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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Chippackagehalterung, eine Chippackagemontageanordnung sowie ein entsprechendes Chippackagemontageverfahren.
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Stand der Technik
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Obwohl prinzipiell auf beliebige Chippackagehalterungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrundeliegende Problematik anhand von Hall-Sensorvorrichtungen erläutert.
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Die
DE 197 48 982 A1 beschreibt einen Bauteilhalter für einen Hallsensor, der aus Kunststoff besteht und zur Anordnung des Hallsensors an einer Leiterplatte zumindest einen Zentrierzapfen besitzt, wobei Anschlussbeinchen zur elektrischen Kontaktierung von einem Gehäuse des Hallsensors abstehen. Der Bauteilhalter ist nur an die Anschlußbeinchen des Hallsensors angespitzt.
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3 zeigt einen Ausschnitt eines Hallsensors mit einer beispielhaften Chippackagemontageanordnung, und 4 zeigt die Chippackagemontageanordnung von 3.
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In 3 bezeichnet Bezugszeichen 10 einen Sensorhalter mit einem daran angebrachten Anschlusskabel 20. Ein Hallsensor-Chippackage 1a und ein Kompensator-Chippackage 1b sind auf einem Leadframe 5 angebracht. Eine vergrößerte Darstellung des Leadframe 5 ist in 4 dargestellt.
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Der Leadframe 5 und der Halter 10 sind derart ausgelegt, dass das Kondensator-Chippackage 1b, welches zur Steigerung der EMV Performance notwendig ist, integriert ist. Die Anschlussbeinchen 5‘, 5‘‘ des Leadframe 5 werden auf Gesamtsensorebene mit dem Anschlusskabel 20 durch Crimpen oder Löten verbunden. Ein Anwendungsbeispiel für derartige Hallsensoren sind Drehzahlsensoren für eine Raddrehzahlsensierung.
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In der Fertigung sind derartige Hallsensoren mit dem zu integrierenden Leadframe 5 aufwendig hinsichtlich der Kosten, da sie nicht als Standard-Package verfügbar sind. Neben dem Verpackungsschritt hat dies auch Auswirkungen auf die Messtechnik, da diese im Allgemeinen auf Standard-Packages ausgelegt ist.
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Mit Bezug auf 5 bezeichnet Bezugszeichen 5a einen weiteren beispielhaften Typ von Leadframe mit Klemmkontaktierung, wobei die Anschlussbeinchen des Leadframe 5a mit Bezugsflächen 5a‘ und 5a‘‘ bezeichnet sind.
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5 zeigt eine alternative beispielhafte Chippackagemontageanordnung für den Hallsensor gemäß 3.
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Dieses Leadframe 5a nützt üblicherweise Standard-Kontaktflächen auf der Unterseite U des Hallsensorchips 1, welcher in 5 genau wie der Kondensatorchip 1‘ im unvergossenen bzw. unpassivierten Zustand dargestellt ist. Diese (nicht dargestellten) Standard-Kontaktflächen werden von umgebogenen Zungen 50, 50‘ des Leadframe 5a kontaktiert. Allerdings besitzen diese Zungen 50, 50‘ im gekrümmten Bereich einen Überstand, damit eine Federwirkung erzielt werden kann, was den Abstand zwischen Hallsensor-Chippackage und der Oberfläche des Sensormoduls vergrößert und sich damit auf die Empfindlichkeit auswirkt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Chippackagehalterung nach Anspruch 1, eine Chippackagemontageanordnung nach Anspruch 7 sowie ein entsprechendes Chippackagemontageverfahren nach Anspruch 12.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht den Einsatz von Standard-Packages bzw. Standard-Gehäusen für die Montage von Chippackages, beispielsweise Sensorchippackages, insbesondere Hallsensorchippackages.
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Dies bietet insbesondere bei Hall-Sensorchippackages den Vorteil, dass ein möglichst geringer Abstand zwischen einer Gehäuseoberfläche des Sensors und dem Sensorchippackage erzielt werden kann. Nachdem Standard-Gehäuse, wie z. B. LGA-Standardgehäuse, verwendbar sind, lässt sich die Herstellung kostengünstiger realisieren, da Standard-Messequipment bzw. Standard-Handlingequipment verwendet werden kann.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Kontaktabschnitt und/oder der zweite Kontaktabschnitt als gebogene Kontaktzungen ausgebildet. Dies ermöglicht eine sichere Kontaktierung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der erste Chippackageaufnahmeabschnitt und der zweite Chippackageaufnahmeabschnitt voneinander getrennt sind. Dies ermöglicht eine einfache Potenzialtrennung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der erste Chippackageaufnahmeabschnitt und der zweite Chippackageaufnahmeabschnitt als Klemmabschnitt ausgebildet sind. So läßt sich das Chippackage stabil haltern.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen der erste Anschlußabschnitt und/oder der zweite Anschlußabschnitt eine längliche Form auf. Dies ermöglicht einen einfachen Einbau in ein Sensorgehäuse.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist erste Anschlußabschnitt vom ersten Chippackageaufnahmeabschnitt und/oder der zweite Anschlußabschnitt vom zweiten Chippackageaufnahmeabschnitt abgewinkelt. So lässt sich eine Anpassung an unterschiedliche Sensorgehäuseformen erzielen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Chippackagehalterung zumindest bereichsweise mit einer Isoliermasse umformt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Chippackage zumindest einen Sensorchip und /oder zumindest einen Kondensatorchip auf.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Chippackage einen Hallsensorchip auf.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Chippackage ein LGA-Chippackage.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind der erste Chippackageaufnahmeabschnitt und der zweite Chippackageaufnahmeabschnitt vor dem Einsetzen des Chippackage miteinander verbunden sind, wobei ein Trennen des ersten Chippackageaufnahmeabschnitts und des zweiten Chippackageaufnahmeabschnitts nach Einsetzen des Chippackage erfolgt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
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1a)–c) eine Chippackagemontageanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 1a in einer ersten perspektivischen Vorderseitendarstellung, 1b in einer zweiten perspektivischen Vorderseitendarstellung und 1c in vorderer Draufsicht;
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2 eine vergrößerte Darstellung des in 1a)–c) verwendeten SensorChippackages;
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3 einen Ausschnitt eines Hallsensors mit einer beispielhaften Chippackagemontageanordnung;
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4 die Chippackagemontageanordnung von 3; und
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5 eine alternative beispielhafte Chippackagemontageanordnung für den Hallsensor gemäß 3.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente.
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1a)–c) zeigt eine Chippackagemontageanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar 1a in einer ersten perspektivischen Vorderseitendarstellung, 1b in einer zweiten perspektivischen Vorderseitendarstellung und 1c in vorderer Draufsicht, und 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in 1a)–c) verwendeten SensorChippackages;
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In 1a)–c) bezeichnet Bezugszeichen 5‘ eine Chippackagehalterung und Bezugszeichen 70 ein darin eingesetztes Chippackage, welches beim vorliegenden Beispiel ein Sensorchippackage ist. Die Chippackagehalterung 5‘ und das darin eingesetzter Chippackage 70 bilden zusammen eine Chippackagemontageanordnung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Chippackagehalterung weist einen ersten Halterungsteil 5’a und einen zweiten Halterungsteil 5’b auf. Die Halterungsteile 5’a, 5’b sind beim vorliegenden Beispiel voneinander getrennte separate Teile, können aber auch für bestimmte Verfahrensstadien noch durch eine leicht trennbare Brücke (nicht gezeigt) verbunden sein, um so bestimmte Montageschritte zu vereinfachen. Die Halterungsteile 5’a, 5’b der Chippackagehalterung 5‘ sind vorzugsweise ein Stanz-Biege-Teile.
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Insbesondere umfasst der erste Halterungsteil 5’a einen ersten gradlinigen bzw. länglichen Anschlussabschnitt 11a und einen ersten zumindest abschnittsweise U-förmig gekrümmten Chippackageaufnahmeabschnitt 12a. Symmetrisch dazu umfasst der zweite Halterungsteil 5’b einen zweiten gradlinigen bzw. länglichen Anschlussabschnitt 11b und einen zweiten zumindest abschnittsweise U-förmig gekrümmtten Chippackageaufnahmeabschnitt 12b.
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Die Chippackageaufnahmeabschnitte 12a, 12b nehmen einen jeweiligen gegenüberliegenden Seitenrandbereich des Chippackage dadurch auf, dass sie ihn teilweise umgreifen. Vorzugsweise wird hierbei auch eine Klemmwirkung ausgeübt. Die gegenüberliegenden Seitenwandbereiche des Chippackage 70 weisen, wie in 2 dargestellt, eine jeweilige elektrisch kontaktierbare Seitenrandfläche SF1, SF2 auf. Zum elektrischen Kontaktieren der Seitenrandfläche SF1 weist der erste Chippackageaufnahmeabschnitt 12a einen ersten Kontaktabschnitt 15a auf. Zum elektrischen Kontaktieren der zweiten Seitenrandfläche weist der zweite Chippackageaufnahmeabschnitt 12b einen zweiten Kontaktabschnitt 15b auf.
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Beim vorliegenden Beispiel sind die Kontaktabschnitte 15a, 15b als gebogene Kontaktzungen in U-Basisbereich der U-förmige Chippackageaufnahmeabschnitte 12a, 12b ausgebildet. Sie haben vorzugsweise eine elastisch federnde Funktion, um für einen optimalen Andruck zur elektrischen Kontaktierung ausgestattet zu sein.
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Zur elektrischen Kontaktierung durch die Kontaktabschnitte 15a, 15b weist die Seitenrandfläche SF1 einen ersten Metallisierungsbereich 60a und die zweite Seitenrandfläche SF2 einen zweiten Metallisierungsbereich 60b auf.
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Bei der Ausführungsform gemäß 1a)–c) ist der erste Anschlussabschnitt 11a vom ersten Chippackageaufnahmeabschnitt 12a in einem Krümmungsbereich K ebenso abgewinkelt wie der zweite Anschlussabschnitt 11b vom zweiten Chippackageaufnahmeabschnitt 12b, und zwar derart, dass die Anschlussabschnitte 11a, 11b parallel zueinander verlaufen.
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Schließlich bezeichnet Bezugszeichen 100 eine Isoliermasse, durch die die Chippackagemontageanordnung soweit umformt ist, dass nur noch kurze Enden der Anschlussabschnitte 11a, 11b im unteren Bereich hervorstehen, welche ein Ancrimpen oder Anlöten eines Anschlußkabels (vergleiche 3) ermöglichen. Die Isoliermasse 100 ist beispielsweise ein Thermoplast und lässt sich durch Umspritzen auftragen.
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Eine Dicke b der Chippackagehalterung 5‘, welche vorzugsweise aus einem Metall, wie z. B. Kupfer, besteht, ist beispielsweise im Bereich von 0,1–0,5 mm vorzugsweise 0,2 mm.
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Dadurch dass die Chippackageaufnahmeabschnitt 12a, 12b das Chippackage 70 eng in den gegenüberliegenden Seitenrandbereichen anliegend umgreifen, lässt sich somit auch im zusammengebauten Zustand des Hallsensors der Abstand d zwischen der Oberfläche des Hallsensor-Chippackage und der Oberfläche des Sensors sehr gering halten, was sich förderlich auf die Empfindlichkeit des Sensors auswirkt.
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In der Darstellung gemäß 2 ist der Aufbau des Chippackage 70 näher erläutert. Insbesondere sind hier ein Hallsensorchip 1a‘ und ein Kondensatorchip 1b‘ auf einem Substrat 25 montiert und über auf den Seiten des Substrats vorgesehene elektrische Anschlussbereiche 25a, 25b mit den Seitenrandbereichen SF1 bzw. SF2 verbunden. Die Verbindung zwischen den Chips 1a‘, 1b‘ untereinander sowie die Verbindung der Chips 1a‘, 1b‘ mit den Verbindungsbereichen 25a, 25b verlaufen in bekannter Weise durch das Substrat und sind in 2 nicht näher dargestellt. Bezugszeichen 200 schließlich bezeichnet eine Vergußmasse, mit der die Chips und deren Verbindungen passiviert sind, beispielsweise ein Duroplast.
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Das Anbringen der Chippackagemontageanordnung gemäß 1a)–c) im Sensorhalter erfolgt in Analogie zu 3, wobei abhängig von der speziellen Form des Halters der Krümmungsbereich K zwischen den Anschlussabschnitten 11a, 11b und den Chippackageaufnahmeabschnitt 12a, 12b beliebig gestaltet werden kann bzw. auch weggelassen werden kann. Somit ist eine Anpassung an nahezu jede beliebige Halterformmöglich.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
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Obwohl bei der obigen Ausführungsform das Chippackage ein LGA-Package ist, können auch andere Gehäusetypen zum Einsatz kommen, wie z. B. QFN o.ä., sofern sich seitliche Kontaktflächen realisieren lassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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