CN101690424A - 电子组件和制造电子组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子组件(26)，该电子组件包括至少具有一个电子元件(4)的第一衬底(13)和一个嵌有该衬底(13)的被构造为注塑外壳或压铸外壳的外壳(25)以及从该外壳(25)中突出的、与所述第一衬底(13)相连接的、被构造为引线框架(3)的电连接端(6)。根据本发明，在所述外壳(25)中至少嵌入一个其他的装备有第二电联接端(15)的第二衬底(13)，其中，所述第二联接端(15)被构造为第二引线框架(14)，并且所述两个引线框架(3、14)在至少一个位置(19)上直接相互连接。此外，本发明还涉及用于制造相应电子组件的方法。

Description

电子组件和制造电子组件的方法
技术领域
本发明涉及一种电子组件，该电子组件包括一个至少具有一个电子元件的第一衬底和一个嵌有该衬底的、被构造为注塑外壳或压铸外壳的外壳，以及从该外壳中突出的、与所述第一衬底相连接的、被构造为引线框架的联接端。
背景技术
一种这样的电子组件是公知的。该电子组件的衬底具有至少一个电子功率元件和/或逻辑元件。为了与外部进行触点接通，该衬底与被构造为引线框架的联接端导电相连。为了保护装备了电子元件的衬底，所述衬底与和该衬底相连接的联接端的区域一起被嵌入在注塑外壳或压铸外壳中。如此挤压包封的组件通过模塑成型过程中的技术条件，例如压铸模的几何形状的模塑成型、填料方法和在挤压包封时所使用的合成材料的流动特性，以及通过结构空间的实际情况被限制在该组件的基面内。将所述电子组件扩展到多个平面上需要一个具有附加接线平面的复杂结构，由此，用于制造该电子组件的制造步骤数目显著上升。
发明内容
为了提高相对于电子组件的基面的元件密度进行如下设计，在外壳中至少嵌入一个其他的配备了第二电联接端的第二衬底，其中，所述第二联接端被构造为第二引线框架，并且所述两个引线框架在至少一个位置上直接相互连接。所述第一衬底和第一引线框架构成第一组合部件，而所述第二衬底与所述第二引线框架一起构成第二组合部件。布置在不同平面上的衬底的接线是通过所分配的引线框架进行的。因此，这些引线框架具有以下任务：使所述衬底及其电子元件的外部触点接通成为可能，并且可以替换地和/或附加地使所述衬底相互间触点接通。此外，所述引线框架向所分配的衬底提供附加的支持物。这尤其在将衬底嵌入到外壳中之前是有利的。
所述外壳同时是嵌有所述组合部件的包封。为了将所述外壳构造为嵌有所述组合部件的压铸外壳，所述组合部件通过压铸(RTM：树脂传递模塑)的方式被一起裹上了成型材料，该成型材料随后构成压铸外壳。作为用于构造所述外壳的成型材料，尤其使用了热固性材料或合成橡胶材料。为了将所述外壳构造为嵌有所述组合部件的注塑外壳，例如借助公知的注塑方法包裹所述组合部件。
此外，有利地，至少一个衬底是陶瓷衬底，尤其是LTTC衬底或DBC衬底。这样的衬底与传统的衬底相比可以允许更高的电流，具有更好的绝缘性，并且能在更高的温度范围内工作。特别地，所述陶瓷衬底是低温共烧陶瓷(LTTC)或者直接敷铜陶瓷衬底(DBC)。
在本发明的一个有利的设计方案中有如下设计，所述衬底与各个引线框架的连接是电连接和/或机械连接。通过引线框架和衬底的机械连接，得到了稳定的、易控制的组合部件。所述衬底尤其被构造为具有导电线路的电路载体。为了使所述电路载体通过各个联接端与外部触点接通，这些联接端优选地与所述导电线路电相连。
根据本发明的一个改进方案，所述衬底与所述各个引线框架的连接是胶粘连接(Klebeverbindung)和/或粘结连接(Bondverbindung)和/或焊接连接。所述胶粘连接是电绝缘的或者也可以是导电的(例如使用导电银)机械连接。通过所述胶粘连接得到了衬底和引线框架的稳定的组合部件。所述粘结连接是电连接，通过该电连接，所述衬底与引线框架灵活地相互连接。所述焊接连接是衬底和引线框架的电和机械连接。所述电子元件尤其被焊接或胶粘在所述衬底上。有利地，具有被胶粘的电子元件的LTCC衬底被胶粘到所述引线框架上并且通过粘结的方式电相连，以及为了焊接，DBC衬底装备有所述元件和所述引线框架。特别地有如下设计，两个DBC衬底或两个LTCC衬底或一个LTCC衬底和一个DBC衬底被组合在一个电子组件中。在本发明的一个有优点的设计方案中有如下设计，所述第一引线框架与所述第二引线框架的连接是与这些引线框架电触点接通的连接。
有利地，所述电触点接通的连接是焊接连接、板件冲压连接和卡夹连接。所述引线框架通过使电触点接通成为可能的接合过程相连接。
此外，本发明还涉及用于制造电子组件的方法。在此有如下设计，所述电子组件具有一个第一衬底和至少一个第二衬底，所述衬底分别具有至少一个电子元件，其中，所述方法包括以下步骤：
-将所述第一衬底与第一引线框架连接成为第一组合部件，以及将所述第二衬底与第二引线框架连接成为第二组合部件，
-相邻地布置所述组合部件，其中，所述组合部件的引线框架在至少一个区域中互相接触，
-在所述区域的至少一个位置上连接所述第一和第二引线框架，以及
-将所述组合部件共同嵌入到一个被构造为注塑外壳或压铸外壳的外壳中。
通过将所述衬底与所述各个引线框架连接起来，得到易控制的单元。所述组合部件例如通过重叠的方式被布置成相邻地或彼此重叠地，以使它们的引线框架至少在一个区域中互相接触。优选地，所述引线框架是完全包围所述衬底的引线框架，该引线框架的联接端被如此成形，以使所述衬底在所述引线框架的至少一个区域的互相接触时被布置成隔开地和面对地。在如此布置了所述组合部件之后，通过连接所述第一和第二引线框架，所述两个组合部件相互连接并且因此得到一个整体部件。所述如此连接的组合部件被一同嵌入到所述外壳中。为了将所述外壳构造为嵌有所述组合部件的压铸外壳，所述组合部件通过压铸(RTM：树脂传递模塑)的方式被一起裹上了成型材料，该成型材料在随后形成所述压铸外壳。作为用于构造所述外壳的成型材料，尤其使用了热固性材料或合成橡胶材料。在成型时，用不导电的材料直接挤压包封所述组合部件。然后，所述材料时效硬化，并且所述电子组件可以被作为紧凑的、封闭的和鲁棒的组件使用。为了将所述外壳构造为一个嵌有所述组合部件的注塑外壳，例如借助公知的注塑方法来包裹所述组合部件。有利地，至少一个衬底是陶瓷衬底，特别是LTTC衬底或DBC衬底。为了装备所述衬底，所述电子元件(功率或逻辑元件)被焊接和/或胶粘在所述衬底上以装备所述衬底。
有利地，通过胶粘和/或粘结和/或焊接的方式连接所述衬底和所分配的引线框架。所述衬底被胶粘在所述引线框架上并且所述电连接被粘结到所述引线框架，或者所述引线框架与所述元件一起被焊接到所述衬底上。有利地，具有被胶粘的元件的LTCC衬底被胶粘到所述引线框架上并且通过粘结的方式被连接。有利地，为了焊接，DBC衬底装备有所述元件和所述引线框架。
根据本发明的一个改进方案，在连接所述引线框架时，所述引线框架进行电触点接通。通过该电触点接通，所述衬底相互之间有了接线。
在本发明的一个有利的设计方案中，所述相邻布置的组合部件被容纳在一个由注塑模或压铸模的模具部分构成的空腔中，并且通过注塑或压铸方式被嵌入。所述注塑模或压铸模尤其由两个构造为半模具的模具部分组成。
特别地，除了所述联接端之外至少存在一个引线框架还具有至少一个共同构造所述空腔的附加结构，在将所述组合部件嵌入到所述注塑外壳之后，该附加结构被至少部分除去。在所述附加结构被除去前，该附加结构将所述联接端定位在所述引线框架内，并且尤其被构造为彼此相关的、环形的结构，该结构作为所谓的“绝缘杆(Dambar)”共同构成了所述空腔。在相邻地布置所述组合部件时，将所述引线框架的被构造为绝缘杆的附加结构重叠在一起。所述注塑模或压铸模的半模具压在所述绝缘杆上，其中，用于所述注塑外壳的空腔被密闭地和可靠地密封。这些密封的几何形状特别容易制造，因为它们分别只在一个平面中。
最后还有利地，通过冲压和/或激光切割和/或剪切的方式将所述附加结构与所述引线框架的剩余部分分离开来。在注塑(成型)之后，特别地，通过分离过程(例如冲压、激光切割、剪切)在所述联接端之间将被构造为绝缘杆的附加结构分离，以使所述联接端相互之间电分离。然而，可替换地，为了形成电连接，还可以有针对性地保留一些两个衬底之间的连接，以便产生一个共同的电路。
附图说明
以下，根据以下附图详细阐述本发明。附图示出：
图1示出了具有被装备的衬底以及具有引线框架的组合部件的俯视图，
图2示出了在将两个组合部件连接起来之前，由它们组成的布局，
图3示出了两个相邻布置的组合部件，它们的引线框架互相接触，
图4示出了图2和图3所示的组合部件相互连接后位于一个压铸模中，
图5示出了具有嵌入在注塑外壳中的组合部件的电子组件。
具体实施方式
图1示出了具有被装备的第一衬底2以及具有引线框架3的第一组合部件1的俯视图。衬底2具有电子元件4，为了简化示意图，仅示出了其中的一个电子元件。第一衬底2被构造为具有未在图中示出的导电线路的电路载体5。导电线路用于在电路载体5中电子元件4的连接以及用于提供用于引线框架3的第一联接端6的触点接通的接触面。所明确示出的元件4被胶粘到衬底2上，并且为了进行电触点接通，通过粘结的方式与未在图中示出导电线路相连接。可替换地，电子元件4被胶粘在第一衬底2上。第一引线框架3具有第一联接端6和第一附加结构7，该第一附加结构7连接了第一联接端6并且完全包围制成的组合部件1的衬底2。第一联接端6被如此布置在第一组合部件1中，以使第一联接端6中的三个联接端被布置在第一衬底的一侧8上，并且第一联接端6中的四个联接端被布置在第一衬底的与侧8相对的另一侧9上。第一衬底2被胶粘到第一引线框架3上，并且所述被构造为电路载体5的第一衬底2的接触面通过未在图中示出的粘结连接与第一引线框架3的各个第一联接端6电连接。除了通过胶粘和粘结的方式进行连接，可替换地，引线框架3与元件4一起被焊接在衬底2上。第一衬底2被构造为陶瓷衬底10。
图2示出了被布置成彼此相对的第一组合部件1和第二组合部件2。第二组合部件是根据第一组合部件构造的，并且同样具有被构造为电路载体12的、装备有至少一个电子元件4的第二衬底13，以及具有第二引线框架14。第二引线框架14具有第二联接端15和环绕第二组合部件11的附加结构16。所述第二衬底也被构造为陶瓷衬底17。因此，两个组合部件1、11分别具有被构造为陶瓷衬底10、17的衬底2、13以及分别围绕衬底2、13的引线框架3、14。第一组合部件1的陶瓷衬底10被构造为具有被胶粘的元件4的LTCC衬底，并且被胶粘在第一组合部件1的引线框架5上。为了产生电连接，第一引线框架3的第一联接端6通过粘结连接的方式与第一衬底2上的触点电相连。第二组合部件11的陶瓷衬底17是DBC衬底，该DBC衬底装备有电子元件4和相应的第二引线框架14并且随后被焊接。因此，在第二组合部件11中，第二引线框架14和第二衬底13之间存在焊接连接。在两个组合部件1、11中，联接端6、15分别被构造为弯曲的，从而分别得到各个附加结构7、16的与各个衬底2、13的衬底平面隔开的附加结构平面。组合部件1、11被布置成彼此相对，以使组合部件1、11和它们的各个附加结构平面以及它们的元件4一起被布置为互相面对。
图3示出了组合部件1、11的一个布局，其中，分别互相对应的、彼此相关的、并且环绕其各个衬底2、13的附加结构7、16叠加起来。在此，组合部件1、11被如此相邻地布置，以使它们的引线框架3、14在其各个附加结构7、16的区域18中大范围地互相接触。如此布置的组合部件1、11随后在其引线框架3、14处、在环形的附加结构7、16的区域中、至少在一个位置19上相互连接。在该连接中，引线框架3、14相互电触点接通。
图4示出了在压铸模22的两个被构造为半模具的模具部分20、21中的两个相互连接的组合部件1、11。双向地朝着相互重叠的、环形的附加结构7、16挤压两个模具部分20、21(模具部分20朝箭头23的方向，模具部分21朝着箭头24的方向)。模具部分20、21与环形的附加结构7、16一起构成围绕组合部件1、11的空腔，其中，联接端6、15中只有被布置在附加结构7、16之外的部分突出所述空腔。随后，用不导电的材料挤压包封组合部件1、11中位于所述空腔内的部分，以使在时效硬化之后，如此产生的如图5中所示的制成的电子组件26的压铸外壳25结合在一起并且相互支撑。在压铸过程(传递模塑)之后，在由联接端6、15构成的连接元件27之间的部分附加结构7，16被除去。为此，这些部分通过分离过程，例如冲压、激光切割或剪切，与各个引线框架3、14的剩余部分分离开来。然而，为了形成电连接，也可以有针对性地使附加结构7、16的一部分保持相互连接。
图1至图5示出了用于制造图5中所示的电子组件26的各个方法步骤的过程。
为了进一步与外界相连，可以使电子组件26的联接端27具有特别的几何形状：
-用于电路载体的压入技术或者在引线框架3、14中的压入技术，
-用于连接已被布线的元件4或者用于连接引线框架3、14的裁剪夹，
-构造为用于传统的插塞连接的插接片或者构造用于旋紧其他电子部件或导线的可能性。

Claims (12)

1.一种电子组件，该电子组件包括一个至少具有一个电子元件的第一衬底和一个嵌有该衬底的、被构造为注塑外壳或压铸外壳的外壳以及从该外壳中突出的、与所述第一衬底相连接的、被构造为引线框架的连接端，其特征在于，在所述外壳(25)中至少嵌入一个其他的装备有第二电联接端(15)的第二衬底(13)，其中，所述第二联接端(15)被构造为第二引线框架(14)，并且所述两个引线框架(3、14)在至少一个位置(19)上直接相互连接。
2.根据权利要求1所述的电子组件，其特征在于，所述衬底(2、13)中的至少一个是陶瓷衬底(10、17)，尤其是LTCC衬底(10)或者是DBC衬底(17)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，所述衬底(2、13)与所述各个引线框架(3、14)的连接是电连接和/或机械连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，所述衬底(2、13)与所述各个引线框架(3、14)的连接是胶粘连接和/或粘结连接和/或焊接连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，所述第一引线框架(3)与所述第二引线框架(14)的连接是与所述引线框架(3、14)电触点接通的连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件，其特征在于，所述电触点接通的连接是焊接连接和/或板件冲压连接和卡夹连接。
7.一种用于制造具有一个第一衬底和至少一个第二衬底的电子组件的方法，所述至少一个第二衬底分别具有至少一个电子元件，所述方法具有以下步骤：
-将所述第一衬底与第一引线框架连接成为第一组合部件，以及将所述第二衬底与第二引线框架连接成为第二组合部件，
-相邻地布置所述组合部件，其中，所述组合部件的引线框架在至少一个区域中互相接触，
-在所述区域的至少一个位置上连接所述第一引线框架和第二引线框架，以及
-将所述组合部件共同嵌入到一个被构造为注塑外壳或压铸外壳的外壳中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述衬底通过胶粘方式和/或粘结方式和/或焊接方式与所述所分配的引线框架相连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述两个引线框架在进行连接时电触点接通。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述相邻布置的组合部件被容纳在一个由注塑模的模具部分构成的空腔中，并且通过注塑的方式被嵌入。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述引线框架中的至少一个引线框架除了具有所述联接端以外还具有至少一个共同形成所述空腔的附加结构，该附加结构在将所述组合部件嵌入到所述注塑外壳之后至少部分地被除去。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了除去所述附加结构，通过冲压的方式和/或激光切割的方式和/或剪切的方式将所述附加结构与所述引线框架的剩余部分分离开来。
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