DE102017205247A1 - electronic module - Google Patents
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Abstract
Ausgegangen wird von einem Elektronikmodul, umfassend einen Schaltungsträger mit einer Ober- und einer Unterseite, wobei auf zumindest einer der Seiten elektrische und/oder elektronische Bauelemente angeordnet sind. Zumindest eines der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente ist von mehreren verfestigten Umhüllungsmassen jeweils bereichsweise umschlossen, wobei sich die mehreren Umhüllungsmassen in ihrer jeweiligen Viskosität zueinander unterscheiden. Angrenzend an die zumindest eine Seite des Schaltungsträgers ist zumindest im Bereich des einen elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes eine erste Umhüllungsmasse angeordnet. Zusätzlich ist dem besagten Bereich über der ersten Umhüllungsmasse zu dieser angrenzend eine zweite Umhüllungsmasse angeordnet. Dies erfolgt insbesondere derart, dass das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauelement auf einer Teilhöhe th unterhalb der Bauteilhöhe h von der ersten Umhüllungsmasse und oberhalb der Teilhöhe th von der zweiten Umhüllungsmasse umschlossen ist, wobei zumindest vor einer Verfestigung die erste Umhüllungsmasse eine niedrigere Viskosität aufweist als die zweite Umhüllungsmasse. The starting point is an electronic module comprising a circuit carrier having an upper side and a lower side, electrical and / or electronic components being arranged on at least one of the sides. At least one of the electrical and / or electronic components is in each case partially enclosed by a plurality of solidified encapsulant masses, wherein the plurality of encapsulant masses differ from each other in their respective viscosity. Adjacent to the at least one side of the circuit carrier, a first encapsulation compound is arranged at least in the region of the one electrical and / or electronic component. In addition, a second encapsulation compound is disposed adjacent to the said region above the first encapsulant mass adjacent to said region. This is done in particular such that the at least one electrical and / or electronic component is enclosed at a partial height th below the component height h of the first encapsulant and above the partial height th of the second encapsulant, wherein at least prior to solidification, the first encapsulant a lower viscosity as the second cladding mass.
Description
Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul, umfassend einen Schaltungsträger und von Umhüllungsmassen umschlossene elektrische und/oder elektronische Bauelemente, gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches.The invention relates to an electronic module, comprising a circuit carrier and enclosing masses enclosed electrical and / or electronic components, according to the preamble of the independent claim.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische und/oder elektronische Bauelemente können mittels sogenannten DAM & Fill Verfahren gegenüber mechanischen, chemischen und/oder physikalischen Einflüssen geschützt werden. Bei einem DAM & Fill-Verfahren wird mittels einer höherviskosen, standfesten Reaktionsmasse ein Dammreservoir um die zu schützenden Bauelemente gebaut. Dieses Dammreservoir wird mit einer niederviskosen Reaktionsmasse als Füllmaterial aufgefüllt. Die Füllhöhe hängt vom Füllmaterial und den Anforderungen der dadurch auszubildenden elektronischen Verpackung ab. Die Reaktionsmassen werden in einem zähflüssigen Zustand aufgebracht - die hochviskose Reaktionsmasse beispielsweise durch ein Dispensverfahren und die niedrigviskose Reaktionsmasse beispielsweise durch ein Vergußverfahren.Electrical and / or electronic components can be protected against mechanical, chemical and / or physical influences by means of the so-called DAM & Fill method. In a DAM & Fill process, a dam reservoir is built around the components to be protected by means of a high-viscosity, stable reaction mass. This dam reservoir is filled with a low-viscosity reaction mass as filler. The filling height depends on the filling material and the requirements of the thereby to be formed electronic packaging. The reaction masses are applied in a viscous state - the highly viscous reaction mass, for example, by a dispensing method and the low-viscosity reaction mass, for example by a potting.
Ein solches DAM & Fill Verfahren ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
Aus der Offenlegungsschrift
Die Patentschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteileadvantages
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen sparsamen Einsatz von Umhüllungsmassen auch bei Vorliegen von elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen mit stark unterschiedlichen Bauteilhöhen zu erreichen.The invention is based on the object to achieve an economical use of encapsulants even in the presence of electrical and / or electronic components with very different component heights.
Diese Aufgabe wird durch ein Elektronikmodul mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruches gelöst.This object is achieved by an electronic module with the characterizing features of the independent claim.
Ausgegangen wird von einem Elektronikmodul, umfassend einen Schaltungsträger mit einer Ober- und einer Unterseite, wobei auf zumindest einer der Seiten elektrische und/oder elektronische Bauelemente angeordnet sind. Zumindest eines der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente ist von mehreren verfestigten Umhüllungsmassen jeweils bereichsweise umschlossen, wobei sich die mehreren Umhüllungsmassen in ihrer jeweiligen Viskosität zueinander unterscheiden. Dabei steht das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauelement von der zumindest einen Seite des Schaltungsträgers mit einer Bauteilhöhe h ab. Die Bauteilhöhe h ergibt sich als Abstand des höchsten Punktes des elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes senkrecht zur Seitenoberfläche des Schaltungsträgers. Angrenzend an die zumindest eine Seite des Schaltungsträgers ist zumindest im Bereich des einen elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes eine erste Umhüllungsmasse angeordnet. Zusätzlich ist dem besagten Bereich über der ersten Umhüllungsmasse zu dieser angrenzend eine zweite Umhüllungsmasse angeordnet. Hierbei kann die zweite Umhüllungsmasse nur einen Teil des aus der ersten Umhüllungsmasse herausragenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelements abdecken. Dies bietet sich beispielsweise dann an, wenn das elektronische und/oder elektrische Bauelement bereits verpackt ist, zumindest ein elektrischer Anschluss jedoch oberhalb der ersten Umhüllungsmasse angeordnet ist, welcher dann von der zweiten Umhüllungsmasse vollständig und diesen überragend abgedeckt ist. Bevorzugt schließt die zweite Umhüllungsmasse über der Bauteilhöhe h abstehend ab. Somit ist das zumindest eine elektrische und/oder elektronisches Bauelement vollständig in der ersten und zweiten Umhüllungsmasse eingebettet. Das Einbetten in beide Umhüllungsmassen erfolgt insbesondere derart, dass das zumindest eine elektrische und/oder elektronische Bauelement auf einer Teilhöhe th unterhalb der Bauteilhöhe h von der ersten Umhüllungsmasse und oberhalb der Teilhöhe th von der zweiten Umhüllungsmasse umschlossen ist, wobei die erste Umhüllungsmasse zumindest vor einer Verfestigung beider Umhüllungsmassen eine niedrigere Viskosität aufweist als die zweite Umhüllungsmasse. Insbesondere ist die Viskosität der zweiten Umhüllungsmasse so gewählt, dass diese standfest bis zu einer Verfestigung entgegen einer Schwerkraft auf dem zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauelements haften bleibt. Dadurch lassen sich vorteilhaft vor allem hohe Bauteile oder elektrische Kontakte selektiv elektrisch und/oder mechanisch mit der zweiten, höher viskosen, insbesondere hochviskosen Umhüllungsmasse schützen. Unabhängig von einer Bauteilhöhe h kann daher dieses und/oder weitere elektrische und/oder elektronische Bauteile dann nur bodennah zu der zumindest einen Seite des Schaltungsträgers zumindest teilweise in der ersten, insbesondere vor dem Verfestigen der niederviskosen Umhüllungsmasse zusätzlich schützend eingebettet sein. Der Mengeneinsatz von Umhüllungsmassen, sowohl der ersten als auch der zweiten Umhüllungsmasse, kann dadurch optimiert und insbesondere für eine vorliegende Bestückungstopologie maximal reduziert ausgelegt sein. Dadurch lassen sich die Herstellkosten eines verpackten Elektronikmoduls vorteilhaft senken, ohne dass Abstriche hinsichtlich einer Schutzwirkung einer auszubildenden Verpackung erfolgen. Die zweite Umhüllungsmasse kann beispielsweise durch ein Dispensverfahren aufgebracht werden, wogegen die erste Umhüllungsmasse bevorzugt durch ein Vergussverfahren, insbesondere flächendeckend, aufgebracht wird. Die niedrigviskose Umhüllungsmasse zeigt die Eigenart, sich vor dem Verfestigen nicht formstabil halten zu können und zu zerfließen. Im verfestigten Zustand zeigt die niedrigviskose Umhüllungsmasse daher eine dem Schaltungsträger abgewandte Abschlussoberfläche auf, welche in ihrer lateralen Erstreckung ausnivelliert ist, d.h. aufgrund eines Zerfließens eben ausgeformt ist. Die höherviskose Umhüllungsmasse verbleibt dagegen auch vor dem Verfestigen in einem formstabilen Zustand, so dass im Gegensatz zur niedrig viskosen Umhüllungsmasse kein Ausnivellieren durch ein Zerfließen erfolgt. Insbesondere zeigt sich nach dem Verfestigen dann eine Erhebung aus der hochviskosen Umhüllungsmasse, welche gegenüber einer sie umgebenden ausnivellierten Abschlussoberfläche, insbesondere aus der verfestigten niedrig viskosen Umhüllungsmasse, absteht. Als Grundmaterial für die Umhüllungsmassen können beispielsweise Epoxid-, PU- oder Silikonmaterialien vorgesehen sein. Die Umhüllungsmassen können das gleiche oder ein zueinander verschiedenes Grundmaterial aufweisen. Zusätzlich können die Umhüllungsmassen Füllstoffe aufweisen, durch welche eine Viskosität der Umhüllungsmasse einstellbar ist. Die höherviskose Umhüllungsmasse weist hierbei sowohl vor als auch nach einer Verfestigung einen höheren Füllstoffgrad auf als die niedrigviskose Umhüllungsmasse.The starting point is an electronic module comprising a circuit carrier having an upper side and a lower side, electrical and / or electronic components being arranged on at least one of the sides. At least one of the electrical and / or electronic components is in each case partially enclosed by a plurality of solidified encapsulant masses, wherein the plurality of encapsulant masses differ from each other in their respective viscosity. In this case, the at least one electrical and / or electronic component projects from the at least one side of the circuit carrier with a component height h. The component height h results as the distance of the highest point of the electrical and / or electronic component perpendicular to the side surface of the circuit carrier. Adjacent to the at least one side of the circuit carrier, a first encapsulation compound is arranged at least in the region of the one electrical and / or electronic component. In addition, a second encapsulation compound is disposed adjacent to the said region above the first encapsulant mass adjacent to said region. In this case, the second encapsulant mass can cover only a part of the electrical and / or electronic component protruding from the first encapsulant. This is suitable, for example, when the electronic and / or electrical component is already packed, but at least one electrical connection is arranged above the first encapsulation compound, which is then completely covered by the second encapsulation compound and projectingly overlapping it. Preferably, the second cladding composition overhangs the component height h. Thus, the at least one electrical and / or electronic component is completely embedded in the first and second encapsulant. The embedding in both cladding masses takes place in particular in such a way that the at least one electrical and / or electronic component is enclosed at a partial height th below the component height h of the first cladding mass and above the partial height th of the second cladding mass, wherein the first cladding mass at least before one Solidification of both coating compositions has a lower viscosity than the second Encapsulant. In particular, the viscosity of the second coating mass is selected such that it remains stable until it solidifies against gravitational force on the at least one electrical and / or electronic component. As a result, it is advantageously possible, above all, to protect high components or electrical contacts selectively electrically and / or mechanically with the second, higher-viscosity, in particular high-viscosity, encapsulating compound. Irrespective of a component height h, therefore, this and / or further electrical and / or electronic components can then be additionally embedded only protectively at ground level to the at least one side of the circuit carrier at least partially in the first, in particular before the solidification of the low-viscosity encapsulant. The amount of use of cladding masses, both of the first and of the second cladding mass, can thereby be optimized and, in particular, designed to be maximally reduced for a present pop-up topology. As a result, the production costs of a packaged electronic module can advantageously be reduced without having to compromise on the protective effect of a packaging to be formed. The second wrapping mass can be applied, for example, by a dispensing method, whereas the first wrapping mass is preferably applied by a potting method, in particular covering the whole area. The low-viscosity coating mass shows the peculiarity of being unable to maintain its shape stability before solidification and to deliquescing. In the solidified state, the low-viscosity encapsulation compound therefore exhibits a closure surface facing away from the circuit carrier, which is leveled out in its lateral extension, ie is formed flat due to deliquescence. On the other hand, the higher-viscosity encapsulant remains in a dimensionally stable state even before solidification, so that, in contrast to the low-viscosity encapsulant, no leveling takes place due to deliquescence. In particular, after the solidification, a protrusion then emerges from the highly viscous coating mass, which protrudes in relation to a surrounding leveled finishing surface, in particular from the solidified, low-viscosity coating mass. As a base material for the encapsulants, for example, epoxy, PU or silicone materials may be provided. The encapsulants may have the same or a different base material. In addition, the encapsulant masses may comprise fillers, by means of which a viscosity of the encapsulant mass is adjustable. The higher-viscosity encapsulant in this case has a higher degree of filler both before and after solidification than the low-viscosity encapsulant.
Geeignete 2K Epoxidmassen sind beispielsweise XNR 5021 der Fa. Denatite (Fill niederviskos ohne Thixotropierung) und T-919/RH-128 der Fa. Denatite (DAM hochviskos mit Thixotropierung). Diese Grundmaterialien zeichnen sich durch eine trimodale Füllstoffverteilung aus.Suitable 2K epoxy materials are, for example, XNR 5021 from Fa. Denatite (fill low viscosity without thixotroping) and T-919 / RH-128 from Fa. Denatite (DAM highly viscous with thixotroping). These base materials are characterized by a trimodal filler distribution.
Alternativ bieten sich für Silikonmassen eine Kombination aus Semicosil 986 (hochviskoser Klebstoff) und Silgel 612 (niederviskoses Gel) an. Dabei handelt es sich um ungefüllte Silikonsysteme. Die Standfestigkeit des hochviskosen Semicosil 986 entsteht durch die Thixotropierung des Klebstoffs.Alternatively, a combination of Semicosil 986 (high-viscosity adhesive) and Silgel 612 (low-viscosity gel) is available for silicone compounds. These are unfilled silicone systems. The stability of the highly viscous Semicosil 986 is due to the thixotropic nature of the adhesive.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umschließt die zweite Umhüllungsmasse das zumindest einen elektrische und/oder elektronischen Bauelements oberhalb der Teilhöhe th in Form einer Kappe. Die zweite Umhüllungsmasse deckt somit das vom Schaltungsträger abstehende Bauteilende vollständig ab. Zusätzlich umschließt es ausgehend von dem besagten Bauteilende seitliche Bauteilbereiche in Richtung zum Schaltungsträger. Somit ist ein oberer Bereich des elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes unmittelbar und vollständig von der zweiten Umhüllungsmasse umschlossen, wenn ein dem Schaltungsträger zugewandter äußerer Abschnitt des elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes als ein unterer Bereich angesehen wird. Im Falle von zylindrischen elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen, wie zum Beispiel aufrecht stehende Kondensatoren oder Spulen, ist die Kappe in Form eines Fingerhutes ausgebildet. Bei quadratischen, rechteckigen oder anderen freien Formgebilden des elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes, passt sich der seitliche Formverlauf eines entsprechenden Fingerhutes der vorliegenden Querschnittsausformung über die entsprechend abgedeckte Bauteilhöhe hinweg an. Insgesamt kann dadurch eine Vergussoberfläche aus der ersten Umhüllungsmasse auf ein Höhenniveau abgesenkt werden, bis zu welchem der untere Bereich des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauelementes nicht von der zweiten Umhüllungsmasse umschlossen ist. Dies führt zu einer deutlichen Einsparung der ersten Umhüllungsmasse.In a particularly advantageous embodiment, the second wrapping mass surrounds the at least one electrical and / or electronic component above the partial height th in the form of a cap. The second cladding mass thus completely covers the component end projecting from the circuit carrier. In addition, it encloses lateral component areas in the direction of the circuit carrier starting from the said component end. Thus, an upper portion of the electrical and / or electronic component is immediately and completely enclosed by the second encapsulant, when an outer portion of the electrical and / or electronic component facing the circuit carrier is considered to be a lower portion. In the case of cylindrical electrical and / or electronic components, such as upstanding capacitors or coils, the cap is in the form of a thimble. In the case of square, rectangular or other free formations of the electrical and / or electronic component, the lateral shape curve of a corresponding thimble of the present cross-sectional shape fits over the correspondingly covered component height. Overall, a potting surface can thereby be lowered from the first wrapping mass to a height level up to which the lower region of the at least one electrical and / or electronic component is not enclosed by the second wrapping mass. This leads to a significant saving of the first wrapping mass.
Eine Weiterbildung des Elektronikmodules sieht vor, dass die zumindest eine Seite des Schaltungsträgers und alle darauf angeordneten elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente mittelbar oder unmittelbar abschließend von einer Schicht der zweiten Umhüllungsmasse vollständig überdeckt sind. Nach dem Verfestigen der zweiten, insbesondere hochviskosen Umhüllungsmasse weist das vorliegende Elektronikmodul vorteilhaft eine allseits umschließende harte Verpackungsoberfläche auf, welche einen ganzheitlichen mechanischen und elektrischen Schutz aller elektrischen und/oder elektronischen Komponenten sicherstellt.A development of the electronic module provides that the at least one side of the circuit carrier and all the electrical and / or electronic components arranged thereon are completely or indirectly covered completely or indirectly by a layer of the second encapsulation compound. After solidification of the second, in particular high-viscosity, encapsulant, the present electronic module advantageously has a hard packaging surface which encloses on all sides and which ensures holistic mechanical and electrical protection of all electrical and / or electronic components.
Bevorzugt ist die Ausführung des Elektronikmodules hierbei derart, dass die zweite Umhüllungsmasse einer Bestückungstopologie der zumindest einen Seite des Schaltungsträgers folgt. Insbesondere folgt die zweite Umhüllungsmasse der Bestückungstopologie derjenigen Bauteile, die eine Bauteilhöhe oberhalb eines festgelegten Mindesthöhenmaßes aufweisen, wobei die zweite Umhüllungsmasse in Bezug auf alle anderen elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente mit einer Bauteilhöhe bis zu dem Mindesthöhenmaß diese vollständig mit einer ausniveliierten Abschlussoberfläche überdeckt.In this case, the design of the electronic module is preferably such that the second Enveloping mass of an assembly topology of at least one side of the circuit substrate follows. In particular, the second cladding mass follows the component topology of those components which have a component height above a specified minimum height dimension, the second cladding mass completely covering it with a finished end surface with respect to all other electrical and / or electronic components having a component height up to the minimum height dimension.
In Weiterbildung des Elektronikmodules ist die zumindest eine Seite des Schaltungsträgers unmittelbar von der ersten Umhüllungsmasse vollständig überdeckt. Dabei ist zwischen dem Körper einer der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente, bevorzugt aller elektrischen und elektronischen Bauelemente, und dem Schaltungsträger ein Abstandsspalt ausgebildet, welcher von dem ersten Umhüllungsmaterial gefüllt ist. Auf diese Weise ist eine Hohlraumfreie Umschließung aller elektrischer und/oder elektronischer Komponenten ermöglicht, auch an den Stellen, die von der insbesondere höher viskosen zweiten Umhüllungsmasse nicht durch ihr Fließvermögen eingenommen werden können. Zusätzlich können dadurch kleine elektrische und/oder elektronische Bauteile einheitlich durch eine verfestigbare Vergussmasse aus der ersten Umhüllungsmasse schützend eingebettet werden.In a development of the electronic module, the at least one side of the circuit carrier is completely covered directly by the first encapsulation compound. Here, between the body of one of the electrical and / or electronic components, preferably all electrical and electronic components, and the circuit carrier, a gap formed, which is filled by the first wrapping material. In this way, a cavity-free enclosure of all electrical and / or electronic components is possible, even at the points that can not be taken by the particular higher viscosity second coating mass by their fluidity. In addition, small electrical and / or electronic components can thereby be uniformly embedded in a protective manner by a solidifiable potting compound from the first encapsulant.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Elektronikmoduls zeigt sich darin, dass die zumindest eine Seite des Schaltungsträgers unmittelbar von einer Schicht der ersten Umhüllungsmasse mit einer Schichtabschlusshöhe slh vollständig überdeckt ist. Zusätzlich ist dabei die Schichtabschlusshöhe slh größer ist als die umschlossene Teilhöhe th des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauelements. Ferner ragt dann die zweite Umhüllungsmasse zumindest im Bereich des zumindest einen elektrischen und/oder elektronischen Bauelements bereichsweise in die Schicht der ersten Umhüllungsmasse hinein. Dadurch ist zwischen der Teilhöhe th und der Schichtabschlusshöhe slh ein Überlappungsbereich zwischen der ersten und der zweiten Umhüllungsmasse ausgebildet. Der Überlappungsbereich stellt vorteilhaft sicher, dass in Grenzbereichen, an denen beide Umhüllungsmassen unmittelbar aneinanderstoßen, die Gefahr von Lücken und Kriechpfaden ausgeschlossen werden können. Auf diese Weise ist ein optimaler elektrostatischer Schutz gegen Spannungsdurchschlägen bis zu dem oder weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen gegeben.A preferred embodiment of the electronic module is shown in that the at least one side of the circuit substrate is completely covered directly by a layer of the first cladding mass with a Schichtabschlusshöhe slh. In addition, the layer finish height slh is greater than the enclosed part height th of the at least one electrical and / or electronic component. Furthermore, the second cladding mass then protrudes into the layer of the first cladding mass, at least in the area of the at least one electrical and / or electronic component. As a result, an overlap region between the first and the second encapsulant mass is formed between the partial height th and the slice end height slh. The overlapping area advantageously ensures that the danger of gaps and creepage paths can be excluded in border areas where both encasing masses directly abut one another. In this way, an optimal electrostatic protection against voltage breakdowns to the or other electrical and / or electronic components is given.
Besonders gute Ergebnisse zeigen sich bei einer ersten Umhüllungsmasse, welche vor einem Verfestigen eine Viskosität von <80 Pas (gemäß SI-Einheitensystem), insbesondere 1 - 10 Pas, aufweist. Gleiches gilt für eine zweite Umhüllungsmasse mit einer Viskosität vor dem Verfestigen von >200 Pas, insbesondere von 300 - 600 Pas, welche somit deutlich höher viskoser gewählt ist. Bevorzugt sind beide Umhüllungsmassen durch einen Erhärtungsprozess verfestigbar. Der Erhärtungsprozess kann beispielsweise initiiert oder unterstützt sein durch eine Temperaturbehandlung, einen Trocknungsvorgang und/oder durch einen chemischen und/oder physikalischen Umwandlungsprozess der jeweiligen Umhüllungsmassen. Beispielsweise kann ein chemisches Vernetzen der Umhüllungsmassen infolge einer Bestrahlung durch UV-Licht zu deren Verfestigung führen. Bevorzugt ist die erste Umhüllungsmasse durch ein Vergussverfahren und die zweite Umhüllungsmasse durch ein Dispensverfahren aufbringbar. Es sind auch andere vorteilhafte Verfahren zum Aufbringen der ersten und/oder der zweiten Umhüllungsmasse denkbar.Particularly good results are shown in a first coating mass, which prior to solidification has a viscosity of <80 Pas (according to the SI unit system), in particular 1-10 Pas. The same applies to a second coating mass with a viscosity before solidification of> 200 Pas, in particular from 300 to 600 Pas, which is thus chosen to be significantly more viscous. Both encapsulants are preferably solidifiable by a hardening process. The hardening process may, for example, be initiated or assisted by a temperature treatment, a drying process and / or by a chemical and / or physical conversion process of the respective coating masses. For example, chemical crosslinking of the cladding masses as a result of exposure to UV light can lead to their solidification. Preferably, the first coating mass can be applied by a casting process and the second coating composition by a dispensing process. Other advantageous methods for applying the first and / or the second wrapping mass are also conceivable.
Vorteilhafte Ausführungen des Elektronikmoduls ergeben sich dadurch, dass die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente zumindest eine erste und eine zweite Gruppe an Bauelementen bilden, wobei die erste Gruppe zumindest das eine elektrische und/oder elektronische Bauelement umfasst (d.h. jenes jeweils bereichsweise von beiden Umhüllungsmassen umschlossene gemäß dem Oberbegriff) und die zweite Gruppe zumindest ein weiteres elektrisches und/oder elektronisches Bauelement umfasst, welches vollständig von der ersten Umhüllungsmasse umschlossen ist. Dies gilt insbesondere für eine solche Ausführung, bei welcher besonders hohe elektrische und/oder elektronische Bauteile oberhalb eines festgelegten Mindesthöhenmaß in ihrem oberen Bereich von einer Kappe aus der zweiten Umhüllungsmasse umschlossen sind und ein unterer Bereich sowie alle weiteren elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente bis zu dem Mindesthöhenmaß ausschließlich von der ersten Umhüllungsmasse umschlossen sind. Die erste Umhüllungsmasse ist hierbei weiter bevorzugt als eine Schicht aufgebracht, welche die zumindest eine Seite des Schaltungsträgers vollständig mit einer Schichtabschlusshöhe s1h überdeckt. Hierbei ergibt sich ein besonders reduzierter Einsatzbedarf an beiden Umhüllungsmassen bei Vorliegen eines hohen elektrischen und/oder mechanischen Schutzes.Advantageous embodiments of the electronic module result from the fact that the electrical and / or electronic components form at least a first and a second group of components, wherein the first group comprises at least one electrical and / or electronic component (ie that in each case partially enclosed by two enveloping masses according to the preamble) and the second group comprises at least one further electrical and / or electronic component which is completely enclosed by the first encapsulation compound. This is especially true for such an embodiment, in which particularly high electrical and / or electronic components above a specified minimum height dimension in its upper area are enclosed by a cap of the second envelope mass and a lower area and all other electrical and / or electronic components up to the minimum height dimension are enclosed exclusively by the first wrapping mass. In this case, the first cladding mass is further preferably applied as a layer which completely covers the at least one side of the circuit carrier with a slice end height s1h. This results in a particularly reduced need for use of both enveloping masses in the presence of a high electrical and / or mechanical protection.
In einer alternativen Ausführung des Elektronikmodules bilden die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente zumindest eine erste und eine zweite Gruppe an Bauelementen, wobei die erste Gruppe und die zweite Gruppe jeweils zumindest das eine elektrische und/oder elektronische Bauelement umfasst (d.h. jenes jeweils bereichsweise von beiden Umhüllungsmassen umschlossene gemäß dem Oberbegriff). Dabei sind die zumindest eine Seite des Schaltungsträgers und die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente nur der ersten Gruppe durch eine Schichte aus der zweiten Umhüllungsmasse mit einer ausnivellierten Schichtabschlusshöhe s2h vollständig überdeckt. Ferner stehen die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente der zweiten Gruppe über die Schichtabschlusshöhe s2h über. Die Schichtabschlusshöhe s2h ergibt sich als Abstand der abschließenden Schichtoberfläche der zweiten Umhüllungsmasse senkrecht zu der Seitenoberfläche des Schaltungsträgers. Ausnivelliert bedeutet in diesem Zusammenhang das Einstellen einer nahezu ebenen Oberfläche aufgrund eines Fließvermögens der zweiten Umhüllungsmasse vor einer Verfestigung (z.B. als Vergussmasse) oder durch einen entsprechenden flächigen Auftrag, beispielsweise einem Dispensen.In an alternative embodiment of the electronic module, the electrical and / or electronic components form at least a first and a second group of components, wherein the first group and the second group each comprise at least one electrical and / or electronic component (ie, each of these two areas Envelope masses enclosed according to the preamble). In this case, the at least one side of the circuit carrier and the electrical and / or electronic components only the first group by a layer of the second Enveloping mass completely covered with a leveled Schichtabschlusshöhe s2h. Furthermore, the electrical and / or electronic components of the second group over the Schichtabschlusshöhe s2h on. The Schichtabschlusshöhe s2h results as a distance of the final layer surface of the second cladding mass perpendicular to the side surface of the circuit substrate. In this context, leveling means setting an almost flat surface due to a fluidity of the second coating mass before solidification (eg as potting compound) or through a corresponding planar application, for example dispensing.
Grundsätzlich ergeben sich Materialeinsparpotentiale dann, wenn ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement der ersten Gruppe mit der kleinsten Bauteilhöhe hlmin mehr als 10%, 25% oder 50% größer ist als ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement der zweiten Gruppe mit der größten Bauteilhöhe h2max. Die größte Bauteilhöhe h2max kann hierbei dem zuvor genannten Mindesthöhenmaß entsprechen, während die kleinste Bauteilhöhe hlmin über dieser liegt.In principle, material saving potentials result if an electrical and / or electronic component of the first group with the smallest component height hlmin is greater than 10%, 25% or 50% larger than an electrical and / or electronic component of the second group with the largest component height h2max , In this case, the largest component height h2max can correspond to the aforementioned minimum height dimension, while the smallest component height hlmin is above this.
Ein weiteres Optimierungspotential ergibt sich dadurch, dass die zweite Gruppe eine größere Anzahl an elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen umfasst als die erste Gruppe. Ein anderes oder zusätzliches Optimierungspotential ergibt sich bei Ausführungen des Elektronikmodules, bei welchen die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente der zweiten Gruppe mehr als 50%, bevorzugt mehr als 70%, insbesondere bis zu 95% der bestückten Fläche der zumindest einen Seite des Schaltungsträgers belegen.A further optimization potential results from the fact that the second group comprises a larger number of electrical and / or electronic components than the first group. Another or additional optimization potential results in embodiments of the electronic module in which the electrical and / or electronic components of the second group occupy more than 50%, preferably more than 70%, in particular up to 95% of the populated area of the at least one side of the circuit carrier ,
Gerade um die erste Umhüllungsmasse in einem fließfähigen Zustand bis zu dessen Verfestigung zu halten, ist der Schaltungsträger zur abschließenden Ausbildung des Elektronikmoduls auf der zumindest einen bestückten Seite von einem Dammelement umrahmt. Durch das Verfestigen der ersten Umhüllungsmasse liegt eine feste Verbindung zu dem Dammelement vor. Das Dammelement kann ferner in seiner Höhe so gewählt sein, dass es auch die zweite Umhüllungsmasse in einem fließfähigen Zustand bis zur dessen Verfestigung - insbesondere für ein weiteres Handling innerhalb weiterer Fertigungsschritte - haltend umrahmt. Bevorzugt ist die erste und/oder die zweite Umhüllungsmasse befähigt zu einem Vergussauftrag.Just to keep the first wrapping mass in a flowable state until its solidification, the circuit carrier for the final formation of the electronic module is framed on the at least one populated side of a dam element. By solidifying the first wrapping mass, there is a firm connection to the dam element. The dam element may also be selected in height so that it also framing the second wrapping mass in a flowable state until its solidification - in particular for further handling within further manufacturing steps. Preferably, the first and / or the second coating mass is capable of a potting order.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
-
1 : eine erste Ausführung eines Elektronikmodules, -
2 : eine zweite Ausführung eines Elektronikmodules, -
33 : eine dritte Ausführung eines Elektronikmodules.
-
1 : a first embodiment of an electronic module, -
2 : a second embodiment of an electronic module, -
33 : a third version of an electronic module.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, functionally identical components are each identified by the same reference numerals.
Die
Die erste Ausführungsform eines Elektronikmoduls gemäß der
Grundsätzlich lassen sich die erste und zweite Umhüllungsmasse
Eine weitere Ausführungsform des Elektronikmodules
Die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente
Die Ausführung des Elektronikmodules
Grundsätzlich weisen die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente
Das Elektronikmodul
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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