DE102014110301A1 - Elektronisches Verpackungsmodul und sein Herstellungsverfahren - Google Patents

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Tsung-Jung Cheng
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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein elektronisches Verpackungsmodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung, das durch folgende Schritte ein selektives Umgießen ermöglicht: Aufkleben eines Klebebands (13, 33, 53) auf einen vorgegebenen Bereich (101, 102) auf einem Schaltungssubstrat (11, 31); Anordnen eines elektronischen Elements (21, 41, 61) außerhalb des vorgegebenen Bereiches (101, 102); Erzeugen einer das ganze Schaltungssubstrat (11, 31) überdeckenden Formmasse (15, 35, 55); Entfernen des Klebebands (13, 33, 53) und der darauf befindlichen Formmasse (15, 35, 55). Daran schließen sich das Ausbilden einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht (19, 39, 59) auf der Formmasse (15, 35, 55) und das Anordnen eines fotoelektrischen Elements (22, 42, 62) in dem vorgegebenen Bereich (101, 102) an, um bei gleichzeitigem Schutz des elektronischen Elements (21, 41, 61) vor elektromagnetischer Beeinflussung eine Umschließung des fotoelektrischen Elements (22, 42, 62) durch die Formmasse (15, 35, 55) und eine damit verbundene Betriebsstörung des fotoelektrischen Elements (22, 42, 62) zu vermeiden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Verpackungsmodul und sein Herstellungsverfahren, insbesondere auf ein selektiv umgossenes Elektronikmodul und sein Herstellungsverfahren.
  • Derzeit bekannte elektronische Verpackungsmodule weisen üblicherweise eine Platine und mehrere auf der Platine angeordnete elektronische Elemente auf. Bei diesen elektronischen Elementen handelt es sich beispielsweise um Chippakete (chip package) oder Passivteile. Zusätzlich hierzu weisen die meisten der bisher verwendeten elektronischen Verpackungsmodule in der Regel eine Formmasse (molding compound) auf, welche die genannten elektronischen Elemente zu deren Schutz umschließt.
  • Für manche elektronische Elemente, insbesondere fotoelektrische Elemente wie z.B. Bilderfassungselemente wie komplementäre Metalloxid-Halbleiter-Bildsensoren (CMOS Image Sensor, CIS), ladungsgekoppelte Bauelemente oder Leuchtelemente wie etwa Leuchtdioden, eignet sich eine solche Formmasse jedoch nicht, weil eine Umschließung den Betrieb der jeweiligen fotoelektrischen Elemente stören kann. Aus diesen Gründen wurde ein sogenanntes „partielles Umgießen“ enwickelt.
  • Das bekannte „partielle Umgießen“ erfolgt meistens durch ein Werkzeug, indem z.B. die fotoelektrischen Elemente zunächst mit einem maskenähnlichen Werkzeug bedeckt werden und anschließend ein Formstoff eingegossen wird, bis eine Formmasse entsteht. Zufolge der fluidischen Viskosität verursacht der eingegossene Formstoff aber oft in der Werkzeugkavität oder in den Zwischenräumen zwischen den Elementen auf der Platine eine Bildung von Blasen oder Hohlräumen (Void), in denen sich Feuchtigkeit ansammelt, die bei einem späteren thermischen Prozess zum Popcorn-Effekt und somit zur Reduzierung der Produktausbeute führen kann. Überdies muss nach dem Umgießen mittels eines Werkzeuges dieses wieder entfernt werden, was es notwendig macht, beim Auslegen des Werkzeuges eine Entformungsschräge (draft angle) zu reservieren. Ein zwischen Formmasse und Platine eingeschlossener Winkel beträgt normalerweise ungefähr 70 Grad, was zur Senkung der Auslastung einer Leiterplatte führt. Darüber hinaus müssen für jeweils verschiedene, umzugießende Formen neue Werkzeuge entwickelt werden, was für den Fall, dass unregelmäßige Formen erwünscht sind, eine erhebliche Erhöhung des Entwicklungsaufwands und der entsprechenden Kosten bedeutet.
  • Daher besteht in der Fachwelt ein dringendes Bedürfnis nach einem je nach Bedarf, insbesondere in Hinblick auf die umzugießenden Formen, leicht ausführbaren Modulverpackungsverfahren, das auch bei der neuen Technik „partielles oder selektives Umgießen (partial or selective molding)“ Anwendung finden kann.
  • Erfindungsgemäß werden ein elektronisches Verpackungsmodul und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitgestellt, das ein selektives Umgießen elektronischer Elemente ermöglicht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls weist folgende Schritte auf:
    • – Bereitstellen eines Schaltungssubstrats, das eine Bestückungsfläche, ein Erdungspad und einen vorgegebenen Bereich aufweist, wobei sich der vorgegebene Bereich auf der Bestückungsfläche befindet und das Erdungspad in der Nähe des vorgegebenen Bereiches angeordnet ist;
    • – Aufkleben eines Klebebands auf den vorgegebenen Bereich;
    • – Anordnen eines nicht-fotoelektrischen elektronischen Elements außerhalb des vorgegebenen Bereiches auf dem Schaltungssubstrat;
    • – Erzeugen einer Formmasse auf der Bestückungsfläche, die das Klebeband und das elektronische Element überdeckt;
    • – Entfernen des und der auf dem vorgegebenen Bereich und dem Erdungspad befindlichen Klebebands und Formmasse.
  • Dementsprechend kann ein erfindungsgemäßes elektronisches Verpackungsmodul folgendes aufweisen:
    • – ein Schaltungssubstrat, das eine Bestückungsfläche, ein Erdungspad und einen vorgegebenen Bereich aufweist, wobei sich der vorgegebene Bereich und das Erdungspad auf der Bestückungsfläche befinden;
    • – ein elektronisches Element, das auf der Bestückungsfläche außerhalb des vorgegebenen Bereiches angeordnet ist;
    • – eine Formmasse, die das elektronische Element umschließt, wobei die dem vorgegebenen Bereich zugewandte Seitenwand jeder Formmasse mit der Bestückungsfläche einen Winkel von 85 bis 90 Grad einschließen kann;
    • – eine elektromagnetische Abschirmungsschicht, die die Formmasse überdeckt und mit dem Erdungspad elektrisch verbunden ist;
    • – ein fotoelektrisches Element, das auf der Bestückungsfläche in dem vorgegebenen Bereich angeordnet ist;
    • – ein seitliches Erdungspad, das sich seitlich am Schaltungssubstrat befindet und mit der elektromagnetischen Abschirmungsschicht elektrisch verbunden ist.
  • Mit den oben erwähnten Konfigurationen lässt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls ein selektives Umgießen erreichen, ohne dafür komplizierte Werkzeuge entwerfen oder aufwändige Schritte vorsehen zu müssen. Dabei werden lediglich für Bereiche, die umgegossen werden sollen, eine Formmasse und eine Metallbeschichtung (metal coating) ausgebildet, um bei gleichzeitigem Schutz vor elektromagnetischer Beeinflussung (electromagnetic disturbance, EMI) eine Umschließung des fotoelektrischen Elements durch die Formmasse und eine damit verbundene Betriebsstörung des fotoelektrischen Elements zu vermeiden.
  • Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung anhand beigefügter Zeichnungen, die nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen sind, sondern lediglich der Erläuterung der Erfindung dienen.
  • Es zeigen
  • 1A–1E jeweils in Detailzeichnung die einzelnen Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 in schematischer Darstellung ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem vorgegebenen Bereich mit einer unregelmäßigen Form;
  • 3A–3E jeweils in Schnittdarstellung die einzelnen Schritte eines Ausführungsbeispiels zum Anordnen eines fotoelektrischen Elements in einem vorgegebenen Bereich;
  • 4A–4D jeweils in Schnittdarstellung die einzelnen Schritte eines weiteren Ausführungsbeispiels zum Anordnen eines fotoelektrischen Elements in einem vorgegebenen Bereich;
  • 5 in Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls, bei dem ein seitliches Erdungspad zur Verwendung kommt;
  • 6A–6I jeweils in Schnittdarstellung die einzelnen Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls, das zur Verpackung auf beiden Seiten eines Substrats eingesetzt wird.
  • 1A–1E zeigen jeweils in struktureller Schnittdarstellung (1A, 1C und 1E) und struktureller Draufsicht (1B und 1D) den Herstellungsprozess eines elektronischen Verpackungsmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In diesem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls kann, wie aus 1A und 1B ersichtlich, zunächst ein Schaltungssubstrat 11 vorbereitet werden, auf dem eine Bestückungsfläche 12, ein auf der Bestückungsfläche 12 befindlicher vorgegebener Bereich 101 und ein Erdungspad 111 vorgesehen sind. Das vorliegende Ausführungsbeispiel geht zum Beispiel davon aus, dass das Erdungspad 111 ringförmig den vorgegebenen Bereich 101 umgibt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Erdungspad 111 200 μm breit sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Das Erdungspad 111 kann in seiner Position, Form und Größe je nach Bedarf unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Zum Anordnen eines Klebebands in dem vorgegebenen Bereich kann unmittelbar auf den vorgegebenen Bereich 101 ein Klebeband angemessener Größe aufgeklebt werden. Es ist aber auch denkbar, dass zunächst ein großflächiges vollständiges Klebeband vollflächig auf das Schaltungssubstrat 11 aufgeklebt und anschließend mittels Laser entlang den Rändern des vorgegebenen Bereiches gefurcht wird. Danach wird das außerhalb des vorgegebenen Bereiches 101 befindliche Klebeband entfernt, um somit ein Klebeband 13 in dem vorgegebenen Bereich 101 anzuordnen.
  • Es wird ein elektronisches Element 21 auf der Bestückungsfläche 12 außerhalb des vorgegebenen Bereiches 101 angeordnet, was durch die Oberflächenmontagetechnik (Surface Mount Technology, SMT) erfolgen kann. Das elektronische Element 21 kann ein anderes Element als fotoelektrische Elemente sein, wie beispielsweise verschiedenartige Aktiv- und Passivteile, ist aber nicht darauf beschränkt. In der vorliegenden Beschreibung werden unter fotoelektrischen Elementen allgemein diejenigen Elemente verstanden, welche nicht geeignet sind, durch eine Formmasse umschlossen zu sein, wie z.B. Bilderfassungselemente wie CMOS-Bildsensoren und CCD sowie Leuchtelemente wie etwa Leuchtdioden. Sogar manche andere Elemente, wie beispielsweise Verbinder, Steckaufnahmen und Anschlüsse, welche auch nicht geeignet sind, durch eine Formmasse umschlossen zu sein, können erfindungsgemäß auch in dem vorgegebenen Bereich angeordnet sein. Hingegen werden Elemente, die geeignet sind, durch eine Formmasse umschlossen zu sein, als elektronische Elemente bezeichnet.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls, wobei der vorgegebene Bereich 102 unregelmäßig ausgebildet, d.h. unregelmäßig geformt ist. Mit anderen Worten liegt keine Einschränkung des vorgegebenen Bereiches hinsichtlich seiner Anzahl, Flächengröße und Form vor, wobei die beispielhaft dargestellte Form lediglich der Erläuterung der Erfindung dient. Der vorgegebene Bereich ist vor allem in Abhängigkeit von der Position der fotoelektrischen Elemente, welche nicht geeignet sind, bei weiteren Prozessen von einer Formmasse 15 überdeckt zu sein, zu begrenzen. Daher ist es anzumerken, dass die nachstehend näher beschriebenen Ausführungen sowohl für den vorgegebenen Bereich 101 als auch für den vorgegebenen Bereich 102 gelten.
  • Nach den oben beschriebenen Schritten gemäß 1A und 1B wird auf dem ganzen Schaltungssubstrat 11 eine Formmasse 15 erzeugt, die gemeinsam mit dem Klebeband 13 das Schaltungssubstrat 11 überdeckt. Zudem überdeckt die Formmasse 15 auch noch das elektronische Element 21 und das Erdungspad 111, welche sich außerhalb des vorgegebenen Bereiches 101 befinden. Die Formmasse 15 lässt sich durch allgemeines Transferpressen oder Druckspritzgießen erzeugen. Das Klebeband 13 kann so aufgeklebt werden, dass es das Erdungspad 111 teilweise überdeckt oder dicht an das Erdungspad 111 angrenzt, ohne es zu überdecken. Dies ist aber nicht als einschränkend zu verstehen.
  • Wie ferner aus 1C und 1D zu erkennen ist, kann nach dem Erzeugen der Formmasse 15 diese mittels Laser entlang dem Umfang des vorgegebenen Bereiches 101 gefurcht werden. Das heißt, es wird eine sich über das Erdungspad 111 erstreckende Furche erzeugt, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Breite von ca. 100 μm besitzt. Da das Erdungspad 111 eine Metallschicht ist und die Formmasse 15 als Hauptmaterial häufig Harze enthält, kann die Tatsache, dass das Erdungspad 111 und die Formmasse 15 eine unterschiedliche Laserabsorption aufweisen, benutzt werden, um das Erdungspad 111 als Endpunkt eines Laserschneidvorgangs vorzusehen. Dies ist aber nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind alle anderen Mittel denkbar, soweit durch diese Mittel lediglich die Formmasse 15 geschnitten und das Schaltungssubstrat 11 beibehalten werden kann. So kann die Formmasse 15 z.B. auch durch eine spanende Bearbeitung gefurcht werden. Es sei betont, dass das erfindungsgemäß vorgesehene Laserschneiden es überflüssig macht, für die Formmasse eine Entformungsschräge von z.B. etwa 20 Grad zu reservieren. Daher kann die dem vorgegebenen Bereich 101 zugewandte Seitenwand einer gefurchten Formmasse 15 mit der Bestückungsfläche 12 einen Winkel α von 85 bis 90 Grad einschließen, der im Vergleich zu einem herkömmlichen, zwischen Formmasse und Platine eingeschlossenen Winkel einem Winkel von 90 Grad näherkommt.
  • Wird als Klebeband ein Dünnfilm mit einer Dicke von z.B. 20 bis 50 Mikrometer (Micrometer, μm) gewählt, so kann einfach durch Entfernen des Klebebands 13 erreicht werden, die Formmasse 15 lediglich außerhalb des vorgegebenen Bereiches auf dem Schaltungssubstrat 11 beizubehalten. Das Klebeband 13 kann als Thermoband oder UV-Band (UV tape) ausgebildet sein, wobei sich ein Thermoband durch Erhitzen und ein UV-Band durch eine UV-Bestrahlung entfernen lässt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Umgebung auf 175°C erwärmt werden, um dann mit Hilfe einer beliebigen Absaugvorrichtung das Klebeband zu entfernen. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die beiden Bandtypen beschränkt.
  • In einem weiteren Beispiel der Erfindung kann, wenn als Klebeband ein Dickfilm mit einer Dicke von z.B. 0,2 Millimeter (mm) gewählt wird, nach dem Furchen der oberhalb des vorgegebenen Bereiches befindlichen Formmasse 15 mittels Laser die über dem vorgegebenen Bereich 101 bzw. auf dem Klebeband 13 angeordnete Formmasse 15 mittels Laser nachbearbeitet, und zwar entfernt, werden. Daraufhin wird das Klebeband 13 entfernt, um die Formmasse 15 lediglich außerhalb des vorgegebenen Bereiches 101 auf dem Schaltungssubstrat 11 beizubehalten.
  • In einem weiteren Beispiel der Erfindung sind ein Schritt zum Bedecken der außerhalb des vorgegebenen Bereiches 101 befindlichen Formmasse 15 mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht 19 und zu deren elektrischen Verbindung mit dem Erdungspad 111 sowie ein Schritt zum Anordnen eines fotoelektrischen Elements 22 in dem vorgegebenen Bereich 101 vorgesehen.
  • 3A–3E zeigen jeweils in Schnittdarstellung ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zum Anordnen eines fotoelektrischen Elements 22 in dem vorgegebenen Bereich 101. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann nach dem Entfernen des Klebebands 13 (siehe 3A) gemäß dem obenstehenden Ausführungsbeispiel auf der Bestückungsfläche 12 im vorgegebenen Bereich 101 eine Maskenschicht 18 (siehe 3B) angeordnet werden. Für die Maskenschicht 18 lassen sich alle Materialien einsetzen, welche später leicht zu entfernen sind. Im Anschluss daran kann vollflächig eine elektromagnetische Abschirmungsschicht 19 (siehe 3C) ausgebildet werden. Die metallische Abschirmungsschicht 19 kann, aber muss nicht durch Sprühbeschichten (spray coating), stromloses Metallisieren (electroless plating) oder Sputtern (Sputtering) erzeugt werden. Dabei muss lediglich eine elektrische Verbindung zwischen elektromagnetischer Abschirmungsschicht 19 und Erdungspad 111 gewährleistet werden. Auf diese Weise kann einfach durch Entfernen der Maskenschicht 18 erreicht werden, dass die außerhalb des vorgegebenen Bereiches 101 befindliche Formmasse 15 mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht 19 bedeckt ist und diese in elektrischer Verbindung mit dem Erdungspad 111 steht (siehe 3D). Damit wird für das elektronische Element 21 ein metallischer Abschirmeffekt erzielt. Danach wird, wie in 3E dargestellt, ein fotoelektrisches Element 22 in dem vorgegebenen Bereich 101 angeordnet, was durch die Oberflächenmontagetechnik (SMT) erfolgen kann. Dies ist jedoch nicht als einschränkend zu verstehen. Dadurch wird einerseits das fotoelektrische Element 22 davon befreit, durch eine Formmasse umschlossen zu sein. Andererseits wird das elektronische Element 21 vor elektromagnetischer Beeinflussung (electromagnetic disturbance, EMI) geschützt.
  • 4A–4D zeigen jeweils in Schnittdarstellung ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zum Anordnen eines fotoelektrischen Elements 22 in dem vorgegebenen Bereich 101. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann unmittelbar nach dem Furchen der Formmasse 15 entlang dem Umfang des vorgegebenen Bereiches 101 mittels Laser (siehe 4A) gemäß dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel vollflächig eine elektromagnetische Abschirmungsschicht 19 (siehe 4B) ausgebildet werden. Die Erzeugung der elektromagnetischen Abschirmungsschicht 19 erfolgt wie bei dem vorgenannten Beispiel, worauf an dieser Stelle im Detail nicht mehr eingegangen wird. Dabei muss lediglich eine elektrische Verbindung zwischen elektromagnetischer Abschirmungsschicht 19 und Erdungspad 111 gewährleistet werden. Sodann kann einfach durch Entfernen des Klebebands 13 erreicht werden, dass die außerhalb des vorgegebenen Bereiches 101 befindliche Formmasse 15 mit einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht 19 bedeckt ist und diese in elektrischer Verbindung mit dem Erdungspad 111 steht (siehe 4C). Damit wird für das elektronische Element 21 ein metallischer Abschirmeffekt erzielt. Anschließend wird, wie in 4D dargestellt, ein fotoelektrisches Element 22 in dem vorgegebenen Bereich 101 angeordnet, was ebenfalls wie bei dem vorgenannten Beispiel erfolgt. Dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gegenüber lassen sich durch das vorliegende Ausführungsbeispiel mehr Schritte, Zeit und Materialien einsparen. Hierbei ist jedoch anzumerken, dass in dem in 4A–4B dargestellten Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Abschirmungsschicht 19 unmittelbar ausgebildet wird. Bei praktischer Anwendung kann, falls die elektromagnetische Abschirmungsschicht 19 wegen der Abstände zwischen den einzelnen Formmassen 15 und der Höhe der Formmasse 15 nicht mit dem Erdungspad 111 elektrisch verbunden wird, erst nach dem Entfernen des Klebebands 13 das fotoelektrische Element 22 angeordnet und das elektronische Element 21 vor elektromagnetischer Beeinflussung geschützt werden, wie dies bei dem Ablauf gemäß 3A–3E der Fall ist.
  • Zur weiteren Erhöhung der Störfestigkeit gegen elektromagnetische Beeinflussung wird auf die verwiesen, die in Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls zeigt, bei dem ein seitliches Erdungspad 112 zur Verwendung kommt. Alle zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung können zusätzlich ein seitliches Erdungspad 112 aufweisen, das sich seitlich am Schaltungssubstrat 11 befindet und zu einem beliebigen Zeitpunkt und in einer beliebigen Anzahl ausgebildet werden kann. Dabei muss ebenfalls lediglich gewährleistet werden, dass die elektromagnetische Abschirmungsschicht 19 mit dem seitlichen Erdungspad 112 elektrisch verbunden ist.
  • Mit dem bisher dargestellten und erläuterten Herstellungsprozess kann erfindungsgemäß ein auf beiden Seiten eines Substrats anwendbares Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls bereitgestellt werden, siehe hierzu 6A–6I. In der Darstellung der ist das elektronische Element 41 bereits außerhalb eines vorgegebenen Bereiches auf einer ersten Oberfläche eines Schaltungssubstrats 31 angeordnet, während das Klebeband 33 auf dem vorgegebenen Bereich aufgeklebt ist und das Erdungspad 311 ringförmig den vorgegebenen Bereich umgibt. Des Weiteren ist seitlich am Substrat 31 ein seitliches Erdungspad 312 ausgebildet. Da das elektronische Element 41 hierbei eine verhältnismäßig kleine Höhe besitzt, kann das auf der ersten Oberfläche des Schaltungssubstrats 31 aufgeklebte Klebeband 33 mit einer relativ großen Dicke versehen sein, die etwas größer als die Höhe des elektronischen Elements 41 sein kann.
  • Im Anschluss daran wird auf der ersten Oberfläche des Schaltungssubstrats 31 eine Formmasse 35 erzeugt. Da das Klebeband 33 relativ dick ist, kann die Formmasse 35 so ausgebildet sein, dass sie gerade die gleiche Höhe wie das Klebeband 33 besitzt und so das elektronische Element 41 vollständig überdecken kann, siehe hierzu 6B. Da zudem die Formmasse 35 gerade die gleiche Höhe wie das Klebeband 33 besitzt, kann später zum Ausbilden einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht 39 ein Sputtervorgang durchgeführt werden, ohne vorher die auf dem Klebeband befindliche Formmasse entfernen zu müssen.
  • Daraufhin wird, wie in 6C gezeigt, die auf der ersten Oberfläche des Schaltungssubstrats 31 erzeugte Formmasse 35 gefurcht. Hierbei lässt sich die Furche mit einer relativ großen Breite erzeugen, um den später durchzuführenden Sputtervorgang und somit die Ausbildung der elektromagnetischen Abschirmungsschicht 39 zu vereinfachen.
  • Anschließend wird auf der auf der ersten Oberfläche des Schaltungssubstrats 31 gefurchten Formmasse 35 ein Sputtervorgang durchgeführt und danach eine Tinte (ink) 37 aufgetragen, siehe hierzu 6D. Die Tinte 37 dient vor allem dazu, im Herstellungsprozess die von ihr überdeckten Stellen sauber zu halten bzw. vor z.B. Staubbelastung zu schützen. Die Tinte 37 lässt sich gemeinsam mit den an ihrer Oberfläche haftenden Substanzen durch chemische Lösemittel abwaschen.
  • Danach wird, wie aus 6E hervorgeht, das Schaltungssubstrat 31 umgedreht, um eine zweite Oberfläche des Schaltungssubstrats 31 zu bestücken. Zunächst wird das Klebeband 53 auf einen vorgegebenen Bereich aufgeklebt, der im Gegensatz zur ersten Oberfläche durch einen äußeren Umfangsbereich gebildet ist. Dementsprechend wird der Zentralbereich auf dieser Seite als nicht vorgegebener Bereich bezeichnet, so dass das Erdungspad 511 durch den vorgegebenen Bereich von außen umgeben ist. Darüber hinaus besitzt das auf dieser Seite anzuordnende elektronische Element 61 eine relativ große Höhe, so dass das Klebeband 53 lediglich eine relativ kleine Dicke haben muss. Hierbei wird darauf hingewiesen, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Unterschiede zwischen den beiden Seiten des Schaltungssubstrats 31 beispielhaft beschrieben werden, um eine hinreichende Offenbarung aller bevorzugter verwendbarer Ebenen zu erreichen. Dabei hängt die Höhe des elektronischen Elements nicht von der Positionierung des vorgegebenen Bereiches ab. Auch die zusammenhängende Auswahl der Höhe des elektronischen Elements und der Dicke des Klebebands dient lediglich der Vereinfachung des Herstellungsprozesses und kann bei Bedarf anders durchgeführt werden.
  • Nach dem Anordnen des elektronischen Elements 61 außerhalb des vorgegebenen Bereiches auf der zweiten Oberfläche des Schaltungssubstrats kann eine Formmasse 55 gemäß 6F erzeugt werden. Daraufhin wird das Klebeband 53 gemeinsam mit der darauf befindlichen Formmasse 55 entfernt und weiter eine Tinte 57 auf den vorgegebenen Bereich auf der zweiten Oberfläche aufgetragen, siehe hierzu 6G. Im Anschluss daran kann das Schaltungssubstrat alternativ sofort, d.h. als ein vollständiges Substrat, oder erst nach einer Vereinzelung, d.h. als vereinzelte Module, einem Sputtervorgang unterzogen werden, um auf der Außenfläche der einzelnen Module eine elektromagnetische Abschirmungsschicht 59 gemäß 6H zu erzeugen.
  • Sodann lässt sich durch Abwaschen der Tinten 37, 57 und anschließendes Entfernen des Klebebands 33 ein Schaltungssubstrat 31 erhalten, das beidseitig selektiv umgegossen und auf beiden Seiten jeweils mit einer vollständigen elektromagnetischen Abschirmungsschicht 39, 59 versehen ist. Danach kann die Verpackung abgeschlossen werden, indem die fotoelektrischen Elemente 42 und 62 in dem vorgegebenen Bereich angeordnet werden, siehe hierzu 6I.
  • Es sei betont, dass für den Fall, dass sich auf beiden Seiten der jeweilige vorgegebene Bereich in der Mitte befindet, auch unmittelbar jeweils eine vollständige elektromagnetische Abschirmungsschicht auf beiden Seiten erzeugt werden kann. Das heißt, es muss keine zusätzliche Tinte 37 aufgetragen und keine zusätzliche elektromagnetische Abschirmungsschicht 59 ausgebildet werden. Dabei kann das Substrat beidseitig jeweils bis zu dem Schritt gemäß 6C bearbeitet und danach unmittelbar eine vollflächige elektromagnetische Abschirmungsschicht 39 erzeugt werden, um Verfahrensschritte einzusparen.
  • Zusammenfassend offenbart die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls, das eine bereichsweise Erzeugung einer Formmasse auf einem Schaltungssubstrat ermöglicht, indem mit Hilfe eines zunächst auf das Schaltungssubstrat aufgeklebten Klebebands eine später auf dem Klebeband erzeugte Formmasse entfernt wird. Die so erzeugte teilweise Formmasse kann mit dem Substrat einen Winkel einschließen, der einem rechten Winkel näherkommt. Daran können sich das Anordnen fotoelektrischer Elemente, welche nicht geeignet sind, durch eine Formmasse umschlossen zu sein, auf einem vorgegebenen Bereich, der nicht von der Formmasse überdeckt ist, und das Ausbilden einer elektromagnetischen Abschirmungsschicht auf der Formmasse anschließen. Dadurch lassen sich bei gleichzeitigem Schutz vor elektromagnetischer Beeinflussung eine Umschließung der fotoelektrischen Elemente durch die Formmasse und eine damit verbundene Betriebsstörung der fotoelektrischen Elemente vermeiden. Des Weiteren kann die Erfindung dazu verwendet werden, mit geringen Kosten und vereinfachtem Herstellungsprozess ein elektronisches Modul beidseitig selektiv zu verpacken.
  • Bezugszeichenliste
    • 101, 102
    Vorgegebener Bereich
    11, 31
    Schaltungssubstrat
    111, 311, 511
    Erdungspad
    112, 312
    Seitliches Erdungspad
    12
    Bestückungsfläche
    13, 33, 53
    Klebeband
    15, 35, 55
    Formmasse
    18
    Maskenschicht
    19, 39, 59
    Elektromagnetische Abschirmungsschicht
    21, 41, 61
    Elektronisches Element
    22, 42, 62
    Fotoelektrisches Element
    37, 57
    Tinte
    α
    Winkel

Claims (10)

  1. Elektronisches Verpackungsmodul, aufweisend: – ein Schaltungssubstrat (11, 31), das eine erste Bestückungsfläche (12), zumindest ein erstes Erdungspad (111, 311, 511) und einen ersten vorgegebenen Bereich (101, 102) aufweist, wobei sich der erste vorgegebene Bereich (101, 102) und die ersten Erdungspads (111, 311, 511) auf der ersten Bestückungsfläche (12) befinden; – zumindest ein elektronisches Element (21, 41, 61), das auf der ersten Bestückungsfläche (12) außerhalb des ersten vorgegebenen Bereiches (101, 102) angeordnet ist; – zumindest eine erste Formmasse (15, 35, 55), die die elektronischen Elemente (21, 41, 61) umschließt, wobei die dem ersten vorgegebenen Bereich (101, 102) zugewandte Seitenwand jeder der ersten Formmassen (15, 35, 55) mit der ersten Bestückungsfläche (12) einen Winkel (α) von 85 bis 90 Grad einschließt; – eine erste elektromagnetische Abschirmungsschicht (19, 39, 59), die die Formmassen (15, 35, 55) überdeckt und mit den Erdungspads (111, 311, 511) elektrisch verbunden ist.
  2. Elektronisches Verpackungsmodul nach Anspruch 1, aufweisend ferner: – eine zweite Bestückungsfläche (12), zumindest ein zweites Erdungspad (111, 311, 511) und einen zweiten vorgegebenen Bereich (101, 102), wobei sich der zweite vorgegebene Bereich (101, 102) und die zweiten Erdungspads (111, 311, 511) auf der zweiten Bestückungsfläche (12) befinden; – die elektronischen Elemente (21, 41, 61), die auf der zweiten Bestückungsfläche (12) außerhalb des zweiten vorgegebenen Bereiches (101, 102) angeordnet sind; – zumindest eine zweite Formmasse (15, 35, 55), die die elektronischen Elemente (21, 41, 61) umschließt, wobei die dem zweiten vorgegebenen Bereich (101, 102) zugewandte Seitenwand jeder der zweiten Formmassen (15, 35, 55) mit der zweiten Bestückungsfläche (12) einen Winkel (α) von 85 bis 90 Grad einschließt; – eine zweite elektromagnetische Abschirmungsschicht (19, 39, 59), die die zweiten Formmassen (15, 35, 55) überdeckt und mit den zweiten Erdungspads (111, 311, 511) elektrisch verbunden ist.
  3. Elektronisches Verpackungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Schaltungssubstrat (11, 31) ferner zumindest ein seitliches Erdungspad (112, 312) aufweist, das sich seitlich am Schaltungssubstrat (11, 31) befindet, wobei die erste elektromagnetische Abschirmungsschicht (19, 39, 59) mit den seitlichen Erdungspads (112, 312) elektrisch verbunden ist.
  4. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Verpackungsmoduls, aufweisend: – Bereitstellen eines Schaltungssubstrats (11, 31), das eine erste Bestückungsfläche (12), zumindest ein erstes Erdungspad (111, 311, 511) und einen ersten vorgegebenen Bereich (101, 102) aufweist, wobei sich der erste vorgegebene Bereich (101, 102) und die ersten Erdungspads (111, 311, 511) auf der ersten Bestückungsfläche (12) befinden; – Aufkleben eines ersten Klebebands (13, 33, 53) auf den ersten vorgegebenen Bereich (101, 102); – Anordnen zumindest eines elektronischen Elements (21, 41, 61) außerhalb des ersten vorgegebenen Bereiches (101, 102) auf der ersten Bestückungsfläche (12); – Erzeugen einer ersten Formmasse (15, 35, 55) auf der ersten Bestückungsfläche (12), die das erste Klebeband (13, 33, 53) und die elektronischen Elemente (21, 41, 61) überdeckt; – Entfernen der im ersten vorgegebenen Bereich (101, 102) befindlichen ersten Formmasse (15, 35, 55); und – Entfernen des ersten Klebebands (13, 33, 53).
  5. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4, aufweisend ferner: – Bereitstellen des Schaltungssubstrats (11, 31), das eine zweite Bestückungsfläche (12), zumindest ein zweites Erdungspad (111, 311, 511) und einen zweiten vorgegebenen Bereich (101, 102) aufweist, wobei sich der zweite vorgegebene Bereich (101, 102) und die zweiten Erdungspads (111, 311, 511) auf der zweiten Bestückungsfläche (12) befinden; – Aufkleben eines zweiten Klebebands (13, 33, 53) auf den zweiten vorgegebenen Bereich (101, 102); – Anordnen der elektronischen Elemente (21, 41, 61) außerhalb des zweiten vorgegebenen Bereiches (101, 102) auf der zweiten Bestückungsfläche (12); – Erzeugen einer zweiten Formmasse (15, 35, 55) auf der zweiten Bestückungsfläche (12), die das zweite Klebeband (13, 33, 53) und die elektronischen Elemente (21, 41, 61) überdeckt; – Entfernen der im zweiten vorgegebenen Bereich (101, 102) befindlichen zweiten Formmasse (15, 35, 55); und – Entfernen des zweiten Klebebands (13, 33, 53).
  6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei vor dem Aufkleben des ersten Klebebands (13, 33, 53) auf den ersten vorgegebenen Bereich (101, 102) ferner folgende Schritte vorgesehen sind: – Aufkleben eines vollständigen ersten Klebebands (13, 33, 53) vollflächig auf das Schaltungssubstrat (11, 31); – Furchen des auf den ersten Erdungspads (111, 311, 511) befindlichen vollständigen ersten Klebebands (13, 33, 53) mittels Laser; und – Entfernen des außerhalb des ersten vorgegebenen Bereiches (101, 102) befindlichen vollständigen ersten Klebebands (13, 33, 53).
  7. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei bei dem Schritt zum Entfernen des ersten Klebebands (13, 33, 53) dieses so geheizt wird, dass es sich ablöst.
  8. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das erste Klebeband (13, 33, 53) ein UV-Klebeband ist, und wobei bei dem Schritt zum Entfernen des ersten Klebebands (13, 33, 53) dieses mit UV-Licht bestrahlt wird.
  9. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, aufweisend ferner den folgenden Schritt: – Anordnen zumindest eines fotoelektrischen Elements (22, 42, 62) in dem ersten vorgegebenen Bereich (101, 102).
  10. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei nach dem Entfernen des ersten Klebebands (13, 33, 53) ferner folgende Schritte vorgesehen sind: – Anordnen einer ersten Maskenschicht (18) in dem ersten vorgegebenen Bereich (101, 102); – Ausbilden einer ersten elektromagnetischen Abschirmungsschicht (19, 39, 59), die mit den ersten Erdungspads (111, 311, 511) elektrisch verbunden wird; und – Entfernen der ersten Maskenschicht (18).
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