承载设备、具有承载设备的电气设备和其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有：承载件(1)，所述承载件具有电绝缘层(10)；和在电绝缘层(10)上的电接触层(2)，其中电接触层(2)具有至少一个连接片状的接触区域(20)，其中电绝缘层(10)中的至少一个留空部(3)至少设置在连接片状的接触区域(20)的一个侧面(21)上和/或其中连接片状的接触区域(20)具有朝向绝缘层(10)减小的连接片宽度。此外，提出一种具有承载设备和电气器件的电气设备以及一种用于制造承载设备和电气设备的方法。

Carrier device, electrical device having the same, and method of manufacturing the same

The invention relates to a device for carrying electrical device, the bearing device has a bearing member (1), the bearing member has an electrically insulating layer (10); and the electrically insulating layer (10) on the electrical contact layer (2), wherein the electrical contact layer (2) has at least one the connection sheet contact area (20), wherein the electrically insulating layer (10) at least one part of the blank (3) is at least arranged in the contact region connecting sheet (20) one side (21) and / or the connection sheet of the contact region (20) having a insulating layer (10 the connecting width decreases). In addition, an electrical device having a carrier device and an electrical device, and a method for manufacturing a load-bearing device and an electrical device are presented.

【技术实现步骤摘要】
承载设备、具有承载设备的电气设备和其制造方法本申请是申请日为2012年7月9日，申请号为201280046652.8，专利技术创造名称为“承载设备、具有承载设备的电气设备和其制造方法”的专利申请的分案申请。
本申请涉及一种承载设备、一种具有承载设备的电气设备和一种其制造方法。
技术介绍
已知下述半导体芯片，所述半导体芯片的电端子全部都设置在下侧上，经由所述下侧将半导体芯片安装在基板上。例如，已知能够经由电端子区域在仅一侧电连接的发射光的半导体芯片。基于常规的制造方式和随后的安装方式，其中端子区域施加在已经预先制造的半导体层序列的上侧上，然后将所述上侧随后用作为用于安装在承载件上的下侧，这样的半导体芯片也称作所谓的“倒装芯片”。在这种半导体芯片中得到下述优点：对于电端子而言例如不再需要接触线、例如以所谓的接合线的形式的接触线。特别在优选借助高电流运行的所谓的“电源芯片(Powerchips)”中有利的是，芯片为了良好的散热而焊接到基板上。焊接连接的表征的特性是高的机械坚固性。为了避免在半导体芯片上或在芯片的安装连接部上的损害，作为基板材料优选地应用具有匹配于半导体芯片的热膨胀系数(CTE：“coefficientofthermalexpansion”)的材料。这种应用造成半导体芯片和基板之间的边界面的良好的可靠性。在CTE匹配时，也就是说CTE尤其相同或至少相似时，在半导体芯片和基板之间仅形成小的机械负荷。因此，在热机交变负荷下也能够实现良好的可靠性，因为由于CTE不匹配、即热膨胀系数的差异引起的机械负荷能够被最小化。然而，所述应用具有下述缺点：必须找到适合的基板材料，所述基板材料具有与半导体芯片的CTE相匹配的CTE以及是电绝缘的并且是能良好导热的。用于发射光的半导体芯片的常用的基板材料具有在4至6ppm/开尔文之间的范围中的CTE。这些常用的基板材料通常与例如由氧化铝或氮化铝构成的陶瓷的印刷电路板组合为基板，其中例如AlN的CTE位于6至7ppm/开尔文的范围中。然而，这种材料具有下述缺点：所述材料是非常昂贵的。此外，如果基板大面积地构成，也就是说如果所述基板具有比半导体芯片几何形状更大的伸展，那么CTE不匹配问题从半导体芯片和基板之间的边界面转移至基板和上面设置有基板的安装面之间的边界面。安装面通常由金属构成并且通常比芯片-基板边界面大几倍。因此，至少在基板和安装面之间的边界面上的CTE不匹配同样是成问题的。此外，陶瓷的基板材料、例如氧化铝或氮化铝仅受限制地适合于使用在较大的模块中。由于这些材料的小的延展性，能够造成机械问题、例如面板断裂。由于例如在使用氮化铝时的高的成本，生产成本升高进而损害经济性。作为替选方案，例如提供金属芯印刷电路板。所述材料具有金属板，例如由铝构成的金属板，所述金属板用电介质材料覆层。在电介质材料的表面上施加有与芯片安装面的原本的布线平面。然而，金属芯印刷电路板(MCPCB：“metalcoreprintedcircuitboard”)在金属芯为铝的情况下具有通常大约23ppm/开尔文的CTE。因此，这样的MCPCB的CTE是常用的半导体芯片材料的CTE的四倍大。在温度交变负荷的情况下，通过所述CTE不匹配形成力，所述力能够造成最薄弱的元件的失效。对于仅必须导出小的损耗功率的情况，FR4材料也能够用作为基板，所述FR4材料典型地具有为16ppm/开尔文的热膨胀系数。然而，在所有这些情况下，半导体芯片和基板的CTE不相互匹配。在温度交变负荷的情况下形成力，所述力能够造成半导体芯片的和/或在半导体芯片和基板之间的边界面或连接部的损坏。为了能够解决所述问题，也已知的是，将半导体芯片借助于弹性连接来连接到具有不同的CTE的基板上。在所述应用中，借助于有机材料、例如导电粘接剂进行安装，所述导电粘接剂的材料能够实现在半导体芯片和基板之间的边界面的弹性的变形。由此，虽然能够将机械力缓冲，但是典型的导电粘接剂具有通常为大约1.8W/m·K的小的热导率，使得能够在常规的半导体芯片运行期间产生的损耗热量不能被有效地导出。对此替选地，也可能的是，半导体芯片借助于与如在构成所谓的“球栅阵列(ballgridarray)”构件时所使用的技术相似的所谓的“焊接凸点阵列(solderbumparray)”来接触。在所述应用中，通过将金属化部分配到多个小的焊接部位上来实现在半导体芯片和基板之间的边界面的机械柔性。然而，由此不可能将半导体芯片遍布地连接到基板上。由于焊球(“solderbumps”，焊接凸点)之间的必要的间距，在连接面中出现明显的损耗。通过所述连接部导出损耗热量与遍布的连接部相比明显更差。
技术实现思路
特定的实施形式的至少一个目的是，提出一种用于电气器件的承载设备。特定的实施形式的另一个目的是，提出一种具有承载设备的电气设备。特定的实施形式的其他目的在于提出用于制造这些设备的方法。所述目的通过具有根据下文描述的特征的方法和主题来实现。尤其地，主题的和方法的有利的实施形式和改进方案在从属权利要求中表明并且从下文的描述和附图中得出。根据至少一个实施形式，用于电气器件的承载设备具有承载件。承载件尤其具有电绝缘层，所述电绝缘层由介电材料，例如由塑料材料或用无机的填充料填充的塑料材料、陶瓷材料、氧化的金属或半金属、玻璃、玻璃陶瓷或基于凝胶的漆、尤其是由无机的和有机的组成部分构成的混合物构成或者具有至少一种这样的材料。例如，电绝缘层能够具有塑料材料，所述塑料材料适合于电路板(PCB，“printedcircuitboard”)或者适合于金属芯印刷电路板(MCPCB)。例如，电绝缘层能够具有FR4或由其构成。也可能的是，电绝缘层由例如由阳极氧化的硅或铝构成的阳极氧化的金属薄膜或半金属薄膜构成。电绝缘层能够是层复合件的构成承载件的部分。例如，承载件能够构成为金属芯印刷电路板并且具有例如由用塑料材料包围或覆层的铝和/或铜所构成的金属层或金属薄膜。此外，承载件能够由电绝缘层构成。例如，承载件在该情况下能够是陶瓷承载件。根据另一个实施形式，承载设备构成为电路板、金属芯印刷电路板或具有金属芯的电路板、陶瓷承载件或阳极氧化的承载件。根据另一个实施形式，在承载件上设置有电接触层。尤其地，电接触层设置在电绝缘层上。换言之，电绝缘层形成承载件的在其上以直接接触的方式施加有电接触层的表面。根据用于制造承载设备的另一个实施形式，提供具有至少一个电绝缘层的承载件并且以金属层的形式施加电接触层、例如铜层。能够通过电镀施加或通过层压进行在承载件的电绝缘层上的施加。在此，能够借助于事先施加到承载件上的光掩膜或光敏层来以结构化的方式施加电接触层。对于至少一些实施形式能够有利的是：电接触层以大于或等于60μm的厚度施加。也证实为特别适合的是大于或等于60μm并且小于或等于80μm的厚度。在此和在下文中描述的实施形式和特征同样涉及承载设备并且涉及用于制造承载设备的方法以及也涉及用于制造具有承载设备的电气设备的方法。根据另一个实施形式，电接触层具有至少一个连接片状的接触区域。例如，金属接触层能够在制造承载设备时与连接片状的接触区域一起施加。在此和在下文中，连接片状尤其意味着，连接片状的接触区域沿着连接片延伸方向具有大于垂直于所述连接片本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有：‑承载件(1)，所述承载件具有电绝缘层(10)，和‑在所述电绝缘层(10)上的电接触层(2)，‑其中所述电接触层(2)具有至少一个连接片状的接触区域(20)，‑其中所述电绝缘层(10)中的至少一个留空部(3)至少设置在所述连接片状的接触区域(20)的一个侧面(21)上或所述连接片状的接触区域(20)具有朝向所述绝缘层(10)减小的连接片宽度，并且‑其中所述连接片状的接触区域(20)设置在两个留空部之间或设置在一个留空部(3)的两个子区域之间，两个所述留空部或留空部的两个所述子区域邻接于所述连接片状的接触区域(20)的所述侧面(21)。

【技术特征摘要】
2011.07.25 DE 102011079708.41.一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有：-承载件(1)，所述承载件具有电绝缘层(10)，和-在所述电绝缘层(10)上的电接触层(2)，-其中所述电接触层(2)具有至少一个连接片状的接触区域(20)，-其中所述电绝缘层(10)中的至少一个留空部(3)至少设置在所述连接片状的接触区域(20)的一个侧面(21)上或所述连接片状的接触区域(20)具有朝向所述绝缘层(10)减小的连接片宽度，并且-其中所述连接片状的接触区域(20)设置在两个留空部之间或设置在一个留空部(3)的两个子区域之间，两个所述留空部或留空部的两个所述子区域邻接于所述连接片状的接触区域(20)的所述侧面(21)。2.一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有：-承载件(1)，所述承载件具有电绝缘层(10)，和-在所述电绝缘层(10)上的电接触层(2)，-其中所述电接触层(2)具有至少一个连接片状的接触区域(20)，-其中所述电绝缘层(10)中的至少一个留空部(3)至少设置在所述连接片状的接触区域(20)的一个侧面(21)上和所述连接片状的接触区域(20)具有朝向所述绝缘层(10)减小的连接片宽度，并且-其中所述连接片状的接触区域(20)设置在两个留空部之间或设置在一个留空部(3)的两个子区域之间，两个所述留空部或留空部的两个所述子区域邻接于所述连接片状的接触区域(20)的所述侧面(21)。3.一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有：-承载件(1)，所述承载件具有电绝缘层(10)，和-在所述电绝缘层(10)上的电接触层(2)，-其中所述电接触层(2)具有至少一个连接片状的接触区域(20)，-其中所述电绝缘层(10)中的至少一个留空部(3)至少设置在所述连接片状的接触区域(20)的一个侧面(21)上和/或所述连接片状的接触区域(20)具有朝向所述绝缘层(10)减小的连接片宽度，并且-其中所述连接片状的接触区域(20)除了一侧之外全面地由一个或多个留空部(3)包围。4.一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有：-承载件(1)，所述承载件具有电绝缘层(10)，和-在所述电绝缘层(10)上的电接触层(2)，-其中所述电接触层(2)具有至少一个连接片状的接触区域(20)，-其中所述电绝缘层(10)中的至少一个留空部(3)至少设置在所述连接片状的接触区域(20)的一个侧面(21)上和/或所述连接片状的接触区域(20)具有朝向所述绝缘层(10)减小的连接片宽度，并且-其中所述电接触层(2)具有两个连接片状的接触区域(20)，两个所述连接片状的接触区域彼此对准地设置，并且在两个所述连接片状的接触区域之间，所述留空部(3)构成在所述电绝缘层(10)中。5.一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有：-承载件(1)，所述承载件具有电绝缘层(10)，和-在所述电绝缘层(10)上的电接触层(2)，-其中所述电接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯特·贝格内克，安德烈亚斯·比贝尔斯多夫，约尔格·佐尔格，
申请(专利权)人：欧司朗股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE