist Kupfer härter als Aluminium. Andererseits ist Kupfer ein Werkstoff mit einer deutlich höheren Wärmeleitfähigkeit und geringerem elektrischen Widerstand als Aluminium und ist daher bei der Wahl des Materials für die Kontaktdrähte zu priorisieren. Damit beim Drahtbonden eine ausreichend gute stoffliche Verbindung mit dem Metallformkörper, d. h. über dessen Kontaktfläche, erreicht werden kann, werden üblicherweise der statische Druck und der Energieeintrag beim Ultraschallschweißen für das Drahtbonden deutlich erhöht. Das jedoch schließt das Risiko ein, dass die Halbleiterstrukturen, mit denen er verbunden ist, Schaden nehmen. Vor allen Dingen dann, wenn die Kontaktfläche am Metallformkörper aus einem nicht-duktilen, nicht-oxidierten Material besteht, kann dies bei der Herstellung einer sicheren Verbindung mittels eines Kupferdickdrahtes Probleme hinsichtlich einer zuverlässigen Verbindung bei einer höheren Anzahl von Lastwechselzyklen geben.
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Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Leistungshalbleiterkontaktstruktur, insbesondere für Leistungshalbleitermodule, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, bei welchen vor allen Dingen Kupfer bei der Dickdrahtbondtechnologie eingesetzt werden kann, ohne dass insbesondere gegenüber Aluminiumdrähten Nachteile hinsichtlich einer integralen Verbindung des zu bondierenden Drahtes an der Kontaktfläche des Metallformkörpers im Sinne einer integralen stofflichen Verbindung auftreten.
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Diese Aufgabe wird durch eine Leistungshalbleiterkontaktstruktur mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Ausbilden in einer solchen Leistungshalbleiterkontaktstruktur mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der Erfindung weist die Leistungshalbleiterkontaktstruktur zumindest ein Substrat und einen Metallformkörper als Elektrode auf, welche mittels einer im Wesentlichen geschlossenen Sinterschicht mit Bereichen variierender Dicke aufeinandergesintert sind. Erfindungsgemäß ist der Metallformkörper in Form einer flexiblen Kontaktierungsfolie mit einer derartigen Dicke ausgebildet, dass diese Kontaktierungsfolie mit ihrer der Sinterschicht zugewandten Seite im Wesentlichen vollflächig an die Bereiche variierender Dicke dieser Sinterschicht angesintert ist. Das bedeutet, dass die geometrische Gestalt der Sinterschicht so verändert wird, dass lokal wechselnde Höhen und Tiefen in dem Metallformkörper in Form der flexiblen Kontaktierungsfolie entstehen. Bei lokal wechselnden Höhen und Tiefen der Oberfläche der Kontaktierungsfolie entstehen beim Draht- oder Bandkontaktieren lokal hohe Kontaktdrücke, welche höher sind als bei einer ebenen Oberfläche. Wenn nun bei der Herstellung der Verbindung zwischen dem Draht und der Kontaktierungsfolie die Klemmwerkzeuge in ihre schwingende Bewegung versetzt werden, so führt das im Verlauf dieser schwingenden Bewegung zu der gewünschten lokalen Abrasion des Kupferoxids und damit zu einer metallisch blanken Oberfläche. Diese lokal angeordneten metallisch blanken Oberflächen sind geeignet, während des Reibschweißprozesses initiale Schweißverbindungen zwischen dem Bonddraht bzw. Bändchen und dem Fügepartner, in dem Fall dem Metallformkörper in Form der Kontaktierungsfolie, zu erzeugen. Eine derartig in der Kontaktierungsfolie erzeugte wellige Oberfläche stellt sozusagen eine makroskopisch hügelige Oberfläche dar. Eine solche hüglige Oberfläche bietet nun bevorzugte Umstände für die metallische Verbindungsbildung durch das sogenannte Mikro-Reibschweißen. Eine derartige hüglige Oberfläche bietet bei der schwingenden Bewegung des Klemmwerkzeuges eine höhere Widerstandskraft, als es z. B. die gegebene Rauhigkeit des Fügepartners bietet, welche eine mikroskopisch hügelige Oberfläche darstellt.
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Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, dass eine üblicherweise aus recht weichem Kupfer bestehende Folie, deren Oberfläche in eine hügelige Form gebracht worden ist, durch die Verformung, welche eben zur Erzeugung von Höhen und Tiefen erforderlich ist, an den plastisch verformten Stellen durch Kaltverfestigung eine höhere Festigkeit erhält, als es im Ausgangszustand der Kupferfolie der Fall ist. Die höhere Festigkeit der Kontaktfläche ist besonders im Kupferbondprozess von Vorteil, da diese die höheren Prozesskräfte besser absorbieren kann.
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Vorzugsweise besteht der Metallformkörper aus einem Metall mit einem Schmelzpunkt von mindestens 300 Kelvin höher als dem von Aluminium und weiter vorzugsweise aus einem Metall aus der Gruppe Kupfer, Silber, Gold, Molybdän, Wolfram oder deren Legierungen und/oder deren Mischungen.
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Die Sinterschicht weist vorzugsweise Silber auf, wobei das Substrat und der Metallformkörper durch Niedertemperatursintern stofflich miteinander verbunden sind.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Metallformkörper eine im Wesentlichen konstante Dicke auf und zeichnet an seiner der Sinterschicht abgewandten Außenseite die variierende Dicke der Sinterschicht als unebene, vorzugsweise wellige Oberfläche nach. Der Metallformkörper, mit seiner konstanten Dicke ist also an seiner der Sinterschicht zugewandten wie auch seiner dazu abgewandten Oberfläche wellig oder hügelig je nach Gestaltung der Sinterschicht ausgebildet.
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Vorzugsweise ist an der Kontaktierungsfolie, und zwar an ihrer der Sinterschicht abgewandten Außenseite, welche den Bereichen variierender Dicke angepasste Höhen und Tiefen, insbesondere in Form einer welligen Struktur, aufweist, Kupferdraht oder Kupferband an zumindest drei Extrempunkten metallisch verbunden. Das kann beispielsweise in einer Art verwirklicht werden, dass der Kupferdraht oder das Kupferband zumindest zwei Höhen mit einer Tiefe dazwischen oder, alternativ, zwei Tiefen mit einer Höhe dazwischen überdeckt.
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Die variierende Dicke der Sinterschicht kann einerseits bewusst herbeigeführt werden; sie kann aber auch dadurch entstehen bzw. erzeugt werden, dass die Sintermaterialschicht vor dem Sintern ungleichmäßig dick zwischen den miteinander zu verbindenden Elementen aufgebracht wird. Da die Sintermaterialschicht vorzugsweise in Form einer Paste in variierender Dicke aufgebracht wird, wird sich nach dem unter Druck und Wärmeeintrag erfolgenden Sintern eine wellige Sinterschicht ergeben.
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Vorzugsweise sind die Bereiche variierender Dicke in definierten Mustern aus punktartigen, kreis- bzw. spiralförmigen und/oder streifenförmigen Flächen gebildet. Unter punktartig wird in diesem Fall verstanden, dass kleine kreisförmige Bereiche erhöhter Dicke auftreten. Überall dort, wo ursprünglich mehr Sinterpaste in Form von hügeligen Strukturen aufgetragen worden ist, haben sich auch nach dem Sintern entsprechende Bereiche analoger Muster mit höherer Dicke ausgebildet. Aus Gründen einer guten elektrischen Verbindung werden die zusammenzufügenden Bauelemente derart gesintert, dass der Metallformkörper mit seiner gesamten, der Sinterschicht zugewandten Oberfläche mit der Sinterschicht verbunden ist. Unverbundene Bereiche existieren nicht.
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Vorzugsweise ist die Sinterschicht in einer mittleren Dicke von 70 μm oder weniger ausgebildet. Weiter vorzugsweise weist die Sinterschicht eine Dicke von 5 bis 20 μm, insbesondere 10 bis 15 μm und noch bevorzugter 10 μm auf. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass bereits bei derartig dünnen Sinterschichten solche Bereiche unterschiedlicher Dichte selbst in definierter musterlicher Anordnung erzeugbar sind.
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Die Kontaktierungsfolie weist vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 105 μm, weiter bevorzugt von 5 bis 70 μm, insbesondere von 35 μm, auf.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Ausbilden einer Leistungshalbleiterkontaktstruktur in einem Leistungshalbleitermodul beschrieben.
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Die bekannten Kontaktflächen, welche zum Niedertemperatursintern auf einer Funktionsfläche angeordnet sind, besitzen eine plane, lediglich fertigunsbedingte Rauhigkeiten aufweisende Oberfläche. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun lokal wechselnde Höhen und Tiefen dieser Kontaktfläche für das Kupferdickdrahtbonden erreicht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ausbilden einer Leistungshalbleiterkontaktstruktur in einem Leistungshalbleitermodul, welches zumindest ein Substrat und einen Metallformkörper aufweist, wird zunächst eine Sintermaterialschicht mit lokal variierender Dicke auf eine erste Fügefläche des als Kontaktierungsfolie ausgebildeten Metallformkörpers oder auf eine zweite Fügefläche des Substrats aufgebracht. Dem Aufbringen der Sintermaterialschicht folgt ein Verbinden der Kontaktierungsfolie mit dem Substrat, wobei die verbindungsfördernden Eigenschaften der Sintermaterialschicht zwischen der ersten und der zweiten Fügefläche genutzt werden. Aus der Sintermaterialschicht wird nach dem Sintern die Sinterschicht, wobei sich eine Form der Kontaktierungsfolie entsprechend der variierenden Dicke der Sinterschicht ausprägt.
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Vorzugsweise wird das in üblicher Weise unter Druck und Wärmeeintrag erfolgende Sintern mittels eines Stempels durchgeführt, dessen dem Sinterbereich zugewandte Druckfläche so ausgebildet ist, dass damit eine wellige, Höhen und Tiefen aufweisende Sinterschicht erzeugbar ist, wobei zwischen der eigentlichen Sinterschicht und der Druckfläche des Stempels vor dem Sintern noch die Kontaktierungsfolie eingelegt wird. Das Sintern wird jedenfalls so ausgeführt, dass nach dem Sintern die Sinterschicht Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweist, wobei die Kontaktierungsfolie dieser welligen, d. h. Höhen und Tiefen aufweisenden Form der Sinterschicht im Wesentlichen folgt.
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Gemäß einer Weiterbildung wird vor dem Sintern die Sintermaterialschicht mit gleichmäßiger Dicke auf die jeweilige Fügefläche aufgebracht. Das Sintern erfolgt dann mit einem Stempel, welcher eine verformungssteife Druckfläche aufweist, in welche die wellige Form sozusagen als Negativ eingearbeitet ist. Nach erfolgtem Sintern hat also der Stempel mit seiner verformungssteifen Druckfläche dessen Negativ als Positiv in die Sinterfläche mit der Kontaktierungsfolie eingeprägt. Erfindungsgemäß ist damit eine Sinterschicht ausgebildet, welche Bereiche unterschiedlicher Dicke aufweist und an welche wellige Form die Kontaktierungsfolie im Wesentlichen vollflächig angesintert ist. Die Sintermaterialschicht weist vorzugsweise eine Viskosität auf, welche niedrig genug ist, dass beim Auftragen der Sintermaterialschicht z. B. durch ein gewisses Verfließen des Sintermaterials eine im Wesentlichen konstante Schichtdicke erzielt wird, welche vor dem Sintern vorliegt.
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Gemäß einer Weiterbildung wird die Sintermaterialschicht in pastöser Form mit Bereichen variierender Dicke auf die jeweilige Fügefläche aufgebracht. Damit die Sintermaterialschicht in pastöser Form aufgebracht werden kann, weist das Sintermaterial dazu eine vorzugsweise höhere Viskosität auf als im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. Nach Aufbringen der Sintermaterialschicht in über die Fläche des Sintermaterialschicht variierender Dicke des Sintermaterials wird dieses Sintermaterial in dieser Form getrocknet, d. h. sozusagen in der aufgebrachten welligen Struktur fixiert. Anschließend erfolgt das Sintern mit einem Stempel, welcher eine elastisch verformbare Druckfläche aufweist. Dieser Stempel mit der elastisch verformbaren Druckfläche ist zwar in der Lage, den zum Sintern erforderlichen Druck einschließlich des Wärmeeintrags auf die zu sinternde Stelle aufzubringen, erhält aber die wellige Form der Sintermaterialschicht in der Sinterschicht und in der Kontaktierungsfolie im Wesentlichen aufrecht. Damit die Druckfläche des Stempels die zur Realisierung dieses Ausführungsbeispiels erforderliche elastisch verformbare Eigenschaft erhält, wird eine Lage eines weichen Materials zwischen der den eigentlichen Sinterdruck ausübenden Fläche des Stempels und dem Metallformkörper, d. h. der Kontaktierungsfolie gelegt. Dieses weiche Material kommt beim Sintern in Kontakt mit dem Metallformkörper, welcher auf der Oberseite der getrockneten und damit fixierten welligen Sinterpaste aufweist. Vorzugsweise ist dieses weiche Material ein Silikonpad oder ein Gummipad, kann aber auch aus einem anderen nicht porösen Elastomer bestehen. Entscheidend ist, dass diese Pads aus Materialien sind, welche hochelastisch auch bei Temperaturen von bis zu 300°C sind, welche während des Sinterns vorherrschen. Es werden solche Materialien für diese Pads verwendet, welche eine extrem hohe Quervernetzung im Innern als Materialstruktur aufweisen, damit sie kein plastisches Fließen selbst bei den für das Sintern erforderlichen Drücken und Temperaturen aufweisen. Das weiche Material kann so ausgelegt sein, dass ein quasi hydrostatisches Druckprofil erzeugt wird. Das Entweichen des weichen Materials kann durch Stempel verhindert werden, welche so gestaltet sind, dass sie in abdichtender Weise schließen. Die pastöse Form der Sintermaterialschicht weist vorzugsweise eine Viskosität auf, welche sicherstellt, dass nach dem Auftragen in einer welligen Struktur diese nicht verfließt, so dass sie in dem anschließenden Trocknungsvorgang, welcher vor dem Sintern stattfindet, fixiert wird.
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Vorzugsweise werden metallische Verbindungen eines Drahts oder von Drähten oder eines Bändchens oder mehrerer Bändchen zu einer elektrischen Verbindung an der bezüglich der ersten Fügefläche gegenüberliegenden Seite, d. h. der welligen Außenseite, der Kontaktierungsfolie bondiert. Dies geschieht vorzugsweise durch Mikro-Reibschweißen.
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Indem die Sinterschicht unterhalb der Kontaktfläche nicht mit einem planen, flächigen Verfahren erzeugt wird, sondern indem lokal diskrete Beschichtungsverfahren angewendet werden, wird eine Sintermaterial- bzw. Sinterpastenschicht, welche nach dem Sintern zur Sinterschicht wird, durch ein Nebeneinanderplatzieren von Sinterpastendepots erzeugt, welche in ihrer Gesamtheit zwar eine geschlossene Schicht darstellen, deren Schichtdicke jedoch über die Fügefläche zwischen lokalen minimalen und lokalen maximalen Werten schwankt. Somit ist durch Auftragen der Sinterpaste in diskreten, nebeneinanderliegenden sich durchaus berührenden Depots eine vor dem Sintern hügelige Oberfläche vorhanden. Eine derartige gezielte Variation der lokalen Dicke des Schichtauftrags der Sinterpaste kann sich z. B. durch die entsprechende Wahl des angewendeten Auftragsverfahrens und/oder eine entsprechend gewählte Viskosität der Sinterpaste ergeben. Vorzugsweise werden für das Auftragen der Sinterpaste in entsprechenden Depots Dispensieren, Jet-Print-Beschichten, Tampondruckverfahren, Spritzen oder Siebdrucken bzw. Schablonendrucken angewendet.
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Beim Siebdrucken können durch Maschen oder maskierte Bereiche dünnere Schichtdicken erzielt werden als in unmaskierten Bereichen des Siebes. Beim Jet-Print-Verfahren werden demgegenüber punktförmige Anhäufungen erreicht, welche ebenfalls zu Bereichen dickerer oder dünnerer Schichtdicke beitragen. Beim Spritzen werden nebeneinanderliegende zeilenartige Schichtdickenvariationen erreicht, welche in linearer Erstreckung wie auch in gekrümmter Erstreckung auf der jeweiligen Fügefläche angeordnet sein können. Dabei ist es jedoch auch möglich, gegeneinander verschränkte Spuren anzuordnen, so dass definierte gemusterte Schichtdickenvariationen erzielt werden.
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Vorzugsweise wird die pastöse Sintermaterialschicht, d. h. werden die Sinterpastendepots, punktartig, kreisförmig, streifenförmig oder spiralförmig aufgebracht. Durch diesen speziellen Auftrag der Sinterpaste mit variierender Dicke erfolgt somit eine gezielte Abweichung von der Planparallelität der Verbindungspartner. Nach dem Sintern ist die Kontaktierungsfolie mit der welligen Struktur der Sinterschicht zusammengesintert, so dass sie ebenfalls eine wellige Struktur auch an ihrer Außenseite aufweist.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Kontaktierungsfolie, die Sintermaterialschicht und das Substrat vorzugsweise durch Niedertemperatursintern zusammengesintert.
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Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens verursacht eine durch plastische Verformung der Kontaktierungsfolie verursachte Kaltverfestigung die Bildung lokal geschaffener erster Bereiche und lokal geschaffener zweiter, Bereiche, wobei die ersten Bereiche eine Härte aufweisen, welche höher ist als die Härte in den zweiten. Das bedeutet, dass die Bereiche variierender Härte nebeneinander angeordnet sind.
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Vorzugsweise werden für das Bondieren für die elektrische Kontaktierung Draht oder Bändchen aus Kupfer verwendet, wobei die Drähte oder Bändchen durch Kupferbonden mit der Kontaktierungsfolie integral verbunden werden, d. h. nach dem Bondieren stofflich miteinander verbunden sind.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, eine Oberfläche zum Bonden bereitzustellen, mittels welcher beim Reibschweißen, insbesondere Mikro-Reibschweißen, zur elektrischen Kontaktierung mit Drähten oder Bändchen eine insbesondere auch für Lastwechselzyklen höhere Lebensdauer der Verbindung bereitgestellt werden kann.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels gemäß der nachfolgenden Zeichnung beschrieben.
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Die einzige Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Leistungshalbleitermoduls mit der erfindungsgemäßen Leistungshalbleiterkontaktstruktur. Gemäß deren prinzipiellen Aufbau weist ein Substrat bzw. erster Fügepartner an seiner Oberseite einen Metallformkörper bzw. zweiten Fügepartner auf, welcher über eine Sintermaterialschicht in Form einer im Niedertemperatursintern erzeugten Sinterschicht 3a an einer ersten Fügefläche mit dem Substrat 1 verbunden ist. Der Metallformkörper 2 ist wellig ausgebildet in Form einer Kontaktierungsfolie 5 und weist mit seiner der Sinterschicht 3a zugewandten Seite 4 eine solche Form auf, dass er sich an die wellige Struktur der Sinterschicht 3a so anpasst, dass die Seite 4 trotz der welligen Struktur stets ohne die Bildung von Verbindungsfehlstellungen in ihrer gesamten Fläche an die Sinterschicht angesintert ist. Der Metallformkörper 2 ist als Kontaktierungsfolie im Sinne einer flexiblen dünnen Folie ausgebildet. Die Sinterschicht 3a weist Bereiche größerer Dicke 8a und Bereiche geringerer Dicke 8b auf.
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Das Substrat 1 ist gemäß der Darstellung in der Figur an seiner Unterseite bzw. zweiten Fügefläche 9 mit einer weiteren Sinterschicht 3b auf einer Metallisierung 6a mit einem Halbleiter 7 verbunden. Die Metallisierung 6a stellt eine Emitter-Metallisierung dar. Des Weiteren ist auf der Oberseite des Halbleiters 7 eine Metallisierung 6b für einen Gateanschluss angeordnet, wobei die Metallisierung 6b durch eine durch einen Spalt dargestellte Passivierung 10 von der Emitter-Metallisierung 6a isoliert ist. Zusätzlich ist an der Unterseite des Halbleiters 7 noch eine weitere Metallisierung 6c vorgesehen, welche zusätzliche Anschlussmöglichkeiten des Leistungshalbleitermoduls bietet.
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Die wellige Struktur der Kontaktierungsfolie 5 bietet des Weiteren Vorteile beim Verbinden von Anschlussdrähten bzw. Anschlussbändchen mittels Reibschweißen auf ihrer Oberseite, weil das Reibschweißen bei gleichzeitiger Druckanwendung erfolgt und bei Auflage der Anschlussdrähte bzw. Anschlussbändchen auf den „Hügeln” der wellenförmigen Struktur der Druck wegen der verringerten Kontaktfläche höher ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Substrat/erster Fügepartner
- 2
- Metallformkörper/zweiter Fügepartner
- 3a
- Sinterschicht zwischen erstem und zweitem Fügepartner
- 3b
- weitere Sinterschicht zwischen erstem Fügepartner und Emitter-Metallisierung des Halbleiters
- 4
- Seite/erste Fügefläche Metallformkörper zur Sinterschicht
- 5
- Kontaktierungsfolie
- 6a
- Metallisierung im Emitterbereich des Halbleiters
- 6b
- Metallisierung Gateanschluss des Halbleiters
- 6c
- Metallisierung Unterseite des Halbleiters
- 7
- Halbleiter
- 8a
- Bereich größerer Dicke der Sinterschicht
- 8b
- Bereich geringerer Dicke der Sinterschicht
- 9
- Fügefläche Substrat
- 10
- Passivierung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/053420 A1 [0003]
- WO 2013/053419 A1 [0004]
- DE 202012004434 U1 [0005]