DE102006018275A1 - Elektronische Baugruppe sowie Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektronischen Baugruppe - Google Patents

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Bernhard Schuch
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Abstract

Eine elektronische Baugruppe (1) hat ein elektronisches Bauelement (2) mit insbesondere einem Keramiksockel (3). Eine Leiterplatte (4) trägt das elektronische Bauelement (2). An der der Leiterplatte (4) zugewandten Seite des elektronischen Bauelements (2) ist eine Mehrzahl von Bauelement-Anschlusskontaktelementen (5) vorgesehen. An der dem Bauelement (2) zugewandten Seite der Leiterplatte (4) ist eine Mehrzahl von Leiterplatten-Anschlusskontaktelementen (8) vorgesehen. Einige der Anschlusskontaktelemente (5, 8) sind um das Bauelement (2) herum angeordnet. Die Leiterplatte (4) weist in Abschnitten, wo keine Leiterplatten-Anschlusskontaktelemente (8) vorliegen, eine Beschichtung (10) aus einem Lot (7) abweisenden Material auf. Die Beschichtung (10) ist zumindest benachbart zu den Anschlusskontaktelementen (5, 8), die um das elektronische Bauelement (2) herum angeordnet sind, ausgespart. Eine hinsichtlich ihres thermischen Ausdehnungskoeffizienten an die thermische Ausdehnung des elektronischen Bauelements (2) einerseits und an die thermische Ausdehnung der Leiterplatte (4) andererseits angepasste Füllmaterialschicht (13) ist in einem Zwischenraum (12) zwischen dem Bauelement (2) und der Leiterplatte (4) angeordnet. Zur Herstellung der Baugruppe (1) wird zunächst die Lot abweisende Beschichtung (10) auf der bereitgestellten Leiterplatte (4) zumindest benachbart zu den Leiterplatten-Anschlusskontaktelementen (8) partiell entfernt oder alternativ bereits bei der ...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen elektronischen Baugruppe nach Anspruch 12.
  • In der Kraftfahrzeugelektronik kommen Kamera- oder Imagermodule z. B. zur Totwinkelerkennung oder zur Fahrspurdetektierung zum Einsatz. Kernstück solcher Module sind so genannte Imager-Bausteine zur optoelektronischen Erfassung von Objekten. Das in der Regel einen Keramiksockel aufweisende Gehäuse dieser Imager-Bausteine ist nur für einen begrenzten Temperaturbereich auf einem Leiterplattensubstrat einsetzbar. Bei den bekannten Lötverbindungstechniken war es bislang nicht möglich, die in der Kraftfahrzeugindustrie geforderte thermische Zykelfestigkeit über die Baugruppen-Lebensdauer zu gewährleisten.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Baugruppe der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine gute thermische Zykelfestigkeit der Baugruppe gewährleistet ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine elektronische Baugruppe mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass sich die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des elektronischen Bauelements einer seits und der Leiterplatte andererseits, die den Grund für die geringe thermische Zykelfestigkeit der aus dem Stand der Technik bekannten elektronischen Baugruppen darstellen, durch Einsatz einer Füllmaterialschicht zwischen dem elektronischen Bauelement und der Leiterplatte ausgleichen lassen. Hierzu muss gewährleistet sein, dass die Füllmaterialschicht den Zwischenraum zwischen der Leiterplatte und dem elektronischen Bauelement möglichst vollständig ausfüllt. Dies wird erreicht, indem zumindest benachbart zu den Anschlusskontaktelementen, die um das elektronische Bauteil herum angeordnet sind, die Lot abweisende Beschichtung auf der Leiterplatte ausgespart ist. Das in der Regel fließfähige Füllmaterial kann daher nach dem Auflöten des elektronischen Bauelements durch ausreichend große Zwischenräume zwischen den Anschlusskontaktelementen in den Zwischenraum einfließen und diesen praktisch vollständig ausfüllen. Es resultiert eine gute thermische Anpassung einerseits des elektronischen Bauelements und andererseits der Leiterplatte an das zwischenliegende Füllmaterial. Durch die Anpassung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten durch das Füllmaterial resultiert eine deutlich verringerte Gefahr eines Ausfalls der elektronischen Baugruppe über thermische Zyklen innerhalb der Baugruppen-Lebensdauer.
  • Eine Zwischenraumstärke nach Anspruch 2 ist, wie Versuche der Anmelderin ergeben haben, zur Gewährleistung eines thermischen Ausgleichs über die Füllmaterialschicht ausreichend, wobei nur wenig Füllmaterial eingesetzt werden muss.
  • Eine Anordnung nach Anspruch 3 schafft einen im Wesentlichen freien Zwischenraum, der mit dem Füllmaterial gefüllt werden kann, was den thermischen Ausgleich optimiert.
  • Abstandshalter nach Anspruch 4 ermöglichen ein gut reproduzierbares Fließverhalten des Füllmaterials in den Zwischenraum. Der durch den mindestens einen Abstandshalter vorgegebene Abstand kann so bemessen sein, dass die Dicke einer Lötschicht zwischen den Anschlusskontaktelementen des elektronischen Bauelements einerseits und der Leiterplatte andererseits gegenüber dem Stand der Technik erhöht ist, was zu einer zusätzlichen Erhöhung der thermischen Zykelfestigkeit der elektronischen Baugruppe führt.
  • Vier Abstandshalter nach Anspruch 5 sind in der Herstellung besonders unaufwändig.
  • Der Aufbau der Abstandshalter nach den Ansprüchen 6 und 7 ist in der Herstellung kostengünstig.
  • Materialien für das elektronische Bauelement und die Leiterplatte nach Anspruch 8 lassen sich zusammen mit dem thermisch ausgleichenden Füllmaterial zum Aufbau einer kostengünstigen elektronischen Baugruppe heranziehen.
  • Beim Einsatz eines Imagermoduls nach Anspruch 9 kommen die Vorteile des thermisch anpassenden Füllmaterials besonders gut zum Tragen. Es können insbesondere auch flächig sehr große Imagermodule eingesetzt werden, bei denen die Gewährleistung einer guten thermischen Zykelfestigkeit bislang ein entsprechend großes Problem war.
  • Ein Füllmaterial nach Anspruch 10 lässt sich hinsichtlich seines thermischen Ausdehnungskoeffizienten gut auf einen Vorgabewert abstimmen. Dieser Vorgabewert des thermischen Ausdehnungskoeffizienten liegt zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der dem Zwischenraum direkt benachbarten Materialien des elektronischen Bauelements einerseits und der Leiterplatte andererseits.
  • Ein Füllmaterial nach Anspruch 11 genügt den Anforderungen hinsichtlich der von der Kraftfahrzeugindustrie geforderten thermischen Belastbarkeit.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe anzugeben.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 12.
  • Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die erfindungsgemäße elektronische Baugruppe bereits diskutiert wurden. Anstelle eines nachträglichen partiellen Entfernens der Lot abweisenden Beschichtung ist es auch möglich, während des Herstellungsprozesses der Leiterplatte Bereiche vorzusehen, wo der Lötstoplack schon ausgespart ist. Bei dieser Alternative entfällt das nachträgliche partielle Entfernen der Lot abweisenden Beschichtung.
  • Ein Flussmittel-Entfernungsschritt nach Anspruch 13 gewährleistet ein sicheres und reproduzierbares Einfließverhalten des Füllmaterials.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch einen Schnitt durch eine elektronische Baugruppe.
  • Eine in der Figur insgesamt mit 1 bezeichnete elektronische Baugruppe hat ein elektronisches Bauelement 2, das von einem Keramiksockel 3 getragen ist. Beim elektronischen Bauteil 2 handelt es sich insbesondere um einen Bilderfassungs-Baustein als Bestandteil eines Kamera- bzw. Imagermoduls, welches in der Kraftfahrzeugelektronik z. B. zur Totwinkelerkennung oder zur Fahrspurdetektierung zum Einsatz kommen kann. Das elektronische Bauelement 2 hat einen Mikrochip 2a. Der Keramiksockel 3 hat eine Grundfläche von 14 mm × 14 mm.
  • Das elektronische Bauelement 2 wird von einer Leiterplatte 4 aus einem glasfaserverstärktem Epoxydharz getragen. Das Material der Leiterplatte 4 kann z. B. Füllstoffe aufweisen und schwer entflammbar der Klasse FR (Flame Retardant) 4 sein. Zur elektrischen Kontaktierung des elektronischen Bauelements 2 mit der Leiterplatte 4 über den Keramiksockel 3 ist das elektronische Bauelement 2 mit Bauelement-Anschlusskontaktelementen 5 des Keramiksockels 3 über Bonddrähte 6 verbunden. Die Bauelement-Anschlusskontaktelemente 5 sind an der der Leiterplatte 4 zugewandten Seite des elektronischen Bauelements 2 um das elektronische Bauelement 2 herum angeordnet. Über Lötkontakte 7 sind die Bauelement-Anschlusskontaktelemente 5 mit ihnen zugeordneten Leiterplatten-Anschlusskontaktelementen 8 verbunden. Letztere sind an der dem elektronischen Bauelement 2 zugewandten Seite der Leiterplatte 4 angeordnet.
  • Die Bauelement-Anschlusskontaktelemente 5, 8 bestehen zum Beispiel aus Kupfer, das mit einer Endmetallisierung, wie zum Beispiel chemisch NiAu oder chemisch Sn beschichtet ist. Die Bauelement-Anschlusskontaktelemente 5 werden auch Anschlussmetallisierungen und die Leiterplatten-Anschlusskontaktelemente 8 werden auch Kontaktpads genannt.
  • Bedingt durch den Lötvorgang verbleiben um die Leiterplatten-Anschlusskontaktelemente 8 herum Flussmittelreste 9.
  • Auf der Leiterplatte 4 ist um den Leiterplattenabschnitt, der für den Anschluss des elektronischen Bauelements vorgesehen ist, herum eine Beschichtung 10 aus einem Lot abweisenden Material aufgetragen. Diese Beschichtung wird auch als Lötstopplack bezeichnet. Dort, wo der Anschluss des elektronischen Bauelements 2 vorgesehen ist, liegt keine Lötstopplack-Beschichtung 10 vor. Benachbart zu den Anschlusskontaktelementen 5, 8, die um das elektronische Bauelement 2 herum angeordnet sind, liegt also das reine, unbeschichtete Leiterplattenbasismaterial vor.
  • Senkrecht zu einer Leiterplattenebene 11 liegt zwischen der Leiterplatte 4 und dem elektronischen Bauelement 2 ein lötstopplackfreier Zwischenraum 12 vor. Dieser hat eine Stärke S im Bereich zwischen 90 und 110 μm. In diesem Zwischenraum 12 ist eine Füllmaterialschicht 13 angeordnet. Das Füllmaterial ist ein Epoxydharz mit einem Füllstoff. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Füllmaterials ist einerseits an die thermische Ausdehnung des Keramiksockels 3 und andererseits an die thermische Ausdehnung der Leiterplatte 4 angepasst. Diese Anpassung erfolgt durch entsprechende Füllstoff-Zugabe. Das Füllmaterial ist bei Temperaturen zwischen –40°C und +125°C dauerhaft beständig.
  • Zur Schaffung des Zwischenraums 12 liegen die Lot abweisende Beschichtung 10 und/oder Anschluss-Strukturen, also z. B. die Anschlusskontaktelemente 5, 8, zwischen dem elektronischen Bauelement 2 und der Leiterplatte 4 nicht vor. Alternativ ist es möglich, zumindest abschnittsweise zwischen dem elektronischen Bauelement 2 und der Leiterplatte 4 weder die Lot abweisende Beschichtung 10 noch die Anschluss-Strukturen vorzusehen, sodass abschnittsweise ein Zwischenraum mit der vollen Stärke S vorliegt.
  • Zwischen dem Keramiksockel 3 des elektronischen Bauelements 2 und der Leiterplatte 4 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Abstandshalter 14 vorgesehen, von denen in der Figur zwei dargestellt sind. Die Abstandshalter 14 geben einen definierten Abstand zwischen dem elektronischen Bauelement 2 und der Leiterplatte 4 vor und sind an der Leiterplatte 4 festgelegt. Die Abstandshalter 14 weisen einen an die Leiterplatte 4 angrenzenden Metallabschnitt in Form eines Kupferabschnitts 15 und eine dem Keramiksockel 3 zugewandte Lot abweisende Beschichtung 16 des Metallabschnitts auf. Die Metallabschnitte 15 der Abstandshalter 14 sind potentialfrei. Die Höhe der Abstandshalter 14 ist gleich der Stärke S des Zwischenraums 12.
  • Die vier Abstandshalter 14 sind innerhalb der von den umlaufenden Anschlusskontaktelementen 5, 8 vorgegebenen Fläche an den Ecken eines imaginären Rechtecks angeordnet.
  • Die elektronische Baugruppe 1 wird folgendermaßen hergestellt: Zunächst wird die Leiterplatte 4 mit der Lot abweisenden Beschichtung 10, die die Leiterplatte 4 auf der dem elektronischen Bauelement 2 zugewandten Seite zunächst vollständig abdeckt, bereitgestellt. Die Lot abweisende Beschichtung 10 wird anschließend in dem Bereich, in dem auf die Leiterplatte 4 das elektronische Bauelement 2 aufgesetzt werden soll, entfernt, z. B. weggeätzt. Alternativ wird bereits bei der Leiterplattenherstellung während der Strukturierung des Lötstoplacks dieser Bereich ausgespart, so dass ein nachträgliches partielles Entfernen dieser Schicht entfällt. Dabei wird die Lot abweisende Beschichtung 10 so großzügig entfernt, dass benachbart zu den Leiterplatten-Anschlusskontaktelementen 8 keine Lot abweisende Beschichtung 10 mehr vorliegt. Die Lot abweisende Beschichtung 10 wird also partiell zumindest benachbart zu den Leiterplatten-Anschlusskontaktelementen 8 und zwischen dem elektronischen Bauelement 2 und der Leiterplatte 4 entfernt. Anschließend wird das elektronische Bauteil 2 aufgelötet, wobei über die Anschlusskontaktelemente 5, 8 über die Lötschicht 7 definiert elektrische Kontakte zwischen dem elektronischen Bauelement 2 und der Leiterplatte 4 geschaffen werden. Hierbei lagern sich die Flussmittelreste 9 um die Leiterplatten-Anschlusskontaktelemente 8 herum an.
  • Soweit die Flussmittelreste 9 ein störend großes Volumen im Zwischenraum 12 haben, können diese auch nach dem Auflöten pyrolytisch entfernt werden.
  • Schließlich wird das zunächst fließfähige Füllmaterial zwischen das elektronische Bauelement 2 und die Leiterplatte 4 eingefüllt. Da die Lot abweisende Beschichtung 10 partiell entfernt wurde, sind die Zugangsöffnungen in den Zwischenraum 12, die begrenzt werden zwischen benachbarten, verlöteten Anschlusskontaktelementen 5, 8, dem Keramiksockel 3 und der Leiterplatte 4, ausreichend groß, um ein Einfließen des Füllmaterials zu gewährleisten. Hierbei kann der Kapillareffekt ausgenutzt werden. Das Füllmaterial fließt in den gesamten Zwischenraum 12 ein. Nach dem Aushärten des Füllmaterials ist die Füllmaterialschicht 13 gebildet, die hinsichtlich der thermischen Ausdehnung den Keramiksockel 3 an die Leiterplatte 4 thermisch anpasst. Es resultiert eine elektronische Baugruppe 1 mit großer Zykelfestigkeit auch bei einer Vielzahl thermischer Zyklen zwischen z. B. –40°C und +125°C.
  • Durch die Höhe der Abstandshalter 14, die der Stärke S des Zwischenraums 12 entspricht, kann die Dicke der Lötschicht 7 gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lötvarianten erhöht sein, was die thermische Zykelfestigkeit der elektronischen Baugruppe 1 zusätzlich erhöht, da thermische Spannungen über eine dickere Lötschicht ausgeglichen werden können.

Claims (13)

  1. Elektronische Baugruppe (1) – mit einem elektronischen Bauelement (2), welches insbesondere einen Keramiksockel (3) aufweist, – mit einer Leiterplatte (4), die das elektronische Bauelement (2) trägt, – mit einer Mehrzahl von Bauelement-Anschlusskontaktelementen (5) an der der Leiterplatte (4) zugewandten Seite des elektronischen Bauelements (2), – mit einer Mehrzahl von Leiterplatten-Anschlusskontaktelementen (8) an der dem Bauelement (2) zugewandten Seite der Leiterplatte (4), – wobei zumindest einige der Anschlusskontaktelemente (5, 8) um das Bauelement (2) herum angeordnet sind, – wobei die Leiterplatte (4) in Abschnitten, wo keine Leiterplatten-Anschlusskontaktelemente (8) vorliegen, eine Beschichtung (10) aus einem Lot (7) abweisenden Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Lot abweisende Beschichtung (10) zumindest benachbart zu den Anschlusskontaktelementen (5, 8), die um das elektronische Bauelement (2) herum angeordnet sind, ausgespart ist, wobei – eine hinsichtlich ihres thermischen Ausdehnungskoeffizienten an die thermische Ausdehnung des elektronischen Bauelements (2) einerseits und an die thermische Ausdehnung der Leiterplatte (4) andererseits angepasste Füllmaterialschicht (13) in einem Zwi schenraum (12) zwischen dem Bauelement (2) und der Leiterplatte (4) angeordnet ist.
  2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenraum (12) senkrecht zu einer Leiterplattenebene (11) eine Stärke (S) im Bereich zwischen 90 und 110 μm hat.
  3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Schaffung des Zwischenraums (12) die Lot abweisende Beschichtung (10) und/oder Leiterplatten-Anschlusskontaktelemente (8) zumindest abschnittsweise zwischen dem elektronischen Bauelement (2) und der Leiterplatte (4) nicht vorliegen.
  4. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens einen zwischen dem elektronischen Bauelement (2) und der Leiterplatte (4) angeordneten Abstandshalter (14), welcher einen definierten Abstand (S) zwischen dem elektronischen Bauelement (2) und der Leiterplatte (4) vorgibt.
  5. Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass vier Abstandshalter (14) vorgesehen sind, die innerhalb der Anschlusskontaktelemente (5, 8) an den Ecken eines imaginären Rechtecks angeordnet sind.
  6. Baugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (14) potentialfreie Metallpfosten (15), insbesondere Kupferpfosten, umfassen.
  7. Baugruppe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandshalter (14) eine Lot abweisende Beschichtung (16) aufweisen.
  8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein elektronisches Bauelement (2) mit einem der Leiterplatte (4) zugewandten Keramiksockel (3) und einer Leiterplatte (4) aus einem insbesondere Füllstoffe aufweisenden, vorzugsweise mit Glasfasern verstärkten Epoxydharz.
  9. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Imagermodul (2) als elektronisches Bauelement.
  10. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein Füllmaterial (13) aus einem Epoxydharz mit einem Füllstoff.
  11. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial (13) bei Temperaturen zwischen –40°C und +125°C dauerhaft beständig ist.
  12. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit folgenden Verfahrensschritten: – Bereitstellen der Leiterplatte (4), die dort, wo nachfolgend kein Lot (7) aufgebracht werden soll, mit einer Lot abweisenden Beschichtung (10) versehen ist, – partielles Entfernen der Lot abweisenden Beschichtung (10) zumindest benachbart zu den Leiterplatten-Anschlusskontaktelementen (8), – Auflöten des elektronischen Bauteils (2), wobei über die Anschlusskontaktelemente (5, 8) definiert elektrische Kontakte zwischen dem elektronischen Bauteil (2) und der Leiterplatte (4) geschaffen werden, – Einbringen des zunächst fließfähigen Füllmaterials (13) zwischen das elektronische Bauelement (2) und die Leiterplatte (4), – Aushärten des Füllmaterials (13).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen des Füllmaterials (13) etwaige Flussmittelreste, die nach dem Auflöten verbleiben, pyrolytisch entfernt werden.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011110167A1 (de) 2011-08-13 2013-02-14 Connaught Electronics Ltd. Bildaufnahmevorrichtung mit einem Abstandskompensationselement sowie Kamera und Fahrzeug mit einer Bildaufnahmevorrichtung
DE102022206300A1 (de) 2022-06-23 2023-07-06 Zf Friedrichshafen Ag Elektronische Vorrichtung, Verfahren zum Montieren einer elektronischen Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden einer elektronischen Vorrichtung mit einer Leiterplatte

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049122A (en) * 1997-10-16 2000-04-11 Fujitsu Limited Flip chip mounting substrate with resin filled between substrate and semiconductor chip
US20020135063A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 International Business Machines Corporation Apparatus to reduce thermal fatigue stress on flip chip solder connections
US20030038374A1 (en) * 2001-08-27 2003-02-27 Shim Jong Bo Multi-chip package (MCP) with spacer
WO2003077618A2 (en) * 2002-03-05 2003-09-18 Resolution Performance Products Llc Attachment of surface mount devices to printed circuit boards using a thermoplastic adhesive
US20040108594A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 Kenji Toyosawa Semiconductor device
US20050257954A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 Toru Aoyagi Structure for mounting electronic component on wiring board
US20060027740A1 (en) * 1999-12-08 2006-02-09 Amkor Technology, Inc. Snap lid camera module

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049122A (en) * 1997-10-16 2000-04-11 Fujitsu Limited Flip chip mounting substrate with resin filled between substrate and semiconductor chip
US20060027740A1 (en) * 1999-12-08 2006-02-09 Amkor Technology, Inc. Snap lid camera module
US20020135063A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 International Business Machines Corporation Apparatus to reduce thermal fatigue stress on flip chip solder connections
US20030038374A1 (en) * 2001-08-27 2003-02-27 Shim Jong Bo Multi-chip package (MCP) with spacer
WO2003077618A2 (en) * 2002-03-05 2003-09-18 Resolution Performance Products Llc Attachment of surface mount devices to printed circuit boards using a thermoplastic adhesive
US20040108594A1 (en) * 2002-12-09 2004-06-10 Kenji Toyosawa Semiconductor device
US20050257954A1 (en) * 2004-05-18 2005-11-24 Toru Aoyagi Structure for mounting electronic component on wiring board

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUNG,E.,HEINRICHT,K.,u.a.:Alternative Solders for Flip-Chip Applications in the Automotive Enviroment.In:IEEE/CPMT Int. Electronics Manufacturing Tech. Symposium,1998,Berlin,S.82-90; *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011110167A1 (de) 2011-08-13 2013-02-14 Connaught Electronics Ltd. Bildaufnahmevorrichtung mit einem Abstandskompensationselement sowie Kamera und Fahrzeug mit einer Bildaufnahmevorrichtung
DE102011110167B4 (de) 2011-08-13 2021-11-11 Connaught Electronics Ltd. Bildaufnahmevorrichtung mit einem Abstandskompensationselement sowie Kamera und Fahrzeug mit einer Bildaufnahmevorrichtung
DE102022206300A1 (de) 2022-06-23 2023-07-06 Zf Friedrichshafen Ag Elektronische Vorrichtung, Verfahren zum Montieren einer elektronischen Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden einer elektronischen Vorrichtung mit einer Leiterplatte

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