(57)【要約】  本発明は、半導体チップ（３）を凹部（１０）内に有している、ケーシング本体（１）を備えた電子素子に関している。ここでは、前記半導体チップ（３）が前記凹部内で、第１のガラス転移点温度を有する第１のプラスチック材料からなる注型材（６）に埋め込まれ、前記凹部（１０）上に、第２のガラス転移点温度を有する第２のプラスチック材料からなるカバー要素（８）が設けられ、前記第２のガラス転移点温度は、第１のガラス転移点温度よりも低いことを特徴としている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップ（３）を凹部（１０）内に有しているケーシング本体（１）を備えた電子素子であって、
前記半導体チップ（３）が前記凹部内で、第１のガラス転移点温度を有する第１のプラスチック材料からなる注型材（６）に埋め込まれており、
前記凹部（１０）上に、第２のガラス転移点温度を有する第２のプラスチック材料からなるカバー要素（８）が設けられており、
前記第２のガラス転移点温度は、第１のガラス転移点温度よりも低いことを特徴とする電子素子。
【請求項２】
前記第１及び第２のプラスチック材料は、それぞれ１つの熱硬化性プラスチックを有している、請求項１記載の電子素子。
【請求項３】
前記第１及び第２のプラスチック材料は、それぞれ１つのエポキシ樹脂を有している、請求項２記載の電子素子。
【請求項４】
前記第１のガラス転移点温度は、１２０℃〜１５０℃の間の範囲にある、請求項１から３いずれか１項記載の電子素子。
【請求項５】
前記第２のガラス転移点温度は、８０℃〜１２０℃の間の範囲にある、請求項１から４いずれか１項記載の電子素子。
【請求項６】
前記カバー要素（８）は、接着剤（７）を用いて前記注型材（６）上に設けられている、請求項１から５いずれか１項記載の電子素子。
【請求項７】
前記接着剤（７）と前記カバー要素（８）は、同じガラス転移点温度を有している、請求項６記載の電子素子。
【請求項８】
前記ケーシング本体（１）内に埋め込まれ、結合材料（４）を用いて半導体チップ（３）が取付けられている導体路フレーム（２）をさらに有している、請求項１から７いずれか１項記載の電子素子。
【請求項９】
前記ケーシング本体（１）は熱可塑性プラスチックを有している、請求項１から８いずれか１項記載の電子素子。
【請求項１０】
前記熱可塑性プラスチックは、ポリフタラミド（ＰＰＡ）を有している、請求項９記載の電子素子。
【請求項１１】
前記ケーシング本体（１）は表面実装可能である、請求項１から１０いずれか１項記載の電子素子。
【請求項１２】
前記半導体チップ（３）は、オプトエレクトロニクス半導体チップである、請求項１から１１いずれか１項記載の電子素子。
【請求項１３】
前記半導体チップ（３）は、光を放出する半導体チップである、請求項１２記載の電子素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子素子に関している。
【背景技術】
【０００２】
この出願は独国特許出願第１０  ２０１０  ０４６  １２２.９号明細書の優先権を主張するものであり、この従属関係によってその開示内容も本願に含まれるものとなる。
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）のような半導体素子を、半田付けプロセスによってプリント基板のような支持体上に固定すると、当該発光ダイオード（ＬＥＤ）とその構成要素は、半田付けに必要とされる加熱と、その後の冷却とによって、熱的緊張に晒される。発光ダイオード（ＬＥＤ）が例えばその中に半導体チップが設けられている複数の異なるプラスチップ部材を含んだケーシングを有している場合には、前述したような熱的緊張はケーシング内で半導体チップに次のような作用を及ぼす。すなわち当該半導体チップの半田が溶けて取り付け面から外れるか浮き上がるような作用である。このことはＬＥＤの破損につながる。例えば半導体チップが埋め込まれている材料の上にさらにカバーを有しているような部材の場合では、加熱ないし冷却の際の熱的不均一性と、それに伴う熱的及び機械的緊張とがさらに増加し、これによってこの種の構成素子に対する破損の確率も上昇する。
【０００４】
この種の作用に対抗するために、例えば取り付け面への半導体チップの固定が高い粘着能力を備えた接着剤によって達成することが可能である。さらに、プラスチック材料、とりわけ弾性モジュールの比較的低い注型材、例えばシリコーンを用いることも可能である。さらに、ケーシングの幾何学形態の適合化ないし最適化によって熱的ないし機械的緊張を低減することも可能である。さらに、半導体チップを取り付け領域に固着させる接着剤を、例えば適切な形状の専用溝を構成することによって前記注型材料から分離させる試みも可能である。
【０００５】
しかしながらこれらの全ての手段は、半導体素子の製造コストの一部において著しく高めることにつながる可能性がある。
【０００６】
本発明によって特定される実施形態の少なくとも１つの課題は、半田付け過程の際の半導体チップの不所望な剥離の危険性を低減することのできる、半導体チップを備えた電子素子を提供することである。
【０００７】
この課題は独立請求項に記載の本発明によって解決される。本発明の有利な実施形態及びさらなる改善構成は、従属請求項にも記載されており、さらに以下の明細書、図面にも開示される。
【０００８】
本発明の少なくとも１つの実施形態による電子素子は、凹部を備えたケーシング本体を有している。この凹部内には半導体チップが配設される。このケーシング本体は特に成形加工されていてもよい。このことは、半導体チップの取り付け前に、このケーシング本体が、射出成形、射出プレス、成形プレス等の成形プロセスを用いて、適切な材料から、例えば熱可塑性樹脂から成形されることを意味する。この熱可塑性樹脂は、例えばポリフタラミド（ＰＰＡ）又はその他の適切なプラスチック材料を有し得る。
【０００９】
さらに前記素子はケーシング本体内に埋め込まれる導体路フレームを有している。この導体路フレームはとりわけケーシング本体の材料によって成形されていてもよく、半導体チップのための取り付け領域を提供し得る。さらにこの導体路フレームはケーシング本体外で電子素子のためのコンタクト領域も提供し得る。それにより、電子素子を半田付けプロセスによって支持体上、例えばプリント基板上に固定し、電気的に接続形成することが可能となる。
【００１０】
さらに前記半導体チップは、導体路フレーム上に配置して結合材料を用いることでそこに取り付けることも可能である。この結合材料は、例えばいわゆるチップ用接着剤とも称される導電性の接着剤であってもよい。また代替的に、半田を含有する結合材であってもよい。電子素子の機能に関する高い信頼性を保証するためには、半導体チップを結合材料を用いて導体路フレームに永続的に固定し、当該フレームと電気的に接続させることが必要となる。
【００１１】
さらに電子素子は表面実装可能に構成し得る。このことはとりわけ、導体路フレームがケーシング本体の外側に表面実装可能なコンタクト領域を提供するように構成されていることを意味する。
【００１２】
別の実施形態によれば、半導体チップがオプトエレクトロニクス半導体チップである。その際に、この半導体チップはとりわけ光を放出するかまたは光を受光する半導体チップとして構成され得る。半導体チップによって放射ないし受光される光の所望の波長領域に応じて、半導体チップは例えばエピタキシャル積層体として、すなわちエピタキシャル成長された半導体チップ積層体として、砒化物、リン化物または窒化物等の化合物半導体材料系をベースにして形成可能である。この種の半導体チップは当業者にとっては既知なものなのでここでの詳細な説明は省く。それに対して代替的に、前記半導体チップを例えばトランジスタとして実施してもよいし、集積回路あるいは前述したような半導体チップの組み合わせ回路として実施してもよい。
【００１３】
さらに別の実施形態によれば、ケーシング本体の凹部内に半導体チップが埋め込まれた第１のプラスチック材料からなる注型材が設けられる。このことは特に次のようなことを意味する。すなわち、当該注型材が、半導体チップに、例えば化合物材料が設けられていない全ての表面領域において、直接半導体チップに当接することを意味する。それにより、半導体チップは、注型材と直接接触するようになる。それに伴い前記注型材において発生した熱的ないし機械的緊張も半導体チップに直接作用し得るようになる。
【００１４】
半導体チップが、例えばオプトエレクトロニクス半導体チップとして、とりわけ光を放出する半導体チップとして実施される場合には、前記注型材のプラスチック材料は透明に構成されていてもよい。さらに前記注型材は、例えば第１のプラスチック材料内へ埋め込まれた波長変換剤及び／又は散乱粒子を有し得る。
【００１５】
別のさらなる実施形態によれば、前記凹部の上に、第２のプラスチック材料からなるカバー要素が設けられる。このカバー要素は、注型材の保護ないしは注型材上の半導体チップの保護のために設けられていてもよい。さらにこのカバー要素は、電子素子に対して付加的な機能性を提供するものであってもよい。半導体チップが、オプトエレクトロニクス半導体チップとして、とりわけ光を放出する半導体チップとして実施されるならば、前記カバー要素は、例えば光学的な素子、例えば特にレンズとして実施可能である。それについて有利には、カバー要素の第２のプラスチック材料が透明であってもよい。その際には、当該第２のプラスチック材料内へ波長変換剤及び／又は散乱粒子が埋め込まれていてもよい。
【００１６】
このカバー要素は、とりわけ接着剤を用いて注型材に設けられていてもよい。このことは、特に、カバー要素が接着剤を用いて注型材の上に固定されることを意味している。その際この接着剤は同じ材料か、又は少なくとも前記注型材の第１のプラスチック材料と同じ材料クラスか、又は前記カバー要素の第２のプラスチック材料と同じ材料クラスを有する。特に有利には接着剤はエポキシ接着剤であってもよい。このエポキシ接着剤は、カバー要素と注型材との間に注入され、注型材をカバー要素に永続的に接続させる。特に有利には接着剤は、同じ特性、とりわけカバー要素と同じガラス転移点温度を有している。換言すれば、前記接着剤は、プラスチック材料、例えば第２のガラス転移点温度を有している第２のプラスチック材料を含んでいる。
【００１７】
別の実施形態によれば、第１のプラスチック材料は第１のガラス転移点温度を有しており、それに対して第２のプラスチック材料は第２のガラス転移点温度を有している。この第２のガラス転移点温度はこの場合、第１のガラス転移点温度よりも低い。ガラス転移点温度とは、第１ないし第２のプラスチック材料の変形能力が急激に変化する温度のことである。つまりガラス転移点温度よりも下方では、第１ないし第２のプラスチック材料は、僅かな変形性しか有さず、どちらかといえば脆性を有する。それに対してガラス転移点温度よりも上の温度に対する変形性は、どちらかといえば軟質プラスチックの変形特性によって特徴付けられる。このことはとりわけ次のようなことを意味する。すなわちガラス転移点温度よりも上方では第１ないし第２のプラスチック材料はそれぞれ低い弾性率を有し、それに対してガラス転移点温度よりも下方では、それぞれの弾性率が大きくなることを意味する。さらに熱膨張係数もガラス転移点温度の上方と下方では著しく異なる。
【００１８】
別の実施形態によれば、第１及び第２のプラスチック材料はそれぞれ熱硬化性プラスチックを有している。例えば第１及び／又は第２のプラスチック材料は、エポキシド及び／又はアクリラートを有している。特に有利には、第１のプラスチック材料も第２のプラスチック材料もそれぞれエポキシ樹脂を有している。第１及び第２のプラスチック材料内の異なる添加特性及び／又は異なる架橋特性によって、これらはそれぞれ前述したような第１及び第２のガラス転移点温度を有し得る。
【００１９】
公知の電子素子では、注型材料とカバー材料に対して同じガラス転移点温度か若しくは少なくともほぼ同じガラス転移点温度を備えたプラスチック材料を通常は用いる。この種の公知の電子素子が半田付けされる場合には、そのような電子素子の個々の要素は少なくとも半田付けの後の冷却過程のときに著しい温度差にさらされる。そのような素子の表面は非常に急速に周囲温度と同じ温度に達するのに対して、そのような素子の内部の構成要素、例えば注型材や半導体チップなどはまだ高い温度にある。なぜなら例えば熱硬化性プラスチックなどのようなプラスチック材料は、冷却過程の際にはガラス転移点温度の上方で強い収縮を被るからである。それに対してガラス転移点温度の下方では、実質的に僅かな温度依存性の膨張変化しか起こさない。さらに上述したようにガラス転移点温度の上方と下方では異なる弾性率を有するので、冷却の際には、さらに外側にある要素やその領域、例えばカバー要素やその表面は、既にガラス転移点温度よりも下方にあり、それに伴って実質的に硬直する。それに対して素子の内部にある要素、例えば注型材料などは、またガラス転移点温度よりも上方にあり、それに伴ってさらなる冷却の際には、さらに強く収縮する。カバー材料は既に硬直し、少なくとも表面領域においては固定的形態を占めることにより、カバー材料と注型材料からなるシステム全体の収縮の重点がカバー材料の方向へ移動する。そのため、注型材料と半導体チップとの間、並びに注型材料とケーシング本体との間に、引っ張り応力が形成される。しかもこの引っ張り応力は、半導体チップをケーシング本体に取り付けている結合材料の粘着力をしばしば上回る。そのため、実質的に同じガラス転移点温度を有する材料が用いられている公知の素子においては、半導体チップの層剥離が容易に起こり得る。
【００２０】
そのような公知の素子とは異なって、ここに開示する本発明による電子素子の場合では、カバー要素が硬化する時点が遅延を伴うため、冷却過程の間、カバー要素は、変形可能な弾性状態により長く留まる。それにより、注型材における遅延した冷却によって生じる収縮は、カバー要素によってより長く補償され得る。これにより、半導体チップに悪影響を与えていた熱弾性応力が有利に低減されるようになる。特に有利には、第１及び第２のガラス転移点温度が次のように設定されていてもよい。すなわち、通常の半田付け過程と冷却過程のもとで、カバー要素の硬化と注型材の硬化が実質的に同時に起きるように設定されていてもよい。
【００２１】
さらに別の実施形態によれば、第１のガラス転移点温度が１２０℃以上に設定される。また別の実施形態によれば、第１のガラス転移点温度が１５０℃以下に設定可能である。このことはとりわけ、第１のガラス転移点温度が、１２０℃〜１５０℃の間の範囲にあることを意味し、ここでは境界を含んでいてもよい。
【００２２】
さらに別の実施形態によれば、第２のガラス転移点温度が第１のガラス転移点温度よりも低く、とりわけ１２０℃か又は１２０℃よりも低い。特に有利には、第２のガラス転移点温度が１１０℃以下である。さらに第２のガラス転移点温度は、８０℃以上であってもよい。このことは、第２のガラス転移点温度が８０℃〜１２０℃の間、有利には８０℃〜１１０℃の間にあることを意味する。この場合これらの境界温度も含まれていてもよい。
【００２３】
これまでに説明してきた電子素子は、第１のガラス転移点温度と第２のガラス転移点温度の適合化によって相互に、半田過程の間の熱機械的特性の改善、とりわけ表面実装可能な電子素子のための半田過程の間の熱機械付き快適特性の改善が得られる。特に、半田過程とそれに続く冷却過程の間の半導体チップに対する機械的ストレスを低減することができ、それと供に導体路チップからの半導体チップの剥離も回避することが可能となる。このことはとりわけ、半田過程とそれに続く冷却過程の間の素子内部において、特にケーシング本体の凹部内部の半導体チップに対する引張り応力を軽減することにつながる。それにより半導体チップの脱落が回避されるようになる。
【００２４】
本発明のさらなる利点とさらに有利な実施形態並びに改善形態は、以下の明細書で図面１乃至４に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の異なる実施形態を示した概略図
【図２】本発明の異なる実施形態を示した概略図
【図３】本発明の異なる実施形態を示した概略図
【図４】本発明のさらなる実施形態による電子素子の半田過程後の冷却過程を概略的に示した図
【００２６】
実施例
前記実施例及び図面中において、同じ構成部材又は同じ作用の構成部材には同じ参照符号が付されている。但し図中に示されている要素のサイズ比は相互に異なっており、基本的には必ずしも縮尺通りではない。それどころか個々の要素、例えば層、部材、素子、及び領域は、見易くする理由から拡大されたサイズ比で描写することもあることを述べておく。
【００２７】
図１には本発明による電子素子の実施例が示されており、この電子素子はケーシング本体１を有している。このケーシング本体１は凹部１０を有しており、この凹部内には、半導体チップ３が配設されている。ここでは本発明による実施例、特に以下で説明する実施例でそれぞれ示されている電子素子が、オプトエレクトロニクス素子の単なる実施例として描写されている。この電子素子はオプトエレクトロニクス半導体チップ、とりわけ光を放出する半導体チップを有している。
【００２８】
ケーシング本体１は、本発明の実施例によれば、熱可塑性プラスチック、例えばポリフタラミド（ＰＰＡ）を有し、成形プロセス、例えば射出成形プロセスを用いて成形される。ケーシング本体１の製造の際には、ケーシング本体１の材料と共に成形処理される導体路フレーム２が設けられる。その際ケーシング本体１と導体路フレーム２は、図１に示されているように、当該電子素子が表面実装可能となるように実施される。
【００２９】
半導体チップ３は、結合材料４を用いて、図示の実施例では導電性の接着剤を用いて導体路フレーム２と、凹部１０内のケーシング本体１上に固定される。半導体チップ３の上側は、ボンディングワイヤ５、例えば金線を介して導体路フレーム２に導電的に接続される。
【００３０】
ここに示されている実施形態のケーシング本体１、例えばケーシング本体１の材料、導体路フレーム２の材料、半導体チップ３の材料の実施形態に対して代替的に、これらの要素は、その他の材料、幾何学構造、配置構成、実施形態を有し得る。
【００３１】
ケーシング本体１の凹部１０内には、第１のプラスチック材料からなる注型材６が設けられる。この注型材６の内部には半導体チップ３が埋め込まれている。図示の実施例では、この注型材６が凹部１０内に完全に充填される。それに対して代替的に、前記注型材６を、凹部１０の一部にだけ充填することも可能である。すなわち、注型材６は、凹部１０の上方縁部まで充填させないことも可能である。
【００３２】
前記凹部１０の上には第２のプラスチック材料からなるカバー要素８が設けられている。このカバー要素８は、当該実施例ではレンズとして実施されている。このレンズは注型材６への被着前に成形して前処理されて注型材上に配置され、接着剤７を用いてそこに固定される。カバー要素８の被着前に、注型材６も硬化される。
【００３３】
注型材６の第１のプラスチック材料並びにカバー要素８の第２のプラスチック材料は、それぞれ透過性の熱硬化性プラスチックから製造され、図示の実施例ではとりわけそれぞれエポキシ樹脂からなる。この場合第１のプラスチック材料は第１のガラス転移点温度を有し、この温度は１２０℃〜１５０℃の範囲にある。それに対して第２のプラスチック材料は、第２のガラス転移点温度を有し、この温度は前記第１のガラス転移点温度よりも低い。特に図示の実施例においては前記第２のガラス転移点温度は８０℃〜１１０℃の範囲にある。
【００３４】
前記第１及び第２のプラスチック材料の異なるガラス転移点温度は、そのつどのエポキシ樹脂に対する添加物によって、及び／又は、材料のその都度の硬化の際の異なる架橋点などによって達成されてもよい。
【００３５】
特に有利には、前記接着剤７がカバー要素８と同じ特性、とりわけ同じガラス転移点温度を有する。それに対して前記接着剤７として例えば第２のカバー要素８の第２のプラスチック材料が被着されてもよい。
【００３６】
図２及び図３には、本発明による電子素子のさらに別の実施例が示されており、この実施例は図１による実施例に比べて、反射器として成形された凹部１０がケーシング本体１内に有している。それにより、とりわけ光を放出する半導体チップ３を有している電子素子の場合、半導体チップ３内で放射される光の放射量の増加が可能である。
【００３７】
図３の実施例による伝素子のケーシング本体はさらに次のように構成されている。すなわち反射器として成形された凹部１０の反射性をさらに高めるために、凹部１０、とりわけ凹部１０の底面が、半導体チップ３とボンディングワイヤ５のための取付け領域ないし接続領域まで、ケーシング本体材料によって覆われている。
【００３８】
図４には、図３の実施例による電子素子の単なる一例が示されており、この電子素子は純粋な一例として、通常の半田付けプロセスを用いて基板ないしプリント基板９上に半田付けされる。
【００３９】
これに対して当該の電子素子とプリント基板９は、通常、２４０℃以上から２７０℃以下の最大温度（ピーク温度）、典型的には２６０℃の最大温度まで加熱される。この温度のもとでプリント基板９と電子素子の導体路フレーム２との間に設けられた半田剤が溶融され、それによって電子素子のプリント基板９上への取付けと固定が可能となる。それに続いて当該伝素子は１６５℃まで冷却される。
【００４０】
１６５℃の温度からは、前記電子素子は、通常は毎秒６ケルビンの冷却率で直接室温まで冷却される。その際プリント基板９上の電子素子には、複数の矢印９０を用いて示されているように、上側と下側から冷却空気が当てられる。この時間領域においては、当該電子素子の個々の要素が明らかな温度差を有している。前記電子素子の上面の矢印９１の付されている領域は、積極的な冷却に基づいて非常に迅速に冷却空気温度に達するのに対して、内部にある構成要素、例えば領域９３付近における、注型材６、半導体チップ３、結合材料４などの構成要素はまだ比較的高い温度にある。冷却の際にこれらのプラスチック材料はそれぞれ収縮を被る。第１のプラスチック材料と第２のプラスチック材料、図示の実施例ではエポキシ樹脂を有しているプラスチック材料は、ガラス転移点温度の上方において強い収縮を受け、それに対してガラス転移温度の下方においては、それぞれの材料の温度に起因する膨張がオーダー単位で低減される。さらにガラス転移点温度の移行の際には、それぞれのプラスチック材料の弾性率が大きく変化する。ガラス転移点温度の下方では、弾性率が高く、例えばエポキシ樹脂の場合には、１ＧＰａよりも大である。このことは、材料の剛性構造にも反映されている。ガラス転移点温度の上方では、当該エポキシ樹脂が軟化され、弾性率は低減しており、典型的には１ＭＰａよりも小さい値となる。さらにガラス転移点温度の移行ないし下回りの際にはそれぞれの膨張係数の変化も無視できないくらいとなる。エポキシ樹脂は典型的にはガラス転移点温度よりも下方においては、６０〜７０ｐｐｍ／Ｋの熱膨張係数を有し、それに対してガラス転移温度の上方においては、熱膨張係数は約１６０〜１７０ｐｐｍ／Ｋの値となる。
【００４１】
ここに記載されている電子素子の有利な硬化の説明のために、以下の明細書ではまず注型材又はカバー要素を備えた従来の素子に対する冷却過程の作用を説明する。この作用はそれぞれ同じガラス転移温度を有する材料のものである。ここでは純粋な例示としてそれぞれのガラス転移点温度が約１３０℃のもとにあることから出発する。
【００４２】
半田付けプロセスにおけるピーク温度までの加熱過程の際に、それぞれの材料、すなわちケーシング本体の材料、注型材６の材料、及びカバー要素の材料は、室温のときの状態に比べて大きく膨張する。冷却期間の間はこれらの材料は再び収縮する。その際、カバー要素は既にガラス転移点温度よりも下方の温度を有する場合がある。それに対して注型材量はまだガラス転移点温度よりも上にある。このことは次のことにつながる。すなわち、カバー要素の表面が既に硬化され、高い弾性率を有することにつながる。それに対してカバー要素の内部、並びに注型材料はまだガラス転移点温度よりも上にある。このことは次のようなことを意味する。すなわち、カバー要素の表面は既に所定の時点から硬化され、その際のカバー要素は室温のときの状態に比べてまだ高い体積を有することを意味する。それにより、次のような作用が生じる。すなわちカバー要素の材料がさらなる冷却によって縮み、すなわち収縮し、その体積の低減が試行される。
【００４３】
カバー要素の表面が既に硬化し、固定的な形態を占めることによって、注型材、接着剤、カバー要素からなるシステム全体の収縮重点がカバー要素の表面方向に移動する。このことはさらに、カバー要素の表面に対向している、注型材と導体路フレームとの間の接続面、及び注型材と半導体チップとの間の接続面、及び注型材とチップ接着剤との間の接続面のそのつどの材料が引張り応力を形成することを同時に意味する。この引張り応力は、しばしば、導体路フレームにおける注型材の粘着力を上回り、そのためここでは注型材量の剥離が観察され得る。この引張り応力が、半導体チップとチップ接着剤との間の粘着力、又はチップ接着剤と導体路フレームとの間の粘着力よりも大きくなった場合には、このことは導体路フレームからの半導体チップの脱落ないし剥離につながる。これにより当該素子における電気的なコンタクトの開放が生じ、これは当該電子素子の欠陥に結び付く。
【００４４】
この公知の電子素子のもとで生じる作用とは異なって、半田付け過程の間若しくは半田付け過程の後と冷却過程の後での半導体チップ３の浮き上がりないし剥離は次のことによって回避可能である。すなわち、第１及び第２のプラスチック材料と相応のガラス転移点温度の適切な選択によって、熱的不均衡に対抗させることで回避可能である。第２のプラスチック材料が、第１のプラスチック材料の第１のガラス転移点温度よりも低い第２のガラス転移点温度を有することによって、カバー要素８が第２のガラス転移点温度を下回った場合も、注型材６が第１のガラス転移点温度を早期に若しくは同時に下回ることが達成される。これによりカバー要素８によって僅かな機械的ストレスしか注型材６と半導体チップ３にはかからなくなる。
【００４５】
カバー要素と注型材のガラス転移点温度がほぼ同じである公知の素子に基づけば、冷却過程の間、図４に示されている領域９１、９２、９３において異なる温度が発生する。この場合、領域９１における温度は、領域９２における温度よりも低く、領域９２における温度は、領域９３における温度よりも低い。領域９１における温度がガラス転移点温度を、例えば１３０℃のガラス転移点温度を下回った場合には、カバー要素の上側は既に硬化し、それに対して前述したように領域９２におけるカバー要素及び領域９３における注型材はまだガラス転移点温度よりも上の温度を有し得る。そのためさらにまだ収縮可能である。
【００４６】
第１のガラス転移点温度よりも低い第２のガラス転移点温度を有するこれまでに説明してきた電子素子の場合、以下の明細書では純粋な一例として、注型材６の約１３０℃の第１のガラス転移点温度と、カバー要素８の約１００℃の第２のガラス転移点温度から出発する。領域９１における温度が１００℃よりも高い間は、カバー要素８の表面はまだ硬化しない。領域９１における温度が１００℃の第２のガラス転移点温度を下回って初めて、カバー要素８の表面が硬化する。領域９２における温度、つまりがバー要素８の内部領域における温度がまだ１００℃以上であるかぎりは、当該領域におけるカバー要素８の第２のプラスチック材料は収縮し続ける。領域９３における第１のプラスチック材料が１３０℃の温度よりも下方で、但し１００℃の温度よりも上方にある場合には、１３０℃の第１のガラス転移点温度に基づいて注型材６、つまり第１のプラスチック材料は既に硬化する。例えば領域９２においても領域９３においても、例えば１２０℃の温度が優勢である場合には、注型材６が既に硬化する。それに対してカバー要素８はまだ第２のガラス転移点温度の上方にある。領域９２におけるカバー要素８がまだ引き続き収縮するならば、半導体チップ３に対する応力、ないしは注型材６、半導体チップ３、結合材料４、導体路フレーム２、ケーシング材料１の間の各境界面に作用する応力が著しく低減される。それにより、半田付け過程の後の冷却の際の熱的不均衡に対抗し、半導体チップ３の剥離を回避することが可能となる。
【００４７】
なお本発明は、実施例に基づいて本願明細書で説明してきたこれらの実施例に限定されるものではない。それどころか本発明は、これらの特徴又はこれらの組み合わせ自体が特許請求の範囲若しくは実施例において詳細に説明されていなくても、特許請求の範囲に特定されている特徴のあらゆる組み合わせを含むものであることを理解されたい。
【図１】
2013541207.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2013541207.tif 000007
2013541207.tif 000008
2013541207.tif 000009
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