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DE102014104013A1 - Leistungshalbleiterbauteil - Google Patents

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DE102014104013A1
DE102014104013A1 DE102014104013.9A DE102014104013A DE102014104013A1 DE 102014104013 A1 DE102014104013 A1 DE 102014104013A1 DE 102014104013 A DE102014104013 A DE 102014104013A DE 102014104013 A1 DE102014104013 A1 DE 102014104013A1
Authority
DE
Germany
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power semiconductor
semiconductor device
chip carrier
carrier part
capacitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102014104013.9A
Other languages
English (en)
Inventor
Ralf Otremba
Fabio Brucchi
Franz Stückler
Teck Sim Lee
Xaver Schlögel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies Austria AG
Original Assignee
Infineon Technologies Austria AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies Austria AG filed Critical Infineon Technologies Austria AG
Priority to DE102014104013.9A priority Critical patent/DE102014104013A1/de
Priority to US14/661,054 priority patent/US9978671B2/en
Priority to CN201510128787.4A priority patent/CN104952860A/zh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauteil, welches einen Flachleiterrahmen, der einen ersten Chipträgerteil (2) und zumindest einen zweiten Chipträgerteil (3) aufweist, welche zueinander in einem Abstand angebracht und jeweils elektrisch leitend sind, zumindest ein erstes Leistungshalbleiterbauelement (6), das auf dem ersten Chipträgerteil (2) aufgebracht ist, zumindest ein zweites Leistungshalbleiterbauelement (7), das auf dem zweiten Chipträgerteil (3) aufgebracht ist, Außenkontakte in Form von Außenflachleitern (7, 20, 21, 22, 23, 24, 34, 35, 36, 37, 38) sowie einen Kondensator (8, 31) aufweist, wobei der Kondensator (8, 31) auf zwei benachbarten Außenflachleitern montiert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauteil. Unter Leistungshalbleiterbauteil wird hierbei eine Anordnung mit elektronischen Komponenten verstanden, wie sie zum platz- und kostensparenden Aufbau von hochintegrierten elektronischen Komponenten zunehmend Anwendung findet. In einer solchen Anordnung sind mehrere Halbleiterchips in einem Gehäuse untergebracht und werden unterschiedliche elektronische Komponenten, zusammen mit passiven Bauelementen auf einem Träger angeordnet. Die elektronischen Komponenten sind fest mit dem Träger verbunden und entsprechend der vorgesehenen Anwendung untereinander elektrisch verbunden.
  • Für analoge integrierte Schaltungen und zur Entkopplung von digitalen integrierten Schaltungen von Störungen auf Versorgungsleitungen werden Kondensatoren mit Kapazitäten im Bereich von einem nF bis 10 μF benötigt. Diese werden in bekannten Multi-Chip-Modul-Konzepten als diskrete Kondensatorbauelemente auf dem Träger angeordnet. Die Kondensatorbauelemente werden dabei meist in SMD(surface-mounted device)-Bauform verwendet. Diese Lösung ist kosten- und platzaufwendig und führt außerdem dazu, dass die Kondensatoren nicht beliebig nahe an die integrierten Schaltungen montiert werden können.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2006 008 632 A1 ist ein Leistungshalbleiterbauteil bekannt, welches einen Flachleiterrahmen, mindestens ein vertikales Leistungshalbleiterbauelement und mindestens ein weiteres elektronisches Bauelement, insbesondere einen Kondensator aufweist, wobei das elektronische Bauteil auf dem Leistungshalbleiterbauelement angeordnet ist.
  • Demnach besteht ein Bedürfnis, ein Leistungshalbleiterbauteil anzugeben, das einen Kondensator umfasst und platzsparend realisierbar ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Leistungshalbleiterbauteil, welches einen Flachleiterrahmen, der einen ersten Chipträgerteil und zumindest einen zweiten Chipträgerteil aufweist, welche zueinander in einem Abstand angebracht und jeweils elektrisch leitend sind, sowie Außenkontakten in Form von Außenflachleitern, zumindest ein erstes Leistungshalbleiterbauelement, das auf den ersten Chipträgerteil aufgebracht ist, zumindest ein zweites Leistungshalbleiterbauelement, das auf den zweiten Chipträgerteil aufgebracht ist, sowie einen Kondensator aufweist. Der Kondensator ist dabei auf zwei benachbarten Außenflachleitern montiert.
  • Ein derartiges Leistungshalbleiterbauteil hat den Vorteil, dass dieses platzsparend realisierbar ist, da der Kondensator verglichen mit gewöhnlichen Leistungshalbleiterbauteilen sehr nahe an die integrierten Schaltungen montiert ist. Unter zwei benachbarten Außenflachleitern werden hierbei zwei unmittelbar benachbarte, das heißt direkt aufeinander folgende Außenflachleiter verstanden. Dass der Kondensator sehr nahe an den integrierten Schaltungen montiert ist hat weiter den Vorteil, dass auch die Effizienz und folglich der Wirkungsgrad des Kondensators erhöht werden kann. Weiter kann dadurch, dass Kondensator und integrierte Schaltungen sehr nahe beieinander montiert sind, ein Kühlkörper beziehungsweise eine Wärmesenke, welche auf einer Seite des Flachleiterrahmens montiert ist und welche der Ableitung von Verlustwärme aus dem Leistungshalbleiterbauteil dient, in seiner flächigen Erstreckung verkleinert werden. So werden Leistungstransistoren überwiegend in Gehäusen produziert, die eine Montage auf Kühlkörpern ermöglichen, da es anders nicht möglich ist, die bei manchen Typen und Anwendungen bis zu einigen Kilowatt betragende Verlustleistung abzuführen.
  • Die zwei benachbarten Außenflachleiter können dabei Lötanschlüsse zum Anschließen des Kondensators aufweisen, der Kondensator folglich in SMD-Bauform montiert werden. Während die Anschlussdrähte konventioneller Bauelemente durch Bestückungslöcher geführt werden und auf der Rückseite eine Leiterplatte gelötet werden müssen, entfällt dies bei SMD-Bauformen. Hierdurch können sehr dichte Bestückungen und vor allem eine beidseitige Bestückung der Leiterplatte realisiert werden, was die elektrischen Eigenschaften der Schaltungen speziell bei höheren Frequenzen positiv beeinflusst und den Platzbedarf der Bauelemente verringert. Dies wiederum gewährleistet, dass kleinere und zugleich wesentlich kostengünstigere Module realisiert werden können.
  • Weiter kann das Leistungshalbleiterbauteil Bonddrähte zum elektrischen Verbinden von Kontaktflächen auf aktiven Oberseiten des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements sowie Kontaktflächen auf den Außenflachleitern aufweisen. So müssen Bauelemente mit einer hohen mechanischen Belastungen, beispielsweise Leistungshalbleiterbauelemente, für gewöhnlich weiterhin mittels Durchsteckmontage auf der Leiterplatte befestigt werden, zumal für rein oberflächenmontierte Bauelemente bei hoher mechanischer Belastung oder hoher Strombelastung die Gefahr besteht, dass Lötstellen oder die Leiterbahnen zu stark beansprucht oder gar beschädigt werden würden.
  • Dabei können die Lötanschlüsse von den Klontaktflächen auf den Außenflachleitern verschieden sein, wodurch die Montage des Kondensators sowie der Bonddrähte weiter vereinfacht werden kann.
  • Die Außenflachleiter können dabei jeweils einen ersten Teil, auf welchem die Kontaktflächen angeordnet sind und welcher in einer selben horizontalen Ebene wie der erste und der zweite Chipträgerteil liegt, einen Signalflachleiter, welcher parallel zu dem ersten Teil ausgerichtet ist, und eine zwischen dem ersten Teil und dem Signalflachleiter, orthogonal zu dem ersten Teil und dem Signalflachleiter angeordnete Abwinklung aufweisen. Hierdurch kann weiter gewährleistet werden, dass verglichen mit gewöhnlichen Außenflachleitern, welche eine 40° Abwinklung aufweisen, der Kondensator deutlich näher an den integrierten Schaltungen montiert werden kann, wodurch der benötigte Platzbedarf bei der Realisierung des Leistungshalbleiterbauteils weiter optimiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Leistungshalbleiterbauteil dabei weiter ein Gehäuse aus einer Kunststoffmasse auf, welches zumindest die Chipträgerteile, das erste und das zweite Leistungshalbleiterbauelement sowie den Kondensator umschließt. Die Kunststoffmasse dient dabei nicht nur zum mechanischen Schutz des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements, sondern bildet auch eine elektrische Isolierung in den Zwischenräumen zwischen ersten und zweiten Chipträgerteil, die für gewöhnlich auf unterschiedlichen Potenzialen der Versorgungsspannung liegen. Da der Kondensator nunmehr ebenfalls in die Kunststoffmasse eingebettet ist, kann dieser ebenfalls mechanisch geschützt werden.
  • Hierbei kann die Kunststoffmasse zumindest eine obere Oberfläche des ersten und des zweiten Chipträgerteils einbetten und zumindest eine untere Oberfläche des ersten und des zweiten Chipträgerteils frei lassen, derart, dass die Kunststoffmasse eine untere äußere Oberfläche aufweist, die mit den unteren Oberflächen des ersten und des zweiten Chipträgerteils eine gemeinsame äußere Oberfläche des Leistungshalbleiterbauteils bildet. Die unteren Oberflächen des ersten und des zweiten Chipträgerteils können somit eine Massekontaktfläche des Leistungshalbleiterbauteils vorsehen. Auch kann die Verwendung eines Bauteilgehäuses mit einem voll verkapselten Chipträger vermieden werden, wodurch der Wärmeabfuhrpfad des Leistungshalbleiterbauteils reduziert, der thermische Widerstand verkleinert und folglich die Zuverlässigkeit des Leistungshalbleiterbauteils verbessert werden kann.
  • Auch kann das Leistungshalbleiterbauteil mindestens eine Brückenschaltung mit einem Highside-Schalter und einem Lowside-Schalter aufweisen, wobei in das erste Leistungshalbleiterbauelement der Lowside-Schalter und in das zweite Leistungshalbleiterbauelement der Highside-Schalter integriert ist. So ist es beispielsweise bekannt, einen Gleichstrommotor mit einer sogenannten Brückenschaltung zu steuern, die einen Betrieb des Gleichstrommotors in beiden Drehrichtungen ermöglicht. Der Highside-Schalter und der Lowside-Schalter liegen dabei auf unterschiedlichen Chipträgerteilen und werden direkt über die unter ihnen liegenden Chipträgerteile mit den Potenzialen der Versorgungsspannung versorgt.
  • Weiter kann das Leistungshalbleiterbauteil auch eine Kaskadenschaltung aufweisen. So ist es bei Halbleiter-Hochspannungsschaltern bekannt, eine Kaskadenschaltung (Reihenschaltung) von Leistungshalbleiterbauelementen vorzunehmen, damit eine gewünschte Spannungsfestigkeit gewährleistet ist.
  • Bei den Leistungshalbleiterbauelementen kann es sich um MOS-FETs oder IGBTs, handeln. Allgemein werden unter Leistungshalbleitern Transistoren zum Schalten oder Steuern großer Spannungen, Ströme beziehungsweise Leistungen bezeichnet.
  • Vorzugsweise wird das Leistungshalbleiterbauteil in einem TO-Gehäuse untergebracht. Unter TO(Transistor Outline)-Gehäuse werden Gehäuse mit meist zwei beziehungsweise drei Außenkontakten in Form von Außenflachleitern für Kleinleistungs- und Leistungshalbleiter verstanden. Dieser Standardgehäuse sind besonders kostengünstig herzustellen. Zudem kann ein solches Leistungshalbleiterbauteil einfach und ohne großen Aufwand in bestehende Anwendungen integriert werden, zumal sich die Abmessungen des Gehäuses nicht von denen herkömmlicher Leistung Halbleiterbauelemente unterscheiden.
  • Mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauteils angegeben. Das Verfahren weist dabei folgende Schritte auf: So werden ein erstes elektrisch leitender Chipträgerteil, ein zweiter elektrisch leitender Chipträgerteil sowie Außenkontakte in Form von Außenflachleitern bereitgestellt. Weiter wird zumindest ein erstes Leistungshalbleiterbauelement auf den ersten Chipträgerteil und zumindest ein zweites Leistungshalbleiterbauelement auf den zweiten Chipträgerteil aufgebracht. Anschließend werden Kontaktflächen auf aktiven Oberseiten des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements mit Kontaktflächen auf den Außenflachleitern elektrisch verbunden. Weiter wird ein Kondensator auf zwei benachbarte Außenflachleiter montiert.
  • Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass mit diesem ein platzsparendes Leistungshalbleiterbauteil hergestellt werden kann, da der Kondensator verglichen mit gewöhnlichen Leistungshalbleiterbauteilen sehr nahe an die integrierten Schaltungen montiert wird. Unter zwei benachbarten Außenflachleitern werden hierbei zwei unmittelbar benachbarte, das heißt direkt aufeinander folgende Außenflachleiter verstanden. Dass der Kondensator sehr nahe an den integrierten Schaltungen montiert wird hat weiter den Vorteil, dass auch die Effizienz und folglich der Wirkungsgrad des Kondensators erhöht werden kann. Weiter kann dadurch, dass Kondensator und integrierte Schaltungen sehr nahe beieinander montiert werden, ein Kühlkörper beziehungsweise eine Wärmesenke, welche auf einer Seite des Flachleiterrahmens montiert ist und welche der Ableitung von Verlustwärme aus dem Leistungshalbleiterbauteil dient, in seiner flächigen Erstreckung verkleinert werden. So werden Leistungstransistoren überwiegend in Gehäusen produziert, die eine Montage auf Kühlkörpern ermöglichen, da es anders nicht möglich ist, die bei manchen Typen und Anwendungen bis zu einigen Kilowatt betragende Verlustleistung abzuführen.
  • Dabei kann der Kondensator auf die zwei benachbarten Außenflachleiter aufgelötet und folglich in SMD-Bauform montiert werden. Während die Anschlussdrähte konventioneller Bauelemente durch Bestückungslöcher geführt werden und auf der Rückseite eine Leiterplatte gelötet werden müssen, entfällt dies bei SMD-Bauformen. Hierdurch können sehr dichte Bestückungen und vor allem eine beidseitige Bestückung der Leiterplatte realisiert werden, was die elektrischen Eigenschaften der Schaltungen speziell bei höheren Frequenzen positiv beeinflusst und den Platzbedarf der Bauelemente verringert. Dies wiederum gewährleistet, dass kleinere und zugleich wesentlich kostengünstigere Module hergestellt werden können.
  • Auch können Kontaktflächen auf den aktiven Oberseiten des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements jeweils über Bonddrähte mit Kontaktflächen auf den Außenflachleitern elektrisch verbunden werden. So müssen Bauelemente mit einer hohen mechanischen Belastungen, beispielsweise Leistungshalbleiter, für gewöhnlich weiterhin mittels der sogenannten Durchsteckmontage auf der Leiterplatte befestigt werden, zumal für rein oberflächenmontierte Bauelemente bei hoher mechanischer Belastung oder hoher Strombelastung die Gefahr besteht, dass Lötstellen oder die Leiterbahnen zu stark beansprucht oder gar beschädigt werden würden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren weiter folgenden Schritt aufweisen: So werden wenigstens der erste Chipträgerteil, der zweiten Chipträgerteil, das erste und das zweite Leistungshalbleiterbauelement sowie der Kondensator in eine Kunststoffmasse eingebettet. Die eingebrachte Kunststoffmasse dient dabei nicht nur zum mechanischen Schutz des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements, sondern bildet auch eine elektrische Isolierung in den Zwischenräumen zwischen dem ersten und dem zweiten Chipträgerteil, die für gewöhnlich auf unterschiedlichen Potenzialen der Versorgungsspannung liegen. Da der Kondensator nunmehr ebenfalls in die Kunststoffmasse eingebettet ist, wird dieser ebenfalls mechanisch geschützt.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung ein Leistungshalbleiterbauteil angegeben wird, das einen Kondensator umfasst und platzsparend realisierbar ist.
  • So ist das Leistungshalbleiterbauteil platzsparend realisierbar, da der Kondensator verglichen mit gewöhnlichen Leistungshalbleiterbauteilen sehr nahe an die integrierten Schaltungen montiert ist und weiter auch ein Kühlkörper, welcher auf einer Seite des Flachleiterrahmens montiert ist und welcher der Ableitung von Verlustwärme aus dem Leistungshalbleiterbauteil dient, in seiner flächigen Erstreckung verkleinert werden kann.
  • Weiter kann dadurch, dass der Kondensator sehr nahe an den integrierten Schaltungen montiert ist, die Effizienz und folglich der Wirkungsgrad des Kondensators erhöht werden.
  • Zudem kann ein derartiges Leistungshalbleiterbauteil in einem kostengünstigen TO-Gehäuse untergebracht werden.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Leistungshalbleiterbauteils gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Außenflachleiters eines Leistungshalbleiterbauteils gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Leistungshalbleiterbauteil gemäß Ausführungsformen der Erfindung;
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils eines weiteren Leistungshalbleiterbauteils gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf ein Leistungshalbleiterbauteil gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Leistungshalbleiterbauteils 1 gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
  • 1 zeigt das Leistungshalbleiterbauteil 1 dabei im Querschnitt. In diesem Leistungshalbleiterbauteil 1 ist ein erster Chipträgerteil 2 und ein zweiter Chipträgerteil 3 angebracht. Die Chipträgerteile 2, 3 sind Teile eines Flachleiterrahmens 4 der zusätzlich noch Außenflachleiter 5 enthält. Auf dem ersten Chipträgerteil 2 ist dabei ein erste Leistungshalbleiterbauelement 6 und auf den zweiten Chipträgerteil 3 ein zweites Leistungshalbleiterbauelement 7 aufgebracht.
  • Wie 1 weiter zeigt, weist das Leistungshalbleiterbauteil 1 weiter ein Kondensator 8 auf, wobei der Kondensator 8 auf zwei benachbarten Außenflachleitern montiert ist.
  • 1 zeigt folglich ein Leistungshalbleiterbauteil 1, das einen Kondensator 8 umfasst und platzsparend realisierbar ist, da der Kondensator 8 sehr nahe an den integrierten Schaltungen montiert werden kann.
  • Gemäß den Ausführungsformen der 1 ist der Kondensator 8 dabei in SMD-Bautechnik auf die zwei benachbarten Außenflachleiter aufgebracht. 1 zeigt dabei einen Lötanschluss 9 zum Verlöten, das heißt zum Anschließen des Kondensators 8.
  • Gemäß den Ausführungsformen der 1 sind die Leistungshalbleiterbauelemente 6, 7 dabei jeweils mit den Außenflachleitern 5 in THT(through-hole technology)-Bauform elektrisch verbunden. 1 zeigt dabei Bonddrähte 10 über welche Kontaktflächen 11 auf aktiven Oberseiten 12 des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements 6, 7 mit Kontaktflächen 13 auf den Außenflachleitern 5 elektrisch verbunden sind.
  • Bei den Leistungshalbleiterbauelementen 6, 7 der 1 handelt es sich dabei um IGBT-Bauelemente 14. Ferner kann es sich bei den Halbleiterbauelementen aber auch um weitere Leistungshalbleiterbauelemente, beispielsweise MOSFETs handeln.
  • Dabei können die beiden Leistungshalbleiterbauelemente 6, 7 als Teil einer Brückenschaltung oder auch einer Kaskadenschaltung ausgebildet sein.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Außenfachleiters 5 eines Leistungshalbleiterbauteils 1 gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Komponenten und Bauteile mit gleicher Konstruktion oder Funktion wie in 1 tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht extra erörtert.
  • 2 zeigt dabei einen Außenflachleiter 5, der einen Signalflachleiter 15 aufweist, welcher aus einem Gehäuse 16 des Leistungshalbleiterbauteils 1, insbesondere einem TO-Gehäuse 17, herausragen.
  • Der dargestellte Außenflachleiter 7 weist dabei einen ersten Teil 18a, auf welchem die Kontaktflächen 13 angeordnet sind und welcher in derselben horizontalen Ebene wie der erste 2 und der zweite Chipträgerteil 3 liegt, den Signalflachleiter 15, welcher parallel zu dem ersten Teil 18 ausgerichtet ist sowie eine Abwicklung 19 zwischen dem ersten Teil 18 und dem Signalflachleiter 15, welche orthogonal zu dem ersten Teil 18 und dem Signalflachleiter 15 angeordnet ist, auf. Hierdurch kann weiter gewährleistet werden, dass verglichen mit gewöhnlichen Außenflachleitern, welche eine 40° Abwinklung aufweisen, der Kondensator deutlich näher an den integrierten Schaltungen montiert werden kann, wodurch der benötigte Platzbedarf bei der Realisierung des Leistungshalbleiterbauteils weiter optimiert werden kann.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Leistungshalbleiterbauteil gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Komponenten und Bauteile mit gleicher Konstruktion oder Funktion wie in 1 oder 2 tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht extra erörtert.
  • 3 zeigt dabei fünf Außenflachleiter 20, 21, 22, 23, 24. Dabei sind die Breiten der Lötanschlüsse 25, 26, 27, 28, 29 der fünf Außenflachleiter 20, 21, 22, 23, 24 gegenüber gewöhnlichen Außenflachleitern derart angepasst, insbesondere erweitert worden, um eine sichere und zuverlässige Montage der Elektroden eines Kondensators zu gewährleisten. Insbesondere sind die Außenflachleiter 20, 21, 22, 23, 24 der 3 dabei ausgebildet, eine sichere Montage eines Kondensators zwischen einem ersten 20 und einen zweiten 21 sowie einem vierten 23 und einem fünften 24 der fünf Außenflachleiter 20, 21, 22, 23, 24 zu gewährleisten. Hierbei ist es auch möglich, dass das Design des einen der beiden benachbarten Außenflachleiter dabei spiegelverkehrt zu dem design des anderen Außenflachleiters der beiden benachbarten Außenflachleiter ist, um eine zuverlässige und sichere Montage des Kondensators zu gewährleisten.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht eines Teils eines weiteren Leistungshalbleiterbauteils 30 gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
  • Das Leistungshalbleiterbauteil 30 der 4 unterscheidet sich dabei von dem Leistungshalbleiterbauteil 1 gemäß den Ausführungsformen der 1 bis 3 dadurch, dass, insbesondere durch entsprechende Wahl und Dimensionierung des Kondensators 31, dieser ebenfalls in das Gehäuse 32 des Leistungshalbleiterbauteils 30, das heißt zusammen mit wenigstens dem ersten und den zweiten Chipträgerteil und den ersten und den zweiten Leistungshalbleiterbauelementen in eine Kunststoffmasse 33 eingebettet ist. Da der Kondensator 31 nunmehr ebenfalls in die Kunststoffmasse 33 eingebettet ist, kann dieser nun genau wie die weiteren Komponenten des Leistungshalbleiterbauteils 30 ebenfalls mechanisch geschützt werden.
  • Die Kunststoffmasse kann dabei ferner derart ausgebildet sein, dass zumindest eine obere Oberfläche des ersten und des zweiten Chipträgerteils in die Kunststoffmasse eingebettet sind sowie eine untere Oberfläche des ersten und des zweiten Chipträgerteils von der Kunststoffmasse freigelassen ist, so dass die Kunststoffmasse eine untere äußere Oberfläche aufweist, die mit den unteren Oberflächen des ersten und des zweiten Chipträgerteils eine gemeinsame äußere Oberfläche des Leistungshalbleiterbauteils bildet.
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf ein Leistungshalbleiterbauteil gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Komponenten und Bauteile mit gleicher Konstruktion oder Funktion wie in 1 oder 2 tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht extra erörtert.
  • 5 zeigt dabei wiederum fünf Außenflachleiter 34, 35, 36, 37, 38, welche Lötanschlüsse 39, 40, 41, 42, 43 zum Anschließen des Kondensators sowie Kontaktflächen 44, 45, 46 zum Anschluss von Bonddrähten 10 zum elektrischen Verbinden von Kontaktflächen 11 auf aktiven Oberseiten 12 des ersten 6 und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements 7 sowie den Kontaktflächen 44, 45, 46 aufweisen. Wie zu erkennen ist, sind die Kontaktflächen 44, 45, 46 dabei von den Lötanschlüssen verschieden, wodurch die Montage der Bonddrähte 10 sowie des Kondensators erheblich vereinfacht werden kann.
  • Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
  • Beispielsweise ist es denkbar, anstelle des ersten und des zweiten Chipträgerteils sowie des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelementes, ein einziges Chipträgerteil mit einem darauf montierten Transistor vorzusehen, wobei, entsprechend obenstehender Beschreibung, ein Kondensator zwischen einem Source-Anschluss und einem Drain-Anschluss montiert werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leistungshalbleiterbauteil
    2
    erster Chipträgerteil
    3
    zweiter Chipträgerteil
    4
    Flachleiterrahmen
    5
    Außenflachleiter
    6
    erstes Leistungshalbleiterbauelement
    7
    zweites Leistungshalbleiterbauelement
    8
    Kondensator
    9
    Lötanschluss
    10
    Bonddrähte
    11
    Kontaktflächen
    12
    aktive Oberseite
    13
    Kontaktflächen
    14
    IGBT-Bauelement
    15
    Signalflachleiter
    16
    Gehäuse
    17
    TO-Gehäuse
    18
    erster teil
    19
    Abwinklung
    20
    erster Außenflachleiter
    21
    zweiter Außenflachleiter
    22
    dritter Außenflachleiter
    23
    vierter Außenflachleiter
    24
    fünfter Außenflachleiter
    25
    Lötanschluss
    26
    Lötanschluss
    27
    Lötanschluss
    28
    Lötanschluss
    29
    Lötanschluss
    30
    Leistungshalbleiterbauteil
    31
    Kondensator
    32
    Gehäuse
    33
    Kunststoffmasse
    34
    Außenflachleiter
    35
    Außenflachleiter
    36
    Außenflachleiter
    37
    Außenflachleiter
    38
    Außenflachleiter
    39
    Lötanschluss
    40
    Lötanschluss
    41
    Lötanschluss
    42
    Lötanschluss
    43
    Lötanschluss
    44
    Kontaktfläche
    45
    Kontaktfläche
    46
    Kontaktfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006008632 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Leistungshalbleiterbauteil, welches einen Flachleiterrahmen (4), der einen ersten Chipträgerteil (2) und zumindest einen zweiten Chipträgerteil (3) aufweist, welche zueinander in einem Abstand angebracht und jeweils elektrisch leitend sind, zumindest ein erstes Leistungshalbleiterbauelement (6), das auf dem ersten Chipträgerteil (2) aufgebracht ist, zumindest ein zweites Leistungshalbleiterbauelement (7), das auf dem zweiten Chipträgerteil (3) aufgebracht ist, Außenkontakte in Form von Außenflachleitern (5, 20, 21, 22, 23, 24, 34, 35, 36, 37, 38) sowie einen Kondensator (8, 31) aufweist, wobei der Kondensator (8, 31) auf zwei benachbarten Außenflachleitern montiert ist.
  2. Leistungshalbleiterbauteil nach Anspruch 1, wobei die zwei benachbarten Außenflachleiter Lötanschlüsse (9, 25, 26, 27, 28, 29, 39, 40, 41, 42, 43) zum Anschließen des Kondensators (8, 31) aufweisen.
  3. Leistungshalbleiterbauteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Leistungshalbleiterbauteil (1) weiter Bonddrähte (10) zum elektrischen Verbinden von Kontaktflächen (11) auf aktiven Oberseiten (12) des ersten (6) und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements (7) sowie Kontaktflächen (13, 44, 45, 46) auf den Außenflachleitern (5, 15, 35, 36, 37) aufweist.
  4. Leistungshalbleiterbauteil nach Anspruch 3, wobei die Lötanschlüsse (39, 40, 41, 42, 43) von den Kontaktflächen (44, 45, 46) auf den Außenflachleitern (34, 35, 36, 37, 38) verschieden sind.
  5. Leistungshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Außenflachleiter (5) jeweils einen ersten Teil (18, auf welchem die Kontaktflächen (13) angeordnet sind und welcher in derselben horizontalen Ebene wie der erste (2) und der zweite Chipträgerteil (3) liegt, einen Signalflachleiter (15), welcher parallel zu dem ersten Teil (18) ausgerichtet ist, und eine zwischen dem ersten Teil (18) und dem Signalflachleiter (15), orthogonal zu dem ersten Teil (18) und dem Signalflachleiter (15) angeordnete Abwinklung (19) aufweisen.
  6. Leistungshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Leistungshalbleiterbauteil (30) weiter ein Gehäuse (32) aus einer Kunststoffmasse (33), welches wenigstens den ersten (2) und den zweiten Chipträgerteil (3), das erste und das zweite Leistungshalbleiterbauelement sowie den Kondensator (31) umschließt, aufweist.
  7. Leistungshalbleiterbauteil nach Anspruch 6, wobei die Kunststoffmasse zumindest obere Oberflächen des ersten (2) und des zweiten Chipträgerteils (3) einbettet und zumindest eine untere Oberfläche des ersten (2) und des zweiten Chipträgerteils (3) frei lässt, derart, dass die Kunststoffmasse eine untere äußere Oberfläche aufweist, die mit den unteren Oberflächen des ersten (2) und des zweiten Chipträgerteils (3) eine gemeinsame äußere Oberfläche des Leistungshalbleiterbauteils bildet.
  8. Leistungshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welches mindestens eine Brückenschaltung mit einem Highside-Schalter und einem Lowside-Schalter aufweist, wobei in dem ersten Leistungshalbleiterbauelement der Lowside-Schalter integriert ist und in den zweiten Leistungshalbleiterbauelement der Highside-Schalter integriert ist.
  9. Leistungshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Leistungshalbleiterbauteil eine Kaskadenschaltung aufweist.
  10. Leistungshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Leistungshalbleiterbauelemente (6, 7) MOS-FETs oder IGBTs (14) sind.
  11. Leistungshalbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Leistungshalbleiterbauteil (1) ein TO-Gehäuse (17) enthält.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleiterbauteils, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Bereitstellen eines ersten elektrisch leitenden Chipträgerteils, eines zweiten elektrisch leitenden Chipträgerteils sowie von Außenkontakten in Form von Außenflachleitern; – Aufbringen zumindest eines ersten Leistungshalbleiterbauelements auf den ersten Chipträgerteil und zumindest eines zweiten Leistungshalbleiterbauelements auf den zweiten Chipträgerteil; – Elektrisches Verbinden von Kontaktflächen auf aktiven Oberseiten des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements mit Kontaktanschlüssen auf den Außenflachleitern; – Montieren eines Kondensators auf zwei benachbarte Außenflachleiter.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Kondensator auf die zwei benachbarten Außenflachleiter aufgelötet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Kontaktflächen auf den aktiven Oberseiten des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements über Bonddrähte mit Kontaktflächen auf den Außenflachleitern elektrisch verbunden werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Verfahren weiter folgenden Schritt aufweist: – Einbetten des ersten und des zweiten Chipträgerteils, des ersten und des zweiten Leistungshalbleiterbauelements sowie des Kondensators in eine Kunststoffmasse.
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