(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンドイッチ構造のマイクロエレクトロニクス構成部材であって、
該構成部材は、第１の導体路平面（３）と少なくとも電力用ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含む多数の半導体チップ（４）を備えた第１の支持体（２）を有し、
前記半導体チップは第１の導体路平面（３）と接続しており、
半導体チップ（４）の、第１の支持体（２）に対向する側には、第２の導体路平面（６）を備えたフレキシブルな第２の支持体（５）が配置されており、
該第２の導体路平面は、半導体チップ（４）の第１の支持体（２）とは反対側の表面と固定的に接続されている形式の構成部材において、
熱機械的緊張の点で不感である、半導体チップ（４）の接続部には第２の導体路平面（６）が設けられており、
当該接続部の接続はフレキシブルな導電性接着剤によって行われ、
該フレキシブルな導電性接着剤には導電性ボールが埋め込まれており、
該フレキシブルな導電性接着剤はその中に配置された導電性ボールと共に半導体チップと第２の導体路面（６）との間に配置されている、
ことを特徴とするマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項２】
半導体チップは第１の導体路面（３）に導電性接着剤によって接着される、請求項１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項３】
半導体チップを第１の導体路面に接着する導電性接着剤には導電性ボールが埋め込まれている、請求項２記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項４】
第２の支持体（５）はプラスチックシート、とりわけポリイミドシートからなる、請求項１記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項５】
第１の支持体（２）はセラミック材料からなる、請求項１から３までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項６】
セラミック材料は酸化アルミニウムセラミックまたは窒化アルミニウムセラミックからなる、請求項５記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項７】
支持体（２）と導体路（３）との接合部は厚層セラミックとして導体路に焼結されるか、またはＤＣＢ（Direct Copper Bonding）技術またはＡＭＢ（Active Metal Brazing）技術で作製される、請求項５または６記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項８】
導体路は銅または銀から成る、請求項７記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項９】
第１の支持体（２）および／または第２の支持体（５）の導体路に対向する側には金属層（９）が設けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１０】
第１の支持体（２）および／または第２の支持体（５）の、第２の導体路に対向する側、場合により金属層（９）にはヒートシンク（１９）が配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１１】
第２の支持体（５）はヴィアホール（１０）を有する、請求項１から１０までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１２】
さらに制御電子回路および／または評価電子回路および／または保護構成部材（１１）を有する請求項１から１１までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１３】
制御電子回路または評価電子回路または保護構成部材（１１）の少なくとも１つは第２の支持体（５）に配置されている、請求項１２記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１４】
構成部材（１１）はヴィアホール（１０）を介して第２の支持体（５）で第２の導体路平面（６）と接続されている、請求項１３記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１５】
第１および第２の支持体（２，５）は相互にクランプ接合されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１６】
支持体（２，５）の一方には２つ以上のホルダ（２２）が設けられており、
該ホルダは、他方の支持体（５，２）の所属の切欠部または貫通開口部にハンダ付け可能に係合する、請求項１５記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１７】
第２の支持体（５）は複数の個別領域に分割されている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１８】
２つの電力用ＩＧＢＴと、２つのダイオードを有する、請求項１から１７までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材。
【請求項１９】
第１の導体路（３）および多数の半導体チップ（４）を備えた第１の支持体（２）を有し、前記半導体チップは第１の導体路平面と接続されている形式のマイクロエレクトロニクス構成素子（２３）において、
半導体チップ（４）を第２の導体路平面（４）と接続するための導電性ボール（８）に請求項１記載のフレキシブルな導電性接着剤層が設けられている、ことを特徴とするマイクロエレクトロニクス構成素子。
【請求項２０】
さらに第１の支持体（２）および／または第２の支持体（５）の導体路に対向する側に設けられている金属層（９）、および／または第１の支持体（２）および／または第２の支持体（５）の、第２の導体路に対向する側、場合により金属層（９）に配置されているヒートシンク（１９）、および／または支持体（２，５）の一方に２つ以上設けられ、かつ、他方の支持体（５，２）の所属の切欠部または貫通開口部にハンダ付け可能に係合するホルダ（２２）を有する、請求項１９記載のマイクロエレクトロニクス構成素子。
【請求項２１】
請求項１から２０までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材（１）の製造方法において、
導電性ボール（８）を、第２の支持体（５）の第２の導体路平面（６）の接続箇所に導電性でフレキシブルな接着剤を用いて固定し、
フレキシブルな導電性接着剤を、第１の支持体（２）の第１の導体路平面（３）と接続される半導体チップ（４）の接続面に被着し、
第１および第２の支持体（２，５）を接合することを特徴とする製造方法。
【請求項２２】
請求項１から１８までのいずれか１項記載のマイクロエレクトロニクス構成部材または請求項１９または２０記載のマイクロエレクトロニクス構成素子を有することを特徴とするインバータ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、サンドイッチ構造のマイクロエレクトロニクス構成部材、その製造方法、および本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材を有するインバータに関する。
この種のインバータは、直流を交流に変換するのに使用することができ、例えばモータの制御の際に必要である。これまでインバータに使用されていた電力モジュールは通常、支持体を有し、この支持体に多数の電力チップ並びに制御、評価および保護等のための構成部材が並置されている。支持体は例えば充填プラスチックのシートとすることができ、このシートはアルミニウムから成る底部板に配置されている。プラスチックシートには通常は銅の導体路システムが配置されている。個々の構成部材相互間の接続および導体路への接続はいわゆるワイヤボンディングにより行われる。いわゆるエコノパックでは、導体路ではなく接続ピンに直接ボンディングされる。しかしエコノパックでも標準モジュールでも、ボンディングのために接続ピンが必要であり、その製造は面倒で高価である。なぜなら接続ピンを別個の製造ステップで特殊工具によって作製しなければならないからである。
すべてのシステム要素を同一平面に順次配置することによって、公知の電力モジュールは比較的大型であり、ボンディングワイヤによってブリッジすべき接続路は比較的長い。低インダクタンスの構造はこのような構成では困難であり、高い技術コストによって実現される。ダイナミックなネガティブフィードバックを阻止するために、制御端子に対して付加的な制御ソースが必要である。ワイヤボンディングはとりわけ負荷交番要求に関しては弱点である。このことは電力モジュールの信頼性にかかわってくる。
本発明の課題は、とりわけ電力モジュールとして使用することができ、簡単かつ省スペースに取り付けることのできるマイクロエレクトロニクス構成部材を提供することである。マイクロエレクトロニクス構成部材はとりわけ安価で、簡単に製造できるようにする。また個々の要素の構成に関して高いフレキシビリティを有していなければならない。さらに電力部材および制御部材の低インダクタンス構造を保証しなければならない。
この課題の解決は、請求項１のマイクロエレクトロニクス構成部材により達成され、この構成部材は請求項２７記載の方法によって製造され、請求項２９記載のインバータに使用することができる。本発明はさらに請求項２５のマイクロエレクトロニクス構成部材に係るものであり、この構成部材は本発明の構成部材の前段として使用することができる。発展形態および有利な手段は従属請求項に記載されている。
本発明は、サンドイッチ構造のマイクロエレクトロニクス構成部材に関し、この構造は第１の導体路平面を備えた第１の支持体と、第２の導体路平面を備えた第２の支持体とを有する。２つの支持体の間には複数の半導体チップが配置されており、この半導体チップは両方の導体路と接続している。半導体チップの、本発明のマルチチップモジュールにおける接続は、第１の支持体とは反対側の半導体チップ表面から第２の導体路平面へ固定の接続により行われる。サンドイッチ構造によって、個々の支持体を使用する場合よりも格段に小型で省スペースの構造が可能である。個別要素の構成におけるフレキシビリティの格段に大きくなる。
半導体チップと導体路平面との間の固定の接続とは、ボンディングワイヤを用いずに行われる接続であると理解されたい。適切な接続は例えば、ハンダ接続または導電性接着剤により行われる。ここではマイクロエレクトロニクス構成部材で通常使用されるすべてのハンダまたは導電性接着剤を使用することができる。例えば鉛ハンダまたは銀錫ハンダによるハンダ接続を実施することができる。
有利には接続は導電性ボールを使用して行う。この接続技術は基本的に公知であり、一般的には“ボールグリッド技術”と称される。導電性ボールは有利には鉛、鉛ハンダ、錫、錫−アンチモンハンダ、銅または銀またはそれらの合金のような金属材料からなる。有利には導電性ボールは半導体チップ、および接続する導体路平面にハンダ付けされる。この場合、ボールの製造材料は有利にはボールを固定するためのハンダよりも高い融点を有する。これはボールをハンダ付けする際にボールが溶けるのを阻止するためである。しかし、ボールを導電性接着剤、とりわけフレキシブルな接着剤を用いて固定することもできる。
本発明の方法によれば、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材を次のようにして製造することができる。すなわち、導電性ボールをまず第２の導体路平面の接続箇所に取り付ける。このために例えばハンダ塊が接続箇所に取り付けられる。とりわけ有利にはシルクスクリーン印刷またはほかのプリント法を用いて行う。導電性ボールは次に有利には有底孔によってハンダ塊の上に載置される。余ったボールは除去される。とりわけ有利にはボールは相互に僅かな間隔を有する。
続いて別のハンダ層を、導電性ボールを有する接続面に被着することができる。しかし有利には、ハンダ層を半導体チップの接続箇所に被着し、この接続箇所が第２の導体路平面と接続するようにする。有利には被着は新たにプリント法、とりわけシルクスクリーン法で行う。ハンダを、すでに第１の支持体に固定したチップに被着するか、またはまだ固定されていないチップに被着することができる。同じように、ハンダをチップの個別化の前にウェハに被着することもできる。後者の方法ステップでは、第１と第２の支持体が、これに取り付けられたチップ、ハンド被着部、および導電性ボールと継ぎ合わされ、これによりチップと第２の導電路平面が接続される。
択一的に、導電性ボールを半導体チップの表面上でハンダ被着部に取り付けることもできる。
本発明のサンドイッチ構造の作製後、第１と第２の支持体の間の中間室、および場合により別の支持体平面との間の中間室には有利には誘電材料が充填される。適切なのは例えばシリコン樹脂、ないしシリコンゲルである。
本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材で使用できる半導体チップは基本的に任意の方法で、第１の支持体に固定することができ、第１の導体路平面と接続することができる。有利には半導体チップは第１の支持体にハンダ付けされ、特に有利には第２の支持体および第２の導体路平面と同じようにして第１の支持体および第１の導体路平面と接続する。この場合、両側にハンダ付け可能な表面を有する半導体チップが必要である。この種のチップは基本的に公知である。例えばその表面にニッケル金属を設け、この層によりハンダの被着が可能になる。
支持体として、マイクロエレクトロニクス構成部材に対して通常使用される種々の支持体材料が適する。また例えばプラスチックシートまたはプラスチック層も他の材料との関連で適することがある。特に適するのは、例えば酸化アルミニウムセラミックまたは窒化アルミニウムセラミックからなるセラミック材料である。相応する導体路平面と関連して、このようなセラミック支持体は厚層セラミックとして公知であり、銅または銀等からなる導体路システムを支持体に焼結することができる。支持体および導体路の別の適切な接続システムは、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）またはＡＭＢ（Active Metal Brazing）技術で実施される。この種のセラミック支持体は、プラスチック支持体よりも非常に良好は熱伝導率を有し、このことはとりわけ電力モジュールに対して有利である。
熱放出を改善するために付加的に、第１および／または第２の支持体の、導体路平面に対向する側に金属層を被着することができる。この金属層は例えば銅からなる。この種の金属層は熱放射器として使用され、ヒートシンク（例えば金属板）と結合して、熱放出をさらに改善することができる。
良好な廃熱はとりわけ、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材に有利な実施例によって電力チップが実装されている場合に必要である。これらのチップが常時の負荷変化に曝されるなら、チップは交互に加熱および冷却される。このことにより場合により、本発明のサンドイッチ系が変形し、半導体チップと導体路平面との間の接合が機械的に過度に負荷されることがある。この負荷は、導電性接着剤を使用している場合には、純粋なハンダ接合、および導電性ボールを使用した下でのハンダ接合の場合よりも問題とならない。後者の場合に半導体チップと導体路平面との接続の破壊を阻止するために、サンドイッチ構造をフレキシブルに構成し、熱変形に適合できるようにする。
別の実施例によれば従って、第２の支持体が複数の相互に可動の個別領域に分割され、これら個別領域が温度変化に起因する系内の運動に追従できるようにする。
本発明の有利な実施例では、第２の支持体が全体でフレキシブルな材料から作製される。とりわけプラスチックシート、有利にはポリイミドシートからなる支持体が適する。
第２の支持体としてフレキシブルなシートが使用されるなら、たとえ可能であるにしてもこのシートの上に別の構成部材を配置しないと有利である。別の構成部材を本発明のサンドイッチモジュールの周囲に配置すると有利である。それにもかかわらずこのことは、本発明のサンドイッチモジュールにおいて付加的な接続を必要としない。なぜなら、フレキシブルな支持体シートに配置されたた導体路に接続を直接行うことができるからである。このためにはシートの縁部を単にやや上に反らせばよいだけである。
本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材のサンドイッチ構造によって、個々に使用される要素の配置の店で多様の構成が可能になる。
半導体チップの他に、マイクロエレクトロニクス構成部材は例えば制御および／または評価電子回路および／または保護構成部材を有し、これらは通常はマイクロエレクトロニクス構成部材で使用される。例としてパルス発生器、パルス伝送器、パルス幅変調器、コントローラ、フォトカプラ等を上げることができる。別の可能な構成部材は例えばチョッパおよび出力インバータである。
これら構成部材はすべて第１の支持体に配置するか、または部分的に第１の支持体と第２の支持体に配置するか、または場合により別の支持体に配置することができる。これは本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材が２つ以上の相互に重なる支持体層を有する場合である。構成部材を複数の平面に配置することの利点は、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材をとりわけ小型に構成できることである。とりわけ制御電子回路、保護電子回路、または評価電子回路を直接、それぞれ所属の半導体構成素子の上に配置することができる。このことにより非常に簡素で有利な構成が達成される。接続はこのような場合有利には、第２の支持体に設けられたヴィアホールを介して行われる。
しかしすでに述べたように本発明の構成部材は上下に配置された２つの支持体に制限されるものではない。それ以上の平面をマイクロエレクトロニクス構成部材に設けることもできる。
セラミック支持体、とりわけ厚層セラミックを使用する場合には、論理部、すなわちコントローラＩＣ，ＰＷＭ−ＩＣ（パルス幅変調ＩＣ）等を１つの平面に電力チップと共に配置することができる。ここでは有利には集積シールドが例えば金属層の形態で、本発明のマクロエレクトロニクス構成部材の第１および第２の支持体に設けられる。このシールドは論理部を電磁障害（ＥＭＶ）から保護する。
本発明のとくに有利なマイクロエレクトロニクス構成部材は２つのスイッチングトランジスタ、有利にはＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）と、２つのダイオードを有し、例えば直流を交流に変換するのに使用される。本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材を含むインバータも同じように本発明の対象である。
インバータ動作では負荷形式に応じて、スイッチングトランジスタまたはダイオードが加熱され、これにより熱機械的緊張がマイクロエレクトロニクス構成部材に発生する。このような緊張により、第１の導体路平面と第２の導体路平面との間の接続が破壊することがある。この問題は、このような電力チップを使用するマイクロエレクトロニクス構成部材ではすでに述べたように一般的に発生する。この問題を回避するために本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材は有利には、半導体チップと第２の導体路平面との接続、および場合により第１の導体路平面との接続が導電性ばね要素を介して行われるように構成される。一般的には熱機械的緊張を受け止めるのに、半導体チップを第２の導体路平面と導電性ばね要素によって接続するだけですでに十分である。ばね要素は半導体チップ表面と導体路平面に有利には導電性接着剤により接着されるか、または電力消費が特に大きい場合にはハンダ付けされる。
有利な実施例では、ばね要素は密に巻回された螺旋ばねであり、リング状に閉鎖された端部を有するように構成される。このような構成では個々のばねが相互に引っかかるようなことはなく、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材に対して必要なばね要素をただ１つの作業ステップで適切なハンダ形状に係止し、次に半導体チップまたは導体路平面にハンダ付けすることができる。
ばね要素の長さは有利には、本発明の構成部材における種々のチップ間の厚さの差、並びに熱機械的緊張による第１の支持体と第２の支持体との間の間隔変化を補償することができるように選択する。特に有利にはばね要素は、第１の支持体と第２の支持体との間を付加的に挿入された接点ブロックなしでも接続できるような長さにする。
本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材の変形実施例では、ばね要素の一方の端部を半導体チップにハンダ付けし、他方の端部を第２の支持体に配置された導体路平面にハンダ付けする。このためには導体路平面の接点箇所にすでに述べたように例えばプリント、ハンダパッドにより被着することができる。
別の実施例では、半導体チップとは反対側のばね要素端部を、第２の支持体の切欠部または貫通孔に接着または有利にはハンダ付けする。この実施例ではばね要素は通常、ハンダパッドが第２の支持体の表面で終端する第１の実施例よりも長い。ばね要素は有利には、十分な接続が得られ、第２の支持体の切欠部または貫通孔に十分に確実に固定でき、熱機械的緊張の影響があってもこれを保証することのできる長さとする。
半導体チップと第２の導体路平面とを接続するばね要素に加えて、別のばね要素を第１と第２の導体路平面の間、または第１と第２の支持体との間に配置することができる。この付加的ばね要素もまた例えば導線性接着剤を用いて接着するか、またはハンダ付けすることができる。ばね要素が第２の支持体の切欠部または貫通孔に係合すれば、このばね要素に対する有利な固定形式はフローソルダリングである。
基本的に前記の接続形式および固定形式は個々にまたはすべて、１つのマイクロエレクトロニクス構成部材で相互に組み合わせることができる。
第１の支持体と第２の支持体との間で安定した簡単な固定を保証するために、２つの支持体は有利には相互に接合される。このために有利には２つの支持体の一方に１つ以上のホルダを設け、このホルダが他方の支持体の所属の切欠部または貫通孔にハンダ付け可能に係合する。このような保持を保証するために、ホルダの端部にはスナップ突起またはその他の釣り針状の機構を設けることができ、この手段が切欠部または貫通孔から外れるのを阻止する。前記の手段は、マイクロエレクトロニクス構成部材に別の平面があるならこれにも相応に適用することができる。
第１の支持体と第２の支持体との前記形式の固定はとりわけ、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材の前段となるようなマイクロエレクトロニクス構成素子において有利であり、これもまた本発明の対象である。本発明のマイクロエレクトロニクス構成素子は第１の導体路平面と多数の半導体チップを備えた第１の支持体を有し、半導体チップは第１の導体路平面と接続されている。半導体チップを別の導体路平面と接続するために前記のように、半導体チップに導電性ばね要素または導電性ボールを取り付ける。有利な改善実施例では、マイクロエレクトロニクス構成素子は、第２の支持体とクランプ接合するためにホルダを有する。第２の支持体は前記の切欠部または貫通孔を掘るだの収容のために有する。
マイクロエレクトロニクス構成素子はさらに、半導体チップにより形成された熱を放出するための熱放射器および／またはヒートシンクとして構成された金属層を有することができる。さらに半導体チップ、およびこれの周囲にある第１の支持体の表面を誘電性物質、例えばすでに述べたシリコン樹脂、シリコンゲルにより覆うことができる。被着される誘電性物質の厚さは有利には、マイクロエレクトロニクス構成部材の完成時に、第１の支持体と第２の支持体との間の中間室ができるだけ完全に満たされるように選択する。
本発明のマイクロエレクトロニクス構成素子は有利には、最終取り外しの際には適切な第２の支持体を統合的にクランプ接合するだけでよく、最終取り外しの際に第２の支持体への接続が例えば通常のハンダ付け法によって行われる。
本発明の以下、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材の横断面図、
図２と図３は、本発明の構成部材の部分領域の横断面図、
図４と図５は、本発明の別の構成部材の横断面の展開図である。
図６は、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材の展開図である。
図１は、第１の支持体２と第２の支持体５を有する本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材１を示す。支持体には第１の導体路平面３ないし第２の導体路平面６が配置されている。支持体と所属の導体路平面との接合（２と３，ないし５と６）は例えば厚膜セラミックまたはＤＣＢ（Direct Copper Bonding）技術によって行われる。第１の支持体の、第１の導体路平面３に対向する側には金属層９が被着されており、金属層は例えば銅からなり、熱放射器として用いる。金属層９は例えば導電性接着剤によりヒートシンクに接着することができ、構成部材で形成された熱の放出を改善する。
第１と第２の導体路平面の間には複数の半導体チップ４が配置されている。図示の例では２つのダイオードと２つのスイッチングトランジスタ１２が配置されており、これらは第１の導体路平面３にハンダ付けされるか、またはその他の手段でこれに固定することができる。スイッチングトランジスタ１２は有利にはＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）である。半導体チップと第２の導体路平面６との接続は、いわゆるボールグリッド技術を用いて実行される。ここで使用される導電性ボール８はハンダ塊１５に埋め込まれている。ハンダ塊は接点箇所の位置に相応して半導体チップ４の表面に取り付けられている。ボール８は有利には金属材料、例えば鉛または銅、および通常のマイクロエレクトロニクス構成部材と関連して使用されるハンダ塊からなる。ボール８をハンダ塊１５に埋め込む際にボール８が溶解するのを阻止するため、ボール８はハンダ塊よりも融点の高い材料から作製される。
スイッチングトランジスタ１２を介して、第２１の支持体５の、第２の導体路６に対向する側には２つのＳＭＤ（Surface Mount Device）構成素子１１が配置されており、これらは制御電子回路および評価電子回路を有する。これらはヴィアホール１０を介して第２の導体路平面６と接続されている。この構成は、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材の利点のいくつかを明らかにする。すなわち、サンドイッチ構造により可能となった小型構造と、一体を為す構成部材が直接近傍に相互に配置されていることと、接続をボンディングワイヤなしで実行できる可能性である。
図示の構成は例えば直流から三相交流を形成するのに用いる。ここで電流供給は負荷端子１３を介して行われる。負荷端子１３の領域における第１の導体路平面と第２の導体路平面との間の貫通接続は、この場合ボールグリッド接続部を導電性ブリッジ１４に被着することによって行われる。ブリッジオーバーするために例えば銅からなる金属ブロックを用いることができる。
図２と図３は第２導体路平面６と半導体チップ４とを接続するための２つの異なる手段を示す。図２は、すでに図１に示したボールグリッド技術を説明するためのものである。本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材の一部が示されている。すなわち、第２の導体路平面６を有する第２の支持体５の一部が示されている。第２の支持体は新たに厚層セラミックまたはＤＣＢタイプとすることができる。接続すべき半導体チップ４の接続面の位置に相応して、第２の導体路平面６にハンダ被着部１５と導電性ボール８が配置される。ハンダ被着部の間にはハンダストッパ１６が取り付けられており、このハンダストッパは本発明の構成部材を接合する際にハンダが横に流れる出るのを阻止する。第２の支持体５の、第２の導体路平面６に対向する側には、ＳＭＤ構成部材を接続するための別の導体路平面１７が存在する。第２の導体路平面６と接続するために支持体５はヴィアホール１０を有する。
図３は、接続の択一的手段を示す。導電性ボール８の代わりに、ここではハンダブロック７が半導体チップの接続に使用される。ハンダブロックは、通常のマイクロエレクトロニクス構成部材でハンダ付けに使用される材料からなる。有利には比較的融点の高いハンダが使用される。図２に示されたボールグリッド技術に対して、ハンダブロックでは機械的な運動を受け止めることのできる剛性の接続が得られる。
図４と図５には、別の接続手段が示されている。ここでは接続はばね要素１８によって行われる。このばね要素１８は例えば非常に密に巻回された螺旋ばねとして構成することができ、その両端は有利にはリング状に閉じられている。これにより個々の螺旋ばねが相互に係止することができる。このことにより、第１の導体路平面に配置すべき螺旋ばねすべてを、ただ１つの作業ステップで型板を用いて位置決めすることができる。型板は例えば後での固定位置に相応して適切な大きさの貫通開口部を有する。この貫通開口部にはばね要素が例えば係止され、第１の支持体の上に取り付けることができる。図示の例では、ばね要素１８は半導体チップ４の表面にも、第１の支持体の図示しない第１の導体路平面にもハンダ付けされる。ばね要素１８をハンダ付けした後、第１の支持体２の表面は、誘電材料、ここではシリコン樹脂からなる層２４により覆われる。
図４と図５に示した例では、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材は２つの構成部分から成る。すなわち、前もって製造されたマイクロエレクトロニクス構成素子２３と、ホルダ２２である。マイクロエレクトロニクス構成素子２３はすでに説明した要素の他にヒートシンク１９を有し、このヒートシンクは第１の支持体２の、半導体チップ４に対向する側に設けられている。ホルダ２２はマイクロエレクトロニクス構成素子２３の側で第２の支持体５の方向に突出している。ホルダ２２は、第２の支持体５にある貫通開口部２１に係合する。ここではスナップ突起がホルダの端部で第２の支持体５を越えて突出し、一度固定されたマイクロエレクトロニクス構成素子２３が第２の支持体から落下するのを阻止する。マイクロエレクトロニクス構成素子２３を第２の支持体５とクランプ接合した後は、ばね要素１８と第２の導体路平面（これも図示されていない）との間の電気接続を行えばよいだけである。図４と図５に示された例では、接続はハンダプロセスによって行われる。
図４と図５の実施例ではこの目的のために、第２の支持体５の導体路平面に接続箇所に相応してハンダパッド１５が取り付けられる。有利にはこのハンダパッドはシルクスクリーン法によって形成される。接続は構成素子を従来のハンダ付け法によって実装した後に行われる。
接続は図５の構成では、スルーホール技術（ＴＨＴ）に従って行われる。このために第２の支持体５には貫通開口部２０が設けられ、その大きさと位置はマイクロエレクトロニクス構成素子２３の上のばね要素１８に指向されている。マイクロエレクトロニクス構成素子２３と第２の支持体５との実装の際に、ばね要素１８は貫通開口部２０に当たる。接続は有利にはフローソルダリング法によって公知のように行われる。
図６は、本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材の展開図であり、同時に本発明の方法を明りょうにする。図示の上側部分には、第２の支持体５が示されており、複数の端子１３を有している。第２の支持体５には、接続すべき半導体チップ４の接続面の位置で、図示の第１の支持体２の下に導電性ボール８が固定されている。これに用いるハンダ塊は図示されていない。半導体チップ４の接続面に取り付けられるハンダ塊も図示されていない。
接続のために第１と第２の支持体は相互に継ぎ合わされる。ここで半導体チップ４への全体接続は１つの作業ステップで行われる。
本発明のマイクロエレクトロニクス構成部材は簡単に大量生産ラインで作製することができる。従来技術で通常行われるワイヤボンディングによる接続と比較して（ここではすべてのボンディングワイヤ接続を個別に実行しなければならない）、非常に時間が節約される。さらなる利点は、ワイヤボンディングを回避することにより、非常に低インダクタンスな構造が可能であり、信頼性が高まる。ボンディングに対する接続ピンを作製するという面倒な作業が省略される。さらにサンドイッチ構造によって非常に小型の構造が達成され、別の電子構成部材の構成の点でも非常にフレキシブルである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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