用于制造半導(dǎo)體模塊的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體模塊的方法。根據(jù)一個(gè)方面，提供具有金屬化層（21）的電路載體（2）以及導(dǎo)電的導(dǎo)線（4）和接合裝置。借助該接合裝置（5）在該金屬化部（21）與該導(dǎo)線（4）的第一片段（41、41`）之間制造接合連接。在該導(dǎo)線（4）上設(shè)定斷開位置（45）以及該導(dǎo)線（4）的與該斷開位置（45）有間距的第二片段（42）。在該第二片段（42）中對(duì)該導(dǎo)線（4）進(jìn)行整形。在整形之前或之后在該斷開位置（45）上斷開該導(dǎo)線（4），如此使得由該導(dǎo)線（4）的一部分來(lái)構(gòu)成該半導(dǎo)體模塊的連接導(dǎo)體（49），其中該連接導(dǎo)體接合在該金屬化部（21）上并在該斷開位置（45）上具有自由端。
【專利說(shuō)明】用于制造半導(dǎo)體模塊的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體模塊。在這種模塊中采用了電氣連接導(dǎo)體，所述電氣連接導(dǎo)體用于電氣接觸該半導(dǎo)體模塊的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體芯片。電氣連接導(dǎo)體在此可以從該半導(dǎo)體模塊的殼體引出。通常這種連接導(dǎo)體與導(dǎo)體線路機(jī)械地和導(dǎo)電地連接，其中在該導(dǎo)體線路上還連接有要電氣接觸的半導(dǎo)體芯片。這樣一種常規(guī)的連接導(dǎo)體為此可以牢固連接地(stoffschliissig)、例如通過(guò)焊接、燒結(jié)、激光焊接或超聲波接合而與該導(dǎo)體線路相連接。同樣已知的是把連接導(dǎo)體插入到彈簧套筒中，其中該彈簧套筒焊接在該導(dǎo)體線路上。另一已知的變化方案在于，把具有彎曲底部區(qū)域的連接導(dǎo)體置入到模塊殼體的側(cè)壁中，并借助接合線連接把底部區(qū)域連接到該導(dǎo)體線路上。在該模塊殼體的外側(cè)上該連接導(dǎo)體可以具有焊接端子、壓接端子、彈簧端子或螺絲端子。

【背景技術(shù)】
[0002]在其中把連接導(dǎo)體插入到彈簧套筒中的變化方案中，該連接導(dǎo)體作為直的引腳來(lái)構(gòu)造，如此使得由該引腳所構(gòu)成的外部端子的位置通過(guò)該彈簧套筒的位置來(lái)預(yù)定。由此帶來(lái)在選擇合適位置時(shí)微小的靈活性。另外該方法還是耗費(fèi)的，因?yàn)閺椈商淄脖仨毻ㄟ^(guò)沖壓和彎曲來(lái)預(yù)先制造地與該導(dǎo)體線路相連接，并然后必須裝配有同樣預(yù)先制造的連接引腳。
[0003]在其他變化方案中，該連接導(dǎo)體作為沖壓的和彎曲的匯流排來(lái)構(gòu)造，其中所述匯流排在模塊制造期間在所述匯流排的基點(diǎn)處與該導(dǎo)體線路相連接。該基點(diǎn)的位置通過(guò)在沖壓和彎曲時(shí)所形成的三維形狀來(lái)設(shè)定。這對(duì)于連接接觸部的外部位置也是適用的。在這種匯流排中，基點(diǎn)通常不是位于外部連接點(diǎn)的上方，而是側(cè)向偏移。該變化方案的缺點(diǎn)在于，該半導(dǎo)體模塊的不同連接導(dǎo)體通常具有不同的形狀，并且于是還必須在不同的沖壓和彎曲工藝中被預(yù)先制造，這帶來(lái)了大的耗費(fèi)。
[0004]在其中該連接導(dǎo)體被置入到殼體側(cè)壁中并通過(guò)接合導(dǎo)線連接來(lái)加以連接的變化方案中，有關(guān)的導(dǎo)體線路必須靠近殼體側(cè)壁并從而靠近電路載體的邊緣。但是該方法需要許多不同的工藝步驟，例如通過(guò)沖壓和彎曲來(lái)制造連接導(dǎo)體、把以這種方式所預(yù)先制造的連接導(dǎo)體置入到該殼體側(cè)壁中、以及通過(guò)導(dǎo)線接合來(lái)連接所置入的連接導(dǎo)體。
[0005]在所有變化方案中共同具有的另一缺點(diǎn)是，由于分別所需的沖壓工藝而造成了材料浪費(fèi)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)在于，提供用于制造半導(dǎo)體模塊的一種方法，其中能夠以簡(jiǎn)單的方式把該半導(dǎo)體模塊的連接導(dǎo)體與電路載體的金屬化部相連接，并且其中不造成或僅造成微小的材料浪費(fèi)。
[0007]該任務(wù)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1、16和24所述的用于制造半導(dǎo)體模塊的方法而得到解決。本發(fā)明的擴(kuò)展和改進(jìn)是從屬權(quán)利要求的主題。
[0008]在用于制造半導(dǎo)體模塊的第一方法中，提供了具有金屬化層的電路載體、導(dǎo)電的導(dǎo)線和接合裝置。借助該接合裝置在該金屬化部與該導(dǎo)線的第一片段之間來(lái)制造接合連接。在該導(dǎo)線上設(shè)定斷開位置以及該導(dǎo)線的與該斷開位置有間距的第二片段。在該第二片段中該導(dǎo)線被整形。在整形之前或之后，該導(dǎo)線在該斷開位置上被斷開，如此使得由該導(dǎo)線的一部分構(gòu)成該半導(dǎo)體模塊的連接導(dǎo)體，其中該連接導(dǎo)體接合在該金屬化部上并在該斷開位置上具有自由端。
[0009]在用于制造半導(dǎo)體模塊的第二方法中，提供具有金屬化層的電路載體、以及連接導(dǎo)體和接合裝置。所提供的連接導(dǎo)體具有第一端部片段以及與該第一端部片段相對(duì)的第二端部片段。借助該接合裝置在該金屬化層與該第一端部片段之間制造接合連接。在制造了該接合連接之后，該第二端部片段相對(duì)于該電路載體被彎曲了一個(gè)彎曲角度，該彎曲角度大于或等于20°并小于或等于80°。
[0010]在用于制造半導(dǎo)體模塊的第三方法中，提供了具有金屬化層的電路載體、以及連接導(dǎo)體、接合裝置和模塊殼體。該連接導(dǎo)體具有由第一導(dǎo)電材料構(gòu)成的第一片段、由與第一材料不同的第二導(dǎo)電材料構(gòu)成的第二片段、第一端部片段、以及與該第一端部片段相對(duì)的第二端部片段，其中該第二片段與該第一片段間接地或直接地牢固連接，該第一端部片段由該第一片段的一部分構(gòu)成，以及該第二端部片段由該第二片段的一部分構(gòu)成。借助該接合裝置在該金屬化層與該第一片段之間如此形成接合連接，使得該第一端部片段直接地與該金屬化層相連接。在制造了該接合連接之后，該電路載體被如此布置于該模塊殼體中，使得該第二端部片段從該模塊殼體中突出。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面參照附圖借助實(shí)施例來(lái)解釋本發(fā)明。除非特殊說(shuō)明，相同的參考符號(hào)表示相同或作用相同的元件。其中:
圖1A-1I示出了一種方法的不同步驟，其中連接導(dǎo)體由導(dǎo)線構(gòu)成，其方式是，該導(dǎo)線在第一片段中被接合到導(dǎo)體線路上，在第二片段中被整形，并最后被斷開。
[0012]圖2A-2D示出了一種替換方法的不同步驟，其中該方法與借助圖1A至II所解釋的方法不同之處在于，該導(dǎo)線在第二片段中的整形在斷開之后進(jìn)行。
[0013]圖3A-3D示出了另一替換方法的不同步驟，其中該方法與借助圖1A至2D所解釋的方法不同之處在于，利用同一工具來(lái)進(jìn)行該導(dǎo)線的整形和斷開。
[0014]圖4A-4D示出了一種方法的不同步驟，其中準(zhǔn)連續(xù)導(dǎo)線不僅用于制造模塊內(nèi)部?jī)蓚€(gè)接合位置之間的電氣連接，而且還用于制造具有自由端的連接導(dǎo)體。
[0015]圖5A-5G示出解釋如何能夠由預(yù)先制造的單個(gè)連接導(dǎo)體來(lái)生成半導(dǎo)體模塊的連接導(dǎo)體的方法的圖。
[0016]圖6-8示出在料箱中提供多個(gè)預(yù)先制造的單個(gè)連接導(dǎo)體的例子。
[0017]圖9示出了具有多個(gè)連接導(dǎo)體的半導(dǎo)體模塊的剖視圖，其中這些連接導(dǎo)體從模塊殼體中引出，并分別具有通過(guò)壓鑄而生成的壓入接觸部。
[0018]圖10示出了半導(dǎo)體模塊的剖視圖，該半導(dǎo)體模塊與根據(jù)圖9的半導(dǎo)體模塊不同之處在于，壓入接觸部具有通孔。
[0019]圖11A-11B示出了用于制造半導(dǎo)體模塊的一種方法的不同步驟。
[0020]圖12示出了半導(dǎo)體模塊的剖視圖，其中多個(gè)電氣并聯(lián)的連接導(dǎo)體被壓入到一個(gè)共同的、位于模塊殼體外部的互連導(dǎo)體(Verbindungsleiter)上。
[0021]圖13示出了半導(dǎo)體模塊的剖視圖，其中多個(gè)電氣并聯(lián)的連接導(dǎo)體被壓入到位于模塊殼體內(nèi)部的一個(gè)共同的互連導(dǎo)體上。
[0022]圖14A-14D示出了連接導(dǎo)體在其第二片段中可以具有的幾何形狀的不同例子。
[0023]圖15A-15F示出了還未整形的導(dǎo)線的可能橫截面形狀的不同例子。
[0024]圖15G示出了制造完成的連接導(dǎo)體的凹凸橫截面形狀的一個(gè)例子。
[0025]圖16A-16C示出了用于制造具有凹凸橫截面的連接導(dǎo)體的一種方法的不同步驟。
[0026]圖17A-17F示出了用于制造由兩部分組成的連接導(dǎo)體的一種方法的不同步驟。
[0027]圖18A-18H示出了由兩部分組成的連接導(dǎo)體的不同擴(kuò)展方案。
[0028]圖19示出了預(yù)先制造的、設(shè)置有電鍍層的一種連接導(dǎo)體。
[0029]圖20示出了預(yù)先制造的、設(shè)置有電鍍層的一種連接導(dǎo)體，其具有兩個(gè)相互牢固連接的不同材料的片段。

【具體實(shí)施方式】
[0030]A)通過(guò)把準(zhǔn)連續(xù)導(dǎo)線接合到電路載體的金屬化層上，并接著斷開該準(zhǔn)連續(xù)導(dǎo)線的一個(gè)片段，來(lái)生成具有連接導(dǎo)體的半導(dǎo)體模塊
下面借助圖1A至II來(lái)解釋一種方法，其中由準(zhǔn)連續(xù)導(dǎo)線4來(lái)制造用于半導(dǎo)體模塊的連接導(dǎo)體。要制造的半導(dǎo)體模塊包含有電路載體2，該電路載體具有上面的金屬化層21以及可選的下面的金屬化層22，這些金屬化層設(shè)置在絕緣載體20的相對(duì)的兩側(cè)。為了實(shí)現(xiàn)所期望的電路布局，上面的金屬化層21按照需要被結(jié)構(gòu)化成導(dǎo)體線路和/或?qū)w面211、212、213?？蛇x地，上面的金屬化層21和下面的金屬化層22可以通過(guò)該絕緣載體20而相互電氣絕緣。
[0031]該絕緣載體20例如可以是陶瓷板，例如由氧化鋁(A1203)、氮化鋁(AlN)或氧化錯(cuò)(Zr02)構(gòu)成。該電路載體2例如可以作為DCB襯底(DCB=Direct Copper Bonding,直接銅接合)、作為DAB襯底(DAB=Direct Aluminum Bonding,直接招接合)、作為AMB襯底(ABM=Active Metal Brazing,活性金屬釬焊)或者作為 IMS 襯底(IMS=Insulated MetalSubstrate,絕緣金屬襯底)來(lái)構(gòu)造。
[0032]上面的金屬化層21和/或下面的金屬化層22例如可以全部或至少90重量％(重量百分比)由銅組成，或者全部或至少90重量％由鋁組成?？蛇x地，上面的金屬化層21和/或下面的金屬化層22可以至少在其背向該絕緣載體20的側(cè)上具有一個(gè)或多個(gè)薄的金屬涂層，以例如改善那里的可焊性或燒結(jié)能力。這種金屬涂層的合適材料例如是鎳、銀、金、鈀。
[0033]在上面的金屬化層21上可以安裝一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體元件I以及可選地安裝其他的元件。上面的金屬化層21、可能由此所構(gòu)成的導(dǎo)體線路和/或?qū)w面211、212、213、以及在該電路載體2上所安裝的半導(dǎo)體元件I或其他元件的連接例如可以借助接合導(dǎo)線3來(lái)進(jìn)行。同樣也可以采用柔性的印制電路板、金屬軌、壓力接觸連接或彈簧接觸連接、以及其相互任意的組合。
[0034]上面的和/或下面的金屬化層21或22可以分別具有在0.05mm至2mm、或從
0.25mm至2.5mm范圍內(nèi)的厚度。該絕緣載體20的厚度可以小于或等于2mm，例如可以處于從0.1mm至2mm的范圍內(nèi)或者在從0.25mm至Imm的范圍內(nèi)。
[0035]該半導(dǎo)體元件I例如可以是MOSFET、IGBT、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管、晶閥管、二極管或任意組合的其他任意的半導(dǎo)體元件。
[0036]為了制造連接導(dǎo)體而使用了導(dǎo)線4，該導(dǎo)線作為準(zhǔn)連續(xù)材料來(lái)提供。該導(dǎo)線符合目的地位于卷軸上，其中導(dǎo)線可以從該卷軸上卷出，以制造一個(gè)或多個(gè)連接導(dǎo)體。
[0037]借助接合工具5、例如超聲波導(dǎo)線接合機(jī)，導(dǎo)線4的第一片段41被接合到上面的金屬化部21上，在此僅示例地接合到該導(dǎo)體線路211上。因?yàn)閼?yīng)該由該導(dǎo)線4來(lái)制造連接導(dǎo)體，所以導(dǎo)線4必須具有一定的最低穩(wěn)定性，這例如可以通過(guò)如下來(lái)實(shí)現(xiàn)，即所提供的導(dǎo)線4具有大的橫截面積。例如所提供的導(dǎo)線4在其通過(guò)具有超聲波發(fā)生器的接合裝置5、或以其他方式變形之前具有至少0.6mm2的橫截面積。通過(guò)在該第一片段41與該金屬化部21之間制造接合連接，在該導(dǎo)線4與該金屬化部21之間形成牢固的連接，其中該導(dǎo)線4在第一片段41中直接與該金屬化部21相連接。
[0038]在接合該導(dǎo)線4之后，導(dǎo)線4在該第一片段41的區(qū)域內(nèi)與該金屬化部21相連接，如此使得可以借助可相對(duì)于該導(dǎo)線移動(dòng)的導(dǎo)線引導(dǎo)裝置9將該導(dǎo)線的分布置于所期望的形狀?？蛇x地，在借助可移動(dòng)導(dǎo)線引導(dǎo)裝置9來(lái)調(diào)節(jié)該導(dǎo)線4的期望分布期間，可以利用壓緊裝置11來(lái)保證接合位置，其方式是，該壓緊裝置11在該第一片段41的區(qū)域內(nèi)壓緊該導(dǎo)線4，并從而在該接合位置的區(qū)域內(nèi)將該導(dǎo)線壓緊到該導(dǎo)體線路21上。
[0039]如圖1B所示，在借助可移動(dòng)導(dǎo)線弓丨導(dǎo)裝置9來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)線4的分布之后，該導(dǎo)線4可選地可以具有與該電路載體2的上側(cè)基本垂直的片段。繼續(xù)如在圖1C中所示，該導(dǎo)線4在第二片段42中被整形，其中該第二片段與該第一片段41有間距。這種整形借助整形工具6來(lái)進(jìn)行，其中該導(dǎo)線4局部在該整形工具6的兩個(gè)部件61、62之間如此被壓鑄，使得導(dǎo)線4的形狀在第二片段42中被改變。為了整形可以采用任意每種壓力整形技術(shù)，例如壓鑄、自由形狀鍛造或空腔鍛造。
[0040]所述整形在此可以選擇性地“冷”地進(jìn)行(也即在室溫下)，或“熱”地進(jìn)行，也即在其中該第二片段42被加熱到高于該導(dǎo)線4的材料再結(jié)晶溫度的溫度下，或者“半熱”地進(jìn)行，也即在其中該第二片段42在整形期間被加熱到高于150° C但低于該導(dǎo)線4的材料再結(jié)晶溫度的溫度下。
[0041]圖1C示出了在整形之前在整形工具6還未閉合的情況下接合在該金屬化部21上的導(dǎo)線4的布置，圖1D示出了在整形工具6閉合的情況下的布置，以及圖1E示出了在整形過(guò)程之后在該整形工具6再次斷開的情況下的布置。
[0042]在整形之后，如圖1F所示，該導(dǎo)線4可以借助切斷裝置7在預(yù)定的斷開位置45上被斷開，如此使得該導(dǎo)線4的被斷開的片段49形成了接合在上面的金屬化部21上的連接導(dǎo)體49。圖1H示出了按照?qǐng)D1C的、也即在整形過(guò)程之前的布置在視線方向V上的側(cè)視圖，圖1I示出了按照?qǐng)D1G的、也即在整形過(guò)程之后的視圖。
[0043]如通過(guò)圖1C和IG的比較所示，可選地可以在該第二片段42中把該導(dǎo)線4在垂直于其分布方向的第一方向I上所具有的最初寬度Byl通過(guò)該整形過(guò)程縮小為寬度By2。該導(dǎo)線4從而可以在該第二片段42中在該第一方向y上在整形之前具有第一最小寬度Byl，并在整形之后具有第二最小寬度By2，其比該第一最小寬度Byl小該第一最小寬度Byl的至少30%。可選地，在此該第二片段42的第一位置48——該第二片段42在第一位置48上在整形之后在第一方向I上具有第二最小寬度By2—可以與該斷開位置45相距間距Dz2，該間距至少為該第一最小寬度Byl。
[0044]如圖1H和II相比較所示，相應(yīng)地在該第二片段42中，該導(dǎo)線4在第二片段42中在垂直于分布方向的第二方向X上所具有的最初(第一)最大寬度Bxl通過(guò)整形過(guò)程而能夠被增大為(第二)最大寬度Bx2，其中該第二最大寬度Bx2也位于該第二片段42中。該導(dǎo)線4從而在該第二片段42中在該第二方向X上在整形之前具有第一最大寬度Bxl，并在整形之后具有第二最大寬度Bx2,該第二最大寬度例如可以比該第一最大寬度Bxl大該第一最小寬度Byl的至少20%?？蛇x地，在此該第二片段42的第二位置47——在該第二位置上該第二片段42在整形之后在第二方向X上具有該第二最大寬度Bx2——可以與該斷開位置45相距間距Dzl，該間距Dzl至少等于該第二最大寬度Bx2。
[0045]與借助圖1A至II所述的方法不同，該導(dǎo)線4在該第二片段42區(qū)域中的整形也可以在該導(dǎo)線4斷開之后才進(jìn)行，這例如借助圖2A至2D來(lái)加以解釋。首先可以在該第一片段41中把該導(dǎo)線4接合在該金屬化部21上，并且所接合的導(dǎo)線4的分布的接下來(lái)構(gòu)造可以如前述的以及參照?qǐng)D1A和IB所解釋的一樣進(jìn)行。之后如在圖2A中所示，該導(dǎo)線4可以在預(yù)定的斷開位置45上通過(guò)使用切斷工具7而被斷開，其結(jié)果在圖2B中示出。在斷開之后，該導(dǎo)線4的一個(gè)斷開的、接合在該金屬化部21上的片段可以借助利用圖1C至IE所解釋的整形工具6以及同樣所解釋的方法在第二片段42的區(qū)域中被整形，這在圖2C和2D中來(lái)示出。圖2C示出了在該整形工具6閉合時(shí)的布置，圖2d示出了在其斷開時(shí)的布置。結(jié)果其形成接合在該金屬化部21上的連接導(dǎo)體49。
[0046]根據(jù)另一借助圖3A至3D所解釋的方法，可以利用一個(gè)共同的工具來(lái)進(jìn)行該導(dǎo)線4的整形和切斷。在已經(jīng)借助圖1A和IB所解釋的步驟之后，接著就進(jìn)行借助圖3A所解釋的步驟，其中該步驟與借助圖1C所解釋的步驟的區(qū)別僅僅在于，該整形工具6具有集成的切斷裝置7。在該整形工具6的部件61和62閉合期間，該導(dǎo)線4首先在該第二片段42中被整形，并然后最后通過(guò)該切斷裝置7被斷開，這在圖3B至3D中示出。替換地，可以在不把該導(dǎo)線4完全斷開的情況下，通過(guò)該切斷裝置7僅把該導(dǎo)線4的橫截面大大縮小，使得該導(dǎo)線4接著能夠通過(guò)采用該整形工具6而被斷開。
[0047]下面借助在圖4A至4D中所示的例子來(lái)解釋本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)。在此情況下，為制造連接導(dǎo)體49所采用的準(zhǔn)連續(xù)導(dǎo)線4還被用于制造模塊內(nèi)部的連接。如結(jié)果在圖4D中所示，為此該導(dǎo)線4依次在兩個(gè)第一片段41和41'上被接合到該半導(dǎo)體模塊的不同位置上。
[0048]在所示的例子中，該半導(dǎo)體模塊包含有底板12，在該底板上安裝有兩個(gè)相同構(gòu)造的和相同裝配的電路載體2、2'。這兩個(gè)電路載體2、2'的相同部件的參考符號(hào)僅僅通過(guò)單引號(hào)來(lái)區(qū)分。為了能夠?qū)崿F(xiàn)要由該半導(dǎo)體模塊所連接的更大的電流，在電路載體2和2'上所實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)電路被電氣并聯(lián)。為此金屬化層21以及21'的對(duì)應(yīng)導(dǎo)體線路211和211'借助該導(dǎo)線4而相互導(dǎo)電連接。如在圖4A中所示，為此首先把該導(dǎo)線4的第一片段41如前文已經(jīng)借助圖1A所解釋的接合到該導(dǎo)體線路211上。之后被接合的導(dǎo)線4的另一第一片段41'通過(guò)采用可移動(dòng)導(dǎo)線引導(dǎo)裝置9而被定位在該導(dǎo)體線路211'上，并如在圖4B中所示借助該接合裝置5而被接合到該導(dǎo)體線路211'上。在此也可以借助超聲波接合方法來(lái)制造這兩個(gè)接合連接?？蛇x地，可以利用壓緊裝置11來(lái)保證在該第一片段41與該導(dǎo)體線路211之間的第一接合位置，而另一第一片段41'被設(shè)置于其在該導(dǎo)體線路211'上的目標(biāo)位置上。為了安全，該壓緊裝置11在該第一片段41的區(qū)域中把該導(dǎo)線4壓到該導(dǎo)體線路21上。
[0049]在該另一第一片段41'與該導(dǎo)體線路211'之間制造接合連接之后，從該另一第一片段41'開始來(lái)制造連接導(dǎo)體49，如同前文借助圖1B至II或2A至2D或3A至3D從該第一片段41開始所解釋的。
[0050]原則上也可以通過(guò)之后制造連接導(dǎo)體49而把兩個(gè)或更多個(gè)模塊內(nèi)部的連接用于除了用于兩個(gè)相同裝配的電路載體2、2'的電氣并聯(lián)之外的其他任意目的。這兩個(gè)第一片段41和41'也并不是必須被接合在不同的電路載體2、2'上。例如這兩個(gè)第一片段41、41'也可以被接合到同一電路載體的不同導(dǎo)體線路上或同一導(dǎo)體線路上。
[0051]B)通過(guò)把預(yù)先制造的單個(gè)連接導(dǎo)體接合到電路載體的金屬化層上來(lái)生成具有連接導(dǎo)體的半導(dǎo)體模塊
現(xiàn)在借助5A至5G來(lái)解釋如下一種方法，即如何能夠由預(yù)先制造的單個(gè)連接導(dǎo)體49來(lái)生成半導(dǎo)體模塊的連接導(dǎo)體，其方式是，把該連接導(dǎo)體49接合到電路載體2的金屬化層21上。
[0052]圖5A示出了電路載體2以及單個(gè)的、預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49，其中該電路載體可以具有與前文所解釋的電路載體2相同的構(gòu)造。該連接導(dǎo)體49具有第一端部片段41以及與該第一末端導(dǎo)體41相對(duì)的第二端部片段42。
[0053]該連接導(dǎo)體49另外還具有桿40，其中該端部片段41可以相對(duì)于該桿預(yù)彎曲一個(gè)角度α，其中該角度α大于0°并小于90°。通過(guò)這種預(yù)彎曲能夠避免該桿40和/或該端部片段42妨礙稍后接合裝置5的定位。該角度α例如可以處于從10°至70°或從20°至70°的范圍中。但原則上也可以與之不同而選擇α =90°的預(yù)彎曲，或者放棄預(yù)彎曲，其對(duì)應(yīng)于α =0。。
[0054]為了在該連接導(dǎo)體49稍后的接合位置410區(qū)域內(nèi)把該連接導(dǎo)體49接合到該金屬化層21上，如在圖5Β中所示，該第一端部片段49在該連接導(dǎo)體49稍后的接合位置410的區(qū)域中被放置在該金屬化層21上，并然后如圖5C中所示，借助接合裝置5而被直接接合在該金屬化層21上。在此也可以借助超聲波接合方法來(lái)進(jìn)行該接合連接的制造，如同前文已經(jīng)解釋的。結(jié)果該連接導(dǎo)體49在其第一端部片段41上直接接合在該金屬化層21上。
[0055]在制造該接合連接之后，被接合在該金屬化層21上的連接導(dǎo)體49的第二端部片段42相對(duì)于該電路載體2而被彎曲一個(gè)彎曲角度Φ1，該彎曲角度大于或等于20°并小于或等于80°。該彎曲角度Φ I也可以大于或等于20°并小于或等于70°。
[0056]在制造該接合連接之后并在彎曲之前，如在圖中所示，桿40與垂直于絕緣載體20的法線方向η呈一個(gè)角度Φ0。該角度ΦO當(dāng)前大于O°。替換地該角度ΦO也可以替換地等于0°，也即桿40于是垂直于絕緣載體20，并垂直于金屬化層21地分布。
[0057]在本發(fā)明的意義上，把該連接導(dǎo)體49的沿縱軸延伸的片段理解為桿40，其中該縱軸在圖5Α至5F中用“g”來(lái)表示?？蛇x地，桿40可以作為直桿來(lái)構(gòu)造。這意味著，該桿沿著該縱軸g在與該縱軸相垂直的每個(gè)截面E-E中都具有相同的橫截面形狀。這種直桿40可以具有至少4mm的長(zhǎng)度140。
[0058]圖5E示出了接合在該金屬化層21上的、彎曲之后的連接導(dǎo)體49，以及圖5F示出了在移除夾持工具19之后的連接導(dǎo)體。
[0059]該夾持工具19可以如圖所示被用于容納預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49、將其置于接合位置、在接合過(guò)程期間將其進(jìn)行保持，以及用于彎曲該彎曲角度Φ1。替換地也可以利用單獨(dú)的彎曲工具來(lái)彎曲該彎曲角度Φ1。
[0060]C)在料箱中所提供的預(yù)先制造的各個(gè)連接導(dǎo)體的例子
如下文中借助圖6至8示例性解釋的，可以在料箱中提供多個(gè)預(yù)先制造的單個(gè)連接導(dǎo)體49。該連接導(dǎo)體49在此可以相同地或不同地來(lái)構(gòu)造。
[0061]在圖6至8中所示的例子中，通過(guò)分別由一個(gè)或替換地多個(gè)載體條50來(lái)保持連接導(dǎo)體49，連接導(dǎo)體49變成帶狀。連接導(dǎo)體49在該一個(gè)或多個(gè)載體條50上的固定例如可以如此來(lái)進(jìn)行，即把連接導(dǎo)體粘合到該一個(gè)或多個(gè)載體條上或者插入該一個(gè)或多個(gè)載體條中。如例如在圖17中所示的相鄰的連接導(dǎo)體49可選地也可以通過(guò)連接片而相互連接。相鄰的連接導(dǎo)體49于是在工藝中通過(guò)斷開該連接片(撕裂、剪切、沖壓等)而分離。
[0062]為了之后例如利用借助圖5A至5G所解釋的一種方法將電路載體2裝配有在料箱中所提供的連接導(dǎo)體49之一，相關(guān)的連接導(dǎo)體49可以被從該料箱中取出，這在本例子中可以通過(guò)如下來(lái)進(jìn)行，即有關(guān)的連接導(dǎo)體49從該載體條50上被取下。
[0063]D)接合在電路載體上的一個(gè)或多個(gè)連接導(dǎo)體的不同配置和布置
圖9示出了半導(dǎo)體模塊的垂直剖面，其中該半導(dǎo)體模塊包含有電路載體2，該電路載體裝配有多個(gè)連接導(dǎo)體49。每個(gè)連接導(dǎo)體49都利用如前文參照?qǐng)D1A至5G所解釋的方法來(lái)制造。該半導(dǎo)體模塊另外還具有殼體10。該殼體10例如可以是基于熱固性塑料的電氣絕緣殼體。如借助圖9可看出的，該導(dǎo)線4的第一片段41或該連接導(dǎo)體49的第一端部片段41位于該殼體10的內(nèi)部，相反，被整形的第二片段42或該第二端部片段42位于該殼體10的外側(cè)。
[0064]同樣如在圖9中示意性所示，被整形的第二片段42或該第二端部片段42可以分別作為壓入接觸部來(lái)構(gòu)造，這使得把該第二片段42或該第二端部片段42壓入到例如印制電路板或金屬導(dǎo)電板或金屬母線(“bus-bar”)的開孔中。
[0065]如在圖10的變化方案中所示，壓入接觸部也可以分別具有通孔46。這種通孔46例如可以在壓力整形過(guò)程期間被生成，或者在壓力整形過(guò)程之后例如通過(guò)沖壓來(lái)生成。
[0066]繼續(xù)如借助圖1lA和IlB所示，可以把兩個(gè)、三個(gè)或多于三個(gè)的連接導(dǎo)體49電氣并聯(lián)，其方式是，這些連接導(dǎo)體與一個(gè)共同的互連導(dǎo)體8相連接。每個(gè)連接導(dǎo)體49都可以通過(guò)前述方法之一而與電路載體2的上面的金屬化部21相連接。然后可以把每個(gè)連接導(dǎo)體49以它的第二片段42或它的第二端部片段42壓入該互連導(dǎo)體8的對(duì)應(yīng)壓入開孔81中，從而在該連接導(dǎo)體49與該連接導(dǎo)體8之間形成導(dǎo)電連接。如果該互連導(dǎo)體8被布置在模塊殼體10的外部，那么就可以在壓入之前把該模塊殼體10施加在裝配有連接導(dǎo)體49的電路載體2上。圖12示出了相應(yīng)制造的布置。
[0067]替換于此地，互連導(dǎo)體8也可以位于模塊殼體10的內(nèi)部。在這種情況下，連接導(dǎo)體49的第二片段42或第二端部片段42首先被壓入該互連導(dǎo)體8的壓入開孔81中，并然后把該模塊殼體10與該電路載體2相連接。圖13示出了這種布置。
[0068]通過(guò)把兩個(gè)、三個(gè)或更多的這種連接導(dǎo)體49相并聯(lián)，如在圖12和13中示例性所示，可以生成一種尤其低電感的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。在三個(gè)或更多這種連接導(dǎo)體49的情況下，它們可以成一列地依次布置在該電路載體2上。該互連導(dǎo)體例如可以是條狀導(dǎo)體(“Stripline”)，或者是印制電路板。在印制電路板的情況下，該印制電路板也可以還裝配有其他的元件，例如控制電子裝置，以用于控制安裝在該電路載體2上的半導(dǎo)體芯片I。
[0069]如前所示，可以在該連接導(dǎo)體49與該金屬化層21之間制造了接合連接之后，并從而也在該電路載體2裝配有該連接導(dǎo)體之后，再進(jìn)行該電路載體2在該模塊殼體10中的布置或安裝。所述安裝在此可以如此來(lái)進(jìn)行，即該第二片段或該第二端部片段42從該模塊殼體10中突出，并從而位于該模塊殼體10的外部。
[0070]如果該互連導(dǎo)體8在已制成的半導(dǎo)體模塊中位于該模塊殼體10的內(nèi)部，那么在把該電路載體2安裝在該模塊殼體10中之前通過(guò)把該壓入接觸部壓入到該壓入開孔81中而在互連導(dǎo)體8與連接導(dǎo)體49之間進(jìn)行導(dǎo)電連接的制造。
[0071]否則，如果該互連導(dǎo)體8在已制成的半導(dǎo)體模塊中位于該模塊殼體10的外部，那么就在把該電路載體2安裝在該模塊殼體10中之后通過(guò)把該壓入接觸部壓入到該壓入開孔81中而在互連導(dǎo)體8與連接導(dǎo)體49之間進(jìn)行導(dǎo)電連接的制造。
[0072]如果連接導(dǎo)體49的第二片段42被布置在模塊殼體10的外部，那么該殼體10就可以具有引導(dǎo)通道，其中在把該殼體10放置在裝配有連接導(dǎo)體49的電路載體2上時(shí)將該連接導(dǎo)體49的第二片段42事先旋入到該引導(dǎo)通道中。這種引導(dǎo)通道然后在該殼體的外側(cè)上通向到一個(gè)開孔中，其中該第二片段42穿過(guò)該開孔，如此使得第二片段42位于該殼體10的外部。通過(guò)這種引導(dǎo)通道，能夠?qū)崿F(xiàn)該連接導(dǎo)體49的精細(xì)調(diào)節(jié)?？蛇x地，該引導(dǎo)通道可以擴(kuò)展為漏斗狀的，以便于旋入該連接導(dǎo)體49。另外利用引導(dǎo)通道也可以降低該連接導(dǎo)體49彎折的危險(xiǎn)。如果該連接導(dǎo)體應(yīng)該被壓入到壓入開孔81中，那么這可能是尤其重要的。
[0073]E)連接導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)
下面借助圖14A至14D來(lái)示出幾何形狀的不同例子，其中可以通過(guò)在導(dǎo)線4的第二片段42中對(duì)導(dǎo)線4整形或者通過(guò)在導(dǎo)線4的第二端部片段42中對(duì)該連接導(dǎo)體49整形而以所述幾何形狀來(lái)構(gòu)造連接導(dǎo)體49。在所有的例子中，該導(dǎo)線4或該連接導(dǎo)體49在該整形過(guò)程之前作為具有矩形橫截面的扁平帶來(lái)構(gòu)造。在圖14A的例子中，該扁平帶的最初寬度被增大，并設(shè)置有通孔。在根據(jù)圖14B的例子中，該扁平帶的一小部分被沖壓掉，以生成分岔的連接引腳。在根據(jù)圖14C的例子中，最初的扁平帶在該第二片段42中被扭轉(zhuǎn)，并且在根據(jù)圖14D的例子中被整形為彈簧。根據(jù)圖14C和14D的兩個(gè)變化方案例如可以用于制造導(dǎo)電的壓力接觸連接，其方式是，把端部45壓到要接觸的配對(duì)對(duì)象上。
[0074]現(xiàn)在借助圖15A至15F來(lái)解釋還未整形的、能夠結(jié)合前述的方法采用的導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49的可能橫截面形狀的不同例子。相應(yīng)的橫截面示出了在與該導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49的分布方向相垂直的剖面E-E(見圖1A、2A、3A和4A)中的該導(dǎo)線4或該連接導(dǎo)體49。由此該橫截面例如可以是圓形(圖15A)、橢圓形(圖15B)、方形(圖15C)、矩形但非方形(圖15C)、六邊形(圖15E)或八邊形(圖15F)。原則上該導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49的橫截面可以是關(guān)于η次的、垂直于剖面E-E分布的對(duì)稱軸(η=2、3、4…至無(wú)窮)而旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
[0075]根據(jù)在圖15G中所示的另一擴(kuò)展方案，該導(dǎo)線4或已制成的連接導(dǎo)體49可以在整形之后具有非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的橫截面。這種非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的橫截面例如可以通過(guò)整形工具6由在圖15Α至15F中所解釋的具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱橫截面的導(dǎo)線4來(lái)生成。下面借助圖16Α至16C來(lái)解釋與此有關(guān)的可能的方法。圖16Α示出了還未被整形的導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49的橫截面，該導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49穿過(guò)整形工具6的兩個(gè)部件61和62之間。該部件61可以圍繞與該導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49的分布方向相垂直的旋轉(zhuǎn)軸60來(lái)旋轉(zhuǎn)。在兩個(gè)部件61和62相互擠壓(圖16B)之后，該整形工具6在部件61和62相互擠壓的情況下沿著該導(dǎo)線4被引導(dǎo)，如此使得該部件61在該導(dǎo)線4或該連接導(dǎo)體49上滾動(dòng)，并將該導(dǎo)線4或該連接導(dǎo)體49壓向該部件62。在此情況下，該導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49被如此整形，使得其具有凹凸的橫截面，如其在圖16C中在斷開該整形工具6之后示例所示。通過(guò)這種凹凸的橫截面，可以大大提高已制成的連接導(dǎo)體49的機(jī)械穩(wěn)定性。如果該連接導(dǎo)體49應(yīng)該被壓入到互連元件8的開孔81中，那么這就是尤其有利的，因?yàn)檫@樣就可以應(yīng)用更大的壓入力。該連接導(dǎo)體49可以主要在該第二片段42或第二端部片段42與該導(dǎo)線4或連接導(dǎo)體49的位于該第二片段42或該第二端部片段42之前最近的接合位置之間的整個(gè)區(qū)域上具有這種凹凸的橫截面。例如該連接導(dǎo)體49可以在間距d49 (見圖1G、2D、3D、4D和5D)的至少30%的長(zhǎng)度上具有凹凸的橫截面，其中該間距d49在此對(duì)應(yīng)于在該斷開位置45與該電路載體2之間的間距。另外還應(yīng)指出的是，這種凹凸的橫截面并不局限于所示的幾何形狀，而是本發(fā)明包括通過(guò)把整形工具沿導(dǎo)線4或沿該連接導(dǎo)體49滾動(dòng)所能生成的任意凹凸的橫截面。
[0076]通常在本發(fā)明中該間距d49通過(guò)該連接導(dǎo)體49的自由端(也即位于該第二端部片段42上的自由端)與該電路載體2之間所具有的間距來(lái)給定。在本發(fā)明的其中該連接導(dǎo)體49在接合之后還被彎曲了一個(gè)彎曲角度Φ I的擴(kuò)展方案中，該間距d49應(yīng)在彎曲之后來(lái)加以求取。在本發(fā)明的其中該電路載體2安裝在模塊殼體10中的所有擴(kuò)展方案中，間距d49在該電路載體安裝在該模塊殼體10中之后也存在。通常該間距d49可以例如為至少4mm。
[0077]如前已經(jīng)解釋的，所有的導(dǎo)線接合一第一片段或端部片段41、41'在所述導(dǎo)線接合上被接合到半導(dǎo)體模塊的組成部分上——都可以借助超聲波導(dǎo)線接合來(lái)加以制造。
[0078]另外，根據(jù)本發(fā)明所制造的連接導(dǎo)體49的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，其也可以被整體地構(gòu)造。在此該連接導(dǎo)體49可選地也可以由一種均勻的材料來(lái)組成。
[0079]原則上準(zhǔn)連續(xù)導(dǎo)線4以及由其所制造的連接導(dǎo)體49或預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49可以由任意的金屬組成。一種可能的金屬例如是銅、或具有至少96重量％銅成分的銅合金。另一合適的金屬是銀、或具有至少99.5重量％銀成分的銀合金。在銅合金的情況下，例如可以采用摻雜鋯(Zr)的銅導(dǎo)線。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)可選擴(kuò)展方案，例如當(dāng)連接導(dǎo)體49的第二片段或端部片段42應(yīng)該被壓入到壓入開孔81中時(shí)，在該第二片段或端部片段42的區(qū)域中在制造接合連接之前、或者在制造接合連接之后并在可能的整形之前、或者在可能的整形之前并在壓入之前，給連接導(dǎo)體49涂覆由材料銀(Ag)、鎳(Ni)、鈕(Pd)或錫(Sn)中的恰好一種或多種組成的層。所提供的導(dǎo)線4或所提供的預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49尤其可以早已設(shè)置有這種涂層。例如可以電鍍地進(jìn)行這種涂層的制造。
[0081]代替由一個(gè)整體組成的、預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49，如例如在圖17E中以及在圖17F的側(cè)視圖中所示，預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49也可以由兩個(gè)或更多個(gè)部分組成，其中這些部分相互牢固的、例如通過(guò)軋接、焊接、軟焊接、硬焊接、電阻焊接、燒結(jié)或軋接來(lái)相互連接。
[0082]具有兩個(gè)或更多個(gè)相互牢固連接的部分的這種連接導(dǎo)體49具有由第一導(dǎo)電材料構(gòu)成的第一片段491以及由與第一材料不同的第二導(dǎo)電材料構(gòu)成的第二片段492、第一端部片段41和與該第一端部片段41相對(duì)的第二端部片段42。該第二片段492間接或直接地與該第一片段491牢固地連接。該第一端部片段41通過(guò)該第一片段491的一部分來(lái)構(gòu)成，該第二端部片段42通過(guò)該第二片段492的一部分來(lái)構(gòu)成。
[0083]下面參照?qǐng)D17A至17F來(lái)解釋這種連接導(dǎo)體49的制造，其中作為連接技術(shù)僅示例地采用了軋接。
[0084]首先，提供由第一導(dǎo)電材料構(gòu)成的第一薄板141和由第二材料構(gòu)成的第二薄板142，并然后相互軋接。為此薄板141和142依次疊置地靠近放置，并例如在兩個(gè)彼此擠壓的滾筒151、152之間被相互軋接，這在圖17A中以橫截面來(lái)示出，并在圖17B中以側(cè)視圖來(lái)示出。在軋接之后薄板141和142形成復(fù)合體140。圖17C以俯視圖示出了該復(fù)合體140。
[0085]現(xiàn)在由該復(fù)合體140例如通過(guò)沖壓或剪切可以被分離為多個(gè)條1401，其中每一個(gè)都不僅具有該第一薄板141的第一片段491，而且還具有該第二薄板142的與該第一片段491相軋接的第二片段492。每個(gè)條1401現(xiàn)在都可以構(gòu)成一個(gè)預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49，或者可以由每個(gè)條1401來(lái)制造一個(gè)預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49。
[0086]可選地，該第二片段491可以在其自由端上再被整形，如此使得形成第二端部片段42，其中該第二端部片段作為壓入接觸部或者作為焊接端子來(lái)構(gòu)造，或者該第二端部片段具有旋緊開孔。
[0087]代替把薄板141和142相互軋接，也可以通過(guò)其他任意的連接技術(shù)、例焊接、軟焊接、硬焊接、電阻焊接、或燒結(jié)而將薄板141和142相互牢固地連接。其他所有的處理步驟可以如同針對(duì)軋接所描述的一樣來(lái)執(zhí)行。
[0088]在燒結(jié)的情況下，為此在薄板141和142的重疊區(qū)域中在薄板141和142之間加入粘接劑。那么在薄板141和142相互壓緊期間，位于它們之間的粘接劑就被燒結(jié)。該粘接劑例如可以是包含有諸如銀或銅的金屬粉末的膏體，以及溶劑。
[0089]同樣可選地，該連接導(dǎo)體49可以在該第二片段492的區(qū)域中還被預(yù)彎曲一個(gè)角度α，如此使得形成預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49，其滿足前文參照?qǐng)D5Α所解釋的標(biāo)準(zhǔn)。
[0090]前文參照?qǐng)D17Α至17所解釋的預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49現(xiàn)在可以通過(guò)接合而與電路載體2的金屬化部21牢固地連接，如前文參照?qǐng)D5Α至5G所解釋的。在此情況下可以在料箱中或以帶的形式來(lái)提供大量這種連接導(dǎo)體49，如參照?qǐng)D6、7和8所解釋的。
[0091]在圖18Α至18Η中示出了這種預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49的其他例子。如在圖18Α、18C、18E和18G中所示，在連接導(dǎo)體49中該第一片段491可以具有比該第二片段492更大的長(zhǎng)度。但也可以相反，該第二片段492具有比該第一片段491更大的長(zhǎng)度，這分別在圖18B、18D、18F 和 18H 中示出。
[0092]另外，在片段491與492之間的牢固連接所位于的接縫位置不僅可以與之后的接合位置410位于該第一片段491的同一側(cè)(圖18A、18B、18C、18D)，也可以與之后的接合位置410 位于相反的一側(cè)(圖 18E、18F、18G、18H)。
[0093]另外，該連接導(dǎo)體49在該第一片段491的區(qū)域中可以如前所述具有大小為角度0°〈α彡90°的預(yù)彎曲，這在圖18C、18D、18G和18Η中示出，或者不具有預(yù)彎曲，這對(duì)應(yīng)于角度α=0°，并在圖18Α、18Β、18Ε和18F中示出。如果不存在預(yù)彎曲，那么就可以如此來(lái)進(jìn)行該連接導(dǎo)體49的接合，即它首先通過(guò)超聲波發(fā)生器5被壓緊到該金屬化部21上，并在此被預(yù)彎曲，并然后如同參照?qǐng)D5C至5Η所述而被彎曲。
[0094]利用由不同材料的兩個(gè)或更多個(gè)部分組合而成的連接導(dǎo)體，例如可以實(shí)現(xiàn):該連接導(dǎo)體49主要具有微小的電阻，其方式例如是第一材料具有小于19E-050hm.cm或小于17*E-050hm.cm的比電阻。作為該第一片段491的合適材料適用的例如是高純度的銅(Cu)、或具有微量雜質(zhì)的銅。與此無(wú)關(guān)地，假如片段491和492由不同的材料組成，那么作為該第二片段492的材料例如適合的是具有引起更高剛度的微量附加物的Cu，例如CuZr或CuFe2P。
[0095]與此無(wú)關(guān)地，能夠使得要接合到該金屬化層21上的連接導(dǎo)體49具有良好的可接合性，這例如可以通過(guò)具有高純度Cu或具有微量雜質(zhì)的Cu (見前文的導(dǎo)電性)的涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外如果該連接導(dǎo)體49的第二端部片段42具有壓入接觸部，那么就能夠使得該連接導(dǎo)體具有高的機(jī)械穩(wěn)定性，其方式例如是由具有微量雜質(zhì)的Cu來(lái)制造壓入?yún)^(qū)域42 (例如CuZr、CuFe2P)，所述雜質(zhì)導(dǎo)致更高的剛度和硬度。
[0096]圖19和20示出了預(yù)先制造的連接導(dǎo)體49，其分別具有電鍍涂層493。該電鍍涂層493例如可以由Sn、Ag、Ni/Au、高純度Cu構(gòu)成。在此該電鍍涂層493可選地可以在該第二端部片段42的區(qū)域中被去除。按照?qǐng)D19的連接導(dǎo)體49具有核心490，該核心例如可以由銅來(lái)組成。同樣在按照?qǐng)D20的連接導(dǎo)體49中，該第二片段492例如可以由銅來(lái)組成。
[0097]在本發(fā)明的意義上，“預(yù)先制造的”連接導(dǎo)體49尤其理解為如下那些連接導(dǎo)體49，其在把該連接導(dǎo)體接合到該金屬化層21上之后在該第二端部片段42區(qū)域中在幾何形狀上不再改變，其中在該第二端部片段上來(lái)制造已制成的半導(dǎo)體模塊的電氣連接。
[0098]倘若前述的連接導(dǎo)體49之一應(yīng)該被壓入壓入開孔81中，并與此相應(yīng)地應(yīng)該裝備有壓入接觸部，那么該壓入接觸部、所屬的壓入開孔81和壓入連接的制造可選地可以按照2004年4月發(fā)布的DIN EN 60352-5來(lái)設(shè)計(jì)或進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.用于制造半導(dǎo)體模塊的方法，具有以下的步驟: 提供電路載體(2 )，其中該電路載體具有金屬化層(21); 提供導(dǎo)電的導(dǎo)線(4); 提供接合裝置(5); 借助該接合裝置(5)在該金屬化層(21)與該導(dǎo)線(4)的第一片段(41)之間制造接合連接； 設(shè)定該導(dǎo)線(4)的斷開位置(45)； 設(shè)定該導(dǎo)線(4)的與該斷開位置(45)有間距的第二片段(42)； 在該第二片段(42)中對(duì)該導(dǎo)線(4)進(jìn)行整形； 在整形之前或之后在該斷開位置(45)上斷開該導(dǎo)線(4)，使得由該導(dǎo)線(4)的一部分來(lái)構(gòu)成該半導(dǎo)體模塊的連接導(dǎo)體(49)，其中該連接導(dǎo)體被接合在該金屬化層(21)上并在該斷開位置(45)上具有自由端(44)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該導(dǎo)線(4)在第二片段(42)中在第一方向(y)上 在整形之前具有第一最小寬度(Byl);以及 在整形之后具有第二最小寬度(By2)，其中該第二最小寬度比該第一最小寬度(Byl)小該第一最小寬度(Byl)的至少30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該第二片段(42)的第一位置(48)與該斷開位置(45)相距至少與該第一最小寬度(Byl) —樣大的間距(Dz2)，其中在整形之后該第二片段(42 )在該第一位置(48 )上具有該第二最小寬度(By2 )。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中該導(dǎo)線(4)在該第二片段(42)中 在整形之前在第一方向(y)上具有第一最小寬度(Byl),并在第二方向(X)上具有第一最大寬度(Bxl);以及 在整形之后在該第二方向(X)上具有第二最大寬度(Bx2)，其中該第二最大寬度比該第一最大寬度(Bxl)大該第一最小寬度(Byl)的至少20%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中該第二片段(42)的第二位置(47)與該斷開位置(45)相距至少等于該第二最大寬度(Bx2)的間距(Dzl)，其中在整形之后該第二片段(42)在該第二位置(47)上具有該第二最大寬度(Bx2)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，還具有以下的步驟: 提供模塊殼體(10); 把該第一片段(41)布置在該模塊殼體(10)的內(nèi)部；以及 把該自由端(44)布置在該模塊殼體(10)的外部。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，還具有以下的步驟: 提供模塊殼體(10); 把該第一片段(41)和該自由端(44)布置在該模塊殼體(10)的內(nèi)部。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所提供的導(dǎo)線(4)在整形之前并在制造接合連接之前具有圓形、橢圓形、方形、矩形但非方形、六邊形或八邊形的橫截面。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中該連接導(dǎo)體(49)在整形之后具有以下片段:該片段在其整個(gè)長(zhǎng)度上具有凹凸的橫截面。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述整個(gè)長(zhǎng)度至少為在該斷開位置(45)與該電路載體(2)之間間距(d49)的30%。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所提供的導(dǎo)線(4)在整形之前并在制造接合連接之前垂直于其分布方向地具有至少0.6mm2的橫截面面積。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中所述整形包括壓力整形工藝。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中 在卷軸上來(lái)提供該導(dǎo)線(4); 該導(dǎo)線(4)的在斷開之后還位于該卷軸上的部分具有另一第一片段(41')，該另一第一片段借助該接合裝置(5)被焊接在該金屬化層(21)上。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中通過(guò)整形來(lái)構(gòu)造根據(jù)DINEN 60352-5的壓入接觸部，并且該方法另外包含有以下的步驟: 提供互連導(dǎo)體(8)，該互連導(dǎo)體具有開孔(81);以及 通過(guò)把該壓入接觸部壓入到該開孔(81)中而在該互連導(dǎo)體(8)與該連接導(dǎo)體(49)之間制造導(dǎo)電連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中該導(dǎo)線(4) -在制造接合連接之前；或者 -在制造該接合連接之后并在整形之前；或者 -在整形之后并在壓入之前； 至少在該第二片段(42)的區(qū)域中被涂敷以下材料的恰好一種或多種:銀(Ag)、錫(Sn)、鎳(Ni)、鈀(Pd)。
16.用于制造半導(dǎo)體模塊的方法，具有以下的步驟: 提供電路載體(2 )，其中該電路載體具有金屬化層(21); 提供連接導(dǎo)體(49)，該連接導(dǎo)體具有第一端部片段(41)和與該第一端部片段(41)相對(duì)的第二端部片段(42); 提供接合裝置(5); 借助該接合裝置(5)在該金屬化層(21)與該第一端部片段(41)之間制造接合連接，并接著相對(duì)于該電路載體(2)把該第二端部片段(42)彎曲一個(gè)彎曲角度(Φ I)，該彎曲角度大于或等于20°并小于或等于80°。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中該彎曲角度(ΦI)小于或等于70°。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其中該連接導(dǎo)體(49)具有長(zhǎng)度(140)至少為4mm的直桿(40 )，該直桿在所述彎曲之后垂直于該金屬化層(21)地分布。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18之一所述的方法，其中通過(guò)以下方式來(lái)提供該連接導(dǎo)體(49)，即 作為多個(gè)連接導(dǎo)體(49)之一從料箱中被取出，其中在該料箱中布置有多個(gè)連接導(dǎo)體(49);或者 作為固定在一個(gè)或多個(gè)共同的載體條(50)上的多個(gè)連接導(dǎo)體(49)之一被取下。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述多個(gè)連接導(dǎo)體(49)中的連接導(dǎo)體(49)被構(gòu)造為相同。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20之一所述的方法，還具有以下的步驟: 提供模塊殼體(10); 在制造接合連接之后把該電路載體(2 )布置在該模塊殼體(10 )中，使得該第二端部片段(42 )從該模塊殼體(10 )中突出。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還具有以下的步驟: 提供互連導(dǎo)體(8)，該互連導(dǎo)體(8)具有開孔(81); 通過(guò)把該壓入接觸部壓入到該開孔(81)中而在該互連導(dǎo)體(8)與該連接導(dǎo)體(49)之間制造導(dǎo)電連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中該連接導(dǎo)體(49)在所述彎曲和所述壓入之間在該第二端部片段中幾何形狀不變化。
24.用于制造半導(dǎo)體模塊的方法，具有以下的步驟: 提供電路載體(2)，該電路載體具有金屬化層(21)； 提供連接導(dǎo)體(49)，該連接導(dǎo)體具有: -由第一導(dǎo)電材料構(gòu)成的第一片段(491)； -由與該第一材料不同的第二導(dǎo)電材料構(gòu)成的第二片段(492)，其中該第二片段間接或直接地與該第一片段(491)牢固連接； -第一端部片段(41)和與該第一端部片段(41)相對(duì)的第二端部片段(42)，其中該第一端部片段(41)通過(guò)該第一片段(491)的一部分來(lái)構(gòu)成，并且其中該第二端部片段(42)通過(guò)該第二片段(492)的一部分來(lái)構(gòu)成； 提供接合裝置(5); 提供模塊殼體(10); 借助該接合裝置(5)在該金屬化層(21)與該第一片段(491)之間制造接合連接，使得該第一端部片段(41)直接與該金屬化層(21)相連接； 在制造該接合連接之后把該電路載體(2)布置在該模塊殼體(10)中，使得該第二端部片段(42)從該模塊殼體(10)中突出。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中通過(guò)以下連接技術(shù)之一在該第一片段(491)與該第二片段(492)之間進(jìn)行牢固的連接:焊接、軟焊接、硬焊接、電阻焊接、燒結(jié)、涂層、軋接。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的方法，其中該連接導(dǎo)體(49)的提供包括以下的步驟: 提供由該第一導(dǎo)電材料構(gòu)成的第一薄板(141)； 提供由該第二材料構(gòu)成的第二薄板(142)； 通過(guò)把該第一薄板(141)與該第二薄板(142)相軋接來(lái)制造復(fù)合體(140)； 從該復(fù)合體(140)中分離出條(1401)，其中該條構(gòu)成連接導(dǎo)體(49)或者在制造接合連接之前從該條中制造該連接導(dǎo)體(49)，使得該條(1401)不僅具有該第一薄板(141)的第一片段(491)，而且還具有該第二薄板(142)的與該第一片段(491)相軋接的第二片段(492)。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中該電路載體(2)在制造該接合連接之前或之后裝配有半導(dǎo)體芯片(I)。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中該電路載體(2)具有介電絕緣載體(20)，在該絕緣載體上間接或直接地敷設(shè)該金屬化層(21)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中該介電絕緣載體(20)是陶瓷。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29所述的方法，其中該介電絕緣載體(20)具有小于或等于2mm的厚度。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK104241151SQ201410271708
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】巴耶雷爾 R., 呂爾布克 W. 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司