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Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte, vorzugsweise für ein Getriebesteuergerät, eine Leistungselektronik und/oder für ein Steuergerät eines Aktuators eines elektrischen Motors, mit einem auf der Leiterplatte angeordneten und gegen aggressive Medien geschützten elektrischen Baustein, wobei eine Umspritzung des elektrischen Bausteins bis zu einer auf einer Oberseite der Leiterplatte angeordneten und/oder ausgebildeten Metallisierungsschicht geführt ist. Zudem betrifft die Erfindung ein Getriebesteuergerät mit der erfindungsgemäßen Leiterplatte. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte.
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Leiterplatten mit elektrischen Bausteinen, wobei die Leiterplatte zumindest teilweise mit einem Kunststoffmaterial umspritzt ist, um die elektrischen Bausteine vor aggressiven Medien zu schützen, sind grundsätzlich bekannt. Eine derartige Leiterplatte ist beispielsweise in der
US 5 744 084 A gezeigt. Zum Umspritzen des auf der Leiterplatte angeordneten elektrischen Bausteins ist vorgesehen, dass eine umlaufende Dammstruktur beabstandet zum elektrischen Baustein auf der Oberseite der Leiterplatte angeordnet wird. Die Dammstruktur wird demnach auf die Oberseite der Leiterplatte aufgebaut und dient dazu, dass eine umlaufende und hervorstehende Kante eines Umspritz- oder Moldwerkzeugs auf die Dammstruktur aufsitzt, um eine Abdichtung für den Umspritzvorgang zum Umspritzen des elektrischen Bausteins zu erzielen. Die Ausbildung einer zusätzlich auf die Leiterplatte aufgebauten Dammstruktur erfordert einen weiteren Arbeitsschritt und zusätzliches Material, was die Kosten der Leiterplatte erhöhen kann. Zudem kann die vorstehende Kante des Umspritzwerkzeugs, je nach Ausbildung, beim Auffahren des Umspritzwerkzeugs auf die Leiterplatte, die Leiterplatte beschädigen. Ebenso kann aufgrund der hervorstehenden Kante eine erhöhte Abnutzung des Umspritz- oder Overmoldwerkzeugs im Bereich der Kante vorliegen, sodass das Umspritzwerkzeug einen erhöhten Verschleiß aufweisen kann und frühzeitig ausgetauscht werden muss.
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Die
DE 10 2018 204 356 A1 beschreibt eine Abdichtung direkt auf einem Schaltungsträger. Dabei ist vorgesehen, dass ein durch eine Gehäusewandung geführter elektrischer Leiter mit einer Kontaktstelle eines elektrischen Leiters verbunden ist, wobei um die Kontaktstelle eine erste umlaufende Struktur zur Abdichtung ausgebildet ist.
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In der
DE 10 2015 215 311 A1 ist ein Elektronikmodul mit über Sockelelement flexibel platzierbarem Bauelement beschrieben.
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Die
JP H09 - 219 470 A offenbart ein Halbleiterbauteil.
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Die
WO 2014 / 181 509 A1 zeigt ein mehrlagiges Substrat und ein Elektronikgerät, das dieses Substrat verwendet.
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte bereitzustellen, mit dem eine Leiterplatte preiswert und materialschonend hergestellt werden kann, sowie eine Leiterplatte anzugeben, die einen erhöhten Schutz gegen korrosive Medien aufweisen kann und preiswert herstellbar ist. Die Aufgaben der Erfindung werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung angegeben, wobei jedes Merkmal sowohl einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen kann.
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Erfindungsgemäß ist eine Leiterplatte vorgesehen, die mit dem nachstehend beschriebenen Herstsellungsverfahren hergestellt ist, wobei die Leiterplatte einen Leiterplattenkern aufweist, der eine Oberseite umfasst, und auf der Oberseite zumindest abschnittsweise eine Metallisierungsschicht ausgebildet ist, wobei die Metallisierungsschicht wenigstens einen ersten Bereich und einen von dem ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich umfasst, auf dem ersten Bereich ein elektrischer Baustein angeordnet und elektrisch leitend mit diesem verbunden ist, der zweite Bereich beabstandet zum ersten Bereich angeordnet und/oder ausgebildet ist, und der zweite Bereich den ersten Bereich umschließt und/oder umrandet, der elektrische Baustein mit einem Dichtmaterial umspritzt ist, wobei die Umspritzung durch den zweiten Bereich begrenzt ist.
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Mit anderen Worten ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplatte breitzustellen. Die Leiterplatte findet vorzugsweise Anwendung in einem Getriebesteuergerät, einer Leistungselektronik für ein vollständig oder zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug und/oder in einem Steuergerät eines Akutators für eine elektrische Maschine, insbesondere eines bürstenlosen Gleichstrom Motors (BLDC). Die Leiterplatte weist einen Leiterplattenkern auf. Der Leiterplattenkern kann auch als sogenanntes „Prepreg“ bezeichnet werden. Unter dem Begriff „Prepreg“ werden vorimprägnierte Fasern, vorzugsweise ein Glasgewebe, verstanden, die mit Harz getränkt sind. Besonders bevorzugt kann das Trägermaterial des Leiterplattenkerns ein FR4 Prepreg sein. Der Harzgehalt im Leiterplattenkern kann sich je nach Ausführung und Anwendung in standard resin (SR), medium resin (MR), oder high resin (HR) unterscheiden.
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Der Leiterplattenkern weist eine Oberseite auf, wobei auf der Oberseite zumindest abschnittsweise eine Metallisierungsschicht ausgebildet ist. Die Oberseite ist vorzugsweise in einer Richtung parallel zur Ebene des Leiterplattenkerns angeordnet. Die Metallisierungsschicht ist elektrisch leitend ausgebildet. Vorzugsweise ist die Metallisierungsschicht aus Aluminium, Kupfer und/oder Silber ausgebildet oder weist zumindest teilweise Aluminium, Kupfer und/oder Silber auf.
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Die Metallisierungsschicht weist wenigstens einen ersten Bereich und einen von dem ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich auf. Der erste Bereich und der zweite Bereich sind auf der Oberseite der Leiterplatte voneinander galvanisch getrennt. Auf dem ersten Bereich ist ein elektrischer Baustein angeordnet und elektrisch leitend mit diesem verbunden. Die elektrische Verbindung zum ersten Bereich der Metallisierungsschicht und dem elektrischen Baustein kann beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung, wie eine Klebeverbindung, eine Bondverbindung, eine Sinterverbindung und/oder eine Lötverbindung sein. Der elektrische Baustein kann vorzugsweise ein Halbleiter, ein Chip, ein MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), ein ASIC (application-specific integrated circuit) und/oder ein Sensor, insbesondere ein Sensordom, sein.
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Der zweite Bereich ist beabstandet zum ersten Bereich angeordnet und/oder ausgebildet, wobei der zweite Bereich den ersten Bereich umschließt und/oder umrandet. Denkbar ist weiterhin, dass der auf der Oberseite des Leiterplattenkerns eine Mehrzahl erster Bereiche ausgebildet ist, und die Mehrzahl der ersten Bereiche durch den zweiten Bereich umrandet ist.
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Der auf dem ersten Bereich angeordnete elektrische Baustein ist mit einem Dichtmaterial umspritzt und/oder vergossen. Dieser Vorgang wird auch als „Overmolden“ oder „Transfermolden“ bezeichnet. Dabei ist vorgesehen, dass die Umspritzung durch den zweiten Bereich der Metallisierungsschicht begrenzt ist. Mit anderen Worten fungiert die zweite Metallisierungsschicht auf der Oberseite des Leiterplattenkerns als Barriere bzw. Grenze für den Overmoldprozess und dichtet für den Spritzgussvorgang bzw. Overmoldvorgang mit dem Spritzgusswerkzeug bzw. Overmoldwerkzeug ab. Die Leiterplatte weist demnach eine auf der Oberseite ausgebildete Barriere in Form einer Metallisierungsschicht auf, die in der Regel sowieso auf der Oberseite des Leiterplattenkerns angeordnet ist. Demnach ist kein zusätzlicher Aufbau in Form einer auf die Oberseite der Leiterplatte aufgebauten Dammstruktur erforderlich, um eine Abdichtung zum Umspritzen des elektrischen Bausteins bereitzustellen. Somit kann, durch den auf der Oberseite des Leiterplattenkerns ausgebildeten zweiten Bereichs der Metallisierungsschicht, der den ersten Bereich beabstandet umgibt, eine Abdichtstruktur für den Overmoldprozess bereitgestellt werden. Die Kosten der Leiterplatte können reduziert werden, da lediglich die auf der Oberseite des Leiterplattenkerns angeordnete Metallisierungsschicht derart strukturiert wird, dass diese eine Abdichtkontur ausbildet. Durch das Umspritzen kann eine gegen äußere, korrosive Medien, wie beispielsweise Öl und/oder Wasser, geschützte Leiterplatte angegeben werden, die preiswert herstellbar ist.
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Das Material zum Umspritzen des elektrischen Bausteins, das Dichtmaterial, ist in der Regel ein Kunststoff. Das Dichtmaterial kann auch als Vergussmaterial bezeichnet werden. Das Dichtmaterial kann vorzugsweise ein Thermoplast sein. Besonders bevorzugt ist das Dichtmaterial ein Duroplast, insbesondere ein Epoxid basierender Duroplast. Derartige Duroplasten weisen eine erhöhte Temperaturbeständigkeit und einen erhöhte Resistenz gegen äußere Einwirkungen bzw. Einflüsse auf. Somit kann der elektrische Baustein vorzugsweise vor äußeren Medien, insbesondere Öl und/oder Wasser dauerhaft geschützt werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass eine Materialstärke des ersten Bereichs der Metallisierungsschicht in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Leiterplattenkerns einer Materialstärke des zweiten Bereichs der Metallisierungsschicht in der Richtung senkrecht zur Ebene des Leiterplattenkerns entspricht. Mit anderen Worten weisen der erste Bereich und der zweite Bereich eine gleiche Materialstärke auf. Der erste Bereich und der zweite Bereich werden vorzugsweise durch die auf der Oberseite des Leiterplattenkerns ausgebildete Metallisierungsschicht durch ein materialabnehmendes Verfahren, vorzugsweise ein chemisches Abtragungsverfahren, wie ein Ätzverfahren, ausgebildet. Der erste Bereich und der zweite Bereich können somit in einfacher Weise preiswert hergestellt werden und die gleiche Materialstärke aufweisen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auf der Oberseite der Leiterplatte ein Lötstopplack angeordnet ist, wobei der Lötstopplack bis an eine äußere Umrandung des zweiten Bereichs geführt ist, die äußere Umrandung auf einer dem ersten Bereich abgewandten Seite des zweiten Bereichs ausgebildet ist, und eine Materialstärke des Lötstopplacks in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Leiterplatte größer ist als die Materialstärke des zweiten Bereichs. Mit anderen Worten ist die Dicke des Lötstopplacks größer als die Dicke bzw. Materialstärke des zweiten Bereichs. Auf diese Weise wird, bezogen auf den Querschnitt der Leiterplatte, eine Art Stufe im Bereich zwischen Lötstopplack und dem zweiten Bereich der Metallisierungsschicht ausgebildet. Diese Stufe kann, wenn das Umspritzwerkzeug bzw. Overmoldwerkzeug auf den zweiten Bereich aufsitzt und mit diesem abdichtet, als zusätzliche Barriere fungieren, um einen möglichen Austritt eines Vergussmaterials während des Moldprozesses zu vermeiden.
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Der Lötstopplack weist elektrisch isolierende Eigenschaften auf. Vorzugsweise ist der Lötstopplack aus einem Epoxidharz ausgebildet. Besonders bevorzugt weist der Lötstopplack zumindest teilweise nachgiebige und/oder elastische Eigenschaften auf.
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Grundsätzlich ist auf den ersten Bereichen der Metallisierungsschicht kein Lötstopplack angeordnet. Sie sind demnach lötstopplackfrei ausgebildet.
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Es kann vorgesehen sein, dass lediglich ein zweiter Bereich vorgesehen ist, der den ersten Bereich umgibt und beabstandet zum ersten Bereich ausgebildet ist. Denkbar ist, dass der zweite Bereich, spiralförmig und/oder schneckenlinienförmig ausgebildet ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der zweite Bereich eine Mehrzahl von zueinander beabstandete zweite Bereiche aufweist, die galvanisch voneinander getrennt sind und jeweils umlaufend ausgebildet sind. Die Mehrzahl der nebeneinander angeordneten zweiten Bereiche können die Verformbarkeit der zweiten Metallisierungsschicht beim Auffahren des Umspritzwerkzeugs auf die Leiterplatte erhöhen und zudem einen Weg zwischen dem Umspritzwerkzeug und der Leiterplatte im Aufsitzbereich vergrößern, da sie eine reduzierte Querschnittsfläche aufweisen. Durch die Mehrzahl der getrennten zweiten Bereiche kann der Weg für austretendes Material verlängert werden, wodurch die Dichtwirkung zwischen Leiterplatte und Overmoldwerkzeug erhöht werden kann.
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Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass lediglich auf der Oberseite der Leiterplatte ein erster Bereich und ein zweiter Bereich ausgebildet ist, wobei der auf der Oberseite angeordnete elektrische Baustein umspritzt bzw. overmoldet ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Leiterplattenkern eine zur Oberseite beabstandet angeordnete Unterseite aufweist, die entsprechend der Oberseite eine Metallisierungsschicht mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich aufweist, wobei auf dem ersten Bereich ein elektrischer Baustein angeordnet ist, und der elektrische Baustein mit einem Dichtmaterial umspritzt ist, wobei die Umspritzung durch den zweiten Bereich, der auf der Unterseite angeordnet ist, begrenzt ist. Auf diese Weise wird eine Leiterplatte bereitgestellt, die von beiden Seiten zumindest abschnittsweise umspritzt und/oder overmoldet ist.
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Der Leiterplattenkern kann grundsätzlich einschichtig ausgebildet sein, wobei auf der Oberseite und/oder der Unterseite die Metallisierungsschicht ausgebildet ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt darin, dass der Leiterplattenkern mehrschichtig ausgebildet ist. Der mehrschichtige Leiterplattenkern weist demnach eine Oberseite und eine zur Oberseite beabstandete Unterseite auf, wobei in dem mehrschichtigen Leiterplattenkern zueinander beabstandete Leiterbahnen und/oder strukturierte Metallisierungsschichten angeordnet sind. Die innerhalb des Leiterplattenkerns angeordneten Leiterbahnen und/oder strukturierten Metallisierungsschichten können vorzugsweise über Vias und/oder Durchkontaktierungen miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Ebenso können die ersten Bereiche mit den innerhalb der Leiterplatte angeordneten Metallisierungsschichten elektrisch leitend verbunden sein. Die zweiten Bereiche hingegen sind nicht elektrisch leitend mit den innerhalb der Leiterplatte angeordneten Leiterbahnen verbunden.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Getriebesteuergerät für ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Leiterplatte.
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Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leiterplatte, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellung eines Leiterplattenkerns, wobei der Leiterplattenkern eine Oberseite aufweist, und auf der Oberseite eine Metallisierungsschicht angeordnet ist;
- - Strukturierung der Metallisierungsschicht, sodass auf der Oberseite ein erster Bereich und ein von dem ersten Bereich verschiedener und galvanisch getrennter zweiter Bereich der Metallisierungsschicht ausgebildet ist, und der erste Bereich den zweiten Bereich umschließt und/oder umrandet;
- - Anordnung und elektrische Kontaktierung eines elektrischen Bausteins auf den ersten Bereich;
- - Anordnung des Leiterplattenkerns in ein Overmoldwerkzeug und Schließen des Overmoldwerkzeugs, wobei das Overmoldwerkzeug mit dem zweiten Bereich abdichtet;
- - Umspritzen und/oder Overmolden des elektrischen Bausteins mit einem Dichtmaterial;
- - Öffnen des Overmoldwerkzeugs und Entnahme der Leiterplatte aus dem Overmoldwerkzeug.
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Das Overmoldwerkzeug weist vorzugsweise auf einer der Leiterplatte zugewandten Seite einen Rücksprung und/oder eine Ausnehmung bzw. Vertiefung auf, um beim Auffahren auf den Leiterplattenkern im Bereich des auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen Bausteins eine Kavität auszubilden, sodass diese Kavität mit dem Dichtmaterial vergossen werden kann. Vorzugsweise ist das Spritzgusswerkzeug umlaufend um die Vertiefung vorsprungfrei ausgebildet. Demnach weist das Overmoldwerkzeug keine Vorsprungkontur auf, die beim Auffahren auf die Leiterplatte in die Leiterplatte einschneidet und/oder aufsitzt, um die Abdichtung mit der Leiterplatte zu erzielen. Ein derartiger Vorsprung hat den Nachteil, dass dieser die Leiterplatte bzw. insbesondere die darin angeordneten elektrischen Leiterbahnen beschädigen kann. Somit wird ein materialschonendes und preiswertes Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte bereitgestellt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht einschränkend, sondern vielmehr als beispielhaft zu verstehen. Sie sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Die Ausführungsbeispiele werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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In diesen zeigen:
- 1 einen Querschnitt durch eine Leiterplatte gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
- 2 eine Draufsicht auf die Leiterplatte gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
- 3 einen Querschnitt durch ein Overmoldwerkzeug mit der darin angeordneten Leiterplatte gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
- 4 einen Querschnitt durch die Leiterplatte des ersten Ausführungsbeispiels mit einer zumindest abschnittsweise Umspritzung,
- 5 einen Querschnitt durch eine Leiterplattegemäß einem nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel,
- 6 einen Querschnitt durch die Leiterplatte des nicht beanspruchten Ausführungsbeispiels mit einer zumindest abschnittsweisen Umspritzung,
- 7 einen Querschnitt durch die Leiterplatte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
- 8 eine Draufsicht auf die Leiterplatte gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist ein Querschnitt durch eine Leiterplatte 10, beispielsweise für ein Getriebesteuergerät eines Kraftfahrzeugs, gezeigt. Die Leiterplatte 10 weist einen mehrschichtigen Leiterplattenkern 12 mit einer Oberseite 14 und einer zur Oberseite 14 beabstandet angeordneten Unterseite 16 auf. Sowohl die Oberseite 14 als auch die Unterseite 16 sind in einer Richtung parallel zur Ebene des Leiterplattenkerns 12 ausgerichtet und/oder ausgebildet. Der Leiterplattenkern 12 weist zwischen der Oberseite 14 und der Unterseite 16 eine Mehrzahl von zueinander beabstandete Leiterbahnen (nicht dargestellt) auf, die vorzugsweise über Vias und/oder Durchkontaktierungen miteinander elektrisch leitend verbunden sein können. Für gewöhnlich ist der Leiterplattenkern 12 aus eine Prepreg ausgebildet.
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Auf der Oberseite 14 und auf der Unterseite 16 weist der Leiterplattenkern 12 zumindest abschnittsweise eine Metallisierungsschicht 18 auf, die elektrisch leitend ausgebildet ist. Die Metallisierungsschicht 18 kann vorzugsweise zumindest teilweise Aluminium, Kupfer und/oder Silber aufweisen und/oder daraus ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Metallisierungsschicht 18 aus Kupfer ausgebildet.
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Die Metallisierungsschicht 18 weist einen ersten Bereich 20 und einen von dem ersten Bereich 20 verschiedenen zweiten Bereich 22 auf. Der erste Bereich 20 und der zweite Bereich 22 der jeweiligen Oberseite 14 bzw. Unterseite 16 sind voneinander galvanisch getrennt. Mit anderem Worten sind der erste Bereich 20 und der zweiten Bereich 22 elektrisch nichtleitend auf der jeweiligen Oberseite 14 bzw. Unterseite 16 zueinander angeordnet. Auf dem ersten Bereich 20 ist ein elektrischer Baustein 24 angeordnet und elektrisch leitend mit diesem verbunden. Die elektrische Verbindung zum ersten Bereich 20 der Metallisierungsschicht 18 und dem elektrischen Baustein 24 kann beispielsweise eine stoffschlüssige Verbindung, wie eine Klebeverbindung, eine Bondverbindung, eine Sinterverbindung und/oder eine Lötverbindung sein. Der elektrische Baustein 24 kann vorzugsweise ein MOSFET, eine IGBT, ein ASIC und/oder ein Sensor, insbesondere ein Sensordom, sein.
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Der zweite Bereich 22 ist beabstandet zum ersten Bereich 20 angeordnet und/oder ausgebildet, wobei der zweite Bereich 22 den ersten Bereich 20 umschließt und/oder umrandet. Vorliegend ist eine Mehrzahl erster Bereiche 20 auf der Oberseite 14 angeordnet, die von dem zweiten Bereich 22 umschlossen ist.
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Weiterhin ist ersichtlich, dass eine Materialstärke des ersten Bereichs 20 der Metallisierungsschicht 18 in einer Richtung senkrecht zur Ebene des Leiterplattenkerns 12 einer Materialstärke des zweiten Bereichs 22 der Metallisierungsschicht 18 in der Richtung senkrecht zur Ebene des Leiterplattenkerns 12 entspricht. Mit anderen Worten weisen der erste Bereich 20 und der zweite Bereich 22 eine gleiche Materialstärke auf. Der erste Bereich 20 und der zweite Bereich 22 werden vorzugsweise durch die auf der Oberseite 14 bzw. Unterseite 16 des Leiterplattenkerns 12 ausgebildete Metallisierungsschicht 18 durch ein materialabnehmendes Verfahren, vorzugsweise ein chemisches Abtragungsverfahren, wie ein Ätzverfahren, ausgebildet. Der erste Bereich 20 und der zweite Bereich 22 können somit in einfacher Weise preiswert hergestellt werden und die gleiche Materialstärke aufweisen.
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2 zeigt eine Draufsicht der Leiterplatte 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Leiterplattenkern 12 weist auf der Oberseite 14 die Mehrzahl erster Bereich 20 auf, die von dem zweiten Bereich 22 umschlossen sind. Demnach ist der zweite Bereich 22 umlaufend ausgebildet.
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3 zeigt einen Querschnitt durch ein Overmoldwerkzeug 26 mit der darin angeordneten Leiterplatte 10. Das Overmoldwerkzeug 26 kann auch als Umspritzwerkzeug bezeichnet werden. Es weist zumindest eine obere Werkzeughälfte 28 und eine untere Werkzeughälfte 30 auf. Die Leiterplatte 10 ist zwischen den beiden Werkzeughälften 28, 30 angeordnet. Zur Umspritzung der Leiterplatte 10, weisen die Werkzeughälften 28, 30 auf einer der jeweiligen der Leiterplatte 10 zugewandten Seite entsprechende Ausnehmungen 32 und/oder Rücksprünge auf.
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Die obere Werkzeughälfte 28 sitzt auf der unteren Werkzeughälfte 30 und auf der Oberseite 14 des Leiterplattenkern 12 auf. Dabei dichtet eine die Ausnehmung 32 der oberen Werkezughälfte 28 umgebende erste Fläche 34 mit dem zweiten Bereich 22 der Metallisierungsschicht 18 ab. Die zwischen der Oberseite 14 und der der Ausnehmung 32 der oberen Werkzeughälfte 28 ausgebildete Kavität ist mit einem Dichtmaterial 36, insbesondere einem Kunststoff, vorzugsweise einem Epoxid basierenden Duroplasten, vergossen und/oder overmoldet.
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Korrespondierend zur Oberseite 14, sitzt die untere Werkzeughälfte 30 auf der oberen Werkzeughälfte 28 und auf der Unterseite 16 des Leiterplattenkerns 12 auf, wobei eine die Ausnehmung 32 der unteren Werkzeughälfte 30 umgebende zweite Fläche 38 gegen den zweiten Bereich 22 der Unterseite 16 abdichtet. Die zwischen der Unterseite 16 und der Ausnehmung 32 ausgebildete Kavität ist mit dem Dichtmaterial 36 vergossen bzw. overmoldet.
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Die die Ausnehmung 32 umgebende erste Fläche 34 der oberen Werkzeughälfte 28 und die zweite Fläche 38 der unteren Werkzeughälfte 30 sind vorsprungfrei ausgebildet. Mit anderen Worten weisen die obere Werkzeughälfte 28 und die untere Werkzeughälfte 30 auf ihrer der Leiterplatte 10 zugewandten Seite keinen Vorsprung zur Abdichtung mit der Leiterplatte 10 für einen Umspritzvorgang und/oder Overmoldvorgang auf. Auf diese Weise kann eine materialschonende Umspritzung der Leiterplatte 10 ermöglicht werden. Ebenso können Schädigung an der Leiterplatte 10 in Folge des Umspritzens und/oder Overmoldens reduziert werden.
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4 zeigt einen Querschnitt durch die in 3 gezeigte Leiterplatte 10 nach dem zumindest teilweise Umspritzen der Leiterplatte 10. Das Dichtmaterial 36 ist bis zum zweiten Bereich 22 geführt und/oder ist durch diesen begrenzt, da das in 3 gezeigte Overmoldwerkzeug 26 gegen den zweiten Bereich 22 abdichtet. Die Leiterplatte 10 weist demnach eine auf der Oberseite 14 und auf der Unterseite 16 ausgebildete Barriere in Form einer Metallisierungsschicht 18 auf, die in der Regel sowieso auf der Oberseite 14 bzw. der Unterseite 16 des Leiterplattenkerns 12 angeordnet ist. Demnach ist kein zusätzlicher Aufbau in Form einer auf die Oberseite 14 bzw. Unterseite 16 der Leiterplatte 10 aufgebauten Dammstruktur erforderlich, um eine Abdichtung zum Umspritzen der elektrischen Bausteine 24 bereitzustellen. Somit kann, durch den auf der Oberseite 14 bzw. Unterseite 16 des Leiterplattenkerns 12 ausgebildeten zweiten Bereichs 22 der Metallisierungsschicht 18, der den ersten Bereich 20 beabstandet umgibt, in preiswerter Weise eine Abdichtstruktur für den Overmoldprozess bereitgestellt werden. Die Kosten der Leiterplatte 10 können somit reduziert werden, da lediglich die auf der Oberseite 14 bzw. Unterseite 16 des Leiterplattenkerns 12 angeordnete Metallisierungsschicht 18 derart strukturiert wird, dass diese eine Abdichtkontur ausbildet. Durch das zumindest teilweise Umspritzen der Leiterplatte 10 kann eine gegen äußere, korrosive Medien, wie beispielsweise Öl und/oder Wasser, geschützte Leiterplatte 10 bereitgestellt werden.
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5 einen Querschnitt durch die Leiterplatte 10 in einer nicht beanspruchten Ausführungsform. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist bei der zweiten Ausführungsform auf dem zweiten Bereich 22 ein Lötstopplack 40 bzw. eine Lötstopplackschicht aus einem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Mit anderen Worten ist der Lötstopplack 40 bis zu einer inneren Umrandung des zweiten Bereichs 22 geführt und umgibt diesen. Die innere Umrandung ist dem ersten Bereich 20 zugewandt. Der zweite Bereich 22 wird von dem Lötstopplack 40 überdeckt. Der Lötstopplack 40 weist eine zumindest teilweise nachgiebige und/oder elastische Eigenschaften auf. Somit kann, wenn das Umspritzwerkzeug und/oder Overmoldwerkzeug 26 auf den zweiten Bereich 22 auffährt und gegen diesen abdichtet, eine leichte Verformung des Lötstopplacks 40 zwischen der Metallisierungsschicht 18 und dem Overmoldwerkzeug 26 einhergehen, sodass eine erhöhte Abdichtung zwischen der Metallisierungsschicht 18 des zweiten Bereichs 22 und dem Overmoldwerkzeug 26 ermöglicht werden kann. Somit kann während des Overmoldprozesses eine erhöhte Abdichtung erzielt werden.
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6 zeigt einen Querschnitt durch die in 5 gezeigte Leiterplatte 10 nach dem zumindest teilweise Umspritzen der Leiterplatte 10. Das Dichtmaterial 36 ist bis zum auf dem zweiten Bereich 22 angeordneten Lötstopplack 40 geführt und/oder ist durch diesen begrenzt.
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7 zeigt eine Querschnitt durch die Leiterplatte 10 in einer dritten Ausführungsform. Dabei ist vorgesehen, dass der zweite Bereich 22 der Oberseite 14 von dem zweiten Bereich 22 der Unterseite 16 verschiedenartig ausgebildet ist. Der zweite Bereich 22 der Unterseite 16 weist eine Mehrzahl zueinander beabstandet ausgebildete zweite Bereich 22 auf, die voneinander galvanisch getrennt und umlaufend ausgebildet sind. Die Mehrzahl der nebeneinander angeordneten zweiten Bereiche 22 können die Verformbarkeit der Metallisierungsschicht 18 beim Auffahren des Umspritzwerkzeugs bzw. Overmoldwerkzeugs 26 auf die Leiterplatte 10 erhöhen und zudem einen Weg zwischen dem Overmoldwerkzeug 26 und der Leiterplatte 10 im Aufsitzbereich vergrößern, um zudem den Weg für austretendes Material verlängern. Die Dichtwirkung der Leiterplatte 10 zum Overmoldwerkzeug 26 kann somit erhöht werden.
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8 zeigt eine Draufsicht auf die Unterseite 16 der Leiterplatte 10 mit den nebeneinander angeordneten und umlaufend ausgebildeten zweiten Bereichen 22. Die ersten Bereiche 20 sind in der Draufsicht nicht dargestellt.
