AT12736U1 - Leiterplatte sowie verfahren zur herstellung einer leiterplatte - Google Patents

Abstract

Bei einer Leiterplatte mit einem metallischen Träger bzw. Kern (2) zur Abstützung wenigstens eines im Betrieb insbesondere abzuführende Wärme erzeugenden, elektronischen Bauteils (6) und mit einer insbesondere mehrlagigen Leiterbahnebene (7), welche den elektronischen Bauteil (6) wenigstens teilweise umgibt und mit dem elektronischen Bauteil (6) kontaktiert bzw. kontaktierbar ist, ist vorgesehen, daß der metallische Träger (2) von einem wenigstens zwei Lagen bzw. Schichten (3, 4) aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere Metallen aufweisenden Aufbau gebildet ist, wobei in Anpassung an unterschiedliche Anforderungen eine gute Wärmleitfähigkeit bei zuverlässiger Festlegung und geringem Gewicht sowie geringen Kosten für den Kern bzw. Träger 2 der Leiterplatte (1) zur Verfügung gestellt wird.Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Leiterplatte (1) zur Verfügung gestellt.

Description

österreichisches Patentamt AT12 736U1 2012-10-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte mit einem metallischen Träger bzw. Kern zur Abstützung wenigstens eines im Betrieb insbesondere abzuführende Wärme erzeugenden, elektronischen Bauteils und mit einer insbesondere mehrlagigen Leiterbahnebene, welche den elektronischen Bauteil wenigstens teilweise umgibt und mit dem elektronischen Bauteil kontaktiert bzw. kontaktierbar ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte mit einem metallischen Träger bzw. Kern zur Abstützung wenigstens eines im Betrieb insbesondere abzuführende Wärme erzeugenden, elektronischen Bauteils und einer insbesondere mehrlagigen Leiterbahnebene.

[0002] Im Zusammenhang mit dem Einsatz von Bauteilen, welche während ihres Einsatzes eine große Wärmeentwicklung aufweisen, in einer Leiterplatte werden teilweise hohe Anforderungen an eine Wärmeabfuhr gestellt, um einen Schutz sowohl des in die Leiterplatte wenigstens teilweise integrierten Bauteils als auch umgebender Bereiche der Leiterplatte während eines Betriebs sicherzustellen. Beispielsweise ist es bei einem Einsatz von LEDs notwendig, bei entsprechend hohen Leistungen derartiger LEDs von beispielsweise 1 Watt oder mehr, um entsprechend hohe Helligkeiten zu bieten, eine zuverlässige Wärmeabfuhr von Bauteilen bzw. der LED als auch der Leiterplatte zur Verfügung zu stellen.

[0003] Bei derartigen Hochleistungsanwendungen findet üblicherweise eine als Metallkernleiterplatte bezeichnete Leiterplatte der eingangs genannten Art Verwendung, wobei insbesondere auf einer Metallbasis der wenigstens eine elektronische Bauteil angeordnet wird als auch eine den Bauteil wenigstens teilweise umgebende Leiterbahnebene ausgebildet bzw. angeordnet wird. Gemäß dem bekannten Stand der Technik, wie er beispielsweise der EP-A 0 282 625, der DE-A1 103 40 705, der WO 03/019679, der US-A 2004/0065894, der US-B 6,498,355, der US-A 2003/0189830, der WO 2005/048358 oder der US-A 2007/0176198 entnehmbar ist, findet bei derartigen bekannten Metallkernleiterplatten jeweils ein metallischer Träger bzw. Kern vergleichsweise großer Abmessungen bzw. Dicke Verwendung, auf welchem die Bauteile als auch die den Bauteil umgebende Leiterbahn angeordnet bzw. ausgebildet werden. Für eine Kontaktierung des Bauteils mit Elementen der Leiterbahnebene sind unterschiedliche Ausführungsformen vorgesehen.

[0004] Als Metall für den metallischen Träger bzw. Kern wird üblicherweise ein Material verwendet, welches eine entsprechend hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wobei gegebenenfalls der metallische Träger bzw. Kern zusätzlich mit einem Kühlkörper, wie beispielsweise einer zusätzlichen Metallplatte, einem Gehäuse oder dgl. thermisch verbunden wird. Bei den bekannten Ausführungsformen wird als metallischer Kern bzw. Träger hoher Wärmeleitfähigkeit üblicherweise Kupfer oder Aluminium eingesetzt, wobei beide Materialien eine ähnlich hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Nachteilig bei einer Verwendung von Kupfer ist jedoch der gegenüber Aluminium vergleichsweise hohe Preis und ein höheres Gewicht, so daß beispielsweise bei großflächigen Anwendungen insbesondere aus Kosten- und Gewichtsgründen Aluminium bevorzugt wird. Nachteilig bei einer Verwendung von Aluminium ist jedoch insbesondere die Tatsache, daß ein Verlöten eines Bauteils auf Aluminium nicht möglich ist, während eine Verklebung üblicherweise nicht die insbesondere für einen langjährigen Einsatz unter gegebenenfalls widrigen Umgebungsbedingungen erforderliche Festigkeit zur Verfügung stellt. In Fällen, in welchen eine Verlötung erforderlich ist, muß somit auf das ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweisende und hohe Kosten verursachende Kupfer zurückgegriffen werden.

[0005] Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik eine sogenannte Metallkernleiterplatte sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Leiterplatte zur Verfügung zu stellen, wobei die oben genannten Nachteile des bekannten Standes der Technik vermieden oder zumindest weitestgehend minimiert werden können und insbesondere eine Ausführungsform einer Leiterplatte zur Verfügung gestellt werden kann, welche neben den angestrebten guten thermischen Eigenschaften im Hinblick auf 1 /9 österreichisches Patentamt AT12 736U1 2012-10-15 eine zuverlässige Abfuhr der durch einen Bauteil im Betrieb erzeugten Wärme auch eine zuverlässige Festlegung eines derartigen Bauteils bei entsprechend geringem Gewicht der Leiterplatte und insbesondere des Trägers bzw. Kerns als auch bei entsprechend geringen Herstellungskosten ermöglicht.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgaben ist eine Leiterplatte der eingangs genannten Art im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Träger von einem wenigstens zwei Lagen bzw. Schichten aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere Metallen aufweisenden Aufbau gebildet ist. Dadurch, daß erfindungsgemäß ein aus wenigstens zwei Lagen bzw. Schichten aus unterschiedlichen Materialien gebildeter Träger bzw. Kern bei der erfindungsgemäßen Leiterplatte vorgesehen wird, kann durch entsprechende Auswahl der wenigstens zwei unterschiedlichen Materialien den üblicherweise einander widersprechenden Anforderungen im Hinblick auf eine sichere und zuverlässige Festlegung bei gleichzeitig geringem Gewicht und guter Wärmeleitfähigkeit bei geringen Kosten im Gegensatz zur Verwendung eines Kerns bzw. Trägers aus einem einzigen Material, wie dies in dem Stand der Technik vorgesehen war, Rechnung getragen werden. Erfindungsgemäß kann somit eine Leiterplatte zur Verfügung gestellt werden, welche bei Bereitstellung einer hohen Wärmeleitfähigkeit und somit sicherer Aufnahme bzw. Ableitung von im Betrieb anfallender Wärme eines elektronischen Bauteils auch eine entsprechend zuverlässige Festlegung des Bauteils sowie eine Herstellung der Leiterplatte bei geringem Gewicht und geringen Kosten ermöglicht.

[0007] Für einen besonders zuverlässigen Wärmeabtransport und zur Vermeidung von Beanspruchungen bzw. Spannungen zwischen den unterschiedlichen, den Träger bildenden Materialien bzw. Metallen, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß der Träger aus Metallen mit einer hohen, im wesentlichen ähnlichen bzw. gleichen Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.

[0008] Wie oben bereits erwähnt, wird mit der erfindungsgemäßen Leiterplatte unter anderem auf eine zuverlässige Festlegung des elektronischen Bauteils abgezielt, wobei in diesem Zusammenhang gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen wird, daß die zu dem abzustützenden elektronischen Bauteil gerichtete metallische Schicht aus einem Material mit guter Schweißbarkeit bzw. Lötbarkeit gebildet ist.

[0009] Zur Bereitstellung eines kostengünstig und zuverlässig herstellbaren Trägers bzw. Kerns entsprechend den Anforderungen insbesondere an die Wärmeleitfähigkeit sowie eines geringen Gewichts und geringer Kosten wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß der Träger von einem plattierten Aufbau oder Verbund aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallen gebildet ist, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte entspricht.

[0010] In Anpassung an unterschiedliche Einsatzgebiete bzw. Einsatzzwecke einer erfindungsgemäßen Leiterplatte wird darüber hinaus gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Metalle gewählt sind aus der Gruppe, umfassend Kupfer, Aluminium, Stahl, Edelstahl, Nickel oder Kupfer enthaltende Legierungen, wie beispielsweise Messing, Bronze oder dgl.

[0011] Für einen besonders guten Ausgleich zwischen den, wie oben erwähnt, einander üblicherweise widersprechenden Anforderungen bzw. Erfordernissen im Hinblick auf eine gute Verbindbarkeit bzw. Festlegbarkeit eines Bauteils als auch ein geringes Gewicht sowie geringe Kosten der erfindungsgemäßen Leiterplatte wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß der Träger von einem Bi- oder Trimetallsubstrat gebildet ist, wobei eine zu dem abstützenden Bauteil gerichtete Schicht von Kupfer oder einer Cu-haltigen Legierung gebildet ist und eine Dicke von maximal einem Viertel, insbesondere etwa einem Zehntel der Gesamtdicke des Trägers aufweist. Derart wird durch die zum abstützenden Bauteil gerichtete Schicht aus Kupfer oder einer Cu-haltigen Legierung eine gute Festlegbarkeit, beispielsweise Lötbarkeit sichergestellt, während durch die wenigstens eine weitere Metallschicht die erforderliche Wärmeleitfähigkeit bei geringem Gewicht und geringen Kosten zur Verfügung gestellt werden kann. Durch eine Wahl der relativen Dicken bzw. Abmessungen zwischen den 2/9 österreichisches Patentamt AT 12 736 Ul 2012-10-15 einzelnen Schichten bzw. Lagen entsprechend den obigen Grenzen kann jeweils eine entsprechende Optimierung zwischen den einzelnen, einzuhaltenden bzw. zu erzielenden Parametern erreicht werden.

[0012] Für eine besonders zuverlässige Festlegung ist erfindungsgemäß darüber hinaus vorgesehen, daß der elektronische Bauteil durch eine Lötverbindung an dem Träger festlegbar bzw. festgelegt ist.

[0013] Für eine weitere Verbesserung der Abfuhr von Wärme wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß an der vom abzustützenden elektronischen Bauteil abgewandten Seite der Träger in an sich bekannter Weise mit einem Kühlkörper gekoppelt bzw. koppelbar ist.

[0014] Gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte ist vorgesehen, daß der elektronische Bauteil von einer LED, einem Hochleistungstransistor, einer CPU oder dgl. gebildet ist.

[0015] Für eine zuverlässige Einbettung und Aufnahme des Bauteils ist gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß der elektronische Bauteil in an sich bekannter Weise in einer die Abmessungen des elektronischen Bauteils übersteigenden Ausnehmung der Leiterbahnebene aufgenommen ist und durch ein isolierendes Material ummantelt ist.

[0016] Zur weiteren Verbesserung der insbesondere des den Wärme abgebenden Bauteils umgebenden Bereiche bzw. Elemente der Leiterplatte bzw. der Leiterbahnebene wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß die Innenflächen der Ausnehmung mit einer reflektierenden Schicht, wie beispielsweise Gold, Silber, einem weißen Lötstopplack oder dgl. beschichtet sind, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte entspricht.

[0017] Zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben ist darüber hinaus ein Verfahren der eingangs genannten Art im wesentlichen gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: [0018] Bereitstellen eines Trägers gemäß der Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte, [0019] Festlegen des abzustützenden elektronischen Bauteils auf dem Träger, und [0020] Anordnen bzw. Ausbilden der den Bauteil wenigstens teilweise umgebenden Leiterbahnebene sowie Kontaktieren mit dem elektronischen Bauteil.

[0021] Wie bereits oben ausgeführt, kann somit unter Vermeidung der Probleme gemäß dem bekannten Stand der Technik eine Leiterplatte mit einem Kern bzw. Träger und einem darin aufgenommenen bzw. integrierten elektronischen Bauteil, welcher während des Betriebs gegebenenfalls große Mengen an abzuführender Wärme erzeugt, bei zuverlässiger Festlegung zur Verfügung gestellt werden. Die einzelnen Schritte der Anordnung bzw. Festlegung des Bauteils auf dem Träger sowie einer Ausbildung der Leiterbahnebene können in unterschiedlicher zeitlicher Abfolge vorgenommen werden, wie dies nachfolgend im Detail erörtert werden wird.

[0022] Für eine zuverlässige Festlegung wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß die Festlegung des elektronischen Bauteils am Träger durch ein Verlöten oder Verschweißen vorgenommen wird.

[0023] Zur ordnungsgemäßen Einbettung des Bauteils wird darüber hinaus vorgeschlagen, daß der elektronische Bauteil nach einem Festlegen auf dem Träger und Anordnen der Leiterbahnebene in an sich bekannter Weise von einem isolierenden Material ummantelt wird, wie dies einer weiters bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht.

[0024] Bei Verwendung von isolierendem Material kann beispielsweise ein transparentes Material vorgesehen sein oder es können beispielsweise bei Verwendung von LEDs als aufzunehmende bzw. einzubettende elektronische Bauteile gewisse Leuchteffekte erzielt werden. In diesem Zusammenhang wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, daß das isolierende Material mit einem Füllstoff, beispielsweise die Wellenlänge des Lichts eines von einer LED gebildeten Bauteils verändernden Phosphoren gebildet wird. 3/9 österreichisches Patentamt AT 12 736 Ul 2012-10-15 [0025] Wie bereits mehrfach erwähnt, erfordert eine Aufnahme des elektronischen Bauteils eine entsprechende Ausnehmung der Leiterplatte bzw. der Leiterbahnebene, wobei in diesem Zusammenhang gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen wird, daß in der Leiterbahnebene eine Ausnehmung zum Aufnehmen des Bauteils in an sich bekannter Weise durch ein Bohren, Fräsen, Lasern oder dgl. ausgebildet wird.

[0026] Anstelle einer derartigen Ausbildung einer Ausnehmung zur nachfolgenden Aufnahme der aufzunehmenden Bauteile in einer im wesentlichen fertiggestellten Leiterplatte bzw. Leiterbahnebene, wie dies oben ausgeführt wurde, wird gemäß einer bevorzugten und alternativen Ausführungsform vorgeschlagen, daß nach einem Festlegen des Bauteils auf dem Träger die Leiterbahnebene in an sich bekannter Weise durch ein Verpressen einer Mehrzahl von Lagen mit einer die Abmessungen des Bauteils wenigstens teilweise übersteigenden Ausnehmung hergestellt wird.

[0027] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen: [0028] Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplatte, welche gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, wobei der elektronische Bauteil von einer LED gebildet ist; [0029] Fig. 2 in einer zu Fig. 1 ähnlichen Darstellung einen Schnitt durch eine abgewandelte

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leiterplatte, wobei der eingebettete Bauteil von einem Hochleistungs-Chip gebildet ist; [0030] Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch einen von einer Trimetallplatte gebildeten

Kern bzw. Träger anstelle des in Fig. 1 und 2 dargestellten Bimetall-Kerns.

[0031] Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch eine erste erfindungsgemäße Verfahrensfüh rung, wobei nach einem Herstellen der Leiterplatte unter Ausbildung einer Leiterbahnebene auf dem Träger eine Ausnehmung zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leiterplatte ausgebildet wird; und [0032] Fig. 5 in einer zu Fig. 4 ähnlichen Darstellung eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei nach einem Anordnen des Bauteils auf dem Träger bzw. Kern die Leiterplatte durch ein Verpressen von einer Mehrzahl von den Bauteil umgebenden Schichten bzw. Lagen zur Ausbildung der Leiterbahnebene hergestellt wird.

[0033] In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist allgemein mit 1 eine Leiterplatte bezeichnet, welche einen Kern bzw. Träger 2 umfaßt, welcher in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform aus einer eine vergleichsweise große Dicke aufweisenden Schicht bzw. Lage 3 aus Aluminium und einer eine geringere Dicke aufweisenden Lage bzw. Schicht 4 aus Kupfer besteht.

[0034] Auf dem Kern bzw. Träger 2 ist über eine Lötverbindung 5 ein von einer LED bzw. einem vertikalen LED-Chip 6 gebildeter elektronischer Bauteil festgelegt. Der elektronische Bauteil 6 wird von einer mehrlagigen Leiterbahnebene 7 umgeben, welche beispielsweise von einem Prepreg 8 und einem mehrlagigen Leiterplattenmaterial 9, wie beispielsweise FR4 gebildet ist.

[0035] Für ein Kontaktieren mit einer leitenden bzw. leitfähigen Struktur 10, welche beispielsweise aus Kupfer oder Gold gebildet wird, ist in Fig. 1 ein Bonddraht 11, beispielsweise bestehend aus Gold angedeutet. Darüber hinaus ist in Fig. 1 eine Ummantelung des eingebetteten Bauteils 6 mit 12 bezeichnet.

[0036] Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht der Bimetall-Kern bzw. -Träger 2 beispielsweise aus einem plattierten Werkstoff, bestehend aus einer Basis von beispielsweise 1800 pm Aluminium und 200 pm Kupfer. Während durch die gewählte Materialkombination und Anordnung die Lötbarkeit der Oberfläche der Cu-Schicht 4 für eine ordnungsgemäße und zuverlässige Festlegung des Bauteils 6 herangezogen wird, wird für die zusätzlich geforderte 4/9 österreichisches Patentamt AT12 736U1 2012-10-15 hohe Wärmleitfähigkeit bei geringem Gewicht und geringen Kosten die eine vergleichsweise große Dicke aufweisende Basis 3 aus Aluminium herangezogen.

[0037] Die Abschirmung bzw. Ummantelung 12 des aufgenommenen Bauteils kann transparent sein oder zur Erzielung gewünschter Leuchteffekte bei Verwendung einer Diode bzw. LED 6 mit Lichtkonverterpartikeln bzw. Leuchtstoffen versetzt sein.

[0038] In Fig. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform einer Leiterplatte 21 dargestellt, wobei wiederum auf einem aus einem Bimetallsubstrat gebildeten Kern 2, bestehend aus einer Basis 3 aus Aluminium und einer eine geringere Dicke aufweisenden Lage bzw. Schicht 4 aus Kupfer ein von einem Hochleistungschip bzw. einer CPU 22 gebildeter Bauteil über eine Lötverbindung 23 angeordnet ist.

[0039] Eine Kopplung des Bauteils 22 mit leitenden Strukturen 24 erfolgt über schematisch angedeutete Mikrovias 25 zu nicht näher dargestellten Kontakten am Bauteil 22.

[0040] Der Bauteil 22 ist von isolierendem Material 26 umgeben, wobei eine Ausnehmung zur Aufnahme des Bauteils 22 wiederum in einzelnen Schichten bzw. Lagen 27 und 28 ähnlich den Lagen 8 und 9 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 zur Ausbildung einer Leiterbahnebene vorgesehen bzw. angedeutet ist.

[0041] Anstelle des in Fig. 2 dargestellten getrennten bzw. zusätzlichen isolierenden Materials kann bei der Einbettung und Isolierung unmittelbar das Prepreg 27 verwendet werden, das beim Verpressungsprozeß weich wird und den Bauteil 22 umschließt und somit einbettet.

[0042] In Fig. 2 ist weiters schematisch ein mit dem Träger 2 bzw. der Basis 3 koppelbarer Kühlkörper 29 angedeutet.

[0043] In Fig. 3 ist schematisch eine abgewandelte Ausführungsform eines Kerns bzw. Trägers 31 für eine Leiterplatte dargestellt, welche im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 aus drei metallischen Schichten bzw. Lagen 32, 33 und 34 besteht. Hiebei können beispielsweise die Lagen bzw. Schichten 32 und 34 aus einem gleichen oder verschiedenen Material gebildet sein.

[0044] Anstelle der insbesondere in Fig. 1 und 2 dargestellten Materialkombinationen von Kupfer und Aluminium für den Kern bzw. Träger 2 können auch andere Materialien entsprechend dem Einsatzzweck und den geforderten Eigenschaften, wie beispielsweise Stahl, Edelstahl, Nickel, Cu-haltige Legierungen, wie beispielsweise Tombak, Bronze oder weitere Legierungen eingesetzt werden.

[0045] In Fig. 4 und 5 sind unterschiedliche Verfahrensführungen zur Herstellung einer beispielsweise in Fig. 1 und 2 dargestellten Leiterplatte unter Aufnahme wenigstens eines während des Betriebs Wärme erzeugenden Bauteils gezeigt.

[0046] Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 wird auf einem wiederum mit 2 bezeichneten Kern eine wiederum mehrlagige und mit 7 bezeichnete Leiterbahnebene im wesentlichen vollflächig ausgebildet, wonach anschließend beispielsweise unter Einsatz eines Fräsers 41 eine Ausnehmung 42 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Bauteils hergestellt wird.

[0047] Anstelle eines Fräsers 41 kann die Ausnehmung durch ein Bohren unter Einsatz eines Lasers oder dgl. mit bei der Herstellung von Leiterplatten an sich bekannten Verfahrensführungen hergestellt werden.

[0048] Darüber hinaus ist eine Auskleidung von Innenflächen der Ausnehmung 42 mit 43 ange-deutet.

[0049] Im Gegensatz dazu erfolgt bei der Verfahrensführung gemäß Fig. 5 nach einer Anordnung eines schematisch mit 52 bezeichneten Bauteils auf einem Kern 2 eine Anordnung einer Mehrzahl von Schichten bzw. Lagen 53, 54 der den Bauteil 52 umgebenden Leiterbahnebene, wobei die Leiterplatte bzw. Leiterbahnebene unter Verbindung der Schichten bzw. Lagen 53, 54 mit dem Kern 2 durch ein schematisch durch den Pfeil 55 angedeutetes Verpressen hergestellt wird. 5/9

Claims (17)

1. österreichisches Patentamt AT 12 736 Ul 2012-10-15 [0050] Die Schichten bzw. Lagen 53, 54 können ebenfalls ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 aus einem entsprechenden Prepreg und einem mit Kupfer beschichteten Leiterplattensubstrat FR4 hergestellt werden, wobei die Schichten bzw. Lagen 53, 54 entsprechend den Abmessungen des aufzunehmenden Bauteils Löcher bzw. Ausnehmungen aufweisen, welche nach einem Verpressen ein zusätzliches Vergießen mit isolierendem Material bzw. die Ausbildung einer Abdeckung, wie dies insbesondere in Fig. 1 angedeutet ist, ermöglichen. [0051] Die Leiterbahnebene kann abweichend von den Darstellungen aus einer unterschiedlichen Anzahl von Schichten bzw. Lagen entsprechend den jeweiligen Anforderungen hergestellt werden. [0052] Darüber hinaus können abweichend von den dargestellten Bauteilen 6 bzw. 22 andere, insbesondere im Betrieb abzuführende Wärme erzeugende elektronische Bauteile eingesetzt bzw. vorgesehen werden. Ansprüche 1. Leiterplatte mit einem metallischen Träger bzw. Kern zur Abstützung wenigstens eines im Betrieb insbesondere abzuführende Wärme erzeugenden, elektronischen Bauteils und mit einer insbesondere mehrlagigen Leiterbahnebene, welche den elektronischen Bauteil wenigstens teilweise umgibt und mit dem elektronischen Bauteil kontaktiert bzw. kontaktierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Träger (2, 31) von einem wenigstens zwei Lagen bzw. Schichten (3, 4, 32, 33, 34) aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere Metallen aufweisenden Aufbau gebildet ist.
2. 2. Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2, 31) aus Metallen mit einer hohen, im wesentlichen ähnlichen bzw. gleichen Wärmeleitfähigkeit gebildet ist.
3. 3. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu dem abzustützenden elektronischen Bauteil (6, 22, 52) gerichtete metallische Schicht (4, 32) aus einem Material mit guter Schweißbarkeit bzw. Lötbarkeit gebildet ist.
4. 4. Leiterplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2, 31) von einem plattierten Aufbau oder Verbund aus wenigstens zwei unterschiedlichen Metallen gebildet ist.
5. 5. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle (3, 4, 32, 33, 34) gewählt sind aus der Gruppe, umfassend Kupfer, Aluminium, Stahl, Edelstahl, Nickel oder Kupfer enthaltende Legierungen, wie beispielsweise Messing, Bronze oder dgl.
6. 6. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger von einem Bi- oder Trimetallsubstrat (2, 31) gebildet ist, wobei eine zu dem abstützenden Bauteil (6, 22, 52) gerichtete Schicht (4, 32) von Kupfer oder einer Cu-haltigen Legierung gebildet ist und eine Dicke von maximal einem Viertel, insbesondere etwa einem Zehntel der Gesamtdicke des Trägers (2, 31) aufweist.
7. 7. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Bauteil (6, 22) durch eine Lötverbindung (5, 23) an dem Träger (2, 31) festlegbar bzw. festgelegt ist.
8. 8. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der vom abzustützenden elektronischen Bauteil (22) abgewandten Seite der Träger (2) in an sich bekannterWeise mit einem Kühlkörper (29) gekoppelt bzw. koppelbar ist.
9. 9. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Bauteil (6, 22, 52) von einer LED, einem Hochleistungstransistor, einer CPU oder dgl. gebildet ist. 6/9 österreichisches Patentamt AT 12 736 Ul 2012-10-15
10. 10. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Bauteil (6, 22, 52) in an sich bekannter Weise in einer die Abmessungen des elektronischen Bauteils (6, 22, 52) übersteigenden Ausnehmung (42) der Leiterbahnebene (7, 27, 28, 53, 54) aufgenommen ist und durch ein isolierendes Material ummantelt ist.
11. 11. Leiterplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Ausnehmung (42) mit einer reflektierenden Schicht (43), wie beispielsweise Gold, Silber, einem weißen Lötstopplack oder dgl. beschichtet sind.
12. 12. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte mit einem metallischen Träger bzw. Kern zur Abstützung wenigstens eines im Betrieb insbesondere abzuführende Wärme erzeugenden, elektronischen Bauteils und einer insbesondere mehrlagigen Leiterbahnebene, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Bereitstellen eines Trägers (2, 31) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, Festlegen des abzustützenden elektronischen Bauteils (6, 22, 52) auf dem Träger (2, 31), und Anordnen bzw. Ausbilden der den Bauteil (6, 22, 52) wenigstens teilweise umgebenden Leiterbahnebene (7, 27, 28, 53, 54) sowie Kontaktieren mit dem elektronischen Bauteil.
13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung des elektronischen Bauteils (6, 22) am Träger (2) durch ein Verlöten oder Verschweißen (5, 23) vorgenommen wird.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Bauteil (6, 22) nach einem Festlegen auf dem Träger (2) und Anordnen der Leiterbahnebene (7, 27, 28) in an sich bekannter Weise von einem isolierenden Material (12, 26) ummantelt wird.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Material (12) mit einem Füllstoff, beispielsweise die Wellenlänge des Lichts eines von einer LED gebildeten Bauteils (6) verändernden Phosphoren gebildet wird.
16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leiterbahnebene (7) eine Ausnehmung (42) zum Aufnehmen des Bauteils in an sich bekannter Weise durch ein Bohren, Fräsen, Lasern oder dgl. ausgebildet wird.
17. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Festlegen des Bauteils (52) auf dem Träger (2) die Leiterbahnebene in an sich bekannter Weise durch ein Verpressen einer Mehrzahl von Lagen (53, 54) mit einer die Abmessungen des Bauteils (52) wenigstens teilweise übersteigenden Ausnehmung hergestellt wird. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 7/9