DE102014012413B4

DE102014012413B4 - Spritzgegossener Schaltungsträger

Info

Publication number: DE102014012413B4
Application number: DE102014012413.4A
Authority: DE
Inventors: Jörg Franke; Timo Kaufmann; Oliver BREITWIESER; Klaus Heberle
Original assignee: TDK Micronas GmbH
Current assignee: TDK Micronas GmbH
Priority date: 2014-08-26
Filing date: 2014-08-26
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: US9718224B2; US20160061634A1; DE102014012413A1

Abstract

Kapazitiver Sensor mit einem spritzgegossenen Schaltungsträger (10), wobei der Schaltungsträger (10) eine Außenseite (34), und eine Unterseite (22), und einen von einem Rahmen umschlossenen inneren Bodenbereich aufweist, wobei der Rahmen (30) eine Innenseite (32) und eine Deckfläche (36) und eine Außenseite (34) aufweist, und der Schaltungsträger (10) eine wannenförmige Ausformung aufweist,
mehrere zu einander beabstandete Leiterbahnen (40) von der Innenseite (32) über die Deckfläche (36) und über die Außenseite (34) bis an die Unterseite (22) geführt sind,
der Rahmen (30) viereckig und umlaufend geschlossen ausgebildet ist, und,
an der Unterseite (22) wenigstens zwei mit jeweils einer Leiterbahn (40) elektrisch verschaltete und voneinander beabstandete Sensorflächen (50, 52, 60 - 66) ausgebildet sind, wobei die Sensorflächen wesentlich breiter als die Leiterbahnen (40) ausgebildet sind und den überwiegenden Teil der Fläche der Unterseite überdecken,
auf dem inneren Bodenbereich ein Halbleiterkörper (38) in Form eines Nacktchips angeordnet ist, und
die wannenförmige Ausformung mit einer Vergussmasse ausgefüllt ist, so dass der Halbleiterkörper nach dem Vergießen vor Umwelteinflüssen weitestgehend geschützt ist,
wobei
der Halbleiterkörper (38) eine integrierte Schaltung aufweist und die integrierte Schaltung mittels den Leiterbahnen (40) in einer elektrischen Wirkverbindung zu den Sensorflächen an der Unterseite steht, oder
die integrierte Schaltung die auf dem Halbleiterkörper ausgebildeten Kontaktflächen mittels Bond Drähten oder mittels einer Flip-Chip Verbindung mit den Leiterbahnen (40) verschaltet ist und hierdurch mit den Sensorflächen an der Unterseite in einer elektrischen Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen spritzgegossenen Schaltungsträger.
Aus der JP 2008 - 41 817 A ist ein spritzgegossener Schaltungsträger mit einem Halbleiterkörper bekannt. Hierbei sind die Anschlüsse für die integrierte Schaltung an der Außenseite des Schaltungsträgers bis an die Unterseite geführt, um ein Kontaktierung des Schaltungsträgers mit einer Platine zu ermöglichen. Es sei angemerkt, dass der spritzgegossener Schaltungsträger als „molded interconnect device“ oder „MID“ sowie der als Nacktchip ausgeführte Halbleiterkörper auch als „Die“ bezeichnet wird. Aus der JP H06-349 979 A ist ein weiteres MID-Bauelement offenbart. Die Leiterbahnen des MID-Bauelements sind bis auf die Unterseite des MID-Trägers ausgebildet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben, die den Stand der Technik weiterbildet.
Die Aufgabe wird durch einen spritzgegossenen Schaltungsträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Gemäß dem Gegenstand der Erfindung wird ein spritzgegossener Schaltungsträger mit einem Halbleiterkörper bereitgestellt, wobei der Schaltungsträger eine Außenseite und eine Unterseite und einen inneren Bodenbereich und einen Rahmen aufweist, wobei der Rahmen eine Innenseite und eine Deckfläche aufweist, sodass der innere Bodenbereich rahmenartig umschlossenen ist, und wobei mehrere zu einander beabstandete Leiterbahnenvorgesehen sind und die Leiterbahnen wenigstens teilweise von der Innenseite über die Deckfläche und über die Außenseite bis an die Unterseite geführt sind, so dass an der Unterseite wenigstens zwei mit jeweils einer Leiterbahn elektrisch verschaltete und voneinander beabstandete Metallflächen ausgebildet sind, wobei die Metallflächen um einen kapazitiven Sensor auszubilden, wesentlich breiter als die Leiterbahnen ausgebildet sind.
Es sei angemerkt, dass die Leiterbahnen nach der Herstellung des aus einem Kunststoff bestehenden Schaltungsträger ausgebildet werden. Hierbei lässt sich Lage und Anzahl der Leiterbahnen auf einfache Weise einstellen. Auch versteht sich, dass der Schaltungsträger einstückig ausgebildet ist.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass sich mit dem Schaltungsträger und der wannenförmigen Ausformung und den großen Metallflächen an der Unterseite auf einfache Weise kapazitive Näherungsschalter herstellen lassen. Derartige Näherungsschalter finden unter anderem im dem Automobilbau eine Verwendung.
Es ist bevorzugt, in der wannenförmigen Ausformung, d.h. auf dem inneren Bodenbereich einen Halbleiterkörper mit einer an der Oberfläche ausgebildeten integrierten Schaltung anzuordnen. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der integrierte Schaltkreis die auf dem Halbleiterkörper ausgebildeten Kontaktflächen mittels Bond Drähten oder mittels einer Flip-Chip Verbindung mit den Leiterbahnen verschaltet ist und hierdurch mit den Sensorflächen an der Unterseite in einer elektrischen Wirkverbindung steht. Auch ist es bevorzugt, den Halbleiterkörper mit dem Gesicht nach unten, d.h. mit der Oberfläche auf den inneren Bodenbereich zeigend anzuordnen. Es ist des Weiteren vorteilhaft, die Höhe des Rahmens größer als die Dicke des Halbleiterkörpers auszubilden.
In einer Ausführungsform ist die wannenförmige Ausformung mit einer Vergussmasse, auch als Moldmasse bezeichnet, ausgefüllt. Es ist vorteilhaft, wenn die Oberfläche der Vergussmasse mit der Deckfläche des Rahmens eine planare Fläche ausbildet. Vorteilhaft ist, dass der Halbleiterkörper nach dem Vergießen vor Umwelteinflüssen weitestgehend geschützt ist.
In einer Weiterbildung ist der Rahmen viereckig und umlaufend geschlossen ausgebildet.
In einer Ausführungsform sind die Metallflächen und die zugeordneten Leiterbahnen einstückig ausgeformt. Untersuchungen haben gezeigt, dass es hinreichend ist, wenigstens eine Leiterbahn nicht über die Seitenfläche an die Unterseite zu führen. Insbesondere sind alle versorgungsspannungsführende Leiterbahnen für eine innenliegende integrierte Schaltung nur bis maximal an die Seitenflächen ausgeführt.
In einer Weiterbildung sind an der Unterseite vier zueinander beabstandete Metallflächen ausgebildet, wobei es bevorzugt ist, die Metallflächen als Teile eines Kreises auszuführen. Insbesondere ist es vorteilhaft sofern nur zwei Metallflächen ausgebildet sind, die einzelnen Metallflächen als Halbkreise auszubilden und entsprechend bei einer Anordnung mit vier Metallflächen, die Metallflächen jeweils als Viertelkreise auszubilden. Es versteht sich, dass die Metallflächen wenigstens an der Unterseite, bevorzugt jedoch insgesamt zueinander elektrisch isoliert sind.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei werden gleichartige Teile mit identischen Bezeichnungen beschriftet. Die dargestellten Ausführungsformen sind stark schematisiert, d.h. die Abstände und die lateralen und die vertikalen Erstreckungen sind nicht maßstäblich und weisen, sofern nicht anders angegeben auch keine ableitbaren geometrischen Relationen zueinander auf. Darin zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform,
2a eine Draufsicht auf die Unterseite der Ausführungsform der 1 in einer ersten Konfiguration,
2b eine Draufsicht auf die Unterseite der Ausführungsform der 1 in einer zweiten Konfiguration,
2c eine Draufsicht auf die Unterseite der Ausführungsform der 1 in einer dritten Konfiguration.

Die Abbildung der 1 zeigt eine perspektivische Ansicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform, aufweisend einen spritzgegossenen einstückigen Schaltungsträger 10. Der Schaltungsträger 10 weist eine Unterseite 22 und einen umlaufenden Rahmen 30 auf, so dass der Schaltungsträger 10 eine wannenartige bzw. kastenförmige Ausformung ausbildet.
Der Schaltungsträger 10 weist eine Innenseite 32 und eine Außenseite 34 auf. Der Rahmen 30 weist eine Deckfläche 36 auf. Durch die wannenartige Ausformung ergibt sich ein rahmenartig umschlossener innerer Bodenbereich - nicht dargestellt. In dem Bodenbereich ist ein Halbleiterkörper 38 mit einer an der Oberfläche ausgebildeten integrierten Schaltung - nicht dargestellt - mit der Oberfläche nach unten zu dem Bodenbereich hinzeigend angeordnet.
Ferner weist der Schaltungsträger 10 mehrere zu einander beabstandete Leiterbahnen 40 auf, wobei die Leiterbahnen 40 wenigstens teilweise von der Innenseite 32 über die Deckfläche 36 und über die Außenseite 34 bis an die Unterseite 22 geführt sind.
In der Abbildung der 2a ist eine Draufsicht auf die Unterseite der Ausführungsform der 1 in einer ersten Konfiguration dargestellt. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der 1 erläutert. An der Unterseite 22 sind um einen kapazitiven Sensor auszubilden zwei mit jeweils einer Leiterbahn 40 elektrisch verschaltete und voneinander beabstandete Metallflächen 50 und 52 ausgebildet. Die Metallflächen 50 und 52 sind als Halbkreise ausgeformt und wesentlich breiter als die Leiterbahnen 40. Vorliegend sind die Metallflächen 50 und 52 jeweils von zwei einander gegenüberliegenden Seiten angeschlossen. In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist es hinreichend die beiden Metallflächen 50 und 52 jeweils nur einseitig anzuschließen.
In der Abbildung der 2b ist eine Draufsicht auf die Unterseite der Ausführungsform der 1 in einer zweiten Konfiguration dargestellt. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der 1 und der Konfiguration dargestellt in der 2a erläutert. Die vier Metallflächen 60, 62, 64 und 66 sind jeweils als Viertelkreis ausgebildet und einstückig mit einer Leiterbahn 40 verschaltet.
In der Abbildung der 2c ist eine Draufsicht auf die Unterseite der Ausführungsform der 1 in einer dritten Konfiguration dargestellt. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zu der Abbildung der 1 und einen der vorangegangenen Konfigurationen erläutert. In der Mitte zwischen den vier als Viertelkreis ausgebildeten Metallflächen 60, 62, 64 und 66 ist eine weitere Metallfläche 70 ausgeformt. Die Metallflächen 70 ist von den Metallflächen 60 bis 66 elektrisch isoliert und nicht mit einer Leiterbahn 40 verschaltet.

Claims

Kapazitiver Sensor mit einem spritzgegossenen Schaltungsträger (10), wobei der Schaltungsträger (10) eine Außenseite (34), und eine Unterseite (22), und einen von einem Rahmen umschlossenen inneren Bodenbereich aufweist, wobei der Rahmen (30) eine Innenseite (32) und eine Deckfläche (36) und eine Außenseite (34) aufweist, und der Schaltungsträger (10) eine wannenförmige Ausformung aufweist, mehrere zu einander beabstandete Leiterbahnen (40) von der Innenseite (32) über die Deckfläche (36) und über die Außenseite (34) bis an die Unterseite (22) geführt sind, der Rahmen (30) viereckig und umlaufend geschlossen ausgebildet ist, und, an der Unterseite (22) wenigstens zwei mit jeweils einer Leiterbahn (40) elektrisch verschaltete und voneinander beabstandete Sensorflächen (50, 52, 60 - 66) ausgebildet sind, wobei die Sensorflächen wesentlich breiter als die Leiterbahnen (40) ausgebildet sind und den überwiegenden Teil der Fläche der Unterseite überdecken, auf dem inneren Bodenbereich ein Halbleiterkörper (38) in Form eines Nacktchips angeordnet ist, und die wannenförmige Ausformung mit einer Vergussmasse ausgefüllt ist, so dass der Halbleiterkörper nach dem Vergießen vor Umwelteinflüssen weitestgehend geschützt ist, wobei der Halbleiterkörper (38) eine integrierte Schaltung aufweist und die integrierte Schaltung mittels den Leiterbahnen (40) in einer elektrischen Wirkverbindung zu den Sensorflächen an der Unterseite steht, oder die integrierte Schaltung die auf dem Halbleiterkörper ausgebildeten Kontaktflächen mittels Bond Drähten oder mittels einer Flip-Chip Verbindung mit den Leiterbahnen (40) verschaltet ist und hierdurch mit den Sensorflächen an der Unterseite in einer elektrischen Wirkverbindung steht.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Vergussmasse mit der Deckfläche des Rahmens eine planare Fläche ausbildet.
Kapazitiver Sensor nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallflächen (40) und die zugeordneten Leiterbahnen (40) einstückig ausgeformt sind.
Kapazitiver Sensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Rahmens (30) größer als die Dicke des Halbleiterkörpers (38) ist.
Kapazitiver Sensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite (22) vier zueinander beabstandete Sensorflächen (60 - 66) ausgebildet sind.
Kapazitiver Sensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallflächen (50, 52, 60 - 66) als Teil eines Kreises ausgeführt ist.
Kapazitiver Sensor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorflächen (50, 52, 60 - 66) zueinander elektrisch isoliert sind.