承载设备、具有承载设备的电气设备和其制造方法
【专利摘要】提出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。
【专利说明】承载设备、具有承载设备的电气设备和其制造方法
【技术领域】
[0001]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。
【背景技术】
[0002]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”。
[0003]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。
[0004]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 ^'coefficient of thermal expansion”)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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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:“metal core printed circuitboard”)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。
[0009]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1.8ff/m.Κ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。
[0010]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(ballgrid array)”构件时所使用的技术相似的所谓的“焊接凸点阵列(solder bump array)”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(“solder bumps”，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。
【发明内容】
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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, “printed circuit board”)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。
[0014]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。
[0015]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。[0016]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。
[0017]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60 μ m的厚度施力口。也证实为特别适合的是大于或等于60 μ m并且小于或等于80 μ m的厚度。
[0018]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。
[0019]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延伸方向定向的宽度的长度。尤其地，长度能够超出宽度数倍、例如是宽度的两倍或更多倍。根据另一个实施形式，连接片状的接触区域可移动地设置在承载件上。尤其地，连接片状的接触区域能够弹性地在承载件上移动。连接片状的接触区域尤其能够沿垂直于连接片延伸方向的方向移动，优选能够弹性地移动。
[0020]根据另一个实施形式，电绝缘层至少在连接片状的接触区域的一个侧面处具有留空部。留空部尤其能够通过在电绝缘层中的凹陷部或通过穿过电绝缘层伸出的开口在电绝缘层中构成。在此和在下文中，称作为连接片状的接触区域的侧面的是接触区域的边缘面，所述边缘面优选平行于或至少基本上平行于连接片状的接触区域的连接片延伸方向伸展。
[0021]根据另一个实施形式，连接片状的接触区域设置在两个留空部之间或设置在一个留空部的两个子区域之间。这两个留空部或留空部的这两个子区域特别优选地邻接于连接片状的接触区域的两个侧面设置。
[0022]根据另一个尤其优选的实施形式，连接片状的接触区域除了一侧之外全面地由电绝缘层中的一个或多个留空部包围，所述留空部特别优选地直接邻接于连接片状的接触区域。换言之，这能够意味着，连接片状的接触区域半岛形地构成。
[0023]通过在电绝缘层中构成至少一个留空部，电绝缘层的上面施加有电接触层的连接片状的接触区域的部分至少部分地与其余的电绝缘层至少在垂直于连接片状的接触区域的连接片延伸方向的方向上机械地退联。由此，能够实现连接片状的接触区域的和电绝缘层的位于其下的连接片状的区域在横向方向上、即垂直于连接片延伸方向的移动性。在此，连接片状的接触区域的宽度相对于其长度越小并且留空部伸入到电绝缘层中越深，那么移动性就可以越大。
[0024]根据另一个实施形式，承载件构成为金属芯印刷电路板，其中留空部穿过电绝缘层到达直至位于所述电绝缘层之下的金属层。
[0025]根据另一个实施形式，电接触层具有两个连接片状的接触区域，在这两个接触区域之间构成有电绝缘层中的留空部。尤其地，这两个连接片状的接触区域能够彼此对齐，即换言之沿着一条直线设置并且具有平行的连接片延伸方向。尤其地，这两个连接片状的接触区域能够经由电接触层的其他区域而彼此导电地连接。
[0026]根据另一个实施形式，电接触层具有端子区域，所述端子区域经由电接触层的其他区域与一个或多个连接片状的接触区域导电地连接。[0027]根据另一个实施形式，电接触层具有与连接片状的接触区域电绝缘的其他的接触区域。连接片状的接触区域和与其电绝缘的其他的接触区域能够构成两个电端子，借助于所述电端子能够电连接并且机械连接电气器件、尤其例如倒装芯片。由此，可能的是:由于连接片状的接触区域的可移动性，在连接片状的接触区域和其他的接触区域之间的间距能
够变化。
[0028]此外，电绝缘层中的至少一个留空部能够设置在连接片状的接触区域和与其绝缘的其他的接触区域之间。至少一个留空部尤其能够构成为邻接于连接片状的接触区域的朝向其他的接触区域的侧面。
[0029]根据另一个实施形式，其他的接触区域构成为用于电气器件的大面积的连接焊盘。由此，其他的接触区域能够用作为电气器件的有效的散热装置。对此替选地，其他的接触区域同样能够连接片状地构成并且例如通过所描述的措施例如也是可移动的。
[0030]根据另一个实施形式，在电绝缘层中的至少一个留空部通过至少在连接片状的接触区域的一个侧面处至少部分地移除电绝缘层来构成。对此，例如能够使用刻蚀法、例如湿化学刻蚀或离子刻蚀。替选地或附加地，该至少一个留空部也能够通过在电绝缘层中进行激光处理和/或压印来构成。尤其在刻蚀法的情况下，至少一个留空部能够借助于相应地结构化的光掩膜或光敏层来构成。
[0031]根据另一个实施形式，连接片状的接触区域具有朝向电绝缘层减小的连接片宽度。在此，减小的连接片宽度能够附加于或替选于之前描述的至少一个留空部构成。尤其地，承载设备能够在与前述其他特征组合的情况下替选于或附加于在电绝缘层中的至少一个留空部而具有带有朝向电绝缘层减小的连接片宽度的连接片状的接触区域。
[0032]根据另一个实施形式，为了构成连接片状的接触区域的朝向电绝缘层减小的连接片宽度，对连接片状的接触区域尤其在至少一个并且优选两个侧面上进行刻蚀或钻蚀。通过侧面的刻蚀能够实现，连接片状的接触区域借助与其背离电绝缘层的上侧相比更窄的边界面仍然总是设置成与电绝缘层直接接触。在钻蚀的情况下能够实现，连接片状的接触区域至少在一个子区域中从电绝缘层剥离进而至少在所述子区域中构成为是无支承的。如已经在上文中结合在电绝缘层中的至少一个留空部所描述的那样，通过连接片状的接触区域的在朝向绝缘层的方向上减小的连接片宽度，能够实现连接片状的接触区域在垂直于连接片延伸方向的方向上的可移动性、特别优选为弹性的可移动性。
[0033]根据另一个实施形式，将刻蚀法、尤其是湿化学刻蚀或离子刻蚀用于构成连接片状的接触区域的朝向绝缘层减小的连接片宽度。对此替选地，也能够进行激光处理和/或压印。尤其在与刻蚀法结合的情况下，能够事先施加光刻胶或形成掩膜的光敏层，所述光刻胶或光敏层在连接片状的接触区域的侧面的区域中被部分地移除。
[0034]在借助于合适的措施执行刻蚀法时实现:连接片状的接触区域的朝向电绝缘层的下侧与其上侧相比被更强地刻蚀。例如，为此，在刻蚀法之前能够将硬质掩膜、例如电镀沉积的掩膜施加在电接触层上。硬质掩膜例如能够具有带有镍、带有镍和金或带有镍、钯和金的层或者由其构成。
[0035]根据另一个实施形式，在构成至少一个留空部之后和/或在构成朝向电绝缘层减小的连接片横截面或者减小的连接片宽度之后，电接触层的表面通过施加一个或多个其他的金属层被精制。例如，一个或多个金属层能够通过无电流的电镀法来施加。尤其地，在此能够施加一个或多个层，所述层具有镍和金；具有镍、钯和金；具有镍和银或者具有银，或者由其构成。
[0036]根据另一个实施形式，电气设备具有根据上文所描述的实施形式的承载设备。此夕卜，在电气设备上设置有电气器件，所述电气器件以电的和机械的方式连接于至少一个连接片状的接触区域。以电的和机械的方式连接尤其能够通过焊接连接来构成，所述焊接连接能够实现高的坚固性和从电气器件至电接触层的有效的散热。此外，以电的和机械的方式连接能够通过烧结连接来构成，所述烧结连接具有小的延展性并且能够实现半导体芯片的良好的热连接。尤其地，用于电气设备的承载设备能够具有上文所描述的接触区域，使得其他的接触区域和连接片状的接触区域能够形成两个电端子以用于电接触并且用于安装电气器件。
[0037]根据另一个实施形式，电气器件和承载设备具有不同的热膨胀系数(CTE)。例如，承载设备能够构成为电路板、金属芯印刷电路板、陶瓷印刷电路板或者例如具有硅或铝的阳极氧化的金属薄膜或半金属薄膜。在金属芯印刷电路板作为承载件的情况下，承载设备的CTE能够基本上相应于金属芯的CTE。承载设备例如能够具有比电气器件更大的热膨胀系数。在承载设备和/或电气器件变热以及所述承载设备和电气器件的与其相关联的不同的热膨胀的情况下，热机负荷能够通过连接片状的接触区域由于至少一个留空部或连接片状的接触区域的朝向绝缘层减小的连接片宽度所引起的可移动性来补偿。由此，能够实现电气器件在承载设备上的电连接和机械连接的高的可靠性，尤其在热机交变负荷的情况下也如此。通过电接触层的优选大面积的其他的接触区域，能够实现电气器件良好地热应用于承载设备进而实现电气器件的有效的散热。因为在这里描述的电气设备中的承载设备的和电气器件的CTE不必是相同的，例如能够使用低成本的基板材料、例如金属芯印刷电路板来代替在现有技术中使用的昂贵的氮化铝陶瓷基板。
[0038]根据另一个实施形式，承载设备或电气设备设置在冷却体上。冷却体优选设置在背离电接触层和电气器件的一侧上。例如，冷却体能够是金属的冷却体。在能够用于这里所描述的承载设备的承载件材料的情况下，承载设备和冷却体之间的热膨胀系数的差异能够选为小的并且在理想情况下选为等于零，使得在承载设备和附加的冷却体之间产生仅小的热机负荷或不产生热机负荷。
[0039]这里所描述的承载材料例如在如具有铝层作为金属芯的金属芯印刷电路板的情况下尤其也能够是机械上非常结实的。因此，例如能够通过旋紧、挤压、弯曲或类似的机械负荷所引起的机械负荷峰值能够通过承载设备的塑性变形来降低。因此，面板断裂的风险比陶瓷基板、如氮化铝陶瓷小数倍。
[0040]根据另一个实施形式，电气设备具有多个电气器件，其中每个电气器件分别在连接片状的接触区域上并且此外例如也在其他的接触区域上施加在承载设备上。
[0041]根据另一个实施形式，电气器件构成为能在一侧接触的半导体芯片，所述半导体芯片在安装侧上具有至少两个要彼此分开地进行接触的连接面，所述安装侧也就是半导体芯片借助于其安置到承载件上的一侧。例如，能在一侧接触的半导体芯片能够构成为倒装芯片。特别优选的是，电气器件构成为发射光的半导体芯片，尤其构成为能在一侧接触的发射光的半导体芯片，例如为构成的发射光的倒装芯片半导体芯片。这种器件对于本领域技术人员来说是已知的从而在此不再进一步详述。在发射光的半导体芯片的情况下，电气设备尤其能够构成为发射光的设备。
[0042]通过这里所描述的承载设备可能的是，借助于合适的机械结构、尤其连接片状的接触区域和在电绝缘层中的至少一个留空部和/或连接片状的接触区域的朝向绝缘层减小的连接片宽度，在承载设备和安装在承载设备上的电气器件之间的边界面上产生的机械负荷最小化。由此，能够在热机负荷的情况下降低故障风险。如上文所描述的那样，这能够通过将电绝缘层的一些部分目的明确地移除和/或对电接触层和尤其连接片状的接触区域目的明确地进行刻蚀或钻蚀来实现，其中连接片状的接触区域成形为，使得构建机械弹性进而连接片状的接触区域柔性地构成。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]从在下文中结合附图描述的实施形式中得到本发明的其他优点和有利的实施形式和改进方案。
[0044]附图示出:
[0045]图1示出根据一个实施例的承载设备的示意图，
[0046]图2示出根据另一个实施例的电气设备的示意图，
[0047]图3A至3H示出根据另一个实施例的用于制造承载设备的方法的方法步骤的示意图，以及
[0048]图4A至4D示出接触区域的其他的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0049]在实施例和附图中，相同的或起相同作用的组成部分分别设有相同的附图标记。示出的元件以及其相互间的大小关系原则上不视为是按照比例的，更确切地说，为了更好的可示性和/或为了更好的理解，能够以夸张大或夸张厚的尺寸示出个别元件，例如层、构件、器件和区域。
[0050]在图1中示出承载设备100的实施例。承载设备100具有承载件I,所述承载件在示出的实施例中通过由塑料材料、例如由用于印刷电路板或电路板的塑料材料所构成的电绝缘层10来构成，所述电绝缘层设置在由金属、例如铝构成的承载层上。例如，电绝缘层10和承载层11能够是金属芯印刷电路板(MCPCB)的一部分，使得承载件I构成为金属芯印刷电路板。
[0051]在电绝缘层10上施加有电接触层2，所述电接触层构成承载设备100的布线平面。如在下文中与图3C和3D相关地结合另一个实施例所描述的那样，电接触层2例如能够借助于由能结构化的光刻胶构成的光掩膜来制造。电接触层例如能够具有铜或由铜构成，所述铜以电镀的方式或通过层压来施加。此外，电接触层能够具有其他的层，例如呈在背离电绝缘层10的表面上或在所有露出的表面上的硬质掩膜或精制部的形式的具有镍、具有镍和金、具有镍、钯和金、具有镍和银或者具有银的层。
[0052]在示出的实施例中，电接触层具有连接片状的接触区域20，所述接触区域经由电接触层2的其他区域彼此电连接并且与端子区域23电连接。替选于示出的具有两个连接片状的接触区域20的实施例，电接触层2例如也能够具有仅一个连接片状的接触区域或多于两个连接片状的接触区域。[0053]此外，电接触层2具有其他的接触区域22，所述其他的接触区域经由电接触2的其他区域与其他的端子区域24连接。连接片状的接触区域20和其他的接触区域22是彼此电绝缘的并且用于电连接和固定电气器件，如继续在下文中结合实施例在图2中示出的那样。
[0054]在电绝缘层10中以邻接于连接片状的接触区域20的侧面21的方式构成有呈凹陷部形式的留空部3。留空部具有小于电绝缘层的厚度的深度。对此替选地，留空部3也构成为在电绝缘层10中的开口，所述开口贯穿伸出直至承载层11。在示出的实施例中，凹陷部3从连接片状的接触区域20伸展直至其他的接触区域22。
[0055]彼此对准并且在沿其相应的连接片延伸方向的线上设置的两个连接片状的接触区域20通过留空部3的一部分而彼此分开。尤其地，两个连接片状的接触区域20除了一侧之外分别全面地由留空部3的区域包围。由此，换言之，连接片状的接触区域20半岛形地或者除了各一侧之外独立式地构成。连接片状的接触区域20的宽度分别比相应的连接片长度小多倍。通过留空部3，电绝缘层10的在电接触层2的连接片状的接触区域20之下的区域机械地与电绝缘层10的其余部分分开并且由于电绝缘层10的塑料材料和连接片状的接触区域的几何构成方案在沿用双箭头99表示的方向上具有柔性、尤其弹性的柔性。由此，在连接片状的接触区域20和其他的接触区域22之间的间距能够在连接片状的接触区域20的可移动性的范围中变化。连接片状的接触区域20越窄以及留空部3构成为越深，那么连接片状的接触区域20的柔性就越大。
[0056]留空部3例如能够利用与用于结构化地施加电接触层2相同的光掩膜来制造，其中在施加电接触层2之后，将应构成有留空部3的区域中的光掩膜移除并且将这样露出的电绝缘层通过钻蚀、例如通过湿化学刻蚀或离子刻蚀或者也通过激光处理至少部分地移除。对此替选地，压印也是可能的。
[0057]在图2中示出电气设备200的一个实施例，所述电气设备具有根据图1中的实施例的承载设备100。对此替选地，电气设备200也能够具有如结合图3A至3H的实施例描述的承载设备101。
[0058]如在上文中结合图1中的实施例的承载设备100所描述的那样，电气设备200在电绝缘层10上具有结构化的接触层2。
[0059]在电接触层2上施加有电气器件4，所述电气器件以电的和机械的方式电连接并且机械连接于连接片状的接触区域20和其他的接触区域22。在此，电气器件焊接在电接触层2的连接片状的接触区域20和其他的接触区域22上。经由端子区域23和24，电气器件4能够电连接于外部的电流供应装置和电压供应装置。
[0060]电气器件尤其构成为倒装芯片，并且特别优选构成为以倒装芯片的构造方式的发射光的半导体芯片。由此，电气设备200也能够构成为发射光的设备。
[0061]通过将留空部3引入到构成为金属芯印刷电路板的承载件I的电绝缘层10中，通过连接片状的接触区域20构成的连接金属化部的如在图1中由双箭头99表明的横向可移动性变大。电气器件4纯示例地具有对于发射光的半导体芯片典型的大约为4ppm/开尔文的热膨胀系数，而在示出的实施例中由铝构成的承载层11具有为23ppm/开尔文的热膨胀系数。由于连接金属化部的所描述的横向可移动性，减小了通过电气器件4和承载设备100、尤其即和承载件I和在此尤其是由铝构成的承载层11的不同的热膨胀系数(CTE不匹配)引起的力。因此，在例如能够由于电气器件4在运行中变热而产生的热机负荷的情况下实现高的可靠性，因为能够使作用到电接触层2和电气器件4之间的连接部或边界面上的负荷最小。
[0062]如在概述部分中所描述的那样，电气设备200能够借助承载件I的背离绝缘层10的一侧来施加在冷却体、例如金属的冷却体上。由于承载层11由铝构成，优选地，在承载设备100和附加的冷却体之间产生仅小的热机负荷或者不产生热机负荷。
[0063]通过大面积地构成其他的接触区域22并且借助于焊接连接将电气器件4电连接到电接触层2上，能够确保从电气器件4到承载设备100上的有效的热量导出。
[0064]替选于示出的实施例也可能的是，接触区域22连接片形地构成并且电绝缘层10在其他的接触区域的侧面处设有相应的凹陷部，以便进一步提高电接触层的弹性。
[0065]替选于具有仅一个电气器件4的不出的实施例，电气设备200也能够具有多个电气器件4，分别借助于相应的电接触层2来接触所述电气器件。
[0066]在图3A至3H中示出用于制造承载设备101的另一个实施例，其中尤其地，在图3A至3E中描述的方法步骤在制造根据图1的实施例的承载设备100的范围中也是适合的。
[0067]在根据图3A的第一方法步骤中，提供承载件1，所述承载件在示出的实施例中通过由陶瓷材料构成的电绝缘层10来构成。对此替选地，电绝缘层10也能够由塑料材料、例如FR4材料构成。例如，当不必导出过高的热量时，这样的材料是适合的。对此替选地，承载件I也能够如在根据图1的实施例中那样构成为金属芯印刷电路板或对此替选地也构成为电路板、玻璃基板、玻璃陶瓷基板或者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。
[0068]在根据图3B的另一方法步骤中，在承载件I的电绝缘层10上施加由光刻胶构成的层5。如在图3C中示出的，光刻胶5通过结构化而设有开口 50，如在图3D中示出的那样，在所述开口中施加电接触层2。所述电接触层例如能够通过电镀法或通过层压法来施加。电接触层在示出的实施例中由铜构成并且具有大于或等于60 μ m并且小于或等于80 μ m的厚度。电接触层2的具有连接片状的接触区域20、其他的接触区域22和端子区域23和24的几何构成方案对应于根据图1的实施例的构成方案。对此替选地，具有至少一个连接片状的接触区域20的其他的几何实施方案也是可能的。
[0069]在根据图3E的另一方法步骤中，电接触层2的所施加的铜层用硬质掩膜来保护，所述硬质掩膜被电沉积并且所述硬质掩膜例如具有镍、具有镍和金或者具有镍、钯和金或者由其构成。
[0070]在根据图3F的另一方法步骤中，在构成其他的开口 51的情况下局部地将在电接触层2的连接片状的接触区域20的区域中的层5移除。对此替选地，例如也能够完全地移除层5并且施加由光刻胶构成的其他的层并且在示出的区域中结构化。
[0071]在根据图3G的另一方法步骤中，执行刻蚀法，例如湿化学刻蚀或离子刻蚀，借助于所述刻蚀法对连接片状的接触区域20的敞开的侧面21进行刻蚀，使得连接片状的接触区域20具有朝向承载件I的绝缘层10减小的连接片宽度。根据所执行的刻蚀法，在此能够对侧面21进行刻蚀，使得还保持连接片状的接触区域20和绝缘层10之间的接触；或也进行钻蚀(unteratzt),使得连接片状的接触区域在光掩膜5的开口 51的区域中是无支承的。[0072]在根据图3H的另一方法步骤中，移除由光刻胶构成的层5并且电接触层2的金属表面借助于无电流电镀通过施加一个或多个例如由镍和金、由镍、钯和金、由镍和银或者由银构成的层来覆盖进而精制。
[0073]通过局部限制地刻蚀连接片状的区域20的露出的侧面21，实现使电接触层2在连接片状的接触区域20的区域中的材料横截面变薄。由于所述刻蚀并且优选由于对窄的连接片状的接触区域20的钻蚀，电接触层2在连接片状的接触区域20的区域中变为柔性的。能够通过在承载件I和施加在其上的电气器件之间的热膨胀系数的不同出现的机械力由此被最小化并且不能被传递。
[0074]在图4A至4D中，以用于设置电接触层2的接触区域20、22的另外的实施例示出具有电绝缘层10的承载件I的局部。在此，接触区域20、22能够借助于在上文中描述的方法中的一种来制造，例如具有如在图4A至4D中由虚线表明的留空部3。替选地或附加地，接触区域20、22能够在虚线区域中分别构成有朝向承载件I减小的连接片宽度。
[0075]在图4A至4C的示出的实施例中，除了分别存在的连接片状的接触区域20之外还设有同样连接片状地构成的其他的接触区域22。
[0076]根据图4A中的实施例的接触区域20、22并排地构成并且在相同的方向上延伸，而图4B和4C的实施例中的连接片状的接触区域20和其他的接触区域22齿状地彼此接合。在此，根据图4C的实施例的其他的接触区域22彼此连接并且具有到共同的端子区域(未示出)的共同的馈电部。
[0077]根据图4D的实施例，承载件I具有多个连接片状的接触区域20，这些接触区域彼此电连接并且围绕其他的接触区域22设置。在此，在示出的实施例中，其他的接触区域22十字形地构成，使得连接片状的接触区域20优选在两个彼此垂直的方向上相对于其他的接触区域22柔性地构成。
[0078]替选于示出的实施例，在承载件上还能够存在例如也能够连接片状地构成的其他的接触区域。尤其地，接触区域20、22能够匹配于要安装的半导体芯片的接触面的预设的设置。
[0079]在附图中示出的实施例能够具有根据在概述部分中描述的实施形式的其他的或替选的特征。此外，也能够对结合图1至4D的实施例描述的主题和方法以及相应的特征进行组合。
[0080]本发明不局限于根据实施例进行的描述。更确切地说，本发明包括每个新特征以及特征的任意的组合，这尤其是包含在权利要求中的特征的任意的组合，即使所述特征或所述组合自身没有明确地在权利要求中或实施例中说明时也如此。
【权利要求】
1.一种用于电气器件的承载设备，所述承载设备具有: -承载件(I)，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。
2.根据权利要求1所述的承载设备，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.根据权利要求1或2所述的承载设备，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.根据上述权利要求中任一项所述的承载设备，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.根据上述权利要求中任一项所述的承载设备，其中所述电接触层(2)具有与所述连接片状的接触区域(20)电绝缘的其他接触区域(22)，并且其中所述电绝缘层(10)中的至少一个所述留空部(3)设置在所述连接片状的接触区域(20)和所述其他接触区域(22)之间。
6.根据上述权利要求中任一项所述的承载设备，其中所述连接片状的接触区域(20)的所述侧面(21)被刻蚀或钻蚀。
7.根据上述权利要求中任一项所述的承载设备，其中所述承载设备构成为电路板、具有金属芯的电路板、陶瓷承载件、玻璃承载件、玻璃陶瓷承载件或阳极氧化的承载件。
8.一种电气设备，所述电气设备具有根据权利要求1至7中任一项所述的承载设备并且具有电气器件(4)，所述电气器件电连接并且机械连接于至少一个所述连接片状的接触区域(20)。
9.根据权利要求8所述的电气设备，其中所述电气器件(4)和所述承载设备(100)具有不同的热膨胀系数。
10.根据权利要求8或9所述的电气设备，其中所述承载设备(100)的所述电接触层(2)具有与所述连接片状的接触区域(20)电绝缘的其他接触区域(22)，其中在所述电绝缘层(10)中的至少一个所述留空部(3)设置在所述连接片状的接触区域(20)和所述其他接触区域(22)之间，并且其中所述电气器件(4)电连接并且机械连接于所述其他接触区域(22)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的电气设备，其中所述电气器件(4)是构成为倒装芯片的发射光的半导体芯片并且所述电气设备是发射光的设备。
12.一种用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的承载设备或根据权利要求8至11中任一项所述的电气设备的方法，所述方法具有下述步骤: A)提供承载件(I)，所述承载件具有电绝缘层(10)， B)施加具有连接片状的接触区域(20)的电接触层(2)，C)通过至少在所述连接片状的接触区域(20)的一个侧面(21)处至少部分地移除所述电绝缘层(10)而在所述电绝缘层(10)中构成至少一个留空部(3)和/或构成所述连接片状的接触区域(20)的朝向所述绝缘层(10)减小的连接片宽度。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在方法步骤C中执行刻蚀法、尤其湿化学刻蚀或离子刻蚀。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述连接片状的接触区域(20)的区域中对所述电接触层(2 )进行刻蚀或钻蚀。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中在方法步骤C中执行激光处理或压印。
【文档编号】H01L33/62GK103828079SQ201280046652
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年7月9日 优先权日:2011年7月25日
【发明者】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 申请人:欧司朗股份有限公司