专利名称：电路系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种电路系统，其带有绝缘材料体，该绝缘材料体在主面上具有电路结构化的金属层和至少ー个被安置在此上的功率半导体元件，且该电路系统带有绝缘物质的覆盖层，该覆盖层安置在绝缘材料体上且依随绝缘材料体连同安置在此上的至少ー个功率半导体元件的轮廓。
背景技术：
此类电路系统由DE 102004021927B4公知。该公知的电路系统的绝缘物质是粘性的电介质的绝缘物质，其中，在涂覆粘性的电介质的绝缘物质之后该绝缘物质的网状连接 被引入。随后进行绝缘材料体绕相对其竖轴垂直的轴线的转动，从而使得粘性的电介质的绝缘物质包围至少ー个功率半导体元件的、由引线接合连接构成的、符合电路的连接，并且多余的粘性的绝缘物质在重力条件下从绝缘材料体滴落。设有绝缘物质覆盖层的绝缘材料体布置在壳体中，据此进行电介质的绝缘物质的完全的网状连接，由此在壳体与绝缘材料体之间产生粘合连接。在该公知的电路系统中，如下不可被可靠地避免，即，粘性的电介质的绝缘物质，尤其地在绝缘材料体的转动期间，经由其边缘流出。此外，通过在绝缘物质覆盖层与壳体之间的所谓的“泵效应”可能发生绝缘物质从绝缘材料体上脱离，从而使得绝缘覆层断裂。由此造成绝缘薄弱点，其在极端情况中可能导致电路系统的故障。
发明内容
本发明基于如下目的，S卩，创造ー种开头所提及的类型的电路系统，其中，以简单的方式防止绝缘覆层的不期望的断裂。该目的根据本发明通过权利要求I的特征(也就是说由以下方式)实现，即，金属层边框沿着绝缘材料体的具有电路结构化的金属层的主面的边缘区域环绕，该金属层边框通过沟槽与电路结构化的金属层的边缘保持间隔，并且由浇铸材料构成或由带有较高粘性的类似浇铸材料的材料构成的阻隔垄部分地或优选完全地填满环形的沟槽，其中，阻隔垄在金属层边框与电路结构化的金属层的边缘之间延伸并且用于限定由绝缘物质构成的覆盖层。沟槽一方面由电路结构化的金属层的边缘且另一方面由环行的金属层边框限定，通过该沟槽为用于阻隔垄的浇铸材料在绝缘材料体上提供限定的空间，也就是说确保阻隔垄浇铸材料的可靠的定位，从而使得用于阻隔垄的浇铸材料不越过绝缘材料体的环行的边缘无意地滴落。绝缘物质覆盖层借助于阻隔垄来定义地限定且防止经由绝缘材料体的边缘的滴落。根据本发明防止了绝缘物质覆盖层的不期望的脱离，从而以简单的方式避免了绝缘覆层的断裂，这种断裂会导致绝缘薄弱点且在极端情况中导致电路系统的故障。电路结构化的金属层和金属层边框优选地由相同的金属(例如由铜)或由相同的合金组成。绝缘材料体例如由エ业陶瓷如A1203或类似物构成。
使金属层边框与相邻的电路结构化的金属层的边缘保持间隔的沟槽优选地延伸直至所从属的绝缘材料体的主面，该沟槽例如通过蚀刻设置在绝缘材料体的相应的主面上的金属层(与相同金属层的电路结构化的同吋)而实现。为了将在金属层边框与电路结构化的金属层的边缘之间存在的阻隔垄更好地固定在绝缘材料体上，如下可能是有利的，即，金属层边框在其纵向延伸部中构造有彼此保持间隔的凹陷部。该凹陷部可如上面所提及的沟槽那样通过蚀刻(与沟槽的制造同吋)制造。金属层边框可延伸直至绝缘材料体的环行的边缘或与绝缘材料体的边缘具有限定的距离，以便借助阻隔垄将电路系统的壳体与绝缘材料体粘合或限定地使环行的阻隔垄与电路系统的壳体保持间隔。虽然由DE 10200826347A1公知ー种带有绝缘材料体的电路系统，该绝缘材料体 在主面上具有电路结构化的金属层，该金属层相对基体拥有较高的电势，且其边缘与绝缘材料体的边缘保持间隔，其中，在电路结构化的金属层的边缘与绝缘材料体的边缘之间的边缘区域中设置有彼此保持间隔的金属层边框。边缘侧的最外面的金属层边框与基体导电地连接，以便于不依赖于绝缘材料体的类型提高电路系统在绝缘材料体的边缘区域处的抗击穿强度。然而，该观点与本发明不具有共性。阻隔垄通常借助于喷嘴设备被涂覆到绝缘材料体上。然而，在绝缘材料体的每个角的区域中，喷嘴设备由于生产技术上的原因(也就是说由于生产率原因)不是为了引起喷嘴设备由其中一个空间方向到与此垂直的空间方向上的转向而停止，而是喷嘴设备在绝缘材料体的每个角区域中沿着具有较小的曲率半径的倒圆的轨道移动。然而，如果电路系统的电路结构化的金属层的边缘在绝缘材料体的每个角的区域中构造有锋利边缘的直角的角，则由阻隔垄在该处倒圆式的分布造成在电路结构化的金属层的角与阻隔垄的外边缘之间的绝缘距离縮小。该绝缘距离的縮小可能不利地影响绝缘強度。为了避免这个情況，如下证实是适宜的，即，阻隔垄在绝缘材料体的每个角区域中倒圆式地分布，并且电路结构化的金属层的边缘在电路结构化的金属层的每个角区域中带有倒圆或带有斜边地构造。在此如下是有利的，即，电路结构化的金属层的边缘的倒圆或斜边匹配阻隔垄在绝缘材料体的每个角区域中构造的倒圆。如下是特别有利的，即，阻隔垄在绝缘材料体的每个角区域中倒圆式地分布，并且金属层边框的内边缘在绝缘材料体的每个角区域中构造有倒圆或斜边。在最后所提及的类型的这样的构造方案中如下是优选的，即，金属层边框的内边缘的倒圆或斜边匹配阻隔垄在绝缘材料体的每个角区域中构造的倒圆。
另外的细节部分、特征和优点由根据本发明的电路系统的、在附图中示意性地示出的实施例的下面的描述得出。其中图I以放大的比例示出了电路系统的示意性的剖面图示，图2以进ー步放大的比例示出了根据图I的细部II，图3以类似图2的放大的比例示出了根据图I的细部III，图4分段地以放大的比例在俯视的视图中示出了金属层边框(为了清楚示出凹陷部)，图5分段地放大地示出了绝缘材料体的角区域，用于说明在上述的角区域中倒圆式地分布的阻隔垄的问题，图6示出了绝缘材料体的角区域的类似图5的示意性的图示，该角区域带有在该处倒圆式地分布的阻隔垄，和电路结构化的金属层的、在该角区域中的边缘的倒圆，图7示出了带有电路结构化的金属层的、在绝缘材料体的角区域中的边缘的斜边的类似图6的图示，图8示出了带有金属层边框的原则上类似图6的图示，该金属层边框的内边缘，在绝缘材料体的相应的角区域中，带有倒圆地构造，且图9示出了用于示出金属层边框的原则上类似图7的图示，该金属层边框的内边缘在绝缘材料体的相应的角区域中带有斜边地构造。
具体实施例方式图I示出了ー种带有绝缘材料体12的电路系统10的构造方案，该绝缘材料体12在主面14上具有金属层16。金属层16完全平面地设置在主面14上。在绝缘材料体12的与主面14背离的主面18上，为了构造帯状导线设置有电路结构化的金属层20。在电路结构化的金属层20上设置有功率半导体元件22，例如ニ极管、晶闸管、IGBT和/或MOS-FET 以及传感器元件24。功率半导体元件22与电路结构化的金属层20借助于引线接合连接26联接。利用附图标号28标明了接触弹簧，其用于将构成带状导线的电路结构化的金属层20与(未绘制出的)外部的输入导线电气连接。为了该目的，接触弹簧28少许从电路系统10的壳体30中延伸出来。显然，示出的接触弹簧仅是此类连接件的ー种可能的设计方案。在绝缘材料体12上安置有由绝缘物质33构成的覆盖层32，其中，覆盖层32的表面轮廓34依随功率半导体元件22，且绝缘物质33包围引线接合连接26。如同样由图2和3可见的那样，金属层边框38沿着绝缘材料体12的具有电路结构化的金属层20的主面18的边缘区域环绕。金属层边框38与电路结构化的金属层20的边缘40通过沟槽42保持间隔，该沟槽用于限定地定位阻隔垄44。阻隔垄44由浇铸材料46构成，该阻隔垄用于在边缘侧限定覆盖层32的绝缘物质33，该阻隔垄在金属层边框38与电路结构化的金属层20的边缘40之间延伸，也就是说由金属层边框38延伸直至电路结构化的金属层20。为了更好地固定阻隔垄44的浇铸材料46，金属层边框38在其纵向延伸部中构造有彼此保持间隔的凹陷部48 (參见图4)。构成带状导线的电路结构化的金属层20和在边缘侧围绕绝缘材料体12环行的金属层边框38优选地由相同的金属(例如由铜)构成。用于阻隔垄44的环形的沟槽42可通过蚀刻来制造，其中，沟槽42延伸直至所从属的绝缘材料体12的主面18。与制造环行的沟槽42同时地，也可以在金属层边框38中例如通过蚀刻制造凹陷部48。图2示出了一种变形构造方案，其中，壳体30借助于阻隔垄44的浇铸材料46与基底50固定地连接，该基底由绝缘材料体12、完全平面的金属层16和电路结构化的金属层20构成。与此相对地，图3示出了电路系统10的一种构造方案，其中，壳体30与阻隔垄44保持间隔，且可以以其它本来公知的方式与基体52(该基体例如是散热体)机械地固定地连接。在根据图2的构造方案的情形中，环形的金属层边框38紧邻地处在基底50的绝缘材料体12的环行的边缘54的附近。与此相对地，图3示出了一种构造方案，其中，金属层边框38与绝缘材料体12的边缘54限定地保持间隔，以便使阻隔垄44与电路系统的壳体30保持间隔。 相同的细节部分在图I至4中相应地以相同的附图标号标明，从而使得与这些图相联系地分别详细地描述所有细节部分成为多余。图5分段地示出了绝缘材料体12的角区域56。利用附图标号44标明了阻隔垄，该阻隔垄在角区域56中构造有倒圆58，以便可借助(未示出的)喷嘴设备节省时间地制造阻隔垄。阻隔垄44的倒圆58具有曲率中心60。如果电路结构化的金属层20的边缘40在绝缘材料体12的角区域56中构造有角62，则在阻隔垄44的外边缘64与电路结构化的金属层20的角62之间在相应的倒圆58处发生绝缘距离的縮小，其通过双箭头66来示出。沿着彼此垂直地定向的、直线地分布的区段，阻隔垄44与此相对地具有通过双箭头68示出的绝缘距离。为了避免绝缘距离在绝缘材料体12的各个角区域56中的这样的缩小，电路结构化的金属层20的边缘40在各个角区域56中可构造有倒圆70 (如其在图6中示出的那样)，或构造有斜边72 (如其在图7中示出的那样)。相同的细节部分在图6和7中以与在图5中相同的附图标号标明，从而使得与图6和7相联系地再次详细地描述所有细节部分成为多余。图8示出了绝缘材料体12的角区域56，其中，用于阻隔垄44的沟槽42 —面由电路结构化的金属层20的边缘40且另一面由金属层边框来限定。在电路系统的该构造方案的情形中，边缘40在每个角区域56中构造有倒圆70、并且此外金属层边框38的内边缘74在上述的角区域56中构造有倒圆76。倒圆70和倒圆76的曲率中心在图8中也以附图标号60 (如在图5和6中那样)标明。相同的细节部分在图8中以与在图6中相同的附图标号标明，从而使得与图8相联系地再次描述所有细节部分成为多余。图9示出了电路系统的绝缘材料体12的角区域56的一种构造方案，其中，电路结构化的金属层20的边缘40构造有斜边72 (同样參见图7)，且其中，环绕绝缘材料体12的金属层边框38的内边缘74也构造有与斜边72 —致的斜边78。相同的细节部分在图9中以与在图7中相同的附图标号标明，从而使得与图9相联系地再次描述所有细节部分成为多余。附图标号10 电路系统12 (电路系统10的)绝缘材料体14 (绝缘材料体12的)主面16 (在主面14上的)平面的金属层18 (绝缘材料体12的)主面20 (在主面18上的)电路结构化的金属层
22(在电路结构化的金属层20上的)功率半导体元件24(在功率半导体元件22上的)传感器元件26(在功率半导体元件22与电路结构化的金属层20之间的)引线接合连接28(电路系统10的)接触弹簧30(电路系统10的)壳体32(在绝缘材料体12上的)绝缘覆盖层
33(绝缘覆盖层32的)绝缘物质34(绝缘覆盖层32的)表面轮廓36(主面18的)边缘区域38(在边缘区域上36的)金属层边框40(电路结构化的金属层20的)边缘42(在金属层边框38与边缘40之间的用于阻隔垄44的)沟槽44(用于绝缘覆盖层32的)阻隔垄46(阻隔垄44的)浇铸材料48(在用于阻隔垄44的金属层边框38中的)凹陷部50(由绝缘材料体12、金属层16和电路结构化的金属层20构成的)基底52(电路系统10的)基体54(绝缘材料体12的)环行的边缘56(绝缘材料体12的)角区域58(阻隔垄44的)倒圆60(倒圆58的)曲率中心62(边缘40的)角64(阻隔垄44的)外边缘66(在角区域56中在角62与外边缘64之间的)绝缘距离的缩小68(在角62与外边缘64之间的)绝缘距离70(在角区域56中边缘40的)倒圆72(在角区域56中边缘40的)斜边74(金属层边框38的)内边缘76(在角区域56中内边缘74的)倒圆78(在角区域56中内边缘74的)斜边
权利要求
1.电路系统，所述电路系统带有绝缘材料体(12)，所述绝缘材料体在主面(18)上具有电路结构化的金属层(20)和至少ー个安置在该金属层上的功率半导体元件(22)，并且所述电路系统带有绝缘物质(33)的覆盖层(32)，该覆盖层安置在所述绝缘材料体(12)上且依随所述绝缘材料体(12)连同所述被安置在金属层上的至少ー个功率半导体元件(22)的表面轮廓， 其特征在于 金属层边框(38)沿着所述绝缘材料体(12)的具有所述电路结构化的金属层(20)的所述主面(18)的边缘区域(36)环绕，所述金属层边框通过沟槽(42)与所述电路结构化的金属层(20)的边缘(40)保持间隔；并且由浇铸材料(46)构成的阻隔垄(44)填满环行的所述沟槽(42)，其中，所述阻隔垄(44)用于限定由所述绝缘物质(33)构成的所述覆盖层(32)，并且所述阻隔垄在所述金属层边框(38)与所述电路结构化的金属层(20)的所述边缘(40)之间延伸。
2.根据权利要求I所述的电路系统，其特征在于，所述电路结构化的金属层(20)和所述金属层边框(38)由相同的金属或相同的合金构成。
3.根据权利要求I所述的电路系统，其特征在于，使所述金属层边框(38)与相邻的电路结构化的金属层(20)的边缘(40)保持间隔的沟槽(42)延伸直至所从属的绝缘材料体(12)的主面(18)。
4.根据权利要求I所述的电路系统，其特征在于，所述金属层边框(38)在其纵向延伸部中构造有彼此保持间隔的凹陷部(48)。
5.根据权利要求I至4中任ー项所述的电路系统，其特征在于，所述金属层边框(38)设置在所述绝缘材料体(12)的环行的边缘(54)上或与所述边缘(54)有距离。
6.根据权利要求I至5中任ー项所述的电路系统，其特征在于，所述阻隔垄(44)在所述绝缘材料体(12)的各个角区域(56)中带有倒圆(58)地分布，并且所述电路结构化的金属层(20)的边缘(40)在各个角区域(56)中构造有倒圆(70)或构造有斜边(72)。
7.根据权利要求6所述的电路系统，其特征在于，所述电路结构化的金属层(20)的边缘(40)的倒圆(70)或斜边(72)匹配所述阻隔垄(44)的在所述绝缘材料体(12)的各个角区域(56)中构造的倒圆(58)。
8.根据权利要求I至7中任ー项所述的电路系统，其特征在于，所述阻隔垄(44)在所述绝缘材料体(12)的各个角区域(56)中带有倒圆(58)地分布，并且所述金属层边框(38)具有内边缘(74)，所述内边缘在所述各个角区域(56)中构造有倒圆(76)或构造有斜边(78)。
9.根据权利要求8所述的电路系统，其特征在于，所述金属层边框(38)的内边缘(74)的倒圆(76)或斜边(78)匹配所述阻隔垄(44)的在所述绝缘材料体(12)的各个角区域(56)中构造的倒圆(58)。
全文摘要
描述了一种电路系统，该电路系统带有绝缘材料体，该绝缘材料体在主面上具有电路结构化的金属层和至少一个安置在此上的功率半导体元件，并且电路系统带有绝缘物质的覆盖层，该覆盖层安置在绝缘材料体上且依随绝缘材料体连同其上安置的至少一个功率半导体元件的表面轮廓，其中，金属层边框沿着绝缘材料体的具有电路结构化的金属层的主面的边缘区域环行，该金属层边框通过沟槽与电路结构化的金属层的边缘保持间隔。由浇铸材料构成的阻隔垄填满环行的沟槽，其中，阻隔垄用于限定由绝缘物质构成的覆盖层，并且阻隔垄在金属层边框与电路结构化的金属层的边缘之间延伸。
文档编号H01L23/08GK102651347SQ20121004223
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者奥利佛·奥尔布里希, 赖纳·波普, 马可·莱德雷尔, 马库斯·格鲁贝尔 申请人:赛米控电子股份有限公司