DE102010050342A1

DE102010050342A1 - Laminat mit integriertem elektronischen Bauteil

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Publication number: DE102010050342A1
Application number: DE102010050342A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Ditzel; Andreas Hinrich; Andreas Klein; Dr. Kock Wulf; Dr. Krüger Frank
Original assignee: Heraeus Materials Technology GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-10
Also published as: CN103189977A; WO2012059187A1; US20130215584A1; KR20130079632A; EP2636061A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Laminats zur Kontaktierung wenigstens eines elektronischen Bauteils, bei dem zwischen einer ersten Metallschicht und einer zweiten Metallschicht eine isolierende Schicht angeordnet wird, die Metallschichten in zumindest einem Kontaktbereich miteinander kontaktiert werden, in der isolierenden Schicht zumindest eine Aussparung erzeugt wird oder erzeugt werden, die Metallschichten mit der isolierenden Schicht laminiert werden, in der ersten Metallschicht im Kontaktbereich zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme wenigstens eines elektronischen Bauteils erzeugt wird, zumindest ein elektronisches Bauteil in wenigstens eine, durch eine Ausnehmung und eine Aussparung gebildete Vertiefung im Laminat eingesetzt und leitend mit der zweiten Metallschicht verbunden wird, so dass das elektronische Bauteil vollumfänglich in der Aussparung und/oder der Ausnehmung aufgenommen wird und, bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils, zumindest teilweise in die Ausnehmung und/oder Aussparung aufgenommen wird. Die Erfindung betrifft auch ein Laminat zur Kontaktierung eines elektronischen Bauteils, insbesondere hergestellt mit einem solchen Verfahren, umfassend eine erste Metallschicht und eine zur ersten Metallschicht im wesentlichen parallel angeordnete zweite Metallschicht, die von der ersten Metallschicht durch eine isolierende Schicht bereichsweise getrennt ist, wobei zumindest eine Aussparung in der isolierenden Schicht und zumindest eine Ausnehmung in der ersten Metallschicht vorgesehen ist, die zumindest bereichsweise überlappen und dadurch eine Vertiefung bilden, wobei in wenigstens einer Vertiefung zumindest ein elektronisches Bauteil angeordnet ist, das oder die vollumfänglich in der wenigstens einen Ausnehmung und/oder wenigstens einen Aussparung aufgenommen und mit der zweiten Metallschicht leitend verbunden ist oder sind und das zumindest eine elektronische Bauteil, bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils, zumindest teilweise in die wenigstens eine Ausnehmung und/oder Aussparung aufgenommen ist. Schließlich betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines solchen Laminats als Platine, Sensor, LED-Lampe, Handybauteil, Steuerung, Regler oder Handy-Blitz-LED.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Laminats zur Kontaktierung wenigstens eines elektronischen Bauteils, bei dem zwischen einer ersten Metallschicht und einer zweiten Metallschicht eine isolierende Schicht angeordnet wird, die Metallschichten in zumindest einem Kontaktbereich miteinander kontaktiert werden, in der isolierenden Schicht zumindest eine Aussparung erzeugt wird oder erzeugt werden, die Metallschichten mit der isolierenden Schicht laminiert werden. Die Erfindung betrifft ein Laminat zur Kontaktierung eines elektronischen Bauteils. Schließlich betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines solchen Laminats.
Kontaktierungen von integrierten Schaltungen (ICs, Chips) erfolgen meist über eine mit Metall beschichtete Kunststoffplatine. Zur Herstellung von komplexen elektronischen Schaltungssystemen müssen in der Regel Durchkontaktierungen in dem verwendeten Schaltungssubstrat realisiert werden. Als Schaltungssubstrate kommen beispielsweise Leiterplatten oder gestanzt-laminierte Substrate zur Anwendung.
Die Durchkontaktierung von der Oberseite zur Unterseite einer solchen Platine wird durch Aussparungen in der Platine erzielt. Diese Aussparungen können leitende Kontaktstücke von auf der Platine aufgebrachten elektronischen Bauteilen aufnehmen, die durch die Aussparungen hindurch reichen und dadurch eine leitende Verbindung der beiden Seiten bereitstellen. Alternativ hierzu können die Aussparungen an deren Oberfläche auch eine durchgehende metallische Schicht als Durchkontaktierung umfassen.
Aus der DE 198 52 832 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Kunststoff-Laminats bekannt, bei dem eine Metallfolie durch Prägen oder Tiefziehen zu einer Mulde geformt wird und dann eine Kunststofffolie auf die geformte Metallfolie laminiert wird. Das Metallkontaktflächenprofil bleibt dabei erhalten. Ferner wird beschrieben, dass zunächst eine Metallfolie an einer Kunststofffolie angeheftet wird und die Metallfolie erst anschließend durch Prägen oder Tiefziehen zu einer Mulde geformt wird. In beiden Fällen entsteht ein Laminat aus eine Metallfolie und einer Kunststofffolie, bei dem die Kunststofffolie eine Aussparung im Bereich der Mulde aufweist. Die Durchkontaktierung wird dabei durch Ausbeulung der Metallfolie im Bereich der Aussparung der Kunststofffolie ermöglicht. Die eigentliche Durchkontaktierung kann mit einer weiteren leitenden Schicht auf der Kunststofffolie erzeugt werden, die leitend mit der Metallfolie im Bereich der Mulde verbunden wird.
Nachteilig ist dabei, dass das Aufbringen der leitenden Schicht in einem zweiten Arbeitsschritt erfolgen muss. Eine Durchkontaktierung zweier Metallfolien, zwischen denen eine Kunststofffolie angeordnet ist, wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Laminats zur Kontaktierung eines elektronischen Bauelements nach der DE 102 05 521 A1 erreicht. Dabei werden zwei Metallschichten nacheinander oder gleichzeitig mit einer isolierenden Schicht laminiert. Eine erste Metallschicht umfasst eine Prägung oder Ausbeulung, wobei beim Laminieren einer zweiten ebenen Metallschicht mit der isolierenden Schicht eine elektrische Kontaktierung der beiden Metallschichten erfolgt.
Nachteilig ist hieran, dass die eingesetzten elektronischen Bauteile überhitzen können, da die Wärme nicht schnell genug durch das Laminat abgeführt wird. Dies kann zu einer Beeinträchtigung der Funktionsweise, der Lebensdauer und auch der Leistungsfähigkeit des elektronischen Bauteils führen, bis hin zu seiner Zerstörung.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass, nachdem die Leiterfüßchen eines elektronischen Bauteils mit dem Laminat verbunden werden, dieses aus dem Substrat herausragt. Durch die erhabene Anordnung des elektronischen Bauteils ist es mechanischen Belastungen ausgesetzt. Spröde Chips können leicht zerstört werden. Wenn das elektronische Bauteil eine LED ist, strahlt diese von der Oberfläche des Laminats in alle Richtungen ab.
Nachteilig ist des Weiteren, dass das elektronische Bauteil anschließend mit dem Laminat verbunden werden muss. Dadurch wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig, der in der Massenfertigung zusätzliche Zeit benötigt und damit den Kostenaufwand bei der Herstellung deutlich erhöht. Auch kann die exakte Positionierung des elektronischen Bauteils Schwierigkeiten bereiten, so dass bei nicht exakter Positionierung ein gewisser Ausschuss des zu fertigenden Aufbaus produziert wird, der Anschließend aussortiert werden muss.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere soll die Wärmeabfuhr verbessert werden, ohne dass das Laminat mit dem elektronischen Bauteil zu groß wird. Zudem ist auch ein stabilerer Aufbau wünschenswert. Für die fortschreitende Miniaturisierung von Bauteilen, wie sie beispielsweise beim Aufbau von Handys benötigt wird, wäre eine flachere Struktur hilfreich. Wenn als elektronisches Bauteil eine LED verwendet wird, wäre auch eine Erhöhung der Lichtausbeute wünschenswert.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass in der ersten Metallschicht zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme wenigstens eines elektronischen Bauteils erzeugt wird, zumindest ein elektronisches Bauteil in wenigstens eine, durch eine Ausnehmung und eine Aussparung gebildete Vertiefung im Laminat eingesetzt und leitend mit der zweiten Metallschicht verbunden wird, so dass das elektronische Bauteil vollumfänglich in der Aussparung und/oder der Ausnehmung aufgenommen wird und, bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils, zumindest teilweise in die Ausnehmung und/oder Aussparung aufgenommen wird.
Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Aussparung und eine Ausnehmung zumindest bereichsweise überlappend angeordnet werden.
Es kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass die Metallschichten stoffschlüssig miteinander fixiert werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Abstand der beiden Metallschichten zueinander derart reduziert wird, dass sich die beiden Metallschichten berühren.
Ein Versintern der Metallschichten kann erfindungsgemäß mit einer Silber-Sinter-Paste erfolgen.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zumindest eine Aussparung in zumindest einem Kontaktbereich erzeugt wird.
Es kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass das Laminat mit dem elektronischen Bauteil mit einer Kunststoffschicht zumindest auf der Seite mit dem elektronischen Bauteil laminiert wird.
Es kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass im Bereich der Aussparung oder Ausnehmung, insbesondere oberhalb der ersten Metallschicht eine Linse angebracht wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest in der ersten Metallschicht wenigstens eine Prägung und/oder wenigstens eine Ausbeulung im Kontaktbereich erzeugt wird, wobei in den Bereichen der wenigstens einen Prägung und/oder Ausbeulung der Abstand der beiden Metallschichten zueinander reduziert wird, vorzugsweise bis auf einen Abstand von Null reduziert wird.
Unter einer Ausbeulung ist zu verstehen, dass eine Metallschicht derart hergestellt wird, dass die Form der Ausbeulung gegeben ist, ohne dass die Metallschicht zur Ausbildung der Ausbeulung deformiert oder geformt werden müsste. Unter einer Prägung ist vorliegend zu verstehen, dass die Form der Prägung durch eine Deformation oder Verformung einer Metallschicht entsteht. Meist ist die Metallschicht zuvor eben.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Abmessungen zumindest einer Prägung und/oder zumindest einer Ausbeulung zur Aufnahme wenigstens eines elektronischen Bauteils ausreicht oder ausreichen, wobei in der ersten Metallschicht im Bereich einer Prägung und/oder Ausbeulung zumindest eine Ausnehmung angeordnet wird.
Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass das zumindest ein elektronisches Bauteil vollumfänglich in die wenigstens eine Prägung und/oder Ausbeulung aufgenommen wird und bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils zumindest teilweise in die Prägung oder die Ausbeulung aufgenommen wird.
Besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Verfahren sehen vor, dass der Querschnitt zumindest einer Ausnehmung, insbesondere die Fläche und/oder die Abmessungen zumindest einer Ausnehmung, an das elektronische Bauteil oder die elektronischen Bauteile, vorzugsweise den Querschnitt senkrecht zur Höhe (H) des elektronischen Bauteils oder der elektronischen Bauteile, angepasst wird oder werden.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt zumindest einer Ausnehmung, insbesondere deren Fläche und/oder Abmessungen, gleich oder etwas größer als die Abmessungen, vorzugweise der Querschnitt des elektronischen Bauteils oder der elektronischen Bauteile senkrecht zur Höhe (H) erzeugt wird oder werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass bei dem Verfahren eine Stanz-Laminierung verwendet wird, um die Metallschichten mit der isolierenden Schicht zu verbinden und gleichzeitig zumindest eine Prägung und/oder zumindest eine Ausbeulung und/oder zumindest eine Ausnehmung zu erzeugen.
Auch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass zumindest eine Prägung und/oder Ausbeulung durch Prägen oder Biegen der ersten Metallschicht erzeugt wird.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Prägung und/oder Ausbeulung umfassend zumindest eine Ausnehmung in der ersten Metallschicht in zumindest einer vorhandenen Aussparung in der isolierenden Schicht positioniert wird.
Zur Verbindung der Metallschichten kann vorgesehen sein, dass die Metallschichten durch Schweißen, Löten, Kleben mit einem leitfähigen Klebstoff oder Versintern in zumindest einem Kontaktbereich miteinander verbunden werden.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass zumindest ein elektronisches Bauteil mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmittel mit der zweiten Metallschicht verbunden wird, vorzugsweise durch Kleben, besonders bevorzugt mit einem leitfähigen Kleber, Löten oder Sintern, besonders bevorzugt mit einer Silber-Sinterpaste.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein elektronisches Bauteil mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmittel mit der ersten und der zweiten Metallschicht verbunden wird, vorzugsweise durch Kleben, besonders bevorzugt mit einem leitfähigen Kleber, Löten oder Sintern, besonders bevorzugt mit einer Silber-Sinterpaste.
Besonders einfach kann ein erfindungsgemäßes Verfahren ausgeführt werden, wenn die Erzeugung zumindest einer Prägung und/oder zumindest einer Ausbeulung in der ersten Metallschicht in einem Schritt mit einer Kontaktierung des elektronischen Bauteils mit der ersten Metallschicht erfolgt.
Auch kann vorgesehen sein, dass als das zumindest eine elektronische Bauteil zumindest ein Chip, zumindest eine LED und/oder zumindest ein Sensor verwendet wird oder werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn vorgesehen ist, dass zumindest ein elektronisches Bauteil großflächig mit der zweiten Metallschicht verbunden wird, und dadurch vorzugsweise thermisch gut an die zweite Metallschicht angekoppelt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine Prägung und/oder zumindest eine Ausbeulung und/oder zumindest eine Ausnehmung und/oder zumindest eine Aussparung derart ausgeformt wird, insbesondere die Winkel der Seitenwände zur ersten Metallschicht derart eingestellt werden, dass das Licht daraus in eine Richtung, vorzugsweise senkrecht zur Ebene der ersten Metallschicht abgestrahlt wird, wobei als elektronisches Bauteil eine LED eingesetzt wird oder als elektronische Bauteile LEDs eingesetzt werden.
Die Wände der Vertiefung wirken dann als eine Art Reflektor für das Licht aus der LED.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der zumindest einen Prägung und/oder der zumindest einen Ausbeulung und/oder zumindest einen Ausnehmung als spiegelnde Oberfläche erzeugt wird, vorzugsweise durch einen optisch polierten Stempel erzeugt wird.
Es kann auch vorgesehen sein, dass als isolierende Schicht eine Kunststoffschicht, insbesondere eine Kunststofffolie verwendet wird, vorzugsweise umfassend glasfaserverstärkten Kunststoff auf Epoxidbasis, PET oder PI-Folie.
Ferner kann vorgesehen sein, dass als zweite Metallschicht eine dickere als die erste Metallschicht verwendet wird, wobei die zweite Metallschicht vorzugsweise groß im Vergleich zum elektronischen Bauteil gewählt wird.
Auch kann vorgesehen sein, dass zumindest eine der Metallschichten aus Kupfer, Aluminium und/oder einer Kupferlegierung, besonders bevorzugt eine Kupfer-Zinn-Legierung gefertigt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein Bereich der ersten Metallschicht abgetrennt wird, so dass zumindest zwei Bereiche der ersten Metallschicht voneinander beabstandet und elektrisch isoliert angeordnet werden, wobei wenigstens ein elektronisches Bauteil mit zumindest zwei Bereichen leitend verbunden wird, vorzugsweise über zumindest einen Bonddraht, so dass beim Anlegen einer Spannung zwischen zwei Bereichen ein Strom über das elektronische Bauteil geleitet wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch ein Laminat zur Kontaktierung eines elektronischen Bauteils, insbesondere hergestellt mit einem solchen Verfahren, umfassend eine erste Metallschicht und eine zur ersten Metallschicht im wesentlichen parallel angeordnete zweite Metallschicht, die von der ersten Metallschicht durch eine isolierende Schicht bereichsweise getrennt ist, wobei zumindest eine Aussparung in der isolierenden Schicht und zumindest eine Ausnehmung in der ersten Metallschicht vorgesehen ist, die zumindest bereichsweise überlappen und dadurch eine Vertiefung bilden, wobei in wenigstens einer Vertiefung zumindest ein elektronisches Bauteil angeordnet ist, das oder die vollumfänglich in der wenigstens einen Ausnehmung und/oder wenigstens einen Aussparung aufgenommen und mit der zweiten Metallschicht leitend verbunden ist oder sind und das zumindest eine elektronische Bauteil, bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils, zumindest teilweise in die wenigstens eine Ausnehmung und/oder Aussparung aufgenommen ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Aussparung und eine Ausnehmung zumindest bereichsweise überlappend angeordnet sind.
Auch kann vorgesehen sein, dass die erste Metallschicht wenigstens eine Prägung und/oder wenigstens eine Ausbeulung umfasst, wobei die Metallschichten im Bereich der wenigstens einen Prägung und/oder der wenigstens einen Ausbeulung elektrisch leitend verbunden sind.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die zweite Metallschicht 0,1 mm bis 2 mm dick ist, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt 0,3 mm.
Auch kann vorgesehen sein, dass die erste Metallschicht und/oder die isolierende Schicht 10 μm bis 300 μm dick ist, vorzugsweise 50 μm bis 200 μm, besonders bevorzugt 100 μm.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Ausnehmung in zumindest einer Prägung und/oder Ausbeulung angeordnet ist.
Es kann erfindungsgemäß vorteilhaft sein, wenn vorgesehen ist, dass ein einziges elektronisches Bauteil in einer Ausnehmung vorgesehen ist.
Auch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Querschnitt zumindest einer Ausnehmung, insbesondere die Fläche und/oder die Abmessungen zumindest einer Ausnehmung, an das elektronische Bauteil oder die elektronischen Bauteile, vorzugsweise den Querschnitt senkrecht zur Höhe (H) des elektronischen Bauteils oder der elektronischen Bauteile, angepasst ist oder sind.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Querschnitt zumindest einer Ausnehmung, insbesondere deren Fläche und/oder Abmessungen, gleich oder etwas größer als die Abmessungen, vorzugweise der Querschnitt des elektronischen Bauteils oder der elektronischen Bauteile senkrecht zur Höhe (H) des elektronischen Bauteils oder der elektronischen Bauteile ist oder sind.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass die Metallschichten durch Schweißen, Löten, Kleben mit einem leitfähigen Klebstoff oder Versintern in zumindest einem Kontaktbereich miteinander verbunden sind.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass zumindest ein elektronisches Bauteil mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmittel mit der zweiten Metallschicht verbunden ist, vorzugsweise durch Löten, Sintern, besonders bevorzugt mit einer Silber-Sinterpaste, oder Kleben, besonders bevorzugt mit einem leitfähigen Kleber.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest ein elektronisches Bauteil mit einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmittel mit der ersten und der zweiten Metallschicht verbunden ist, vorzugsweise durch Kleben, besonders bevorzugt mit einem leitfähigen Kleber, Löten oder Sintern, besonders bevorzugt mit einer Silber-Sinterpaste.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest ein elektronisches Bauteil ein Chip, eine LED und/oder ein Sensor ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass zumindest ein elektronisches Bauteil großflächig mit der zweiten Metallschicht verbunden ist und dadurch vorzugsweise thermisch an zumindest eine Metallschicht, insbesondere die zweite Metallschicht angekoppelt ist.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Prägung und/oder zumindest eine Ausbeulung und/oder zumindest eine Ausnehmung derart ausgeformt ist, insbesondere die Winkel der Seitenwände zur ersten Metallschicht derart angeordnet sind, dass Licht aus der zumindest einen Prägung und/oder zumindest einen Ausbeulung in eine Richtung, vorzugsweise senkrecht zur Ebene der ersten Metallschicht abstrahlt, wobei das elektronische Bauteil eine LED ist oder die elektronischen Bauteile LEDs sind.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der zumindest einen Prägung und/oder der zumindest einen Ausbeulung und/oder der zumindest einen Ausnehmung oder der Vertiefung eine spiegelnde Oberfläche ist.
Auch kann vorgesehen sein, dass die isolierende Schicht eine Kunststoffschicht, insbesondere eine Kunststofffolie ist, vorzugsweise umfassend glasfaserverstärkten Kunststoff auf Epoxidbasis, PET oder PI-Folie.
Es ist besonders bevorzugt, wenn vorgesehen ist, dass die zweite Metallschicht dicker als die erste Metallschicht ist, insbesondere groß im Vergleich zum elektronischen Bauteil ist, wobei vorzugsweise die Metallschichten Kupfer, Aluminium und/oder einer Kupferlegierung umfassen, besonders bevorzugt umfassend eine Kupfer-Zinn-Legierung, oder aus Kupfer, Aluminium und/oder einer Kupferlegierung, besonders bevorzugt einer Kupfer-Zinn-Legierung bestehen.
Auch kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Bereich der zweiten Metallschicht abgetrennt ist, so dass zumindest zwei Bereiche der zweiten Metallschicht voneinander beabstandet und elektrisch isoliert angeordnet sind, wobei wenigstens ein elektronisches Bauteil mit zumindest zwei Bereichen leitend verbunden ist, vorzugsweise mit zumindest einem Bonddraht, so dass beim Anlegen einer Spannung zwischen zumindest zwei Bereichen eine Stromleitung über das elektronische Bauteil erfolgt.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch die Verwendung eines solchen Laminats als Platine, Sensor, LED-Lampe, Handybauteil, Steuerung, Regler oder Handy-Blitz-LED.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch die direkte Verbindung des elektronischen Bauteils mit der zweiten Metallschicht, das elektronische Bauteil seine Wärme direkt an die zweite Metallschicht abgeben kann. Von dort aus kann die Wärme aus dem Laminat abgeführt werden. Besonders Vorteilhaft ist es dabei, wenn das elektronische Bauteil, insbesondere mit einer großen Außenfläche, großflächig mit einer dünnen Schicht aus einem gut wärmeleitenden Verbindungsmittel mit der zweiten Metallschicht verbunden ist. Die zum Einsetzen des elektronischen Bauteils notwendige Ausnehmung ist erfindungsgemäß besonders einfach zu erzeugen, wenn eine Stanz-Laminier-Technologie zur Herstellung verwendet wird. Das elektronische Bauteil wird direkt in die Ausnehmung eingesetzt und dort mit der darunter liegenden zweiten Metallschicht verbunden, über die eine Wärmeabfuhr im Gegensatz zur ersten Metallschicht direkt erfolgen kann. Die Wärme kann vom zumindest einen elektronischen Bauteil entweder direkt in die zweite Metallschicht übertragen werden oder über ein Verbindungmittel, das sowohl Strom leitet, als auch ein guter Wärmeleiter ist, wie zum Beispiel Kupfer oder Kupferlegierungen. Der Wärmefluss muss also nur eine Grenzschicht oder zwei Grenzschichten überwinden. Jede Grenzschicht streut Phononen und wirkt so als Wärmewiderstand. Die Reduzierung der Anzahl der Grenzschichten und damit der Wärmeschranken bewirkt also eine bessere Ankopplung elektronischer Bauteile und damit eine stärkere Kühlung der elektronischen Bauteile. Die besser gekühlten elektronischen Bauteile halten länger und können effizienter arbeiten. Die Erfindung bewirkt also eine Verbesserung des Wärmemanagements, da die am elektronischen Bauteil erzeugte Wärme direkt über die Durchkontaktierung abgeführt werden kann. So ermöglicht ein erfindungsgemäß hergestelltes Laminat beziehungsweise ein erfindungsgemäße Laminat den Einsatz von elektronischen Bauteilen mit hoher Leistung, die der derzeit noch nicht in sehr flachen Laminaten einsetzbar sind. Insbesondere kann das Verbindungmittel (Lot, leitfähiger Kleber, Sinter-Paste oder auch das Verschweißen) dazu genutzt werden, eine wärmeleitfähige und elektrisch leitfähige Verbindung der beiden Metallschichten zu erzeugen oder das Bauteil direkt mit der zweiten Metallschicht zu verbinden.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Prägung oder die Ausbeulung in der ersten Metallschicht ausreichend groß zur Aufnahme des elektronischen Bauteils ist, so dass das elektronische Bauteil in die Prägung oder die Ausbeulung eingesetzt werden kann. Dazu dürfen nicht nur die Leiterfüßchen aufgenommen werden, sondern es muss das gesamte elektronische Bauteil in der Prägung oder der Ausbeulung zumindest teilweise versenkbar sein.
Die beim Einbau des elektronischen Bauteils benötigten physikalischen Rahmenbedingungen können dabei auch zur Prägung der ersten Metallschicht und/oder zur Bildung der Durchkontaktierung der beiden Metallschichten geeignet sein. Dadurch ist es möglich, den Einbau des elektronischen Bauteils und die Herstellung der Durchkontaktierung in einem Fertigungsschritt auszuführen. Zudem kann so sichergestellt werden, dass die Positionierung des elektronischen Bauteils an der gewünschten Stelle erfolgt. Die beim Einsetzen beziehungsweise Eindrücken des elektronischen Bauteils notwendige Kraft wird so gleichzeitig dafür genutzt, die Prägung und/oder das Tiefziehen der ersten metallischen Schicht zu erzeugen.
Zudem kann das Verbindungsmittel, das zum Kontaktieren und Verbinden des elektronischen Bauteils mit den Metallschichten verwendet wird auch dazu verwendet werden, den gesamten Aufbau zu unterstützen.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass die Bauhöhe des Laminats mit den integrierten elektronischen Bauteilen niedrig ist, da das elektronische Bauteil oder die elektronischen Bauteile zumindest teilweise in der Prägung und/oder Ausbeulung versenkt sind. Durch geeignete Ausformung der Prägungen beziehungsweise der Ausbeulungen können deren Wände zur Reflexion von zu messender Strahlung auf einen Sensor als elektronisches Bauteil oder von emittierter Strahlung von einem Emitter, wie einer LED als elektronisches Bauteil genutzt werden.
Neben der verbesserten Wärmeableitung der elektronischen Bauteile, werden durch erfindungsgemäß hergestellte Laminate aber auch die Aufbautechnik und die Verbindungtechnik für das elektronische Bauteil vereinfacht.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von drei schematisch dargestellten Figuren erläutert, ohne jedoch dabei die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigt:
1: eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Laminats;
2: eine schematische Querschnittansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Laminats; und
3: eine schematische Querschnittansicht eines dritten erfindungsgemäßen Laminats.
1 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Laminats 1, beziehungsweise eine schematische Querschnittansicht eines durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erzeugten Laminats 1. Das Laminat 1 umfasst eine erste Metallschicht 2, eine zweite Metallschicht 3 und einen Isolator 4 als isolierende Schicht zwischen den beiden Metallschichten 2, 3. Die Metallschichten 2, 3 werden durch Laminierungstechnologie auf den Isolator 4 aufgebracht.
In der ersten Metallschicht 2 ist eine Prägung 5 vorgesehen, die durch Prägen, Tiefziehen oder eine andere Verformungstechnik in einer zuvor ebenen Metallschicht 2 erzeugt wird. Alternativ kann auch eine Ausbeulung 5 vorgesehen sein, die beim Herstellen der ersten Metallschicht 2 entsteht. Alternativ kann also eine Ausbeulung 5 auch dadurch erzeugt werden, dass die erste Metallschicht 2 gleich in eine entsprechende Form gebracht wird. Die erste Metallschicht 2 kann dazu beispielsweise auf eine entsprechende Form oder direkt auf dem Isolator 4 aufgetragen werden, beispielsweise durch aufdampfen oder gießen.
Im Bereich der Prägung oder Ausbeulung 5 ist in dem Isolator 4 eine Aussparung 6 und in der ersten Metallschicht 2 eine Ausnehmung 7 vorgesehen. Die Aussparung 6 im Isolator 4 kann entweder zuvor vorgesehen sein oder zusammen mit der Verformung der ersten Metallschicht 2 erzeugt werden. Vorzugsweise wird die Herstellung des Laminats 1, insbesondere die Verbindung der Metallschichten 2, 3 mit dem Isolator 4, zusammen mit der Ausbildung der Prägung oder Ausbeulung 5 und auch mit der Ausbildung der Ausnehmung 7 in der ersten Metallschicht 2 in einem Schritt ausgeführt. Hierzu eignet sich erfindungsgemäß besonders die Anwendung einer Stanz-Laminier-Technologie.
In der Prägung oder Ausbeulung 5 ist ein elektronisches Bauteil 8 angeordnet, dass bodenseitig über ein Verbindungsmittel 9 leitfähig mit der zweiten Metallschicht 3 verbunden ist. Als Verbindungsmittel 9 kommen Lote, leitfähige Kleber und leitfähige Sinterpasten in Frage. Das elektronische Bauteil 8 kann ein Chip, eine LED, eine integrierte Schaltung, insbesondere Leistungsschaltungen wie Transistorschaltungen oder ein Sensor sein. Als Sensoren kommen beispielsweise Photodioden, Phototransistoren oder auch Spannungs-Dehnungs-Sensoren in Frage. Aufgrund der Vertiefung, die durch die Prägung oder Ausbeulung 5 zusammen mit der Aussparung 6 und der Ausnehmung 7 gebildet ist, liegt das elektronische Bauteil 8 geschützt im Laminat 1. Die Höhe H des elektronischen Bauteils 8 ist geringer als die Tiefe der Prägung 5 oder der Ausbeulung 5, wie auch an der oberen perspektivischen Linie zu erkennen ist, die den oberen Rand der Prägung oder Ausbeulung 5 hinter dem elektronischen Bauteil 8 darstellt.
Neben der bodenseitigen Kontaktierung durch das Verbindungsmittel 9, kann das elektronische Bauteil 8 an seiner Oberseite zur Stromversorgung und/oder Schaltung mit einem oder mehreren Bonddrähten verbunden sein. Das Verbindungsmittel 9 dient auch dazu, die erste Metallschicht 2 mit der zweiten Metallschicht 3 leitfähig zu verbinden. Hierdurch kann ein besonders einfaches Herstellungsverfahren gewählt werden, wie das folgende Ausführungsbeispiel nicht beschränkend erläutert.
Die beiden Metallschichten 2, 3 werden beispielsweise als Metallfolien beidseitig auf den Isolator 4, der beispielsweise eine PET-Schicht ist, aufgeklebt. Anschließend werden die Metallfolien mit Stanz-Laminier-Technologie mit der PET-Schicht laminiert. Dabei wird ein Teil der PET-Schicht zum Bilden der Aussparung 6 im Isolator 4 ausgestanzt und zum Bilden der Ausnehmung 7 ein Teil der Metallfolie aus der ersten Metallschicht 2 ausgestanzt. Dabei wird die obere Metallfolie, die die erste Metallschicht 2 bilden wird, geprägt beziehungsweise verformt. Gleichzeitig kann auch das elektronische Bauteil 8 eingeklebt oder eingelötet werden. Die zum Löten notwendige Temperatur und der Druck, der zum Austanzen der Aussparung 6 und der Ausnehmung 7, zur Prägung oder Verformung und zum Einsetzen des elektronischen Bauteils notwendig ist, spielen dabei ineinander und unterstützen gemeinsam die Bildung des gewünschten Laminats 1 mit integriertem elektronischem Bauteil 8. Gleichzeitig mit dem Einsetzen und Verbinden des elektronischen Bauteils 8 kann auch die Prägung 5 und/oder Auftrennung der ersten Metallschicht 2 vorgenommen werden. So kann die Bildung des erfindungsgemäßen Laminats 1 also im Wesentlichen in einem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt ausgeführt werden, was zusätzliche Vorteile bei der Herstellung, wie eine Kostenreduzierung, birgt.
2 zeigt schematisch die Querschnittansicht eines anderen erfindungsgemäßen Laminats 11, beziehungsweise eines anderen, durch ein erfindungsgemäßes Verfahren aufgebauten Laminats 11. Der Aufbau des Laminats 11 ähnelt dem anhand 1 erläuterten Laminat 1. Auch hier sind eine erste Metallschicht 12 und eine zweite Metallschicht 13 durch eine isolierende Schicht 14 voneinander getrennt. Die isolierende Schicht 14 kann beispielsweise aus einem Dielektrikum, wie beispielsweise Kunststoff, PET, Glas oder aus einem Glasfaser-Epoxid-Verbundwerkstoff aufgebaut sein.
Die erste Metallschicht 12 umfasst eine Prägung 15 oder eine Ausbeulung 15. In der isolierenden Schicht 14 ist eine Aussparung 16 angeordnet. Innerhalb der Prägung 15 oder Aussparung 15 ist in der ersten Metallschicht 12 eine Ausnehmung 17 angeordnet, die die Fläche der ersten Metallschicht 12 durchbricht. Die Prägung 15 oder die Ausnehmung 15 ist in der Aussparung 16 der isolierenden Schicht 14 angeordnet.
In der Ausnehmung 15 ist ein elektronisches Bauteil 18 angeordnet, das über ein erstes Verbindungsmittel 19 mit der zweiten Metallschicht 13 bodenseitig elektrisch leitend verbunden ist. Das erste Verbindungsmittel 19 könnte auch erfindungsgemäß zusätzlich mit der ersten Metallschicht 12 verbunden sein, dies ist erfindungsgemäß jedoch nicht notwendig. Auf der Oberseite kann das elektronische Bauteil 18 mit zumindest einem Bonddraht (nicht gezeigt) verbunden sein, der das elektronische Bauteil 18 kontaktiert.
Die beiden Metallschichten 12, 13 werden im Bereich der Prägung 15 oder Ausbeulung 15 direkt miteinander verschweißt. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Laserstrahlschweißverfahren. Es können aber auch andere Verbindungstechniken zur Herstellung einer leitenden Verbindung verwendet werden, wie zum Beispiel Löten, Kleben mit einem leitfähigen Kleber, oder versintern mit einer leitfähigen Sinterpaste (beispielsweise eine Silber-Sinterpaste). Die beiden Metallschichten 12, 13 sind also direkt über ein leitfähiges zweites Verbindungsmittel 20 miteinander verbunden.
Das gezeigte Laminat 11 kann trotz des zusätzlichen zweiten Verbindungsmittels 20 im Wesentlichen in einem Herstellungsschritt hergestellt werden. Es muss zur Ausbildung der Verbindungsstelle 20 nur zumindest ein Lot beziehungsweise eine Verschweißung zusätzlich zum ersten Verbindungsmittel 19 aufgebracht beziehungsweise durchgeführt werden.
3 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Laminat 21, beziehungsweise ein weiteres Laminat 21, das durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt wurde. Das Laminat 21 ist im Wesentlichen aus einer dünnen, oberen, ersten Metallschicht 22 und einer dickeren, unteren, zweiten Metallschicht 23 aufgebaut, zwischen denen eine isolierende Kunststoffschicht 24 angeordnet ist. Die zweite Metallschicht 23 ist unterbrochen, so dass die beiden Teile der zweiten Metallschicht 23 nicht leitend miteinander verbunden sind.
Die erste Metallschicht 22 umfasst eine Prägung 25 oder eine Ausbeulung 25, an der der Abstand der ersten Metallschicht 22 zur zweiten Metallschicht 23 so weit reduziert ist, dass die beiden Metallschichten 22, 23 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Zusätzlich können die beiden Metallschichten 22, 23 an der Prägung 25 oder Ausbeulung 25 miteinander verschweißt, verlötet oder aneinander gesintert sein.
Eine erste Aussparung 26 in der Kunststoffschicht 24 ist oberhalb des linken Teils der zweiten Metallschicht 23 vorgesehen. An dieser Stelle hat auch die erste Metallschicht 22 eine Ausnehmung 27. In der Aussparung 26 und der Ausnehmung 27 ist ein elektronisches Bauteil 28 angeordnet, das mit einem Leitkleber 29 als Verbindungsmittel mit der zweiten Metallschicht 23 verbunden ist. Der Leitkleber 29 leitet sowohl den Strom als auch Wärme vom elektronischen Bauteil 28 in die zweite Metallschicht 23. Die große Dicke der zweiten Metallschicht 23 im Vergleich zum elektronischen Bauteil 28 bewirkt, dass sie als Wärmesenke (Heatsink) wirkt. Da die Wärmekapazität des an das elektronische Bauteil 28 angeschlossenen Teils der zweiten Metallschicht 23 aufgrund seiner Ausdehnung und damit seiner Masse sehr groß ist, kann das elektronische Bauteil 28 effektiv gekühlt werden. Zudem stellt die dünne Schicht des Leitklebers nur einen geringen Wärmewiderstand für die Wärmeleitung vom elektronischen Bauteil 28 zur zweiten Metallschicht 23 dar. Das wärmekritische elektronische Bauteil 28 (wie zum Beispiel ein Chip) wird direkt auf die untere, zweite Metallschicht 23 gesetzt (zum Beispiel mit Silberleitkleber). Dadurch wird eine Reduzierung der Übergangswiderstände auf ein Minimum erzielt, und eine direkte Anbindung an die Wärmekapazität der zweiten Metallschicht 23 erreicht.
Zur elektrischen Kontaktierung des elektronischen Bauteils 28 ist auf dessen Oberseite eine Kontaktierung 30 angeordnet, an die ein Bonddraht 31 angeschlossen ist, der die Kontaktierung 30 und damit das elektronische Bauteil 28 elektrisch leitend mit der ersten Metallschicht 22 verbindet. In der Kunststoffschicht 24 ist oberhalb des rechten Teils der zweiten Metallschicht 23 eine zweite Aussparung 32 im Bereich der Prägung 25 oder Ausbeulung 25 vorgesehen.
Eine zweite Kunststoffschicht 33 ist auf die Oberseite der ersten Metallschicht 22 laminiert. Die zweite Kunststoffschicht 33 dient dem Schutz des Laminats 21 und kann diese auch optisch veredeln, indem ein gefärbter Kunststoff zur Bildung der zweiten Kunststoffschicht 33 verwendet wird. Im Bereich der ersten Aussparung 26 in der ersten Kunststoffschicht 24 und der Ausnehmung 27 in der ersten Metallschicht 22 ist in der zweiten Kunststoffschicht 33 eine Aussparung 34 angeordnet. Die Aussparungen 27 und 34 sowie die Ausnehmung 27, die gemeinsam eine Vertiefung bilden, sind derart dimensioniert, dass sie das elektronische Bauteil 28 leicht aufnehmen können.
Durch die dünne erste Metallschicht 22 wird die Durchkontaktierung im Bereich der Prägung 25 oder Ausbeulung 25 und ebenso die Realisierung der elektronischen Schaltung durch die kleinere Geometrie (Steg- und Schlitzbreiten, Bond) vereinfacht. An der Unterseite des Laminats 21 können gewünschte Anschlussflächen aufgebracht werden.
Wenn das elektronische Bauteil 8, 18, 28 eine LED ist, wirken die durch die erste Metallschicht 2, 12, 22 gebildeten Wände der Prägung 5, 15 oder Ausbeulung 5, 15 und/oder der Ausnehmung 7, 17, 27 als Reflektoren für das von der LED ausgestrahlte Licht. Wird die Prägung 5, 15 oder Ausbeulung 5, 15 und/oder die Ausnehmung 7, 17, 27 durch ein geeignetes Werkzeug erzeugt, können so gezielt deren Reflexionseigenschaften beeinflusst und damit optimiert werden. Beispielsweise können die Winkel der Seitenwände einer Prägung 5, 15, Ausbeulung 5, 15, Ausnehmung 7, 17, 27 und/oder Aussparung 6, 16, 26, 34 so eingestellt werden, dass das von der LED emittierte Licht in eine bestimmte Richtung, beispielsweise senkrecht zur ersten Metallschicht 2, 12, 22 gelenkt wird. Das gleiche Prinzip kann umgekehrt angewendet werden, wenn das elektronische Bauteil 8, 18, 28 ein Lichtsensor oder ein Photosensor ist. Das Licht beziehungsweise die elektromagnetische Strahlung wird dann von den Wänden der Prägung 5, 15, Ausbeulung 5, 15 Ausnehmung 7, 17, 27 und/oder Aussparung 6, 16, 26, 34 auf den Sensor reflektiert. Wird zur Prägung ein Prägestempel verwendet, kann dieser, wenn er auf optische Qualität poliert ist, eine besonders glatte Oberfläche der Wände erzeugen, so dass möglichst wenig unerwünschte Streuung des einfallenden oder austretenden Strahlung erzeugt wird.
Die anhand der Figuren erläuterten Laminate 1, 11, 21 mit integriertem elektronischen Bauteil 8, 18, 28 lassen sich ohne weiteres auf Laminate 1, 11, 21 mit mehreren Prägungen 5, 15, 25, Ausbeulungen 5, 15, 25, Ausnehmungen 7, 17, 27 und/oder Aussparungen 6, 16, 26, 34 erweitern, indem die in den Figuren gezeigten Strukturen beliebig nebeneinander oder auch hintereinander (bezogen auf die Bildebene der 1 bis 3) angeordnet werden. In den verschiedenen Prägungen 5, 15, 25, Ausbeulungen 5, 15, 25, Ausnehmungen 7, 17, 27 und/oder Aussparungen 6, 16, 26, 34 sind dann gleiche oder verschiedene elektronische Bauteile 8, 18, 28 angeordnet. Die Metallschichten 2, 12, 22 können dabei auf unterschiedliche Weise miteinander kontaktiert oder voneinander getrennt sein. So lassen sich die elektronischen Bauteile 8, 18, 28 beispielsweise in Reihe oder Parallel schalten.
Zur besseren Wärmeabfuhr, kann die untere, zweite Metallschicht 3, 13, 23 dicker ausgeführt werden. Auch ist eine aktive Kühlung der zweiten Metallschicht 3, 13, 23 beispielsweise durch Pelltierelemente, Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung vorstellbar. Die Laminate 1, 11, 21 können bei geeigneter Wahl der Metallschichten 2, 3, 12, 13, 22, 23 und der isolierenden Schichten 4, 14, 24, 33 flexibel und beweglich sein. Auch lässt sich, gestützt auf die Laminierung, eine gute Korrosionsbeständigkeit, Lotbadstabilität und mechanische Stabilität erreichen. Durch eine zusätzlich aufgebrachte Schicht 33 lassen sich die Laminate 1, 11, 21 auch optisch veredeln.
Die in der voranstehenden Beschreibung, sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1, 11, 21: Laminat
2, 12, 22: erste Metallschicht
3, 13, 23: zweite Metallschicht
4: Isolator
5, 15, 25: Prägung/Ausbeulung
6, 16, 26: Aussparung
7, 17, 27: Ausnehmung
8, 18, 28: elektronisches Bauteil
9, 19: Verbindungsmittel
14: Isolierende Schicht
20: Verbindungsmittel
24: Kunststoffschicht
29: Leitkleber
30: Kontaktierung
31: Bonddraht
32: Aussparung
33: Kunststoffschicht
34: Aussparung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19852832 A1 [0004]
DE 10205521 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Laminats (1, 11, 21) zur Kontaktierung wenigstens eines elektronischen Bauteils (8, 18, 28) bei dem zwischen einer ersten Metallschicht (2, 12, 22) und einer zweiten Metallschicht (3, 13, 23) eine isolierende Schicht (4, 14, 24) angeordnet wird, die Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) in zumindest einem Kontaktbereich miteinander kontaktiert werden, in der isolierenden Schicht (4, 14, 24) zumindest eine Aussparung (6, 16, 26) erzeugt wird oder erzeugt werden, die Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) mit der isolierenden Schicht (4, 14, 24) laminiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Metallschicht (2, 12, 22) zumindest eine Ausnehmung (7, 17, 27) zur Aufnahme wenigstens eines elektronischen Bauteils (8, 18, 28) erzeugt wird, zumindest ein elektronisches Bauteil (8, 18, 28) in wenigstens eine, durch eine Ausnehmung (7, 17, 27) und eine Aussparung (6, 16, 26) gebildete Vertiefung im Laminat (1, 11, 21) eingesetzt und leitend mit der zweiten Metallschicht (3, 13, 23) verbunden wird, so dass das elektronische Bauteil (8, 18, 28) vollumfänglich in der Aussparung (6, 16, 26) und/oder der Ausnehmung (7, 17, 27) aufgenommen wird und, bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils (8, 18, 28), zumindest teilweise in die Ausnehmung (7, 17, 27) und/oder Aussparung (6, 16, 26) aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in der ersten Metallschicht (2, 12, 22) wenigstens eine Prägung (5, 15, 25) und/oder wenigstens eine Ausbeulung (5, 15, 25) im Kontaktbereich erzeugt wird, wobei in den Bereichen der wenigstens einen Prägung (5, 15, 25) und/oder Ausbeulung (5, 15, 25) der Abstand der beiden Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) zueinander reduziert wird, vorzugsweise bis auf null reduziert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen zumindest einer Prägung (5, 15, 25) und/oder zumindest einer Ausbeulung (5, 15, 25) zur Aufnahme wenigstens eines elektronischen Bauteils (8, 18, 28) ausreicht oder ausreichen, wobei in der ersten Metallschicht (2, 12, 22) im Bereich einer Prägung (5, 15, 25) und/oder Ausbeulung (5, 15, 25) zumindest eine Ausnehmung (7, 17, 27) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest ein elektronisches Bauteil (8, 18, 28) vollumfänglich in die wenigstens eine Prägung (5, 15, 25) und/oder Ausbeulung (5, 15, 25) aufgenommen wird und bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils (8, 18, 28) zumindest teilweise in die Prägung (5, 15, 25) oder die Ausbeulung (5, 15, 25) aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren eine Stanz-Laminierung verwendet wird, um die Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) mit der isolierenden Schicht (4, 14, 24) zu verbinden und gleichzeitig zumindest eine Prägung (5, 15, 25) und/oder zumindest eine Ausbeulung (5, 15, 25) und/oder zumindest eine Ausnehmung (7, 17, 27) zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) miteinander und/oder zumindest ein elektronisches Bauteil (8, 18, 28) mit der ersten und/oder zweiten Metallschicht (3, 13, 23) durch Schweißen, Löten, Kleben mit einem leitfähigen Klebstoff (9, 19, 29) oder Versintern, besonders bevorzugt mit einer Silber-Sinterpaste (9, 19, 29), in zumindest einem Kontaktbereich miteinander verbunden werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung zumindest einer Prägung (5, 15, 25) und/oder zumindest einer Ausbeulung (5, 15, 25) in der ersten Metallschicht (2, 12, 22) in einem Schritt mit einer Kontaktierung des elektronischen Bauteils (8, 18, 28) mit der ersten Metallschicht (2, 12, 22) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elektronisches Bauteil (8, 18, 28) großflächig mit der zweiten Metallschicht (3, 13, 23) verbunden wird, und dadurch vorzugsweise thermisch gut an die zweite Metallschicht (3, 13, 23) angekoppelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Prägung (5, 15, 25) und/oder zumindest eine Ausbeulung (5, 15, 25) und/oder zumindest eine Ausnehmung (7, 17, 27) und/oder zumindest eine Aussparung (6, 16, 26) derart ausgeformt wird, insbesondere die Winkel der Seitenwände zur ersten Metallschicht (2, 12, 22) derart eingestellt werden, dass das Licht daraus in eine Richtung, vorzugsweise senkrecht zur Ebene der ersten Metallschicht (2, 12, 22) abgestrahlt wird, wobei als elektronisches Bauteil (8, 18, 28) eine LED eingesetzt wird oder als elektronische Bauteile (8, 18, 28) LEDs eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Metallschicht (3, 13, 23) eine dickere als die erste Metallschicht (2, 12, 22) verwendet wird, wobei die zweite Metallschicht (3, 13, 23) vorzugsweise groß im Vergleich zum elektronischen Bauteil (8, 18, 28) gewählt wird, wobei insbesondere zumindest eine der Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) aus Kupfer, Aluminium und/oder einer Kupferlegierung, besonders bevorzugt eine Kupfer-Zinn-Legierung gefertigt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bereich der ersten Metallschicht (2, 12, 22) abgetrennt wird, so dass zumindest zwei Bereiche der ersten Metallschicht (2, 12, 22) voneinander beabstandet und elektrisch isoliert angeordnet werden, wobei wenigstens ein elektronisches Bauteil (8, 18, 28) mit zumindest zwei Bereichen leitend verbunden wird, vorzugsweise über zumindest einen Bonddraht (31), so dass beim Anlegen einer Spannung zwischen zwei Bereichen ein elektrischer Strom über das elektronische Bauteil (8, 18, 28) geleitet wird.
Laminat zur Kontaktierung eines elektronischen Bauteils (8, 18, 28), insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine erste Metallschicht (2, 12, 22) und eine zur ersten Metallschicht (2, 12, 22) im wesentlichen parallel angeordnete zweite Metallschicht (3, 13, 23), die von der ersten Metallschicht (2, 12, 22) durch eine isolierende Schicht (4, 14, 24) bereichsweise getrennt ist, wobei zumindest eine Aussparung (6, 16, 26) in der isolierenden Schicht (4, 14, 24) und zumindest eine Ausnehmung (7, 17, 27) in der ersten Metallschicht (2, 12, 22) vorgesehen ist, die zumindest bereichsweise überlappen und dadurch eine Vertiefung bilden, wobei in wenigstens einer Vertiefung zumindest ein elektronisches Bauteil (8, 18, 28) angeordnet ist, das oder die vollumfänglich in der wenigstens einen Ausnehmung (7, 17, 27) und/oder wenigstens einen Aussparung (6, 16, 26) aufgenommen und mit der zweiten Metallschicht (3, 13, 23) leitend verbunden ist oder sind und das zumindest eine elektronische Bauteil (8, 18, 28), bezogen auf die Höhe (H) des elektronischen Bauteils (8, 18, 28), zumindest teilweise in die wenigstens eine Ausnehmung (7, 17, 27) und/oder Aussparung (6, 16, 26) aufgenommen ist.
Laminat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht (2, 12, 22) wenigstens eine Prägung (5, 15, 25) und/oder wenigstens eine Ausbeulung (5, 15, 25) umfasst, wobei in der vorzugsweise zumindest eine Ausnehmung (7, 17, 27) in zumindest einer Prägung (5, 15, 25) und/oder Ausbeulung (5, 15, 25) angeordnet ist und wobei die Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) im Bereich der wenigstens einen Prägung (5, 15, 25) und/oder der wenigstens einen Ausbeulung (5, 15, 25) elektrisch leitend verbunden sind.
Laminat nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elektronisches Bauteil (8, 18, 28) ein Chip, eine LED und/oder ein Sensor ist.
Laminat nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Metallschicht (3, 13, 23) dicker als die erste Metallschicht (2, 12, 22) ist, insbesondere groß im Vergleich zum elektronischen Bauteil (8, 18, 28) ist, wobei vorzugsweise die Metallschichten (2, 3, 12, 13, 22, 23) Kupfer, Aluminium und/oder einer Kupferlegierung umfassen, besonders bevorzugt umfassend eine Kupfer-Zinn-Legierung, oder aus Kupfer, Aluminium und/oder einer Kupferlegierung, besonders bevorzugt einer Kupfer-Zinn-Legierung bestehen.
Verwendung eines Laminats nach einem der Ansprüche 13 bis 15 als Platine, Sensor, LED-Lampe, Handybauteil, Steuerung, Regler oder Handy-Blitz-LED.