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    • 3. 发明申请
    • INTEGRATED CIRCUIT, ATTACHING A DIE TO A SUBSTRATE IN AN INTEGRATED CIRCUIT PACKAGE AND METHOD OF ADAPTING AN ATTACHMENT LAYER
    • WO2022164317A2
    • 2022-08-04
    • PCT/NL2022/050040
    • 2022-01-26
    • CHIP INTEGRATION TECHNOLOGY CENTRE
    • DORRESTEIN, Sander
    • H01L23/488H01L21/60H01L23/367H01L23/373H01L2224/2732H01L2224/27334H01L2224/279H01L2224/29011H01L2224/29012H01L2224/29076H01L2224/29083H01L2224/29139H01L2224/29147H01L2224/29155H01L2224/2916H01L2224/2918H01L2224/29184H01L2224/32012H01L2224/32014H01L2224/32245H01L2224/83385H01L2224/8384H01L2224/83862H01L23/3735H01L23/564H01L24/27H01L24/29H01L24/32H01L24/83H01L2924/10253H01L2924/10272H01L2924/15747H01L2924/351H01L2924/3512H01L2924/35121
    • An integrated circuit comprises: a die (30) having a first elastic modulus (a Young's modulus, a bulk modulus, or a volumetric elasticity) and a first coefficient of thermal expansion, comprising an electronic circuit and generating heat in use; a substrate (10) having a second elastic modulus and a second coefficient of thermal expansion, for dissipating heat from the die (30); an attachment layer (20) arranged between the die (30) and the substrate (10); wherein the attachment layer (20) comprises: an attachment material (22), having a third elastic modulus and a third coefficient of thermal expansion, and a mesh (21) with openings, having a fourth elastic modulus and a fourth coefficient of thermal expansion, wherein the attachment material (22) substantially fills the openings of the mesh (21); wherein the third elastic modulus is lower than the fourth elastic modulus; wherein the attachment layer (20) has a combined fifth coefficient of thermal expansion, which is below the first coefficient of thermal expansion. The combined fifth coefficient of thermal expansion may be between the first coefficient of thermal expansion and the second coefficient of thermal expansion. The attachment layer (20) may have a combined fifth elastic modulus, being lower than the fourth elastic modulus. The combined fifth elastic modulus may be in a range between the third elastic modulus and the fourth elastic modulus, for example, the fifth elastic modulus may depend on the weight and/or the volume of the attachment material (22) relative to the weight and/or the volume of the mesh (21). The mesh (21) may be a wire mesh, such as a net or netting, intertwined structure and/or network structure. The mesh (21) may be partly or fully embedded in the attachment material (22). The mesh (21) may be in physical contact with the substrate (10). The mesh (21) may be an integrated part of the substrate (10), preferably wherein the mesh (21) is formed from protruding parts of the substrate (10) after removing, such as galvanically growing, milling or etching away, parts of the substrate (10). The mesh (21) may extend beyond a die attachment surface facing the attachment. The mesh (21) may be smaller than the die attachment surface, preferably forming a region and/or an island where the combined fifth coefficient of thermal expansion is locally adapted and/or the combined fifth elastic modulus is locally adapted, advantageously allowing the mesh (21) and/or the attachment layer (20) as a whole to be adapted to the expected amount of heat generated at a particular location in the die (30), more specific to a hot spot of the die (30). The mesh (21) may comprise mechanical parts, such as springs and/or hinges, configured for recovering its original shape when released after deformation and/or reinforcements for relieving and/or reducing thermal expansion tension in the attachment layer (20). The mesh (21) may comprise one or more of copper, nickel, tungsten, tungsten copper alloy, CuW, iron, FeNi, molybdenum and polyimide, or an alloy one or more of the previously mentioned materials. The mesh (21) is designed by identifying the hot spot location of a hot spot of the die (30); and adapting the mesh (21) based on the hot spot location. The adapting may comprise: shrinking the opening area of the mesh (21) relative to the area of the mesh (21) when projected from above at the location of the hot spot; and/or enlarging the opening area of the mesh (21) relative to the area of the mesh (21) when projected from above at the location away from the hot spot. The die (30) may have an operational die temperature, wherein the method for manufacturing the integrated circuit may comprise curing the attachment layer (20) after arranging the die (10) on top of the attachment layer (20), wherein the curing is performed at a curing temperature between the operational temperature and room temperature. The attachment layer (20) may be provided on top of the substrate (10). Providing the attachment layer (20) may comprise: applying a first layer of attachment material (22) on the substrate (10), preferably with stencil printing; placing the mesh (21) on top of the first layer, preferably pressing the mesh (21) into the first layer; and applying a second layer of attachment material (22) on the first layer and/or the mesh (21), preferably with stencil printing. Alternatively, the attachment layer (20) may be pre-produced, such as a preform of die attach material. The preform of die attach material may be manufactured by applying a first layer of attachment material (22) on a temporal surface, preferably with stencil printing; placing the mesh (21) with openings on top of the first layer (22), preferably pressing the mesh (21) into the first layer (22); applying a second layer of attachment material (22) on the first layer and/or the mesh (21), preferably with stencil printing; and preferably removing the first layer, the mesh (21), and the second layer from the temporal surface for obtaining the preform.
    • 5. 发明申请
    • LEISTUNGSMODUL, ELEKTRISCHES GERÄT MIT ZUMINDEST EINEM SOLCHEN LEISTUNGSMODUL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES LEISTUNGSMODULS
    • WO2022033806A2
    • 2022-02-17
    • PCT/EP2021/070006
    • 2021-07-16
    • SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
    • KNEISSL, PhilippKÜRTEN, BerndNAMYSLO, Lutz
    • H01L23/488H01L21/60H01L23/373H01L21/48H01L2224/26165H01L2224/291H01L2224/29111H01L2224/29116H01L2224/29118H01L2224/29139H01L2224/29147H01L2224/32227H01L2224/83007H01L2224/8314H01L2224/83385H01L23/3735H01L24/29H01L24/32H01L24/83H01L2924/10253H01L2924/10272H01L2924/1033
    • Ein Leistungsmodul (1) umfasst eine elektrisch isolierende Schicht (2), eine erste elektrisch leitende Schicht (3), welche auf der elektrisch isolierenden Schicht (2) angeordnet ist (die Teile eines DCB- oder I MS-Substrats sein können), eine erste Lotschicht (4), welche auf der ersten elektrisch leitenden Schicht (3) angeordnet ist, und zumindest ein Leistungs-Bauelement (5), welches jeweils auf der ersten Lotschicht (4) angeordnet ist, wobei ein erster Abstandshalter (6) jeweils zwischen dem jeweiligen Leistungs-Bauelement (5) und der ersten elektrisch leitenden Schicht (3) bzw. der elektrisch isolierenden Schicht (2) angeordnet ist. Alternativ umfasst ein Leistungsmodul (1) eine Bodenplatte (15), eine zweite Lotschicht (14), welche auf der Bodenplatte (15) angeordnet ist, eine zweite elektrisch leitende Schicht (13), welche auf der zweiten Lotschicht (14) angeordnet ist, eine elektrisch isolierende Schicht (2), welche auf der zweiten elektrisch leitenden Schicht (13) angeordnet ist, eine erste elektrisch leitende Schicht (3), welche auf der elektrisch isolierenden Schicht (2) angeordnet ist (wobei die zwei elektrisch leitenden Schichten (3, 13) und die elektrisch isolierende Schicht (2) als ein DCB- oder I MS-Substrat ausgebildet sein können), eine erste Lotschicht (4), welche auf der ersten elektrisch leitenden Schicht (3) angeordnet ist, und zumindest ein Leistungs-Bauelement (5), welches jeweils auf der ersten Lotschicht (4) angeordnet ist, wobei zumindest ein zweiter Abstandshalter (16) jeweils zwischen der Bodenplatte (15) und der zweiten elektrisch leitenden Schicht (13) angeordnet ist. Um u.a. ein kostengünstiges Leistungsmodul (1) bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass die jeweilige elektrisch leitende Schicht (3, 13) in der Umgebung des jeweiligen Abstandshalters (6, 16) zumindest eine Vertiefung (8, 18) aufweist und der jeweilige Abstandshalter (6, 16) als zumindest ein Vorsprung (9, 19) der jeweiligen elektrisch leitenden Schicht (3, 13) ausgestaltet ist. Das Leistungsmodul (1) kann auch sowohl den ersten als auch den zweiten Abstandshalter (6, 16) aufweisen. Der jeweilige Abstandshalter (6, 16) und die jeweilige elektrisch leitende Schicht (3, 13) können einstückig ausgebildet sein. Je Abstandshalter (6, 16) kann die zumindest eine Vertiefung. (8, 18) im Wesentlichen dasselbe Volumen wie der zumindest eine Vorsprung (9, 19) aufweisen. Der jeweilige Abstandshalter (6, 16) kann durch Umformen der jeweiligen elektrisch leitenden Schicht (3, 13) hergestellt werden, bspw. durch plastische Verformung, insbesondere durch Beaufschlagung der jeweiligen elektrisch leitenden Schicht (3, 13) mit Druck oder durch Einbringung einer Kerbe (z.B. mittels eines Meißels) in die jeweilige elektrisch leitende Schicht (3, 13). Die jeweilige Vertiefung (8, 18) kann ringförmig bzw. zylinderförmig und der jeweilige Vorsprung (9, 19) zylinderförmig bzw. ringförmig ausgestaltet sein, wobei die jeweilige, ringförmige bzw. zylinderförmige Vertiefung (8, 18) insbesondere mittels eines ringförmigen bzw. zylinderförmigen Stempels unter Ausbildung des jeweiligen, zylinderförmigen bzw. ringförmigen Vorsprungs (9, 19) in die jeweilige elektrisch leitende Schicht (3, 13) eingebracht ist. Der jeweilige Abstandshalter (6, 16) kann auch durch teilweises Abtragen der jeweiligen elektrisch leitenden Schicht (3, 13) ausgebildet sein, insbesondere mittels Ätzen oder Fräsen. Alternativ kann der jeweilige Abstandshalter (6, 16) additiv auf der jeweiligen elektrisch leitenden Schicht (3, 13) ausgebildet sein, wobei der jeweilige Abstandshalter (6, 16) lötfähiges Material, lötfähig beschichtetes Material, Bonddraht, Kupfer, Kupferpaste und/oder Silber aufweist und/oder wobei der jeweilige Abstandshalter (6, 16) mittels 3D-Druck, mittels eines Beschichtungsverfahrens, insbesondere Kaltgasspritzen, oder mittels Siebdruckes ausgebildet ist. Ein elektrisches Gerät (10), insbesondere Umrichter, kann zumindest ein derartiges Leistungsmodul (1) aufweisen. Dank dem jeweiligen Abstandshalter (6, 16) kann die Dicke der jeweiligen Lotschicht (4, 14) optimiert werden, so dass sie eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweist und Verspannungen auf Grund von thermischen Ausdehnungen kompensieren kann und so dass sich keine Risse bilden und die jeweilige Lotschicht (4, 14) nicht brüchig wird.