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KR20120073302A - 회로 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

회로 장치 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20120073302A
KR20120073302A KR1020127010816A KR20127010816A KR20120073302A KR 20120073302 A KR20120073302 A KR 20120073302A KR 1020127010816 A KR1020127010816 A KR 1020127010816A KR 20127010816 A KR20127010816 A KR 20127010816A KR 20120073302 A KR20120073302 A KR 20120073302A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wiring layer
intermediate contact
contact device
power
bonding
Prior art date
Application number
KR1020127010816A
Other languages
English (en)
Inventor
니콜라 슐츠
자무엘 하르트만
Original Assignee
에이비비 테크놀로지 아게
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 에이비비 테크놀로지 아게 filed Critical 에이비비 테크놀로지 아게
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Abstract

본 발명은 전력 기능 장치 (16) 및 도체 엘리먼트 (18) 가 탑재되는 회로 장치 (10) 에 관한 것으로서, 그 장치 (10) 는 기판 (12), 기판 (12) 에 제공되고 전력 기능 디바이스 (16) 에 그리고 도체 엘리먼트 (18) 에 도전되게 접속되는 배선층 (14), 및 도체 엘리먼트 (18) 를 접촉시키기 위한 접촉 영역을 배선층에 대하여 반대쪽 면에 제공하기 위해 배선층에 탑재되는 중간 전기 접촉 디바이스를 포함한다. 본 발명에 따르면 도체 엘리먼트 (18) 는 상기 전기 접촉 디바이스가 배선층에 고정되는 구역에 반대쪽에 있는 접촉 영역에서 중간 전기 접촉 디바이스 (26) 와 접촉하고 있다. 본 발명은 또한 회로 장치의 대응하는 제조 방법에 관한 것이다.

Description

회로 장치 및 그의 제조 방법{CIRCUIT ARRANGEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 전력 기능 장치, 바람직하게는 전력 반도체 이를테면 트랜지스터 또는 다이오드, 및 도체 엘리먼트가 탑재되는 회로 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 기판, 기판에 제공되고 전력 기능 디바이스에 그리고 도체 엘리먼트에 전기적으로 접속되는 배선층, 및 기능 디바이스 및/또는 도체 엘리먼트를 접촉시키기 위한 대응하는 접촉 영역을 제공하기 위해 배선층의 대응부에 탑재되는 중간 전기 접촉 디바이스를 포함한다.
문헌 EP 1 711 040 B1은, 기능 디바이스 및 외부 인출 도체가 탑재되는 탑재되는 회로 디바이스를 설명하는데, 그 회로 디바이스는 기판, 기판에 제공되고 기능 디바이스에 그리고 외부 인출 도체에 전기적으로 접속되는 배선층, 및 배선층의 일 부분에 형성되어 기능 디바이스를 접촉시키기 위한 대응하는 접촉 영역을 제공하기 위한 추가 코팅 금속 층을 포함한다. 배선층 및 추가 코팅 금속 층은 기판의 금속화 (metallisation) 를 구성한다. 불행하게도, 이 문헌에서 제안된 저온 본딩은 은 도금될 필요가 있는데 이는 단자들을 위한 초음파 용접의 사용을 저해하게 된다.
배선층 및 그 배선층의 부분 상의 코팅 금속 층에 의해 구성되는 금속화는 전체 장치 저항에 상대적으로 높은 저항률 기여 (약 30 μΩ) 로 기여하게 된다. 하나의 가능한 해결책은 일반적으로 저항을 낮추기 위하여 더 두꺼운 기판 금속화를 사용하는 것이다. 금속화 두께를 증가시킬 때의 문제점은 레이아웃 공차 (layout tolerance) 가 동시에 증가한다는 점이다. 그러므로 레이아웃은 다시 단면적의 손실로 변화될 필요가 있을 것이다.
일반적으로 더 두꺼운 기판 금속화의 다른 결점은 배선층의 금속화 에지들에서 기계적인 응력이 증가하게 되고 여기서 특히 세라믹 기판에서 크랙 성장이 개시된다는 점이다 (폴리이미드는 이를 예방할 수도 있다).
EP 1 830 406 A1 로부터 전력 모듈이 알려져 있다. 이 알려진 전력 모듈에서 전력 반도체가 히트 스프레더 (heat spreader) 의 상부에 탑재된다. EP 1 830 406 A1의 도면들에 따르면, 히트 스프레더는 그것이 탑재되는 엘리먼트와 정렬된다.
EP 43 00 516 A1 으로부터 다른 전력 모듈이 알려져 있다. 이 알려진 전력 모듈에서 접촉 플레이트가 괴상 구리 엘리먼트 (massive copper element) 로의 접속을 용이하게 하기 위하여 다이오드의 상부에 배열된다.
T. Tsunoda 등에 의한 “Low-inductance module construction for high speed, high-current IGBT module suitable for electric vehicle application” (Power Semiconductor devices and ICS, 1993, ISPSD ’93., Proceedings of the 5th International Symposium on Monterey, CA, USA 1993년 5월 18-20일, New York, NY, USA IEEE, US, 1993년 5월 18일) 로부터 다층 DBC 기판이 알려져 있다. 제안된 구성에 의해 콜렉터 및 이미터 단자들은 개별 단자들에서의 전류에 의해 생성되는 자기장을 보상하기 위하여 서로 밀접하게 배열된다.
본 발명의 목적은 전술한 단점들을 극복하는 회로 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 청구항 1에 정의된 본 발명에 의해 달성된다. 중간 전기 접촉 디바이스는 배선층의 전체 외부면 (또는 계면) 의 한정된 서브 구역 (sub area) 들에만 있는 배선층의 대응부에 고정된다. 청구항 1에 따르면, 중간 접촉 디바이스는 중간 접촉 디바이스가 배선층에 고정되는 제 1 면을 갖는다. 중간 접촉 디바이스가 배선층에 고정되는 배선층의 부분에 대하여 반대쪽에, 중간 접촉 디바이스는, 도체 엘리먼트가 중간 접촉 디바이스와 접촉하게 되는 접촉 영역을 갖는다. 이 장치에 의해, 배선층 및 기판은 도체 엘리먼트의 부착 동안 손상으로부터 보호될 수 있다.
추가의 장점은, 중간 접촉 디바이스보다 얇은 배선층의 트랙의 상부에 중간 접촉 디바이스를 고정시킬 때, 고정하는 고정 면적이 아래의 금속화 면적보다 작기 때문에, 배선층에 금속화 에지에서의 응력이 많이 증가되지 않는다는 점이다. 중간 접촉 디바이스와 금속화 에지 사이에 마진 (margin) 이 존재한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 중간 접촉 디바이스는 솔더링 및/또는 저온 본딩 (LTB) 에 의해 배선층에 고정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 도체 엘리먼트는 외부 인출 도체 (externally leading conductor) 이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 전력 기능 디바이스는 전력 트랜지스터, 특히 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터, 또는 (전력) 다이오드이다. 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 또는 IGBT는, 높은 효율 및 고속 스위칭으로 유명한, 3-단자 전력 반도체 디바이스이다. IGBT의 활성 상태에서, IGBT의 이미터 및 대응하는 이미터 트랙과 게이트 및 대응하는 게이트 트랙 사이의 전압 또는 포텐셜 차이는 낮은 전압이다. 게다가 이미터 트랙들을 선택적으로 두껍게하는 것은 이미터 트랙이 콜렉터 트랙들보다 그 높은 온도를 겪지 않기 때문에 신뢰성에 덜 중요하다.
본 발명의 일 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 부분적으로 도전성인 접촉 디바이스는 금속 포일 또는 금속 플레이트이다. 금속 플레이트는 표준 절연 금속 테그놀로지 (IMS) 일 수 있다. 플레이트의 본딩은 전력 기능 디바이스의 본딩 (다이-본딩) 의 프로세스 단계에서 행해질 수 있다. 금속 포일 또는 금속 플레이트는 바람직하게는 100 ㎛보다 두껍고, 더 바람직하게는 200 ㎛보다 두껍다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태들에 따르면, 적어도 부분적으로 도전성인 접촉 디바이스는 회로 장치의 다른 엘리먼트들 및/또는 디바이스들을 선택적으로 접촉시키기 위한 회로 기판이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 중간 접촉 디바이스 및, 전력 기능 디바이스와 배선층을 전기적으로 접촉시키기 위한 적어도 하나의 본딩 엘리먼트는 일체로 형성된다. 본딩 엘리먼트와 일체로 형성되는 중간 접촉 디바이스는 비용을 절감하고 장치의 탑재를 간단하게 한다.
본 발명은 또한, 적어도 하나의 기능 디바이스 및 적어도 하나의 도체 엘리먼트가 탑재되는 회로 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 그 장치는 기판 및 그 기판에 제공되는 배선층을 포함하고, 그 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
상기 배선층 (14) 에 대하여 반대쪽에 있는, 상기 중간 접촉 디바이스의 일 면에 접촉 영역을 제공하기 위하여, 상기 배선층에 중간 접촉 디바이스를 탑재하고 전기적으로 접촉시키는 단계; 및
상기 도체 엘리먼트를 상기 접촉 영역에서의 상기 중간 접촉 디바이스에 직접 전기적으로 접속시키는 단계.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 중간 접촉 디바이스는 솔더링 및/또는 저온 본딩 (LTB) 에 의해 배선층에 고정된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 배선 디바이스는 장치의 외부 인출 도체 또는 단자이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 전력 기능 디바이스는 전력 트랜지스터, 특히 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터, 또는 다이오드이다.
본 발명의 일 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 부분적으로 도전성인 접촉 디바이스는 금속 포일 또는 금속 플레이트이다. 금속 플레이트는 표준 IMS 테크놀로지일 수 있다. 플레이트의 본딩은 전력 기능 디바이스의 본딩 (다이-본딩) 의 프로세스 단계에서 행해질 수 있다. 금속 포일 또는 금속 플레이트는 바람직하게는 100 ㎛보다 두껍고, 더 바람직하게는 200 ㎛보다 두껍다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 적어도 부분적으로 도전성인 접촉 디바이스는 회로 기판이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시형태에 따르면, 중간 접촉 디바이스 및, 전력 기능 디바이스와 배선층을 전기적으로 접촉시키기 위한 적어도 하나의 본딩 엘리먼트는 일체로 형성된다. 본딩 엘리먼트와 일체로 형성되는 중간 접촉 디바이스는 비용을 절감하고 장치의 탑재를 간단하게 한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들은 이하에서 설명된 실시형태들을 참조하여 설명되고 이로부터 분명해질 것이다.
도면들에서:
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 회로 장치를 도시하고;
도 2는 도 1의 회로 장치의 단면도를 보여주고;
도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 회로 장치의 단면도를 보여주고;
도 4는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 회로 장치의 단면도를 보여주고;
도 5은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 회로 장치를 도시한다.
도 1 및 도 2는 세라믹 기판인 기판 (12) 및 그 기판 (12) 에 제공된 구조화된 배선층 (14) 을 포함하는 전력 회로 장치 (10) 를 도시한다. 배선층 (14) 은 적어도 제 1 트랙 및 제 2 트랙을 포함하는데, 제 2 트랙은 제 1 트랙으로부터 절연된다. 현 실시형태에서, 제 1 트랙은 콜렉터 트랙 (36) 에 의해 형성되고 제 2 트랙은 이미터 트랙 (30) 에 의해 형성된다. 다른 실시형태들에서, 배선 층은 2개보다 많은 트랙들을 가질 수도 있다. 현 실시형태들에서, 배선층 (14) 은 게이트 트랙인 제 3 트랙을 갖는다. 구조화된 배선층 (14) 은 특히 바람직하게는 구리로 형성된다. 바람직하게는, 배선층 (14) 은 200 ㎛ 내지 400 ㎛의 두께를 갖는다. 본 실시형태의 회로 장치 (10) 에서, 6개의 전력 기능 디바이스들 (16) (상세하게는 도시되지 않음) 및 복수의 도체 엘리먼트들 (18) 이 전력 회로 장치 (10) 에 탑재된다. 전력 기능 디바이스들 (16) 은 반도체 디바이스들 이를테면 전력 트랜지스터 (20), 특히 전력 IGBT들 (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) 및 다이오드들이다. 도체 엘리먼트들 (18) 은 바람직하게는 본딩 엘리먼트들, 특히 본딩 와이어 (25) 및/또는 회로 장치 (10) 밖으로 전력 기능 디바이스 (16) 를 외부 접속시키기 위한 외부 인출 도체들 (22) 이다. 외부 인출 도체들 (22) 은 바람직하게는 회로 장치의 L자 형상 전력 단자들이다. 이들 전력 단자들은 예를 들면, 소위 "몰리 플레이트 (moly plate)", 즉 바람직하게는 합성 비용융 캐리어와 함께 흑연 및 몰리브덴 이황화물로 구성된 무금속 화합물로 형성된다.
도 1에 도시된 바처럼, 전력 회로 장치 (10) 는 4개의 외부 인출 도체들 (22) 을 갖는다. 외부 인출 도체 (22) 의 각각과 그 외부 인출 도체 (22) 바로 아래의 배선층 (14) 의 각각의 구역 사이에 중간 접촉 디바이스 (26) 가 배열된다. 중간 접촉 디바이스 (26) 는 제 1 면과 제 2 면을 갖는데 제 2 면은 제 1 면에 적어도 대략적으로 평행하다. 중간 접촉 디바이스 (26) 의 제 1 면은 배선층 (14) 에 도전되게 고정된다. 제 2 면에, 중간 접촉 디바이스 (26) 는 적어도 하나의 도체 엘리먼트 (18), 예를 들면 외부 인출 도체 (22) 를 접촉시키기 위한 접촉 영역을 제공한다. 도체 엘리먼트 (18) 는 중간 접촉 디바이스 (26) 에 도전되게 고정된다. 또한, 접촉 영역은 중간 접촉 디바이스가 배선층 (14) 에 도전되게 고정되는 제 1 면 상의 구역의 반대쪽에 있다.
도체 엘리먼트 (18), 예를 들면 외부 인출 도체 (단자) (22) 와 배선층 (14) 사이의 중간 접촉 디바이스 (26) 는 초음파 용접 (또한 레이저 및 저항 용접) 에 의해 외부 인출 도체들 (22) 을 본딩할 때 세라믹 기판 (12) 을 보호한다. 그 목적으로 중간 접촉 디바이스 (26) 는 또한 외부 인출 도체들 (22) 의 피트 (feet) (단자 피트) 바로 아래, 콜렉터 트랙들 (36), 이미터 트랙 (30) 및/또는 게이트 트랙 (28') 인 구조화된 배선층 (14) 의 부분들의 상부에 본딩되야 한다. 도체 엘리먼트 (18) 를 직접 배선층 (14) 에 접속시키는 것이 세라믹 기판 (12) 및/또는 배선층 (14) 을 손상시킬 수 있는 경우 중간 접촉 디바이스 만이 필요하다는 것이 이해되야 한다. 따라서, 도면에 도시되지 않은 다른 바람직한 실시형태들에서, 오직 하나 또는 수개의 도체 엘리먼트들 (18), 특히 하나 또는 수개의 외부 인출 도체들 (22) 이 중간 접촉 디바이스 (26) 에 의해 배선층의 각각의 트랙에 접속된다.
바람직하게는, 중간 접촉 디바이스는 금속 포일 또는 금속 플레이트이다. 그러므로, 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 독립형 (self-contained) 이다. 금속 포일 또는 금속 플레이트의 본딩은 전력 기능 디바이스의 본딩 (다이-본딩) 으로서 프로세스 단계에서 행해질 수 있다. 금속 포일 또는 금속 플레이트는 바람직하게는 100 ㎛보다 두껍고, 더 바람직하게는 200 ㎛보다 두껍다.
일반적으로, 전력 기능 디바이스 (16) 는 외부 인출 도체 (22) 들에 그들의 커넥터 구역들 (미도시), 본딩 와이어들 (25) 인 본딩 엘리먼트들 및 중간 접촉 디바이스들 (26) 및 배선층 및 중간 접촉 디바이스들 (26) 에 의해 확립된 트랙 (36) 들을 통해 전기적으로 접속된다.
도 1 및 도 2에 도시된 실시형태들에서 전력 기능 디바이스들 (16) 의 각각의 상부 또는 이미터 접촉은 배선층 (14) 의 이미터 트랙 (30) 에 배열된 금속 포일 (34) 에 인출되는 본딩 와이어 (25) 에 의해 전기적으로 접촉된다. 금속 포일 (34) 은 본 발명에 따른 중간 접촉 디바이스 (26) 의 가능한 실시형태이다. 전력 기능 디바이스 (16) 의 각각의 하부 또는 콜렉터 접촉은 배선층 (14) 의 콜렉터 트랙들 (36) 중 하나에 전기적으로 접촉상태에 있다. 또한, 각 콜렉터 트랙 (36) 에 금속 플레이트 (38) 가 배열되는데, 이는 중간 접촉 디바이스 (26) 의 추가 실시형태이다. 위에서 설명된 바처럼, 콜렉터 트랙들 (36) 상의 금속 플레이트 (38) 는 세라믹 기판 (12) 을 보호하기 위한 것이다. 이미터 트랙 (30) 상의 금속 포일 (34) 은 세라믹 기판 (12) 을 보호하기 위한 것일 뿐만 아니라 아래에서 논의되는 저항률을 낮추기 위한 것이다.
중간 접촉 디바이스 (26) 는 도체 엘리먼트들 (18) (특히 외부 인출 도체들 (22)) 및/또는 배선층과 직접 전기 접촉을 이루게 배열되는데, 이는 바람직하게는 적어도 하나의 제 1 및 제 2 트랙, 특히 IGBT 트랜지스터 (20) 의 콜렉터 트랙 (36) 및 이미터 트랙 (30) 에 의해 형성된다.
추가의 전기 저항 막 (32) 이 추가의 배선 스트립에 의해 형성된 게이트 트랙 (28) 과 구조화된 배선층 (14) 의 각각의 부분에 의해 형성된 이미터 트랙 (30) 및 금속 포일 (34) 인 중간 접촉 디바이스 (26) 사이에 위치된다. 금속 포일 (34) 은 구조화된 배선층 (14) 의 각각의 부분에 도전되게 고정된다. 바람직하게는, 게이트 트랙 (28) 및 그 게이트 트랙 (28) 이 제공되는 중간 접촉 디바이스는 절연 금속 테크놀로지 (IMS) 에 의한 부분적 도전성인 금속 포일 또는 금속 플레이트에 의해 형성된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 2개의 콜렉터 트랙들의 각각은 3개의 IGBT들 및/또는 다이오드들에 그들의 콜렉터 커넥터 구역들에 의해 직접 접촉한다.
본 발명에 따르면, 중간 전기 접촉 디바이스들 (26) 은 배선층 (14) 의 각각의 부분에 탑재되어 전력 기능 디바이스 (16) 를 접촉시키기 위한 대응하는 접촉 영역을 제공한다. 게다가, 중간 전기 접촉 디바이스 (26) 는 이미터 트랙 (30) 을 형성하는 배선층 (14) 의 일 부분에 탑재된다.
도 2에 더 상세하게 도시된 바처럼, 회로 장치 (10) 에서 바람직하게는 금속성 플레이트 또는 두꺼운 금속성 포일 (34) 이 이미터 트랙 (30) 을 구축하는 배선층 (14) 의 부분에 본딩된다. 플레이트 또는 포일 (34) 은 IGBT들을 위한 게이트 트랙 (28) 인 배선 스트립 또는 추가 금속화를 상부에 제공한다. 플레이트 또는 포일은 표준 IMS 테크놀로지 ("DENKA HITT PLATE") 일 수 있다. 플레이트 또는 포일 (34) 의 본딩은 (다이-본딩인) 전력 기능 디바이스 (16) 들의 본딩의 프로세스 단계에서 행해질 수 있다. 본딩 방법은 바람직하게는 솔더링 또는 저온 본딩 (LTB) 이다. 따라서, 배선층 (14) 과 중간 접촉 디바이스 (26) 사이의 접합은 솔더링 접합 또는 저온 본딩에 의해 형성된 접합이다. 배선층 (14) 의 부분의 상부의 플레이트는 전체 이미터 경로의 저항을 낮춘다. 표준 IGBT 모듈 (예를 들면 “HiPak2”) 에 대해, 감소는 10 μΩ 보다 더 클 수 있다. 1700 V / 3600 A 장치 또는 모듈에 대하여 이것은 36 ㎷ 를 넘는 (온 상태 전압의 약 1.5%) 만큼 전압 강하를 감소시킨다.
이미터 트랙 (30) 의 얻어진 두께는 이미터 트랙 (30) 을 더 좁게 만드는 것을 허용한다. 더 좁은 이미터 트랙 (30) 은 기판 (12) 의 전체 면적을 감소시키거나 또는 더 큰 면적의 콜렉터 트랙 (36) 을 형성하는 것을 허용한다. 대응하는 장치는 도 3에 도시되어 있다.
도 3은 본질적으로 도 2와 일치되고, 여기서 이미터 트랙 (30) 의 폭은 도 2에 도시된 회로 장치 (10) 의 실시형태에서 보다 더 좁다. 콜렉터 트랙 (36) 의 더 넓은 면적이 히트 스프레딩을 증가시킨다. 가열 전력 기능 디바이스 (16) 와 기판 (12) 의 표면 사이의 더 큰 거리를 갖는 것은 또한 더 적은 온도 차 ΔT 가 존재하고 따라서 기판의 솔더의 표면에서 더 작은 응력이 존재하기 때문에 케이스 온도 사이클링 능력 (case temperature cycling capability) 을 향상시킬 것이다.
더 좁은 이미터 트랙 (30) 때문에 더 큰 콜렉터 트랙들 (36) 이 같은 크기의 기판 (12) 과 사용될 수 있다. 도 4는 더 큰 콜렉터 트랙들을 갖는 일치하는 회로 장치를 도시한다. 콜렉터 트랙의 활성 면적은 10% 보다 더 많게 증가될 수 있다.
도 5는 도 1 내지 도 4와 본질적으로 일치되고, 여기서 전력 기능 디바이스 (16) 들의 대응하는 이미터 커넥터 구역들에 이미터 트랙 (30) 을 전기적으로 접속시키는 복수의 본딩 금속 시트 (38) 들 및 이미터 트랙 (30) 과 외부 인출 도체 (22) 인 대응하는 (이미터) 도체 엘리먼트 (18) 를 접속시키는 중간 접촉 디바이스 (26) 가 전력 기능 디바이스 (16) 들의 이미터 커넥터 구역에 그리고 대응하는 (이미터) 도체 엘리먼트 (18) 에 고정된 중간 접촉 디바이스 (26) 로서 일체로 형성된다. 도 5에 도시된 이 중간 접촉 디바이스 (26) 는 전력 기능 디바이스 (16) 의 이미터 및/또는 대응하는 도체 엘리먼트 (18) 를 직접 접촉시킨다.
다이 부착 프로세스 (die-attach process) 에서 다음의 수개의 기능들을 제공하는 중간 접촉 디바이스 (26), 특히 금속 플레이트 (38) 가 본딩된다:
- 전기 저항 낮춤,
- 전력 단자들을 용접할 때 세라믹의 보호 (예를 들면, 강한 몰리 플레이트),
- 상부에 게이트 회로 소지 (carrying)
대응하는 제조 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
- 도체 엘리먼트 (18) 를 위한 대응하는 접촉 영역을 제공하기 위하여, 중간 접촉 디바이스, 예를 들면, 금속 포일 (34) 또는 플레이트 (38) 를 배선층의 전체 외부면의 한정된 서브 구역들에만 있는 배선층 (14) 의 대응부 (according part) 에 고정하는 단계; 및
기능 디바이스(들) 및 도체 (22) 를 금속 포일 (34) 또는 플레이트 (38) 에 직접 또는 간접적으로 전기 접속시키는 단계.
콜렉터 트랙들의 대응하는 저항은 8.2 μΩ 에서 6.8 μΩ 으로 강하되고, 이미터 트랙의 저항은 24.2 μΩ 에서 6.8 μΩ 으로 강하되어, 전체 감소는 약 18.8 μΩ이다.
도면들에 도시되지 않은 추가의 실시형태들에서, 도 1 내지 도 5에 도시된 중간 접촉 디바이스들 중 하나 또는 수개만이 배선층 (14) 에 배열된다. 적어도 하나의 도체 엘리먼트 (18) 가 배선층 (14) 과 직접 접속되는 것이 또한 가능하다.
본 발명은 도면들 및 이전 설명들에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 그러한 예시 및 설명은 한정이 아닌 예시 또는 예로서 고려되야 한다; 본 발명은 개시된 실시형태들에 한정되지 않는다.
청구항의 발명을 실시함에 있어, 도면, 본 개시 및 첨부된 청구항들의 학습으로부터, 개시된 실시형태들에 다른 변형들이, 당업자에 의해 이해되고 달성될 수 있다. 청구항들에서, 용어 "포함하는" 은 다른 엘리먼트들 또는 단계들을 제외하지 않고 부정관사 "a" 또는 "an" 은 복수를 제외하지 않는다. 특정 수단들이 서로 상이한 종속 청구항들에서 기재되어 있다는 단순한 사실은 이들 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다. 청구항들에 있는 임의의 참조 부호는 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
10 회로 장치
12 기판
14 배선층
16 기능 디바이스
18 도체 엘리먼트
20 전력 트랜지스터
22 외부 인출 도체
24 본딩 와이어
25 본딩 금속 시트
26 중간 접촉 디바이스
28 게이트 트랙
30 이미터 트랙
32 저항 막
34 금속 포일
36 콜렉터 트랙
38 금속 플레이트

Claims (19)

  1. 회로 장치 (10) 로서,
    - 기판 (12);
    - 상기 기판 (12) 에 제공되고 전력 기능 디바이스 (16) 에 그리고 도체 엘리먼트 (18) 에 전기적으로 접속되는 배선층 (14); 및
    -중간 접촉 디바이스로서, 상기 배선층 (14) 에 탑재되어 상기 배선층에 대하여 반대쪽 면에 상기 도체 엘리먼트 (18) 를 접촉시키기 위한 접촉 영역을 제공하는, 상기 중간 접촉 디바이스를 포함하고,
    상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 적어도 제 1 면 및 제 2 면을 갖고, 상기 제 2 면은 상기 제 1 면에 적어도 대략적으로 평행하고, 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 상기 제 1 면에서 상기 배선층 (14) 에 고정되고,
    상기 중간 접촉 디바이스 (26) 가 상기 배선층 (14) 에 도전되게 고정되는 상기 제 1 면 상의 구역에 대하여 반대쪽에 있는, 상기 접촉 영역에서의 상기 제 2 면에서 상기 도체 엘리먼트 (18) 가 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 와 접촉하는 것을 특징으로 하는 회로 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 솔더링 접합에 의해 및/또는 저온 본딩에 의해 형성되는 접합에 의해 상기 배선층에 고정되는, 회로 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 중간 전기 접촉 디바이스 (26) 는 상기 배선층의 전체 외부면의 한정된 서브 구역들에 있는 상기 배선층 (14) 의 대응부에 고정되는, 회로 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체 엘리먼트 (18) 는 상기 중간 접촉 디바이스로부터 상기 전력 기능 디바이스로 인출되는 본딩 엘리먼트 또는 외부 인출 도체 (externally leading conductor; 22) 인, 회로 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 기능 디바이스 (16) 는 전력 트랜지스터 (20), 특히 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 또는 다이오드 같은 전력 반도체 디바이스인, 회로 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스는 적어도 부분적으로 도전 가능하고, 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 바람직하게는 금속 포일, 금속 시트, 또는 금속 플레이트인, 회로 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 부분적으로 도전 가능한 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 회로 기판인, 회로 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스는 100 ㎛보다 두껍고, 더 바람직하게는 200 ㎛보다 두꺼운, 회로 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배선층 (14) 과 상기 전력 기능 디바이스 (16) 를 전기적으로 접촉시키기 위한 본딩 엘리먼트 및 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 일체로 형성되는, 회로 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 상기 배선층 (14) 과 직접 전기적으로 그리고 기계적으로 완전히 접촉하는, 회로 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 독립형 (self-contained) 인, 회로 장치.
  12. 특히 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 회로 장치의 제조 방법으로서, 상기 회로 장치에는 적어도 하나의 전력 기능 디바이스 (16) 및 적어도 하나의 도체 엘리먼트 (18) 가 탑재되고, 상기 회로 장치는 기판 (12), 및 상기 기판에 제공되는 배선층 (14) 을 포함하고,
    상기 회로 장치의 제조 방법은,
    상기 배선층 (14) 에 대하여 반대쪽에 있는, 상기 중간 접촉 디바이스의 일 면에 접촉 영역을 제공하기 위하여, 상기 배선층에 중간 접촉 디바이스 (26) 를 탑재하고 전기적으로 접촉시키는 단계; 및
    상기 도체 엘리먼트 (18) 를 상기 접촉 영역에서의 상기 중간 접촉 디바이스에 직접 전기적으로 접속시키는 단계를 포함하는, 회로 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 배선층의 일 부분에 중간 접촉 엘리먼트를 탑재하는 것은 상기 배선층의 전체 외부면의 한정된 서브 구역들에만 있는 상기 부분에 상기 중간 접촉 엘리먼트를 고정하는 것인, 회로 장치의 제조 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 솔더링 및/또는 저온 본딩에 의해 상기 배선층에 고정되는, 회로 장치의 제조 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체 엘리먼트는 외부 인출 도체인, 회로 장치의 제조 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전력 기능 디바이스는 전력 트랜지스터, 특히 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 또는 다이오드 같은 전력 반도체인, 회로 장치의 제조 방법.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스는 적어도 부분적으로 도전 가능하고, 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 바람직하게는 금속 포일, 금속 시트, 또는 금속 플레이트인, 회로 장치의 제조 방법.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 접촉 디바이스는 적어도 부분적으로 도전 가능하고, 상기 중간 접촉 디바이스 (26) 는 회로 기판인, 회로 장치의 제조 방법.
  19. 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배선층과 상기 전력 기능 디바이스를 전기적으로 접촉시키기 위한 본딩 엘리먼트 및 상기 중간 접촉 디바이스는 일체로 형성되는, 회로 장치의 제조 방법.
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