电子模块和制造其的方法
【技术领域】
[0001 ] 各种实施例涉及电子模块和制造电子模块的方法。
【背景技术】
[0002]在很多技术领域中，电子模块(例如所谓的功率模块)用于向电气部件或器件提供或切换功率。一个可能的领域是例如汽车领域或不间断电源。大部分功率模块包括至少一个晶体管，例如IGBT (绝缘栅双极晶体管)或M0SFET。一般，例如以包括由模塑料形成的壳体或封装的所谓的管壳的形式提供电子模块。
[0003]在目前工艺水平下，由于相对长的导体或电流路径，管壳或模块在很大程度上有助于所谓的杂散电感或电磁干扰和相应的寄生效应。此外，当流经电子模块的电流的量增加时，杂散电感和电磁干扰被增加，这个增加在很多应用中是期望的。
【发明内容】
[0004]各种实施例提供电子模块，其包括:布置在电子模块中并包括输入端子和输出端子的电子芯片；电连接到输入端子的第一电流路径；电连接到输出端子的第二电流路径；以及布置在第一电流路径和第二电流路径之间的绝缘物，其中第一电流路径和第二电流路径在相同的方向上延伸并被布置成极接近于彼此。
[0005]此外，各种实施例提供电子模块，其包括:布置在电子模块中并包括第一端子和第二端子的管芯；电连接到第一端子的第一电流路径；电连接到第二端子并平行于第一电流路径延伸的第二电流路径；以及布置在第一电流路径和第二电流路径之间的绝缘物，其中在第一电流路径中的电流在与在第二电流路径中流动的电流相反的方向上流动。
[0006]而且，各种实施例提供制造电子模块的方法，该方法包括提供包括第一电流路径的载体；在第一电流路径上形成绝缘体；将电子芯片布置在载体上并接触第一电流路径；将第二电流路径布置在绝缘体上并接触电子芯片。
【附图说明】
[0007]在附图中，相似的参考符号遍及视图通常指的是相同的部件。附图并不一定按比例，相反通常将重点放在说明本发明的原理上。在下面的描述中，参考下面的附图描述了各种实施例，其中:
图1示意性示出根据示例性实施例的可在电子模块中使用的电流路径的总布局图；
图2A到2D示意性示出根据不同的示例性实施例的电子模块；
图3A到3D示意性示出根据示例性实施例的电子模块的细节；
图4示意性示出根据示例性实施例的电子模块的透视图；
图5示出制造电子模块的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0008]在下文中，将解释电子模块、电子系统和制造电子系统的方法的另外的示例性实施例。应注意，在一个特定的示例性实施例的上下文中描述的特定特征的描述也可与其它示例性实施例组合。
[0009]词“示例性”在本文用于意指“用作例子、实例或例证”。在本文被描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定应被解释为比其它实施例或设计优选的或有利的。
[0010]各种不例性实施例提供电子模块，其包括:布置在电子模块中并包括第一端子和第二端子的管芯；电连接到第一端子的第一电流路径；电连接到第二端子电子芯片的第二电流路径，其中第一电流路径和第二电流路径相对于彼此被布置，使得在电子模块的操作期间，由第一和第二电流路径引起的杂散电感至少部分地彼此抵消。
[0011]特别是，电子模块可包括晶体管，例如功率晶体管，即适合于经得起大于1A、大于1A或甚至大于50A的电流的晶体管。电流路径可以是例如通过使用沉积和/或图案化技术在支承结构上布置、设置、印刷或形成的电流路径，或可以是自支承结构，如引线或引线框。术语“电流路径”可特别地表示适合于指引或传导电流的元件或结构。特别是，电流路径可由连接器、引线、管脚、导体路径等形成。为了清楚的原因，应注意，术语电流路径与物理结构本身有关，且必须与流经电流路径并可原则上在穿过电流路径的两个方向上的实际电流流动区分开。特别是，电流流动可以在第一电流路径中的一个方向上和在第二电流路径中的相反方向上。
[0012]此外，第一电流路径和第二电流路径可被布置得极接近。术语“极接近”可特别表示极接近的元件，例如第一和第二电流路径可被布置成使得当电流在相反的方向上流经电流路径时可抵消或至少基本上抵消由流动的电流引起的寄生效应。此外，应注意，这两个电流路径的布置可以是并排的或在彼此的顶部上。例如，只有绝缘体或绝缘物被布置在电流路径之间。因此，在这两个电流路径之间的距离可由绝缘体(例如具有例如低于5000微米、低于250微米或甚至低于125微米，例如在I微米和500微米之间或在I微米和250微米之间的厚度的绝缘层)的厚度限定。根据情况或意图的应用，绝缘层的厚度可甚至低于这些值。在原则上，将这两个电流路径布置得尽可能接近在一起(以便实现寄生效应的良好抵消)可能是有利的，但根据意图的电压，当然绝缘层必须确保这两个电流路径的电绝缘。
[0013]特别是，电子模块可包括多个管芯和/或电子芯片。特别是，管芯可包括晶体管，优选地，晶体管可以是功率晶体管，例如IGBT或FET，如M0SFET。然而，也可使用不同的电子芯片，例如正常或信号晶体管，和/或电子模块可例如通过实现一个或多个FR放大器和/或一个或多个RF (IC)芯片来形成RF器件。特别是，电子模块可形成RF小信号变体。
[0014]例如，电流路径之一可接触到电子芯片的输入端子或输入接触，而另一电流路径接触到电子芯片的输出端子或接触。优选地，第一电流路径和第二电流路径可被布置成平行于或基本上平行于彼此。因此，电磁寄生效应可由于在相反方向上穿过电流路径传导的电流的抵消效应而减小可以是可能的。特别是，载体可以是例如铜或任何其它适当的导电材料的引线框，同时提供支承结构和第一电流路径。
[0015]通过将在相反的方向上携带或传导电流的两个电流路径布置得极接近，有害或寄生电磁效应可被减小可以是可能的。例如，可通过抵消单电流路径的效应来减小或甚至抵消电子模块的杂散电感。虽然一个电流路径可生成具有一个取向的电磁场，另一电流路径可生成具有相反的方向或取向的电磁场。因此，这两个场的重叠可导致电磁场的效应的抵消。效应的减小也可例如通过减小潜在的过冲和/或振荡来使得能够实现在较高频率下的改进的性能。它也可例如由于较快的切换和/或较低的损耗而使得能够实现较高的效率。此外，可通过允许使用较宽的导电引线或板作为电流路径来使得能够实现较高的功率能力，而不增加杂散电感或电磁干扰效应。
[0016]在下文中，描述了电子模块的示例性实施例。然而，关于这些实施例描述的特征和元件也可与制造电子模块的方法的示例性实施例组合。
[0017]根据电子模块的示例性实施例，绝缘体由具有小于500微米的厚度的绝缘层形成。特别是，厚度可小于250微米、125微米、50微米或甚至小于25微米，例如12.5微米。厚度可以特别在0.1微米和500微米之间例如在I微米和250微米之间的范围内。然而，应提到，厚度可以尽可能低，用于提供这两个电流路径的期望或必要的绝缘。
[0018]根据电子模块的示例性实施例，绝缘体适合于经得起至少100 V的电压。
[0019]特别是，绝缘体可适合于经得起大约I kV或甚至更大的电压。例如，当使用碳氟化合物膜作为绝缘体时，大约12.5微米的厚度可适合于经得起大约100 V的电压，而大约125微米的膜可适合于经得起大约I kV的电压。
[0020]根据电子模块的示例性实施例，绝缘体包括来自由氮化硅、聚酰亚胺、碳氟化合物和含氟聚合物组成的组的至少一种材料。然而，可替代地使用每种其它适当的绝缘材料。可基于经得起由电子模块的期望应用给出的预先确定阈值电压的能力来选择材料。
[0021]根据电子模块的示例性实施例，电子芯片包括晶体管和连接到晶体管的第一开关端子的第一电流路径及连接到晶体管的第二开关端子的第二电流路径。
[0022]例如在场效应晶体管(FET)(例如M0SFET)的情况下，第一开关端子可以是源极端子，而第二开关端子可以是漏极端子，或正好相反。在绝缘栅双极晶体管(IGBT)的情况下，第一开关端子可以是集电极端子，而第二开关端子可以是发射极端子，或正好相反。应注意，当使用适合于至少部分抵消电磁干扰的电流路径的布置时，总布局图(例如其的管脚布置)可以不被改变。
[0023]根据电子模块的示例性实施例，第一电流路径和第二电流路径被焊接到电子芯片。
[0024]根据示例性实施例，电子模块还包括热连接到第一电流路径和第二电流路径中的至少一个的热沉。
[0025]特别是，热沉可包括子热沉的两个部分，其中一个部分热连接到第一电流路径，而另一部分热连接到第二电流路径。因此，可使得能够实现双侧冷却。
[0026]根据示例性实施例，电子模块还包括至少部分地封装电子芯片的封装。
[0027]特别是，封装也可封装