用于半导体部件的引线框架及包括引线框架的电路装置的制作方法

本发明涉及用于至少一个半导体部件的引线框架，并且涉及包括至少一个所提及的引线框架的电路装置。

背景技术：

存在具有下述引线框架（leadframe）的电路装置：该引线框架例如由冲压的金属片构成，并且被实施为能够焊接的金属的电路载体以用于机械地附接半导体部件，特别是裸芯片（没有外壳的半导体芯片），并且用于建立与这些半导体部件的电连接。半导体部件被直接地焊接至引线框架上，并且经由焊接连接电连接至该引线框架。这些半导体部件与引线框架外的电路装置的电部件的电连接通常借助于接合连接（bondedconnection）来建立（芯片接合）。由于易受冲击影响的特性以及材料的老化，所述接合连接是电路装置的故障的主要原因。

此外，电路装置的控制连接占据额外的安装空间，并且还使得该电路装置更加复杂。

技术实现要素：

因此，本发明的目标是使得电路装置特别地在可靠性、整体尺寸和构造成本方面更好。

这个目标借助于独立权利要求的主题实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的第一方面，用于半导体部件的引线框架被提供。该引线框架包括凹部，该凹部是连续地成形的或不是连续成形的。该引线框架还包括导电的连接元件，该连接元件用于建立与所述半导体部件的电连接。此处，该连接元件（至少部分地）设置在该凹部中。该引线框架还包括绝缘元件，该绝缘元件也设置在该凹部中并且使该连接元件机械地连接至引线框架，并且以此同时使该连接元件与所述引线框架电绝缘。在此背景下，引线框架特别地以导电的方式被实施，并且优选地由金属或者金属合金（例如，铜、铜合金或铝合金）构成。

本发明基于的认知在于：接合连接（该接合连接使设置在引线框架上的半导体部件电连接至位于该引线框架外的电路装置的电路部件并且因此跨过宽的距离）由于该电路装置所经受的冲击以及在引线框架和外部电路部件之间的与该电路装置连接的机械振动而承受强机械应力。这些机械应力使得该接合连接快速老化并且因此引起断裂或者从接触点脱离。

此外，这样的接合连接以及用于建立该接合连接与外部电路部件的电连接的对应连接占据相当大的安装空间，这进而对电路装置的整体尺寸有不利影响。

为了避免上面所列举的缺点，在本发明的范围内已经进一步改进了上面描述的引线框架，其中，经由导电的连接元件建立了引线框架或设置在该引线框架上的半导体部件的电连接，该电连接在机械上比上面所提到的接合连接显著地更稳定，并且此外比用于建立接合连接到外部电路部件的电连接的上面提到的连接显著地更紧凑，该外部电路部件通常焊接至引线框架的边缘。

在此背景下，连接元件能够包括压配合针脚或能够被实施为压配合针脚。引线框架或半导体部件与位于该引线框架外的电路部件的电连接能够经由这些更加稳定的连接元件来建立。半导体部件到设置在相同的引线框架上的连接元件的直接电连接还能够借助于接合连接来建立，该接合连接需要跨过短的距离并且因此显著地更加稳定并且能够抵抗振动。此外，这些接合连接不承受由引线框架和外部电路部件之间的机械振动所引起的机械应力。因此，该电路装置更加稳定并且更加可靠。

额外地，连接元件（或压配合针脚）能够以灵活的方式定位在具有可用的空闲安装空间（例如，在引线框架上的两个电路部件之间）的所有引线框架上。这样一来，能够更有效地利用现有的安装空间，并且因此能够减小电路装置的整体尺寸。此外，得益于上面提到的灵活性，引线框架的复杂性能够被降低。由于连接元件能够额外地相对自由地进行尺寸设计，所以连接元件还能够被实施成具有低的电感。

因此，一种特别地在可靠性、整体尺寸或构造成本方面更好的电路装置被提供。

绝缘元件优选地具有基本上柱形的腔体，插入元件设置在该腔体中，该插入元件使绝缘元件与连接元件机械地连接至彼此。

插入元件优选地以导电的方式被实施，以便能够使半导体部件电连接至连接元件。

绝缘元件还包括基部区域，该基部区域在一侧上使该腔体封闭，并且使连接元件与引线框架电绝缘。

例如，基部区域能够由塑料构成并用于保护引线框架免于由连接元件产生的机械损伤，并且用于保持在电流连接的连接元件和导电的（并且优选地也是传导电流的）引线框架之间的最小漏电流（creepingcurrent）距离。

插入元件优选地围住基本上柱形的腔体，连接元件至少部分地设置在该腔体中并且导电地且机械地连接至该插入元件。特别地，该连接元件以形状配合和/或力配合的方式连接至该插入元件。

插入元件包括形式为柱形套筒的区段（该区段围住柱形腔体）以及邻接的模制元件，该模制元件指向径向方向并且具有导电的接触面，该接触面用于实现与插入元件到半导体元件的接合连接的电接触。

根据本发明的另外方面，一种电路装置被提供。该电路装置包括至少一个半导体部件和至少一个上面描述的引线框架，其中，该至少一个半导体部件设置在该至少一个引线框架的表面上，并且经由接合连接而电连接至至少一个引线框架的连接元件。

该电路装置优选地包括至少两个引线框架，这两个引线框架的每一个被构造成支承至少一个半导体部件并且建立与该至少一个半导体部件的电连接。在此背景下，这两个引线框架特别地以导电的方式实施，并且优选地由金属或金属合金（例如，铜、铜合金或铝合金）构成。

这两个引线框架的每一个具有凹部。这两个凹部优选地基本上以狭缝的形式延伸至相应的引线框架的边缘。

该电路装置还包括导电的连接元件以用于建立与所述至少两个半导体部件的电连接，该半导体部件的每一个以分布的方式设置在相应的引线框架的表面上。此处，连接元件优选地基本上以杆的形式被实施，并且设置在这两个凹部之一中。

该电路装置还包括电绝缘元件，该电绝缘元件设置在该至少两个引线框架的两个凹部中，并且从两个凹部中的一个延伸至两个凹部中的另一个。该绝缘元件使连接元件与该至少两个引线框架电绝缘，并且与此同时优选地使连接元件和该至少两个引线框架物理地或机械地连接至彼此。

由于引线框架也能够被转移至之前提到的电路装置，所以上面描述的引线框架的有利的改进方案也被视为电路装置的有利的改进方案。

附图说明

在接下来的内容中将参照附图更详细地解释本发明的示例性实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的电路装置的一部分的示意性鸟瞰图示；

图2示出了沿截面线aa的在图1中所示的电路装置的侧向部分的示意性图示；

图3示出了根据本发明的另外的实施例的电路装置的一部分的示意性平面图。

具体实施例

图1在倾斜鸟瞰图示中示出了用于为电动马达（在图中未示出）提供相电流的逆变器的电路装置sa的一部分。

电路装置sa包括三个引线框架ar，这三个引线框架彼此挨着设置在散热片kk上，并且借助于绝缘层il与散热片kk电绝缘。

引线框架ar的每一个由一块金属片冲压而成并且因此是导电的。在每种情况中，三个半导体开关hb设置在三个引线框架ar中的两个的背离散热片kk的相应表面of上，并且每一个半导体开关经由焊接表面以导电方式并且以机械方式连接至相应的引线框架ar。

在此背景下，半导体开关hb被实施为不带外壳的mosfet（金属-氧化物半导体场效应晶体管，裸芯片），并且经由相应的源极连接而表面接触在相应的引线框架ar的表面of上，并且电连接至相应的引线框架ar。

此外，压配合针脚pf（连接元件）设置在相同的两个引线框架ar的相同的表面of上，该压配合针脚的每一个被压入相应的引线框架ar的表面of上的凹部as（为此目的提供）中。

压配合针脚pf被实施为金属针脚，例如，由诸如铜线的金属线形成。

凹部as的一部分连同设置在其中的压配合针脚pf在图2中被详细地示出。在此背景下，图2示出了沿着图1中的横截面线aa的引线框架ar之一的侧向横截面。

如能够在图2中清楚地看见，在表面of上的引线框架ar具有连续的柱形凹部as，在该凹部中设置有绝缘元件is，并且该绝缘元件以机械（力配合）的方式被附接。

绝缘元件is由诸如塑料的电绝缘材料构成，并且基本上被实施为中空柱体并包括基本上柱形的腔体hr1。绝缘元件is具有基部区域bb，该基部区域在一侧上使腔体hr1封闭，并且使该腔体与位于引线框架ar下方的绝缘层il在空间上隔开。

由金属或金属合金（诸如，铝合金）制成的插入元件ee设置在绝缘元件is的腔体hr1中，并且以机械（力配合）的方式连接至绝缘元件is或者引线框架ar，例如，通过压入、或者通过注塑成形至腔体hr1中而连接或围住。该插入元件ee由导电材料（诸如，铜或者铜合金）构成，并且具有与绝缘元件is的腔体hr1相匹配的形状。

插入元件ee包括基本上中空柱形的圆形体，该圆形体以套管的形式围住柱形腔体hr2。插入元件ee还包括模制在其上的元件af，该元件af远离插入元件ee的腔体hr2径向地延伸并且模制至插入元件ee的圆形体上。模制在其上的元件af具有接触面kf，接合线bd焊接至该接触面上并且因此与插入元件ee电接触。接合线bd还焊接至位于引线框架ar的表面of上的半导体开关hb的接触面上，并且因此使半导体开关hb电连接至插入元件ee。

压配合针脚pf被压入插入元件ee的腔体hr2中，其中，在压入腔体hr2中期间插入元件已经变形，并且因此以形状配合或力配合的稳定方式连接至插入元件ee（压配合连接）。

接合线bd因此从半导体开关hb延伸至插入元件ee，并且将半导体开关hb的栅极连接电连接至插入元件ee或压配合针脚pf。

在此背景下，半导体开关hb和插入元件ee都设置在相同的引线框架ar的相同表面of上，并且因此在移动方面被固定地设置并且相对于彼此没有振动。这样一来，保护接合线bd免于由引线框架和外部电路部件之间的机械振动所引起的机械应力。因此，接合线bd比开头处提到的接合连接的接合线更慢地老化。

此外，凹部as连同压配合针脚pf能够以灵活的方式定位于在电路技术方面最合适的引线框架ar的位置处，并且占用电路装置sa的最少的安装空间。这样一来，电路装置sa能够在安装空间方面被经济地构造并且具有低的复杂性水平。

与超声波焊接连接相比，压配合针脚pf与引线框架ar的压配合连接能够被更简单且更成本有效地建立。

图3示出了具有第一引线框架ar1和第二引线框架ar2的另外的电路装置sa1的一部分的示意性平面图，该第一引线框架和第二引线框架彼此挨着设置。这两个引线框架ar1、ar2的每一个由冲压的金属片构成，并且因此是导电的。

在面向该图的观察者的相应的同一侧的相应表面of1、of2上，这两个引线框架ar1、ar2的每一个具有凹部as1、as2，该凹部as1、as2的每一个以狭缝的形式延伸至相应的引线框架ar1、ar2的边缘并且在分别面向彼此的方向上延伸。

电路装置sa1还包括由导电的金属合金制成的插入元件ee1，该插入元件基本上被实施为哑铃的形状。插入元件ee1设置在两个凹部as1、as2中，并且有该两个凹部之一as1延伸至另一个凹部as2。这样一来，插入元件ee1使两个引线框架ar1、ar2物理地且机械地连接至彼此。

插入元件ee1以形状配合的方式接合在两个凹部as1、as2中。这两个凹部as1、as2具有底切部，例如，插入元件ee1以形状配合的方式接合在该底切部中。

插入元件ee1借助于绝缘元件is1机械地连接至两个引线框架ar1、ar2，该绝缘元件设置在插入元件ee1和两个凹部as1、as2的内壁之间，并且使插入元件ee1物理地且机械地连接至两个引线框架ar1、ar2，并且与此同时使该插入元件与两个引线框架ar1、ar2电绝缘。

插入元件ee1在其两个端部中的每一个处具有平的接触面kf1、kf2，该接触面被实施以用于建立电连接。

在端部区域处，插入元件ee1额外地具有基本上柱形的凹部，该凹部形成用于容纳压配合针脚并且用于机械附接（压配合连接）该压配合针脚的腔体hr2。

电路装置sa1还包括由铜线构成的压配合针脚pf，该压配合针脚在压配合工艺中被压入插入元件ee1的腔体hr2中。该压配合针脚pf用于建立插入元件ee1与外部电路部件的电连接。

电路装置sa1还包括两个不带外壳的mosfethb1、hb2（裸芯片），这两个mosfethb1、hb2的每一个设置在两个引线框架ar1、ar2的相应表面of1、of2上，并且经由相应的源极连接（图中未示出）、借助于焊接连接而表面接触至相应的引线框架ar1、ar2。

在每种情况中，这两个mosfethb1、hb2还经由相应的栅极连接g1、g2并且借助于接合连接bd1、bd2而电连接至插入元件ee1，并且因此电连接至压配合针脚pf。在此背景下，这两个接合连接bd1、bd2在相应的栅极连接和插入元件ee1的相应的对应接触面kf1、kf2之间延伸。