给出半导体装置，所述半导体装置具有：在载体本体（14）上的半导体构件（7），所述载体本体具有陶瓷本体（4）以及集成在载体本体（14）中、与陶瓷本体（4）直接连接的热敏电阻传感器结构（3）；并且具有散热件（1），所述载体本体（14）装配在所述散热件上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】半导体装置给出具有半导体构件的半导体装置。功率半导体从半导体结的临界温度起(所述临界温度也能够称为T1 (“结温度”))具有寿命的显著降低(“降级”)和能力的显著降低(“性能”)。例如发光二极管(LED)(尤其是所谓的高功率LED)、集成电路(IC)(例如高功率图形芯片)、功率放大器(“功率放大器”)以及功率晶体管(例如功率MOSFET和IGBT)属于典型的功率半导体。例如对高功率LED而言典型地在温度T1大约105°C的情况下、对IGBT而言典型地在温度T τ大约175°C的情况下开始降级。尤其是对LED而言不仅存在功率半导体本身的寿命降低的风险，而且使例如所应用的发光物质硅酮层降级，由此LED的光谱可能以不希望的方式改变。在传统的系统解决方案中，功率半导体的温度在运行中反复地(vielfach)不够准确地认知，以致于功率必须限制到安全值，所述安全值通常在最大可使用功率的85%到90%。在没有降级的风险的情况下对功率的进一步提高需要热方面优化的载体以及温度监测。有效的温度管理例如在LED的情况下在确定光功率大小、尤其是确定最大能够实现的光功率(以流明/瓦特为单位)大小的情况下扮演越来越重要的角色。基于载体系统的有限的建模准确度，LED的温度必须向下调节到85°C至90°C，以致于LED在鉴于降级的最大可能温度典型地为105°C的情况下不能以最大功率运行。由此导致温度每更低10°C大约5%的性能损失。在根据现有技术的解决方案中，例如在陶瓷载体或硅载体上同时施加功率半导体和温度传感器，其中一个或多个功率半导体置于载体的平坦面上，温度传感器元件也布置在所述面上。在此，功率半导体也能够分别具有独立载体(“I级载体”)，利用所述独立载体所述功率半导体施加到共同载体(“2级载体”)上。又经由共同载体进行到散热件上的装配。由此在多数边界面上(例如焊接接头上)得到在大多数情况下不能相对准确描述的热电阻和结电导值(Uebergangsleitwerte)。在一个或多个功率半导体旁的温度传感器测量的温度通过各个部件之间的热电阻和结电导值以及通过各个部件中(例如在共同载体中和散热件中)的导热性来确定并且由此在某种程度上只表示间接测量。通过额外将温度传感器布置在具有一个或多个功率半导体的共同载体上，额外地也还容忍增加的空间需求以及由此容忍更大的结构大小。为了实现从功率半导体到散热件上尽可能良好的热传导，例如尝试:尽可能多地减少布置在其间的、例如以载体本体形式的部件和材料的数量，或者甚至将功率半导体直接装配到散热件上。确定的实施方式的至少一个任务是给出如下半导体装置，所述半导体装置能够实现对运行中产生热的半导体构件的温度的测量。该任务通过根据独立权利要求的主题来解决。该主题的有利的实施方式和改进方案在从属权利要求中表明并且此外由下列的描述和附图得知。根据至少一个实施方式，半导体装置具有半导体构件。半导体构件能够例如是功率半导体构件。功率半导体构件能够例如是如下半导体构件，所述半导体构件在规定的运行中在没有足够的冷却的情况下能够实现如下温度，即通过该温度能够损坏半导体构件。例如能够从发光二极管、集成电路(例如图形芯片、放大器芯片)以及晶体管中选出半导体构件。尤其是，半导体构件能够例如是高功率LED、高功率图形芯片、功率放大器、功率MOSFET 或者 IGBT。此外，半导体装置具有载体本体，半导体构件装配在所述载体本体上。载体本体尤其是与半导体构件分开制造的载体本体，在所述载体本体上施加和/或装配完成的半导体构件。载体本体具有集成在载体本体中的温度传感器。载体本体尤其是能够具有集成在载体本体中的热敏电阻传感器结构，所述热敏电阻传感器结构被设置以及设立用于:能够经由电阻改变来实现温度测量。热敏电阻传感器结构能够特别优选地由NTC热敏电阻材料构成并且例如构造为一层或多层的热敏电阻构件，所述热敏电阻构件允许通过合适的接触来实现电阻测量。热敏电阻传感器结构尤其是能够具有合适的NTC陶瓷材料。作为其备选，热敏电阻传感器结构例如也能够具有PTC材料，例如PTC陶瓷。陶瓷NTC热敏电阻和陶瓷PTC热敏电阻的材料以及原则上的构造对专业人员而言是已知的并且因此在此不进一步阐述。此外，载体本体具有陶瓷本体，所述陶瓷本体直接与集成在载体本体中的热敏电阻传感器结构连接。在此能够尤其鉴于合适的载体特性和稳定性以及尽可能高的导热能力来构造陶瓷本体。例如陶瓷本体能够具有氧化铝和/或氮化铝。陶瓷本体例如能够构造为用于集成在载体本体中的热敏电阻传感器结构的载体材料。换而言之，热敏电阻传感器结构能够施加在陶瓷本体上。陶瓷本体和热敏电阻传感器结构例如能够在共同的过程中一体式地生产。根据至少一个实施方式，与热敏电阻传感器结构相比，陶瓷本体具有更大的电阻。尤其是陶瓷本体能够例如具有大于50000 Ω.αιι的电阻。集成的热敏电阻传感器结构能够具有少于5000 Ω.cm的电阻，优选地少于2000 Ω.cm的电阻并且特别优选地少于1000Ω.cm的电阻。只要没有以其他方式表明，此处和以下利用“电阻”表示电阻率。例如，与热敏电阻传感器结构比较，陶瓷本体也能够是电绝缘的。此外，半导体装置具有散热件，载体本体装配在所述散热件上。散热件尤其是能够构造为金属散热件。金属散热件在此表示基本上由金属本体构成的散热件，在所述金属本体上能够施加局部或大面积的电绝缘层用于电绝缘和/或施加电接触区域、印制导线和/或连接端用于电连接半导体装置和/或半导体构件。尤其是这样构造在此描述的半导体装置，即在运行中在半导体构件和热敏电阻传感器结构之间的功率相关的温度差小于3K/W。在半导体构件和热敏电阻传感器结构之间这样小的温度差尤其是能够通过一个或多个针对陶瓷本体的下列设计方案实现。对于在此描述的半导体装置，热敏电阻传感器结构尤其是布置在半导体构件和散热件之间的散热线路中，即沿着在运行中在半导体装置中形成的温度梯度。散热线路在此尤其是也能够对应于载体本体和半导体构件在散热件上的布置方向。换而言之，通过热敏电阻传感器结构的在此描述的特定布置，在运行中在半导体构件中产生的热量(所述热量通过载体本体沿着散热件方向导出)必然被引导通过热敏电阻传感器结构。由此，与对于通常的功率半导体系统而言的情况(其中温度传感器布置在共同载体上在功率半导体旁)相比，能够实现对半导体构件的温度的更直接温度测量。此外能够通过热敏电阻传感器结构集成到载体本体中实现小的结构大小和/或结构高度。对于移动应用(例如智能手机或数码相机中集成的LED相机闪光灯)特定地，在此描述的半导体装置通过更小的结构高度和/或更小的结构件面积能够具有与具有LED和分立温度传感器的通常结构形状相比较少的空间需求。根据另一实施方式，热敏电阻传感器结构从散热件看过去布置在陶瓷本体上方，即布置在陶瓷本体和半导体构件之间。由此能够实现:热敏电阻传感器结构很靠近产生热量的半导体构件布置，由此能够尽可能直接地可测量半导体构件的温度。此外能够也可能的是:热敏电阻传感器结构从散热件看过去布置在陶瓷本体下方，即布置在陶瓷本体的背离半导体构件的侧上。由此例如能够实现:从散热件看过去半导体构件在上侧能够通过载体本体的接触结构来电接触，而在载体本体下侧上的热本文档来自技高网...
【技术保护点】
半导体装置，其具有‑半导体构件（7），‑载体本体（14），在所述载体本体上装配所述半导体构件（7）并且所述载体本体具有陶瓷本体（4）和集成在所述载体本体（14）中、与所述陶瓷本体（4）直接连接的热敏电阻传感器结构（3），以及‑散热件（1），在所述散热件上装配所述载体本体（14）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：T法伊希廷格，F林纳，
申请(专利权)人：埃普科斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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