DE102012219145A1 - Electronics assembly has spacer structure that is projected in direction of circuit board when electrical contact is arranged on bottom side of electronic component, and that includes contact portion which is contacted to circuit board - Google Patents

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Abstract

The electronics assembly (1) has a leadless electronic component (3) provided with electrical contact (5) at a bottom side (31). A solder joint (11) is arranged for connecting the electrical contact to circuit board (2). A device housing (4) is arranged on the bottom side of electronic component and equipped with a three dimensional spacer structure (41) projected in the direction of circuit board when the electrical contact is arranged on bottom side of electronic component. The spacer structure includes contact portion (42) which is contacted to circuit board.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektronikanordnung mit einer reduzierten Toleranzkette und minimierten Krafteinwirkungen auf Lötstellen zwischen einem elektronischen Bauelement und einer Leiterplatte. The present invention relates to an electronic assembly with a reduced tolerance chain and minimized force effects on solder joints between an electronic component and a printed circuit board.

Bei Elektronikanordnungen müssen häufig sog. leistungselektronische Bauelemente verbaut werden, welche im Betrieb Wärme erzeugen und es dadurch notwendig wird, das elektronische Bauelement zu entwärmen. Es ist beispielsweise bekannt, derartige elektronische Bauelemente mittels Lötverbindungen auf einer Leiterplatte zu fixieren und eine Entwärmung über die freiliegende Oberseite des elektronischen Bauelements, beispielsweise durch einen Kühlkörper, vorzunehmen. Hierbei hat sich herausgestellt, dass aufgrund von einer möglichen unerwünschten Addition von Toleranzen Probleme bei der Anbindung derartiger Kühlelemente entstehen können. Haupteinflussfaktoren sind dabei die Anbindung des elektronischen Bauelements an die Leiterplatte, wobei Toleranzen von Beinchen, Lot und dem Bauelementgehäuse vorhanden sind. Ferner können auch Toleranzen der Leiterplatte, z.B. eine Durchbiegung der Leiterplatte, und des Kühlelements, z.B. Ebenheit der Kontaktfläche, auftreten. Aufgrund dieser Toleranzprobleme wird auf einer Oberseite des elektronischen Bauelements eine Wärmeleitschicht vorgesehen, welche relativ dick ist, um möglicherweise auftretende ungünstige Toleranzadditionen ausgleichen zu können. Hierdurch vergrößert sich jedoch die Bauhöhe der Elektronikanordnung und die Wärmeübertragung zum Kühlkörper kann sich verschlechtern, was nicht erwünscht ist. Von daher müssen im Herstellungsprozess mehrere Qualitätssicherungsstufen vorgesehen werden, da es insbesondere häufig vorkommt, dass eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte angeordnet werden, so dass bei nur einem falsch montierten elektronischen Bauelement die gesamte Leiterplatte nicht mehr verwendbar ist. Es wäre daher wünschenswert, eine Möglichkeit zu haben, welche eine sichere und toleranzfreie Anbindung von elektronischen Bauelementen an die Leiterplatte ermöglicht. With electronic assemblies, so-called power electronic components often have to be installed, which generate heat during operation and thus make it necessary to de-heat the electronic component. It is known, for example, to fix such electronic components by means of soldered connections on a printed circuit board and to carry out a heat dissipation via the exposed upper side of the electronic component, for example by means of a heat sink. It has been found that due to a possible undesirable addition of tolerances problems in the connection of such cooling elements can arise. The main influencing factors are the connection of the electronic component to the printed circuit board, wherein tolerances of the legs, solder and the component housing are present. Furthermore, tolerances of the printed circuit board, e.g. a deflection of the printed circuit board, and of the cooling element, e.g. Flatness of the contact surface, occur. Due to these tolerance problems, a heat conducting layer is provided on an upper side of the electronic component, which is relatively thick in order to be able to compensate for unfavorable tolerance additions which may occur. As a result, however, increases the height of the electronics assembly and the heat transfer to the heat sink may deteriorate, which is not desirable. Therefore, several quality assurance levels must be provided in the manufacturing process, since it is particularly common that a plurality of electronic components are arranged on a printed circuit board, so that with only one incorrectly mounted electronic component, the entire circuit board is no longer usable. It would therefore be desirable to have a possibility which enables a secure and tolerance-free connection of electronic components to the circuit board.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Elektronikanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass mögliche Toleranzen einzelner Bauteile einen geringeren Einfluss auf die gesamte Elektronikanordnung haben. Hierdurch kann insbesondere auch eine Wärmeleitschicht an einer Oberseite eines elektronischen Bauelements zur Verbindung mit einem Kühlkörper trotz Vorhandensein einer Lötverbindung zwischen dem elektronischen Bauelement und der Leiterplatte reduziert werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das elektronische Bauelement ein Bauelementgehäuse aufweist, welches an einer zur Leiterplatte gerichteten Seite, d.h., einer Unterseite des elektronischen Bauelements, eine dreidimensionale Abstandsstruktur aufweist. Die Abstandsstruktur steht dabei in Richtung zur Leiterplatte weiter vor als ein elektrischer Kontakt des elektronischen Bauelements an der Unterseite. Die Abstandsstruktur umfasst dabei einen Kontaktbereich, welcher im montierten Zustand mit der Leiterplatte in Kontakt ist. Hierdurch spielen insbesondere Toleranzen der Lötverbindung zwischen dem elektronischen Bauelement und der Leiterplatte keinerlei Rolle mehr, da das elektronische Bauelement mit der Abstandsstruktur auf der Leiterplatte aufliegt. Die Lötverbindung wird dabei erst nach Anordnung des elektronischen Bauelements und Kontakt der Abstandsstruktur mit der Leiterplatte hergestellt.The electronic assembly according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that possible tolerances of individual components have a smaller impact on the entire electronic assembly. In this way, in particular, a heat conducting layer on an upper side of an electronic component for connection to a heat sink can be reduced despite the presence of a solder connection between the electronic component and the printed circuit board. This is achieved according to the invention in that the electronic component has a component housing which has a three-dimensional spacing structure on a side facing the printed circuit board, that is to say a bottom side of the electronic component. The spacer structure stands in the direction of the printed circuit board further than an electrical contact of the electronic component on the underside. The spacer structure comprises a contact region, which is in contact with the printed circuit board in the mounted state. In particular tolerances of the solder joint between the electronic component and the printed circuit board no longer play any role, since the electronic component rests with the spacer structure on the printed circuit board. The solder joint is produced only after the arrangement of the electronic component and contact of the spacer structure with the printed circuit board.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise ist für einen möglichst guten Kontakt zwischen dem elektronischen Bauelement und der Leiterplatte der Kontaktbereich des elektronischen Bauelements flächig ausgestaltet. Somit ist die Abstandsstruktur vorzugsweise ein blockförmiger Bereich am Bauelementgehäuse. Besonders bevorzugt ist die Abstandsstruktur ein Quader oder eine Halbkugel oder eine Vielzahl von Säulen oder dgl. Preferably, for the best possible contact between the electronic component and the printed circuit board, the contact region of the electronic component is designed flat. Thus, the spacer structure is preferably a block-shaped area on the component housing. Particularly preferably, the spacer structure is a cuboid or a hemisphere or a plurality of columns or the like.

Weiter bevorzugt ist die Abstandsstruktur einstückig mit dem Bauelementgehäuse gebildet. Hierdurch kann die Abstandsstruktur gleichzeitig mit dem Bauelementgehäuse, beispielsweise mittels Spritzgießen, hergestellt werden. Hierbei ist ein weiterer Vorteil, dass sich Gehäuseabmessungen beim Spritzgießvorgang relativ genau herstellen lassen und somit nur geringste Toleranzabweichungen am Bauelementgehäuse und damit auch an der Abstandsstruktur vorhanden sind.More preferably, the spacer structure is formed integrally with the component housing. As a result, the spacer structure can be produced simultaneously with the component housing, for example by means of injection molding. In this case, another advantage is that housing dimensions can be produced relatively accurately during the injection molding process, and thus only the smallest tolerance deviations on the component housing and thus also on the spacer structure are present.

Die Erfindung eignet sich auch zur Verwendung bei standardisierten elektronischen Bauelementen, insbesondere bei solchen, die ein Standardgehäuse, beispielsweise aus Metall oder Kunststoff, aufweisen. Derartige elektronische Bauteile sind durch die Möglichkeit einer Massenanfertigung günstig auf dem freien Markt zu beziehen. In diesem Falle weist das Bauelementgehäuse an der Unterseite des elektronischen Bauelements ein als separates Element ausgebildete Abstandsstruktur, insbesondere als Spritzgussteil, auf. Dabei umfasst die als separates Element ausgebildete Abstandsstruktur einen Kontaktbereich auf, welcher im montierten Zustand mit der Leiterplatte in Kontakt ist. Ferner ist ein weiterer Kontaktbereich vorgesehen, welcher gegenüber dem Bauelementgehäuse, insbesondere an der Unterseite des elektronischen Bauelements, als Auflagefläche bzw. Anschlagfläche dient. Im montierten Zustand steht die Abstandsstruktur dabei in Richtung zur Leiterplatte weiter vor als ein elektrischer Kontakt des elektronischen Bauelements an der Unterseite. Auch in dieser Ausführung wird die Lötverbindung erst nach Anordnung des elektronischen Bauelements und Kontakt der Abstandsstruktur mit der Leiterplatte hergestellt. Dabei kann die als separates Element ausgebildete Abstandsstruktur sowohl zuerst mit der Leiterplatte oder mit dem elektrischen Bauelement vormontiert werden. Die Montage des elektronischen Bauelements mit der Abstandsstruktur kann in vielfältiger Weise erfolgen. Hierzu weist die Abstandsstruktur einen Fixierbereich auf, welcher derart ausgeführt ist, dass das elektronische Bauelement auf der Auflagefläche der Abstandsstruktur gehalten wird. Dies kann beispielsweise durch ein Klemmelement, eine Klebverbindung oder einen Clipverschluss erfolgen.The invention is also suitable for use in standardized electronic components, in particular in those having a standard housing, for example made of metal or plastic. Such electronic components are cheap to purchase on the open market due to the possibility of mass production. In this case, the component housing on the underside of the electronic component on a trained as a separate element spacer structure, in particular as an injection molded part, on. In this case, the spacer structure formed as a separate element comprises a contact region, which in the mounted state is in contact with the printed circuit board. Furthermore, a further contact region is provided, which relative to the component housing, in particular on the Bottom of the electronic component, serves as a support surface or stop surface. In the mounted state, the spacer structure protrudes further in the direction of the printed circuit board than an electrical contact of the electronic component on the underside. Also in this embodiment, the solder joint is made only after the arrangement of the electronic component and contact the spacer structure with the circuit board. In this case, the spacer structure designed as a separate element can be preassembled first with the printed circuit board or with the electrical component. The assembly of the electronic component with the spacer structure can be done in many ways. For this purpose, the spacer structure has a fixing region, which is embodied such that the electronic component is held on the support surface of the spacer structure. This can be done for example by a clamping element, an adhesive bond or a clip closure.

Für eine einfachere Montage und Fixierung der Abstandsstruktur an der Leiterplatte weist die Abstandsstruktur vorzugsweise wenigstens einen vorstehenden Zapfen oder dgl. auf. Der vorstehende Zapfen ist dabei in einer entsprechend der geometrischen Form des Zapfens in der Leiterplatte vorgesehenen Öffnung angeordnet. Besonders bevorzugt ist hierbei zwischen dem vorstehenden Zapfen und der Öffnung in der Leiterplatte eine Presspassung ausgebildet.For a simpler mounting and fixing of the spacer structure to the printed circuit board, the spacer structure preferably has at least one protruding pin or the like. The projecting pin is arranged in an opening provided in accordance with the geometric shape of the pin in the printed circuit board. Particularly preferably, an interference fit is formed between the protruding pin and the opening in the printed circuit board.

Um eine falsche Montage des elektronischen Bauelements an der Leiterplatte zu vermeiden, insbesondere wenn die Abstandsstruktur einstückig mit dem Bauelementgehäuse ausgebildet ist, weist das elektronische Bauelement vorzugsweise eine Vielzahl von vorstehenden Zapfen oder dgl. auf, welche in einer asymmetrischen Anordnung vorgesehen sind. Hierdurch kann eine pokayoke-Verbindung zwischen elektronischen Bauelement und Leiterplatte realisiert werden. In order to avoid incorrect mounting of the electronic component to the circuit board, in particular when the spacer structure is formed integrally with the component housing, the electronic component preferably has a plurality of protruding pins or the like, which are provided in an asymmetrical arrangement. In this way, a pokayoke connection between the electronic component and the printed circuit board can be realized.

Besonders bevorzugt ist das elektronische Bauelement ein Leadless-Bauelement. Hierbei weist das elektronische Bauelement keine Beinchen oder dgl. für eine elektrische Kontaktierung auf, sondern vorzugsweise eine Vielzahl von elektrischen Kontaktflächen. Besonders bevorzugt sind die elektrischen Kontaktflächen am elektronischen Bauelement dabei an zwei einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet, wobei an den beiden anderen einander gegenüberliegenden Seiten keine elektrischen Kontaktflächen vorgesehen sind.Particularly preferably, the electronic component is a leadless component. Here, the electronic component has no legs or the like. For an electrical contact, but preferably a plurality of electrical contact surfaces. Particularly preferably, the electrical contact surfaces on the electronic component are arranged on two opposite sides, wherein no electrical contact surfaces are provided on the other two opposite sides.

Besonders bevorzugt ist dabei die Abstandsstruktur des Bauelementgehäuses zwischen den beiden Reihen von elektrischen Kontakten angeordnet. Hierdurch liegt der Randbereich, an welchem die flächigen elektrischen Kontakte des elektronischen Bauelements vorgesehen sind, immer weiter entfernt von der Leiterplatte. Auch können dadurch Beschädigungen der elektrischen Kontakte, z.B. während der Handhabung, minimiert werden.Particularly preferably, the spacing structure of the component housing is arranged between the two rows of electrical contacts. As a result, the edge region, on which the flat electrical contacts of the electronic component are provided, lies farther and farther away from the printed circuit board. Also, damage to the electrical contacts, e.g. during handling, minimized.

Weiter bevorzugt ist an einer Oberseite des elektronischen Bauelements eine Kühleinrichtung angeordnet. Die Kühleinrichtung ist vorzugsweise ein Kühlkörper oder alternativ ein Gehäuse der Elektronikanordnung. Die Anbindung der Kühleinrichtung erfolgt vorzugsweise mittels einer Wärmeleitschicht, welche aufgrund der erfindungsgemäßen reduzierten Toleranzkette in Höhenrichtung des elektronischen Bauelements sehr klein sein kann.More preferably, a cooling device is arranged on an upper side of the electronic component. The cooling device is preferably a heat sink or alternatively a housing of the electronic assembly. The connection of the cooling device is preferably carried out by means of a heat conducting layer, which may be very small in the height direction of the electronic component due to the inventive reduced tolerance chain.

Weiter bevorzugt umfasst die Abstandsstruktur eine Vertiefung und wenigstens einen bis zu einer freien Seite der Abstandsstruktur reichenden Entlüftungskanal. Hierbei ist ein Klebstoff in der Vertiefung zur Fixierung der Abstandsstruktur an der Leiterplatte und/oder dem elektronischen Bauelement angeordnet. Die Entlüftungskanäle stellen dabei sicher, dass während der Montage des elektronischen Bauelements auf der Leiterplatte und/oder der Montage der als separates Element ausgebildeten Abstandsstruktur Luft zur Seite durch die Entlüftungskanäle entweichen kann. Hierdurch wird eine sichere und genaue Positionierung des elektronischen Bauelements in Bezug zur Leiterplatte sichergestellt.More preferably, the spacer structure comprises a recess and at least one venting channel extending to a free side of the spacer structure. Here, an adhesive in the recess for fixing the spacer structure to the circuit board and / or the electronic component is arranged. The ventilation channels thereby ensure that air can escape to the side through the ventilation channels during assembly of the electronic component on the circuit board and / or the assembly of the formed as a separate element spacer structure. As a result, a secure and accurate positioning of the electronic component is ensured in relation to the circuit board.

Um eine sichere Anbindung des elektronischen Bauelements auf der Leiterplatte sicherzustellen, ist vorzugsweise eine Fläche der Abstandsstruktur größer als eine Fläche des elektronischen Bauelements. Auch kann hierdurch eine Entwärmung zur Oberseite des elektronischen Bauelements unterstützt werden.In order to ensure a secure connection of the electronic component to the printed circuit board, preferably one surface of the spacer structure is larger than a surface of the electronic component. This can also be a cooling to the top of the electronic component can be supported.

Besonders bevorzugt ist das elektronische Bauelement ein Leistungshalbleiter, bei dem in Betrieb eine große Wärmemenge erzeugt wird. Particularly preferably, the electronic component is a power semiconductor, in which a large amount of heat is generated in operation.

Zeichnungdrawing

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In den Figuren sind gleiche bzw. funktional gleiche Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der Zeichnung ist:Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the figures, the same or functionally identical parts are designated by the same reference numerals. In the drawing is:

1 eine schematische Schnittansicht einer Elektronikanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 1 a schematic sectional view of an electronic assembly according to a first embodiment of the invention,

2 eine Ansicht eines elektrischen Bauelements von 1 von unten, 2 a view of an electrical component of 1 from underneath,

3 eine schematische Schnittansicht einer Elektronikanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, 3 a schematic sectional view of an electronic assembly according to a second embodiment of the invention,

4 eine schematische Ansicht des elektronischen Bauelements von 3 von unten, 4 a schematic view of the electronic component of 3 from underneath,

5 eine schematische Ansicht eines elektronischen Bauelements von unten gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und 5 a schematic view of an electronic component from below according to a third embodiment of the invention, and

6 eine schematische Schnittansicht des elektronischen Bauelements von 5. 6 a schematic sectional view of the electronic component of 5 ,

Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Elektronikanordnung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the 1 and 2 an electronic assembly 1 according to a first embodiment of the invention described in detail.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Elektronikanordnung 1 eine Leiterplatte 2 und wenigstens ein auf der Leiterplatte angeordnetes elektronisches Bauelement 3. Das elektronische Bauelement 3 weist an einer Unterseite 31 eine Vielzahl von elektrischen Kontakten 5 auf. Wie insbesondere aus der Unteransicht von 2 ersichtlich ist, sind die elektrischen Kontakte 5 dabei in zwei Reihen an zwei einander gegenüberliegenden Seiten 33, 34 des elektronischen Bauelements 3 angeordnet. Die beiden anderen Seiten 35, 36 des elektronischen Bauelements 3 sind dabei ohne elektrische Kontakte ausgeführt. Wie aus 1 ersichtlich ist, wird ein elektrischer Kontakt über die elektrischen Kontakte 5 zur Leiterplatte 2 über Lötverbindungen 11 hergestellt.How out 1 can be seen, includes the electronic assembly 1 a circuit board 2 and at least one electronic component disposed on the circuit board 3 , The electronic component 3 points to a bottom 31 a variety of electrical contacts 5 on. As in particular from the bottom view of 2 it can be seen are the electrical contacts 5 in two rows on two opposite sides 33 . 34 of the electronic component 3 arranged. The other two sides 35 . 36 of the electronic component 3 are designed without electrical contacts. How out 1 it can be seen, an electrical contact via the electrical contacts 5 to the circuit board 2 over solder joints 11 produced.

Das elektronische Bauelement 3 umfasst einen Chip 7, welcher ein wärmeerzeugender Leistungshalbleiter ist. Weiterhin umfasst das elektronische Bauelement 3 ein Bauelementgehäuse 4, welches beispielsweise mittels Spritzguss herstellbar ist. Der Chip 7 ist über Leitungen 12 mit den elektrischen Kontakten 5 sowie einem an einer Oberseite 32 des elektronischen Bauelements vorgesehenen elektrischen Kontakt 6 verbunden. Der elektrische Kontakt 6 an der Oberseite 32 ist dabei über eine, insbesondere wärmeleitende Klebeschicht 8 mit dem Chip 7 verbunden.The electronic component 3 includes a chip 7 , which is a heat generating power semiconductor. Furthermore, the electronic component comprises 3 a component housing 4 , which can be produced for example by injection molding. The chip 7 is via lines 12 with the electrical contacts 5 and one on top 32 the electronic component provided electrical contact 6 connected. The electrical contact 6 at the top 32 is about a, especially heat-conductive adhesive layer 8th with the chip 7 connected.

Das Bauelementgehäuse 4 umfasst ferner eine dreidimensionale Abstandsstruktur 41 an der Unterseite 31 des elektronischen Bauelements 3. Die Abstandsstruktur 41 ist hierbei ein blockartiger Quader, welcher einstückig mit dem restlichen Bauelementgehäuse 4 ist. Das Bauelementgehäuse 4 mitsamt der Abstandsstruktur 41 kann dabei beispielsweise bevorzugt mittels Spritzgießen in einer Mold-Form hergestellt werden. Bei diesem Herstellungsverfahren weist das Bauelementgehäuse 4 nur sehr geringe Toleranzen auf. The component housing 4 further comprises a three-dimensional spacer structure 41 on the bottom 31 of the electronic component 3 , The distance structure 41 Here is a block-like cuboid, which is integral with the rest of the component housing 4 is. The component housing 4 together with the spacer structure 41 can be produced for example by injection molding in a mold preferably. In this manufacturing method, the component housing 4 only very small tolerances.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die dreidimensionale Abstandsstruktur 21 ein Pyramidenstumpf mit vier Seiten. Die Abstandsstruktur ist hierbei zwischen den elektrischen Kontakten 5 angeordnet.In this embodiment, the three-dimensional spacing structure is 21 a truncated pyramid with four sides. The spacer structure is here between the electrical contacts 5 arranged.

An der Abstandsstruktur 41 ist ferner ein flächiger Kontaktbereich 42 vorgesehen, welcher in Kontakt mit der Leiterplatte 2 ist. Mit anderen Worten liegt das elektronische Bauelement 3 über den Kontaktbereich 42 auf der Leiterplatte 2 auf. Hierbei ist noch ein Abstand A zwischen den elektrischen Kontakten 5 an der Unterseite 31 und der Oberfläche der Leiterplatte 2 vorhanden, da die Abstandsstruktur 41 in Richtung der Leiterplatte weiter vorsteht als die elektrischen Kontakte 5 (vgl. 1). At the distance structure 41 is also a flat contact area 42 provided, which in contact with the circuit board 2 is. In other words, the electronic component lies 3 over the contact area 42 on the circuit board 2 on. Here is still a distance A between the electrical contacts 5 on the bottom 31 and the surface of the circuit board 2 present as the spacer structure 41 protrudes further in the direction of the circuit board than the electrical contacts 5 (see. 1 ).

Somit kann erfindungsgemäß eine Lötverbindung 11 zwischen der Leiterplatte 2 und dem elektronischen Bauelement 3, genauer den elektrischen Kontakten 5, keinen Einfluss mehr auf eine Toleranzkette von der Leiterplatte 2 zur Oberseite 32 des elektronischen Bauelements 3 haben. Thus, according to the invention, a solder joint 11 between the circuit board 2 and the electronic component 3 , more precisely the electrical contacts 5 , no longer affect a tolerance chain from the PCB 2 to the top 32 of the electronic component 3 to have.

An der Oberseite des elektronischen Bauelements 3 ist ferner eine Kühleinrichtung 10 vorgesehen, welche in diesem Ausführungsbeispiel ein Gehäuse der Elektronikanordnung 1 ist. Eine Verbindung zwischen der Kühleinrichtung 10 und dem elektronischen Bauelement 3 erfolgt dabei über eine Wärmeleitschicht 9. Eine Dicke D der Wärmeleitschicht 9 kann dabei sehr klein sein, da aufgrund des Aufliegens des elektronischen Bauelements 3 auf der Leiterplatte 2 im Bereich der Abstandsstruktur 41 nur eine minimale Toleranzkette bis zur Oberseite 32 des elektronischen Bauelements 3 vorhanden ist. Dadurch ist es nicht notwendig, dass Toleranzabweichungen durch eine möglichst dicke Wärmeleitschicht 9 ausgeglichen werden müssen.At the top of the electronic component 3 is also a cooling device 10 provided, which in this embodiment, a housing of the electronic assembly 1 is. A connection between the cooling device 10 and the electronic component 3 takes place via a heat conducting layer 9 , A thickness D of the heat conducting layer 9 can be very small, because due to the resting of the electronic component 3 on the circuit board 2 in the area of the spacer structure 41 only a minimal tolerance chain up to the top 32 of the electronic component 3 is available. As a result, it is not necessary that tolerance deviations by the thickest possible Wärmeleitschicht 9 have to be compensated.

Wie aus 1 ersichtlich ist, ist der Kontaktbereich 42 ebenflächig mit der Leiterplatte 2 in Berührung. Wie weiter aus 2 ersichtlich ist, ist dabei eine Fläche des Kontaktbereichs 42 größer als eine Fläche des Chips 7. Da die Abstandsstruktur 41 aus einem Moldmaterial hergestellt ist, welches tendenziell schlechte Wärmeleiteigenschaften aufweist, kann durch Vorsehen der Abstandsstruktur 41 mit größerer Fläche verhindert werden, dass eine Hauptentwärmungsrichtung des Chips 7 in Richtung zur Leiterplatte 2 auftritt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Hauptentwärmungsrichtung in Richtung zur Kühleinrichtung 10, d.h., zur Oberseite 32 des elektronischen Bauelements.How out 1 is apparent, is the contact area 42 level with the PCB 2 in touch. How farther 2 it can be seen, is an area of the contact area 42 larger than an area of the chip 7 , Because the spacer structure 41 is made of a molding material which tends to have poor heat conduction properties, by providing the spacer structure 41 larger area prevents a main heating direction of the chip 7 towards the circuit board 2 occurs. In this embodiment, the main heating direction is toward the cooling device 10 ie, to the top 32 of the electronic component.

Ferner kann durch die erfindungsgemäße Idee auch eine Krafteinwirkung positiv beeinflusst werden. Kräfte, welche beispielsweise von außen auf die Kühleinrichtung 10 wirken, werden auf das elektronische Bauelement 3 und dann über die Abstandsstruktur 41 auf die Leiterplatte 2 geleitet. Hierbei werden die Kräfte nicht über die Lötverbindungen 11 geleitet, so dass eine Gefahr einer Beschädigung der Lötverbindung 11 durch äußere Kräfte signifikant reduziert ist.Furthermore, by the idea according to the invention also a force effect can be positively influenced. Forces, for example, from the outside to the cooling device 10 act on the electronic component 3 and then on the spacer structure 41 on the circuit board 2 directed. Here, the forces are not on the solder joints 11 passed, leaving a risk of damage to the solder joint 11 is significantly reduced by external forces.

Somit kann erfindungsgemäß insbesondere die Wärmeleitschicht 9 in engen Grenzen ausgelegt werden, so dass sich die Dicke D der Wärmeleitschicht 9 nicht mehr negativ auf die abzuführende Wärmeleistung des Chips 7 auswirken kann. Hierdurch ist es möglich, dass Chips 7 mit kleineren Abmessungen verwendet werden oder im Betrieb höhere Leistungen realisiert werden können, was im Betrieb zu höheren erzeugten Wärmemengen führt, die erfindungsgemäß problemlos zur Oberseite 32 des elektronischen Bauelements 3 abgeführt werden können. Weiterhin wird eine Toleranz der Lötverbindung 11 eliminiert und insbesondere externe Kräfte sicher über das elektronische Bauelement 3 auf die Leiterplatte 2 übertragen, ohne dass es zu Beschädigungen der Lötverbindungen 11 kommen kann.Thus, according to the invention, in particular the heat conducting layer 9 be designed within narrow limits, so that the thickness D of the heat conducting layer 9 no longer negative on the dissipated heat output of the chip 7 can affect. This makes it possible for chips 7 be used with smaller dimensions or higher performance can be realized in operation, which leads to higher amounts of heat generated in operation, according to the invention easily to the top 32 of the electronic component 3 can be dissipated. Furthermore, a tolerance of the solder joint 11 eliminates and in particular external forces safely via the electronic component 3 on the circuit board 2 transferred without causing damage to the solder joints 11 can come.

In den 3 und 4 ist eine Elektronikanordnung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist die Abstandsstruktur 41 unterschiedlich zu der im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, umfasst die Abstandsstruktur 41 des zweiten Ausführungsbeispiels drei Zylinderkörper, welche an der Unterseite 31 des elektronischen Bauelements 3 angeordnet sind. Die zylindrischen Abstandsstrukturen 41 stehen dabei weiter in Richtung zur Leiterplatte 2 vor als die elektrischen Kontakte 5. Darüber hinaus sind an den zylindrischen Abstandsstrukturen 41 noch zusätzlich Zapfen 43 vorgesehen, welche in entsprechend gebildete Öffnungen 21 in der Leiterplatte 2 eingeführt sind. Hierbei ist bevorzugt eine Pressverbindung zwischen den Zapfen 43 und den Öffnungen 21 ausgebildet. In the 3 and 4 is an electronic assembly 1 shown according to a second embodiment. In the second embodiment, the spacing structure is 41 different from that formed in the first embodiment. As in particular from 4 can be seen, comprises the spacer structure 41 of the second embodiment, three cylinder body, which at the bottom 31 of the electronic component 3 are arranged. The cylindrical spacer structures 41 continue to stand in the direction of the PCB 2 before than the electrical contacts 5 , In addition, on the cylindrical spacing structures 41 additional pins 43 provided, which in correspondingly formed openings 21 in the circuit board 2 are introduced. Here, a pressing connection between the pins is preferred 43 and the openings 21 educated.

Wie insbesondere aus 4 ersichtlich ist, sind die Zapfen 43 und die Abstandsstrukturen 41 in einer asymmetrischen Weise an der Unterseite 31 des elektronischen Bauelements 3 vorgesehen. Hierbei wird sichergestellt, dass keine Fehlmontage des elektronischen Bauelements 3 auf der Leiterplatte 2 möglich ist. Die Abstandsstrukturen 41 sind wiederum zwischen den beiden Seiten des elektronischen Bauelements 3, an welchem die elektrischen Kontakte 5 vorgesehen sind, angeordnet. Auch dieses elektronische Bauelement 3 ist ein sog. Leadless-Bauelement ohne Füßchen oder dgl.As in particular from 4 it can be seen, the pins are 43 and the spacer structures 41 in an asymmetrical way at the bottom 31 of the electronic component 3 intended. This ensures that no incorrect assembly of the electronic component 3 on the circuit board 2 is possible. The distance structures 41 are in turn between the two sides of the electronic component 3 on which the electrical contacts 5 are provided, arranged. Also this electronic component 3 is a so-called. Leadless device without feet or the like.

In den 5 und 6 ist eine Elektronikanordnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail dargestellt. Bei der Elektronikanordnung nach dem dritten Ausführungsbeispiel weist das elektronische Bauelement 3 eine quaderförmige Abstandsstruktur 41 an der Unterseite 31 auf. Hierbei ist in der quaderförmigen Abstandsstruktur 41 eine zylindrische Vertiefung 44 und vier Kanäle 45 vorgesehen. Die Kanäle 45 beginnen bei der Vertiefung 44 und enden an den freien Seitenflächen der quaderförmigen Abstandsstruktur 41. Die Vertiefung 44 ist vorgesehen, um einen Klebstoff (nicht dargestellt) aufzunehmen, mit welchem das elektronische Bauelement 3 vor einem Lötvorgang auf der Leiterplatte 2 fixiert werden kann. In the 5 and 6 an electronic device according to a third embodiment of the invention is shown in detail. In the electronic device according to the third embodiment, the electronic component 3 a cuboid spacing structure 41 on the bottom 31 on. Here is in the cuboid spacing structure 41 a cylindrical recess 44 and four channels 45 intended. The channels 45 start by deepening 44 and end at the free side surfaces of the cuboid spacing structure 41 , The depression 44 is provided to receive an adhesive (not shown), with which the electronic component 3 before a soldering process on the circuit board 2 can be fixed.

Damit während der Fixierung des elektronischen Bauelements 3 auf der Leiterplatte 2 Luft entweichen kann, sind die vier Kanäle 45 vorgesehen. Die Menge von Klebstoff in der Vertiefung 44 wird dabei derart dimensioniert, dass der Klebstoff möglichst nicht in die Kanäle 45 gedrückt wird bzw. nicht bis zum Kanalende an der Seitenfläche der Abstandsstruktur 41 gedrückt wird.Thus during the fixation of the electronic component 3 on the circuit board 2 Air can escape are the four channels 45 intended. The amount of glue in the recess 44 is dimensioned such that the adhesive is not possible in the channels 45 is pressed or not to the channel end on the side surface of the spacer structure 41 is pressed.

Hierbei ist die Menge an Klebstoff derart dimensioniert, dass kein Klebstoff auf den Kontaktbereich 42 der Abstandsstruktur 41 kommt, um Abweichungen der Toleranzkette in Höhenrichtung zu vermeiden.Here, the amount of adhesive is dimensioned such that no adhesive on the contact area 42 the distance structure 41 comes to avoid deviations of the tolerance chain in the height direction.

Erfindungsgemäß besteht auch die Möglichkeit, die Ausprägungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander zu kombinieren. Im Allgemeinen kann die gezeigte Abstandsstruktur auch als separates Element vorgesehen sein, um beispielsweise ein elektronischen Bauelement mit einem Standardgehäuse zu verwenden. According to the invention, it is also possible to combine the characteristics of the embodiments described above. In general, the spacing structure shown may also be provided as a separate element, for example to use an electronic component with a standard housing.

Claims (11)

Elektronikanordnung, umfassend: a. ein elektronisches Bauelement (3), welches an einer Unterseite (31) wenigstens einen elektrischen Kontakt (5) aufweist, b. eine Leiterplatte (2), und c. eine Lötverbindung (11), welche den elektrischen Kontakt (5) mit der Leiterplatte (2) verbindet, d. wobei das elektronische Bauelement (3) ein Bauelementgehäuse (4) aufweist, und e. wobei das Bauelementgehäuse (4) an der Unterseite (31) des elektronischen Bauelements eine dreidimensionale Abstandsstruktur (41) aufweist, welche in Richtung der Leiterplatte (2) weiter vorsteht, als der elektrische Kontakt (5) an der Unterseite (31), wobei die Abstandsstruktur (41) einen Kontaktbereich (42) umfasst, welcher mit der Leiterplatte in Kontakt ist.Electronic assembly comprising: a. an electronic component ( 3 ), which on a lower side ( 31 ) at least one electrical contact ( 5 ), b. a circuit board ( 2 ), and c. a solder joint ( 11 ), which the electrical contact ( 5 ) with the printed circuit board ( 2 ), d. the electronic component ( 3 ) a component housing ( 4 ), and e. wherein the component housing ( 4 ) on the bottom ( 31 ) of the electronic component a three-dimensional spacing structure ( 41 ), which in the direction of the circuit board ( 2 ) protrudes further than the electrical contact ( 5 ) on the bottom ( 31 ), wherein the spacer structure ( 41 ) a contact area ( 42 ) which is in contact with the circuit board. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktbereich (42) ebenflächig ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that the contact area ( 42 ) is planar. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstruktur (41) einstückig mit dem Bauelementgehäuse (4) gebildet ist. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer structure ( 41 ) integral with the component housing ( 4 ) is formed. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstruktur (41) als separates Element ausgebildet ist und einen weiteren Kontaktbereich aufweist, welcher gegenüber dem Bauelementgehäuse (4), insbesondere an der Unterseite des elektronischen Bauelements, als Auflagefläche bzw. Anschlagfläche dient Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the spacer structure ( 41 ) is formed as a separate element and has a further contact area, which relative to the component housing ( 4 ), in particular on the underside of the electronic component, serves as a bearing surface or stop surface Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abstandsstruktur (41) wenigstens ein vorstehender Zapfen (43) oder dgl. vorgesehen ist, wobei der vorstehende Zapfen (43) in einer entsprechend dessen geometrischen Form gebildeten Öffnung (21) in der Leiterplatte (2) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on the spacer structure ( 41 ) at least one projecting pin ( 43 ) or the like is provided, wherein the projecting pin ( 43 ) in an opening formed according to its geometric shape ( 21 ) in the printed circuit board ( 2 ) is arranged. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von vorstehenden Zapfen (43) oder dgl. vorgesehen ist, welche in einer asymmetrischen Anordnung angeordnet sind.Arrangement according to claim 4, characterized in that a plurality of projecting pins ( 43 ) or the like is provided, which are arranged in an asymmetrical arrangement. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauelement (3) ein Leadless-Bauelement ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic component ( 3 ) is a leadless device. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauelement (3) an seiner Unterseite (31) wenigstens zwei elektrische Kontakte (5) an einander gegenüberliegenden Seiten aufweist und die Abstandsstruktur (41) zwischen den beiden elektrischen Kontakten (5) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic component ( 3 ) on its underside ( 31 ) at least two electrical contacts ( 5 ) on opposite sides and the spacing structure ( 41 ) between the two electrical contacts ( 5 ) is arranged. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Oberseite (32) des elektronischen Bauelements (3) eine Kühleinrichtung (10), insbesondere ein separater Kühlkörper oder ein separates Gehäuse der Elektronikanordnung, angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on an upper side ( 32 ) of the electronic component ( 3 ) a cooling device ( 10 ), in particular a separate heat sink or a separate housing of the electronic assembly, is arranged. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsstruktur (41) eine Vertiefung (44) und wenigstens einen bis zu einer Seite der Abstandsstruktur (41) reichenden Kanal (45) umfasst, wobei ein Klebstoff zur Fixierung des elektronischen Bauelements (3) auf der Leiterplatte (2) in der Vertiefung (44) angeordnet ist.Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the spacer structure ( 41 ) a recess ( 44 ) and at least one to one side of the spacer structure ( 41 ) reaching channel ( 45 ), wherein an adhesive for fixing the electronic component ( 3 ) on the printed circuit board ( 2 ) in the depression ( 44 ) is arranged. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fläche der Abstandsstruktur (41) größer ist als eine Fläche des Chips (7).Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that one surface of the spacer structure ( 41 ) is larger than an area of the chip ( 7 ).
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