DE10238884A1

DE10238884A1 - Electronic assembly

Info

Publication number: DE10238884A1
Application number: DE2002138884
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Heinz; Michael Dipl.-Ing. Jahn; Bernhard Dipl.-Phys. Schuch
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2002-08-24
Filing date: 2002-08-24
Publication date: 2004-03-04
Also published as: WO2004021753A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine einfache und kostengünstige elektronische Baugruppe, die eine Leiterfolie mit einer Leiterbahnstruktur und einen Schaltungsträger mit einer Leiterbahnstruktur aufweist. DOLLAR A Zur mechanischen und elektrisch leitenden Verbindung der Leiterfolie mit dem Schaltungsträger ist ein anisotrop leitfähiger, chemisch reaktiver Klebstoff vorgesehen. DOLLAR A Elektronische Baugruppe als Steuergerät im Kfz-Bereich.A simple and inexpensive electronic assembly is proposed which has a conductor foil with a conductor track structure and a circuit carrier with a conductor track structure. DOLLAR A An anisotropically conductive, chemically reactive adhesive is provided for the mechanical and electrically conductive connection of the conductor foil to the circuit carrier. DOLLAR A electronic assembly as a control unit in the automotive sector.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electronic Assembly according to the preamble of claim 1.

In vielen Bereichen werden elektronische Baugruppen für unterschiedliche Anwendungen und Aufgaben eingesetzt; beispielsweise sind im Kraftfahrzeugbereich elektronische Baugruppen als Steuergeräte zur Verarbeitung von Messsignalen und/oder zur Steuerung von Aggregatefunktionen oder von Komponenten des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Derartige elektronische Baugruppen können zur Aufnahme von Bauteilen der elektronischen Baugruppe und/oder zur Realisierung der elektrischen Kontaktierung der elektronischen Baugruppe eine Leiterfolie und daneben einen insbesondere als Leiterplatte oder ebenfalls als Leiterfolie ausgebildeten Schaltungsträger aufweisen. Die eine Leiterbahnstruktur aufweisende Leiterfolie und der eine Leiterbahnstruktur aufweisende Schaltungsträger müssen miteinander kontaktiert werden, d.h. es muss eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie und der Leiterbahnstruktur des Schaltungsträgers hergestellt werden; dies wird in der Regel mittels eines von der Leiterfolie ausgehenden, durch Crimpen mit deren Leiterbahnstruktur verbundenen Steckverbinders realisiert, der auf geeignete Weise auf der Leiterbahnstruktur des Schaltungsträgers kontaktiert wird. Eine derartige elektrisch leitende Verbindung mittels eines Steckverbinders bedingt jedoch hohe Kosten sowie einen hohen Materialaufwand, Fertigungsaufwand und Montageaufwand.Electronic assemblies are used in many areas for different Applications and tasks used; for example, are in the automotive field electronic assemblies as control units for processing measurement signals and / or for controlling unit functions or components of the motor vehicle intended. Such electronic assemblies can be used to hold components the electronic assembly and / or to implement the electrical contact the electronic assembly a conductor foil and next to it one in particular have circuit boards designed as a printed circuit board or also as a conductor foil. The conductor film having a conductor track structure and the one conductor track structure Circuit carriers having to be together be contacted, i.e. there must be an electrically conductive connection between the conductor track structure of the conductor foil and the conductor track structure of the circuit carrier getting produced; this is usually done using one of the Outgoing conductor foil, by crimping with their conductor track structure connected connector realized in a suitable manner is contacted on the conductor structure of the circuit carrier. A such an electrically conductive connection by means of a connector however, entails high costs and a high cost of materials, manufacturing costs and assembly effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Baugruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem einfachen Aufbau, einer einfachen Fertigung, geringen Kosten, einer hohen Zuverlässigkeit und vorteilhaften Eigenschaften bezüglich der elektrischen leitenden Verbindung zwischen der Leiterfolie und dem Schaltungsträger anzugeben.The invention has for its object a Electronic assembly according to the preamble of the claim 1 with a simple structure, simple manufacture, low Cost, high reliability and advantageous properties in terms of electrical conductivity Specify connection between the conductor foil and the circuit carrier.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention the features in the characterizing part of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.Advantageous embodiments of the Invention are part of the further claims.

Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Leiterfolie und dem Schaltungsträger einerseits und damit die elektrische Kontaktierung. der Leiterbahnstruktur der Leiterplatte mit der Leiterbahnstruktur des Schaltungsträgers sowie die mechanische Verbindung der Leiterfolie mit dem Schaltungsträger andererseits wird mittels einer Klebeverbindung realisiert, indem durch einen Heißsiegelprozess als Fügeprozess (d.h. durch Anwendung von Wärme bei gleichzeitigem Druck, bsp. durch Anwendung einer Temperatur von ca. 180°C für 5 bis 10 s bei einem Druck von 500 bis 1000 g/mm²) unter Verwendung eines mindestens zwei Komponenten umfassenden, chemisch reaktiven, anisotrop leitfähigen Klebstoffs die Leiterfolie mit dem Schaltungsträger verklebt und die in einem Kontaktierungsbereich zugängliche Leiterbahnstruktur der Leiterfolie an mindestens einer Kontaktstelle mit der Leiterbahnstruktur des Schaltungsträgers kontaktiert wird.The electrically conductive connection between the conductor foil and the circuit carrier on the one hand and thus the electrical contact. the conductor track structure of the printed circuit board with the conductor track structure of the circuit carrier and the mechanical connection of the conductor foil with the circuit carrier on the other hand is realized by means of an adhesive connection, by a heat sealing process as a joining process (ie by applying heat with simultaneous pressure, for example by using a temperature of approx. 180 ° C for 5 to 10 s at a pressure of 500 to 1000 g / mm ² ) using a chemically reactive, anisotropically conductive adhesive comprising at least two components, the conductor foil is glued to the circuit carrier and the conductor path structure of the conductor foil accessible in a contact area at least one contact point is contacted with the conductor track structure of the circuit carrier.

Als Komponenten des chemisch reaktiven, anisotrop leitfähigen Klebstoffs zur Verbindung der beiden Fügepartner Leiterfolie und Schaltungsträger sind zumindest ein Trägerpolymer und elektrisch leitfähige Partikel als Zuschlagsmaterial vorgesehen. Das chemisch vernetzbare Trägerpolymer (insbesondere ein Epoxydharz) wird unvernetzt in flüssiger Form (insbesondere als Paste) oder vorvernetzt (insbesondere als Folie oder in Bandform) auf mindestens einen der beiden Fügepartner aufgebracht. Beim Heißsiegelprozess wird durch die während eines bestimmten Zeitintervalls erfolgende Anwendung von Wärme und des hierdurch bedingten Aushärtens eine chemische Reaktion ausgelöst (bsp. eine Polyaddition), wodurch das Trägerpolymer vernetzt und in ein Duromer umgewandelt wird (dieses Duromer behält auch unter Wärmeeinwirkung seine Festigkeit), was eine dauerhafte Verbindung der beiden Fügepartner bewirkt. Durch die Vernetzung wird das Volumen des Trägerpoly mers reduziert, wodurch die dem Trägerpolymer beigemengten elektrisch leitfähigen Partikel gegen die beiden Fügepartner gedrückt und ggf. deformiert werden, insbesondere durch die während eines bestimmten Zeitintervalls erfolgende Anwendung von Druck beim Heißsiegelprozess, so dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Fügepartnern erreicht wird. Während des Heißsiegelprozesses wird überschüssiges Material des Trägerpolymers in die Zwischenräume zwischen die Leiterbahnen der Leiterbahnstruktur der beiden Fügepartner verdrängt, insbesondere zwischen die zur Ausbildung von mindestens einer Kontaktstelle zwischen den beiden Fügepartnern vorgesehenen Kontaktflächen der Leiterbahnstruktur der beiden Fügepartner, wodurch im ausgehärteten Zustand des Trägerpolymers eine zusätzliche mechanische Haftung der beiden Fügepartner bewirkt wird.As components of the chemically reactive, anisotropic conductive Adhesives for connecting the two joining partners, conductor foil and circuit carrier at least one carrier polymer and electrically conductive Particles provided as aggregate. The chemically cross-linkable carrier polymer (especially an epoxy resin) is uncrosslinked in liquid form (especially as a paste) or pre-crosslinked (especially as a film or in tape form) on at least one of the two joining partners applied. During the heat sealing process is by the during application of heat and a certain time interval the resulting curing one chemical reaction triggered (e.g. a polyaddition), as a result of which the carrier polymer crosslinked and into one Thermoset is converted (this thermoset retains even when exposed to heat its strength), which is a permanent connection between the two joining partners causes. The volume of the carrier polymer becomes due to the crosslinking reduced, reducing the the carrier polymer admixed electrically conductive particles against the two joining partners depressed and possibly deformed, in particular by the during a application of pressure in the heat sealing process at specific time intervals, so that an electrically conductive connection between the two joining partners is achieved. While of the heat sealing process will excess material of the carrier polymer in the gaps between the conductor tracks of the conductor track structure of the two joining partners repressed, in particular between those for the formation of at least one contact point between the two joining partners provided contact surfaces the conductor track structure of the two joining partners, which means in the hardened state of the carrier polymer an additional mechanical liability of the two joining partners is effected.

Zur Gewährleistung der anisotropen Leitfähigkeit des Klebstoffs wird einerseits die Ausgestaltung der dem Trägerpolymer als Zuschlagsmaterial beigemengten elektrisch leitfähigen Partikel und andererseits die Verteilung der leitfähigen Partikel im Trägerpolymer vorgegeben. Die (geringfügige) Konzentration der in statistischer Verteilung beigemengten elektrisch leitfähigen Partikel wird hierbei so gewählt, dass diese sich in lateraler Richtung (flächenmäßig) nicht berühren (elektrische Isolation in der zur Verbindungsfläche der beiden Fügepartner parallelen Ebene). Die Abmessungen der elektrisch leitfähigen Partikel werden so gewählt, dass nach dem Fügen der beiden Fügepartner und dem Aushärten des Klebstoffs über diese elektrisch leitfähigen Partikel ein elektrischer Kontakt in einer Vorzugsrichtung realisiert werden kann; insbesondere wird ein elektrischer Kontakt in vertikaler Richtung realisiert, d.h. in der aufgrund der Applizierung des Drucks beim Heißsiegelprozess vorgegebenen Fügerichtung senkrecht zur Verbindungsfläche der beiden Fügepartner (in Richtung der Druckeinwirkung). Als elektrisch leitfähige Partikel können starre, flexible oder expandierbare, aus einem elektrisch isolierenden Material (bsp. Kunststoff oder Keramik) bestehende, mit einem elektrisch leitfähigen Überzug (bsp. mit einer Goldauflage) versehene Vollkugeln oder Hohlkugeln herangezogen werden, oder Metallpartikel, die eine gewisse Duktilität aufweisen und mit einem chemisch edlen und elektrisch gut leitfähigen Metall beschichtet sind (bsp. Nickelpartikel mit einer Goldbeschichtung) oder niederschmelzende Metailpartikel (bsp. Zinn-Wismut-Partikel), die bei den gewählten Prozessparametern des Heißsiegelprozesses (Tem peratur, Druck) aufschmelzen und mit dem Material der Kontaktflächen der Leiterbahnstruktur der beiden Fügepartner einen metallurgischen Verbund ausbilden.To ensure the anisotropic conductivity of the adhesive, on the one hand the configuration of the electrically conductive particles added to the carrier polymer as additive material and on the other hand the distribution of the conductive particles in the carrier polymer are specified. The (slight) concentration of the electrically conductive particles added in the statistical distribution is chosen so that they do not touch in the lateral direction (in terms of area) (electrical insulation in the plane parallel to the connecting surface of the two joining partners). The dimensions of the electrically conductive Particles are selected so that after the two joining partners have been joined and the adhesive has hardened, electrical contact can be achieved in a preferred direction via these electrically conductive particles; In particular, an electrical contact is realized in the vertical direction, ie in the joining direction predetermined due to the application of the pressure in the heat sealing process, perpendicular to the connecting surface of the two joining partners (in the direction of the pressure effect). Rigid, flexible or expandable solid spheres or hollow spheres made of an electrically insulating material (e.g. plastic or ceramic) and provided with an electrically conductive coating (e.g. with a gold coating) or metal particles which have a certain amount can be used as the electrically conductive particles Have ductility and are coated with a chemically noble and electrically highly conductive metal (e.g. nickel particles with a gold coating) or low-melting metal particles (e.g. tin-bismuth particles) that melt and melt with the selected process parameters of the heat sealing process (temperature, pressure) form a metallurgical bond with the material of the contact surfaces of the conductor track structure of the two joining partners.

Der eine Vernetzung des Klebstoffs durch Anwendung von Wärme und gleichzeitigem Druck bewirkende Heißsiegelprozess als Fügeprozess gewährleistet einerseits eine automatisierbare und damit kostengünstige mechanisch feste Verbindung der beiden Fügepartner und andererseits eine elektrische leitende Verbindung der beiden Fügepartner an mindestens einer Kontaktstelle, vorzugsweise eine elektrische leitende Verbindung an mehreren Kontaktstellen, insbesondere an einer Vielzahl von Kontaktstellen. Die Prozessparameter des Heißsiegelprozesses (Temperatur, Druck) werden so gewählt, dass die elektrisch leitfähigen Partikel derart deformiert werden, dass sie nach Abschluss des Heißsiegelprozesses dauerhaft gegen die Kontaktflächen der Leiterbahnstruktur der beiden Fügepartner drücken und somit in der Fügerichtung und damit in Richtung des Drucks (d.h. in vertikaler Richtung, senkrecht zur Verbindungsfläche der beiden Fügepartner) einen sicheren elektrischen Kontakt zwischen den beiden Fügepartnern gewährleisten. Zur Vorbereitung des Heißsiegelprozesses als Fügeprozess wird nach dem Aufbringen des Klebstoffs auf einen der beiden Fügepartner (vorzugsweise auf den Schaltungsträger) die Leiterfolie (erster Fügepartner), und damit deren Leiterbahnstruktur bezüglich dem Schaltungsträger (zweiter Fügepartner) und damit bezüglich dessen Leiterbahnstruktur positioniert, ggf. unter Zuhilfenahme von einer Positionierhilfe (als Positionierhilfe ist bsp. mindestens ein in Schaltungsträger und Leiterfolie eingreifender Aufnahmedorn vorgesehen oder eine Kamera mit programmierbaren Offset), und die Leiterfolie durch den Klebstoff auf dem Schaltungsträger fixiert. Nach der Positionierung und Fixierung der Leiterfolie wird im eigentlichen Heißsiegelprozess mittels einer Druck und Wärme erzeugenden Vorrichtung, bsp. mittels einer Bügellötvorrichtung ein hoher Druck (bsp. bis zu 1000 g/mm²) auf die beiden Fügepartner appliziert (bsp. durch einen auf die beiden Fügepartner aufgesetzten Stempel der Bügellötvorrichtung) und gleichzeitig während eines bestimmten Zeitintervalls (bsp. während einiger Sekunden.) mittels einer Heizquelle (bsp. mittels einer Impulsheizung der Bügellötvorrichtung) eine hohe Temperatur (bsp. bis zu 190°C) auf die beiden Fügepartner appliziert; nach Wegnahme der Heizquelle wird der Druck auf die beiden Fügepartner während des Abkühlens solange beibehalten (bsp. bleibt der Stempel während des Abkühlens auf die beiden Fügepartner aufgesetzt), bis eine vorgegebene Temperatur (bsp. 80°C) unterschritten ist. Anschließend wird der Druck auf die beiden Fügepartner weggenommen, bsp. wird der auf die beiden Fügepartnern aufgesetzte Stempel entfernt. Aufgrund der Verdrängung von überschüssigem Material des Trägerpolymers beim Heißsiegelprozess wird bei der mechanischen Verbindung der beiden Fügepartner Leiterfolie und Schaltungsträger auch der Bereich zwischen den Leiterbahnen der Leiterbahnstruktur der Leiterfolie genutzt, wodurch die mechanische und elektrisch leitende Verbindung der beiden Fügepartner Leiterfolie und Schaltungsträger eine hohe Belastbarkeit gegenüber Vibrationen aufweist.The heat sealing process as a joining process, which causes the adhesive to crosslink by applying heat and simultaneous pressure, guarantees on the one hand an automatable and therefore inexpensive mechanically firm connection of the two joining partners and on the other hand an electrically conductive connection of the two joining partners at at least one contact point, preferably an electrically conductive connection at several Contact points, especially at a large number of contact points. The process parameters of the heat sealing process (temperature, pressure) are selected in such a way that the electrically conductive particles are deformed in such a way that after the heat sealing process is completed they press permanently against the contact surfaces of the conductor structure of the two joining partners and thus in the joining direction and thus in the direction of the pressure ( that is, in the vertical direction, perpendicular to the connecting surface of the two joining partners), ensure reliable electrical contact between the two joining partners. To prepare the heat sealing process as a joining process, after the adhesive has been applied to one of the two joining partners (preferably on the circuit carrier), the conductor foil (first joining partner), and thus its conductor path structure, is positioned with respect to the circuit carrier (second joining partner) and thus with respect to its conductor path structure, if necessary with the aid of a positioning aid (for example, at least one holding mandrel engaging in the circuit carrier and conductor foil or a camera with programmable offset is provided as a positioning aid), and the conductor foil is fixed on the circuit carrier by the adhesive. After the conductor foil has been positioned and fixed, the actual heat sealing process is carried out by means of a pressure and heat generating device, e.g. a high pressure (e.g. up to 1000 g / mm ² ) is applied to the two joining partners by means of a bracket soldering device (e.g. using a stamp of the bracket soldering device placed on the two joining partners) and at the same time during a certain time interval (e.g. for a few seconds). applying a high temperature (for example up to 190 ° C.) to the two joining partners by means of a heating source (for example by means of pulse heating of the iron soldering device); After removing the heating source, the pressure on the two joining partners is maintained during cooling (e.g. the stamp remains on the two joining partners during cooling) until the temperature falls below a predetermined temperature (e.g. 80 ° C). Then the pressure on the two joining partners is removed, e.g. the stamp placed on the two joining partners is removed. Due to the displacement of excess material of the carrier polymer during the heat sealing process, the area between the conductor tracks of the conductor track structure of the conductor film is also used in the mechanical connection of the two joining partners, conductor foil and circuit carrier, so that the mechanical and electrically conductive connection of the two joining partners, conductor film and circuit carrier, is highly resilient Has vibrations.

Neben der eine Leiterbahnstruktur tragenden Leiterfolie als erstem Fügepartner kann als Schaltungsträger und damit als zweiter Fügepartner bsp. eine weitere Leiterfolie oder eine Leiterplatte vorgesehen werden. Die Leiterfolie und die Leiterplatte können hierbei aus gebräuchlichen Materialien bestehen; bsp. kann die Leiterfolie aus Polyimid (PI), aus Polyethylennaphthalat (PEN) oder aus Polyethylenterephthalat (PET) bestehen und die Leiterplatte bsp. aus glasfaserverstärktem Epoxydharz (FR4). Für die Leiterbahnstruktur der Leiterfolie und für die Leiterbahnstruktur des Schaltungsträgers können alle gebräuchlichen Endoberflächen verwendet werden; bsp. kann für die Leiterbahnstruktur der Leiterfolie Kupfer mit einer Auflage aus galvanisch Zinn, chemisch Zinn, Blei-Zinn (HAL), galvanisch Nickel-Zinn, galvanisch Nickel-Zinn-Blei, galvanisch Nickel-Gold oder stromlos Nickel-Gold und für die Leiterbahnstruktur der Leiterplatte ebenfalls Kupfer mit einer Auflage aus galvanisch Zinn; chemisch Zinn, Blei-Zinn (HAL), galvanisch Nickel-Zinn, galvanisch Nickel-Zinn-Blei, galvanisch Nickel-Gold oder stromlos Nickel-Gold verwendet werden. Beim Fügen der beiden Fügepartner muss die Leiterfolie zumindest in einem mindestens eine Kontaktfläche aufweisenden Kontaktierungsbereich zugänglich sein; hierzu kann die Leiterbahnstruktur der Leiterfolie im Kontaktierungsbereich bei der Herstellung der Leiterfolie unbedeckt bleiben (bsp. können bei der Herstellung der Leiterfolie Öffnungen oder Aussparungen oder Freisparungen in einer die Leiterbahnstruktur bedeckenden Isolationsschicht im Kontaktierungsbereich vorgesehen werden) oder aber die Leiterbahnstruktur der Leiterfolie wird zumindest im Kontaktierungsbereich durch Bearbeitung der Leiterfolie und insbesondere einer die Leiterbahnstruktur abdeckenden Isolationsschicht freigelegt (insbesondere durch mechanisches Abtra gen der Isolationsschicht), d.h. die Isolationsschicht wird zumindest im Kontaktierungsbereich entfernt, bsp. durch Fräsen oder mittels eines Lasers oder durch Abziehen einer bsp. mittels Perforation oder als Klebestreifen im Kontaktierungsbereich aufgebrachten Isolationsschicht. Als Leiterfolie können hierbei bsp. entweder flexible gedruckte Leiterplatten („Flexible Printed Circuit" FPC) eingesetzt werden = bei diesen ist die Leiterbahnstruktur direkt auf einer isolierenden Trägerschicht aufgebracht und von einer Isolationsfolie abgedeckt – oder aber flexible Flachkabel („Flexible Flat Gable" FFC) – bei diesen ist eine Schaltfolie mit einer parallel ausgerichteten Leiterbahnstruktur zwischen zwei Isolationsfolien angeordnet.In addition to the conductor foil carrying a conductor track structure as the first joining partner, for example as a circuit carrier and thus as a second joining partner. a further conductor foil or a circuit board can be provided. The circuit foil and the circuit board can consist of common materials; E.g. the conductor film can consist of polyimide (PI), of polyethylene naphthalate (PEN) or of polyethylene terephthalate (PET) and the circuit board e.g. made of glass fiber reinforced epoxy resin (FR4). All customary end surfaces can be used for the conductor track structure of the conductor foil and for the conductor track structure of the circuit carrier; E.g. Can be used for the conductor structure of the copper conductor foil with a coating of electroplated tin, chemical tin, lead-tin (HAL), electroplated nickel-tin, electroplated nickel-tin-lead, electroplated nickel-gold or electroless nickel-gold and for the conductor structure of the PCB also copper with a layer of galvanized tin; chemical tin, lead-tin (HAL), electroplated nickel-tin, electroplated nickel-tin-lead, electroplated nickel-gold or electroless nickel-gold can be used. When joining the two joining partners, the conductor film must be accessible at least in a contact area having at least one contact area; For this purpose, the conductor track structure of the conductor film in the contacting area can remain uncovered during the production of the conductor film (for example, openings or recesses or cutouts can be provided in an insulation layer covering the conductor track structure in the contacting area when producing the conductor film be seen) or the conductor track structure of the conductor film is exposed at least in the contacting area by processing the conductor film and in particular an insulation layer covering the conductor track structure (in particular by mechanical ablation of the insulation layer), ie the insulation layer is removed at least in the contacting area, e.g. by milling or by means of a laser or by pulling off an example. by means of perforation or as an adhesive strip applied in the contacting insulation layer. For example, either flexible printed circuit boards ("Flexible Printed Circuit" FPC) are used = in these, the conductor track structure is applied directly to an insulating carrier layer and covered by an insulating film - or else flexible flat cables ("Flexible Flat Gable" FFC) - in these there is a switching film arranged with a parallel aligned conductor track structure between two insulation foils.

Auf Aufnahmeflächen auf der Leiterfolie und/oder auf Aufnahmeflächen auf dem Schaltungsträger (Leiterplatte, Leiterfolie) können Bauteile der elektronischen Baugruppe aufgebracht werden und mit der jeweiligen Leiterbahnstruktur auf geeignete Weise leitend verbunden werden; insbesondere werden die Bauteile der elektronischen Baugruppe durch Reflowlöten oder Schwalllöten mit der jeweiligen Leiterbahnstruktur leitend verbunden. Auf der Leiterfolie und/oder auf dem weiteren Schaltungsträger können Anschlusskontakte für die externe Kontaktierung der elektronischen Baugruppe ausgebildet werden, bsp. können auf einer Leiterfolie Anschlusskontakte durch Crimpen oder Schweißen oder Löten aufgebracht werden; insbesondere können mehrere Anschlusskontakte zu Kontaktbereichen zusammengefasst werden und bsp. in einem gemeinsamen Gehäuseanschluss integriert werden. An die Anschlusskontakte und insbesondere an einen Gehäuseanschluss können geeignete Anschlusskomponenten angeschlossen werden, insbesondere Anschlussleitungen oder Anschlussstecker. Zum Schutz der Bauteile beim Einsatz der elektronischen Baugruppe kann ein Gehäusekörper vorgesehen werden, insbesondere ein allseitig geschlossenes Gehäuse.On receiving surfaces on the conductor foil and / or on receiving surfaces on the circuit board (PCB, PCB) Components of the electronic assembly are applied and with of the respective conductor structure in a suitable manner become; in particular, the components of the electronic assembly by reflow soldering or wave soldering conductively connected to the respective conductor structure. On the Conductor foil and / or on the further circuit carrier can be connecting contacts for the external contacting of the electronic assembly is formed, E.g. can on a conductor foil connection contacts by crimping or welding or Soldering can be applied; in particular can several connection contacts can be combined into contact areas and e.g. can be integrated in a common housing connection. Suitable connections can be made to the connection contacts and in particular to a housing connection Connection components are connected, in particular connecting lines or Connector. To protect the components when using the electronic Assembly can be provided with a housing body be, in particular a housing closed on all sides.

Die elektronische Baugruppe vereinigt mehrere Vorteile in sich:

– Die Klebeverbindung gewährleistet auf einfache Weise ohne das Erfordernis zusätzlicher Kontaktelemente einen guten elektrischen Kontakt zwischen der Leiterbahnstruktur der einfach und kostengünstig konfektionierbaren Leiterfolie und der Leiterbahnstruktur des Schaltungsträgers und eine beständige mechanische Verbindung der Leiterfolie mit dem Schaltungsträger, insbesondere bei allen Arten von Leiterfolien und bei allen gebräuchlichen Materialien der Leiterbahnstruktur und damit der Kontaktflächen der beiden Fügepartner (insbesondere bei allen hierfür gebräuchlichen Kontaktmetallisierungen von Leiterfolien und Leiterplatten).
– Die Klebeverbindung kann kostengünstig und automatisiert mit kurzer Prozesszeit und moderater thermischer Belastung der beiden Fügepartner realisiert werden, insbesondere können auf einfache Weise gleichzeitig mehrere Kontaktstellen ausgebildet werden. Durch die Klebeverbindung wird eine vibrationsfeste und temperaturbeständige mechanische und elektrisch leitfähige Verbindung der beiden Fügepartner mit einer hohen thermischen Belastbarkeit bereitgestellt (kein Erweichen der Verbindung bei erhöhten Temperaturen, kein Kriechen von thermoplastischen Anteilen) so dass daher auch Anwendungen der elektronischen Baugruppe bei hohen Einsatztemperaturen und bei hohen Vibrationsbelastungen möglich sind, bsp. im Kraftfahrzeugbereich.

The electronic assembly combines several advantages:

- The adhesive connection ensures in a simple manner, without the need for additional contact elements, good electrical contact between the conductor structure of the conductor foil, which can be assembled easily and inexpensively, and the conductor structure of the circuit carrier and a permanent mechanical connection of the conductor foil with the circuit carrier, in particular with all types of conductor foils and with all Common materials of the conductor track structure and thus the contact areas of the two joining partners (especially in all contact metallizations of conductor foils and printed circuit boards commonly used for this).
- The adhesive connection can be implemented inexpensively and automatically with a short process time and moderate thermal stress on the two joining partners, in particular several contact points can be formed in a simple manner at the same time. The adhesive connection provides a vibration-resistant and temperature-resistant mechanical and electrically conductive connection of the two joining partners with a high thermal load capacity (no softening of the connection at elevated temperatures, no creeping of thermoplastic components), so that applications of the electronic assembly at high operating temperatures and at high vibrations are possible, e.g. in the automotive sector.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung (1 und 2) soll die elektronische Baugruppe anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.In connection with the drawing ( 1 and 2 ) the electronic assembly is to be explained using an exemplary embodiment.

Hierbei zeigt:Here shows:

1 in einem Ausschnitt eine Schnittzeichnung der Leiterfolie und der Leiterplatte einer elektronischen Baugruppe vor deren Verbindung durch den Klebstoff, 1 in a cutout a sectional drawing of the circuit foil and the circuit board of an electronic assembly before their connection by the adhesive,

2 in einem Ausschnitt eine Schnittzeichnung der Leiterfolie und der Leiterplatte einer elektronischen Baugruppe nach deren Verbindung durch den Klebstoff. 2 in a section a sectional drawing of the circuit foil and the circuit board of an electronic assembly after their connection by the adhesive.

Als elektronische Baugruppe 1 ist bsp. ein in der Seitentüre eines Kraftfahrzeugs integriertes Türsteuergerät vorgesehen, das bsp. u.a. für die Ansteuerung der Fensterheber, Außenspiegel und Airbags des Kraftfahrzeugs dient. Das Türsteuergerät 1 weist bsp. eine Leiterfolie 3 und eine Leiterplatte 2 als Schaltungsträger für elektronische Bauteile bzw. als Verdrahtungsträger für die elektrische Kontaktierung auf. Die Leiterplatte 2 besteht bsp. aus glasfaserverstärktem Epoxydharz (FR4) und besitzt bsp. die Abmessungen von 60 mm x 70 mm x 1.6 mm. Auf der Oberseite 21 der Leiterplatte 2 ist eine Leiterbahnstruktur 22 mit Leiterbahnen 23 ausgebildet, die im Kontaktierungsbereich 24 mindestens eine bsp. aus Kupfer mit einer Auflage aus Zinn oder aus Kupfer mit einer Auflage aus Blei-Zinn bestehende Kontaktfläche 25 zur Ausbildung mindestens einer Kontaktstelle 5 aufweist; bsp. sind im Kontaktierungsbereich 24 der Leiterbahnstruktur 22 mehrere Kontaktflächen 25 zur Ausbildung mehrerer Kontaktstellen 5 vorgesehen.As an electronic assembly 1 is e.g. A door control device integrated in the side door of a motor vehicle is provided, for example. is used, among other things, to control the window regulators, exterior mirrors and airbags of the motor vehicle. The door control unit 1 For example, a conductor foil 3 and a circuit board 2 as a circuit carrier for electronic components or as a wiring carrier for electrical contacting. The circuit board 2 e.g. made of glass fiber reinforced epoxy resin (FR4) and has e.g. the dimensions of 60 mm x 70 mm x 1.6 mm. On the top 21 the circuit board 2 is a trace structure 22 with conductor tracks 23 trained in the contacting area 24 at least one example contact surface made of copper with a tin coating or of copper with a lead-tin coating 25 to train at least one contact point 5 having; E.g. are in the contact area 24 the trace structure 22 several contact areas 25 for the formation of several contact points 5 intended.

Die Leiterfolie 3 mit den Abmessungen von bsp. 40 mm x 500 mm x 0.6 mm besteht bsp. aus einer Schaltfolie 31 aus Polyethylennaphthalat PEN und Polyethylenterephthalat PET (Dicke der Schaltfolie 31 bsp. 35 μm) mit einer bsp. Leiterbahnen 33 aus Kupferlaminat aufweisenden Leiterbahnstruktur 32, die zwischen den beiden Isolationsfolien 36, 37 angeordnet ist. Die Isolationsfolie 37 wird partiell entfernt, bsp. durch Freisparen beim Laminieren oder durch mechanischen Abtrag mittels eines Lasers, so dass die Leiterbahnstruktur 32 der Schaltfolie 31 und insbesondere die bsp. aus vorverzinntem Kupfer bestehenden Kontaktflächen 35 auf der Oberfläche 38 der Leiterfolie 3 zur Ausbildung der Kontaktstellen 5 im Kontaktierungsbereich 34 einseitig freigelegt werden.The conductor foil 3 with the dimensions of ex. For example, 40 mm x 500 mm x 0.6 mm. from a switching foil 31 made of polyethylene naphthalate PEN and polyethylene terephthalate PET (thickness of the switching foil 31 E.g. 35 μm) with an example conductor tracks 33 made of copper laminate conductor track structure 32 between the two insulation foils 36 . 37 is arranged. The insulation film 37 is partially removed, e.g. by saving when laminating or by mechanical ablation using a laser, so that the conductor track structure 32 the switching foil 31 and in particular the ex. contact surfaces made of pre-tinned copper 35 on the surface 38 the conductor foil 3 for training the contact points 5 in the contact area 34 be unilaterally exposed.

Gemäß der 1 wird zur mechanischen und elektrisch leitenden Verbindung der Leiterfolie 3 als erstem Fügepartner mit der Leiterplatte 2 als zweitem Fügepartner, insbesondere zur elektrisch leitenden Verbindung der Leiterbahnstruktur 32 der Leiterfolie 3 mit der Leiterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2, auf die Oberseite 21 der Leiterplatte 2 zumindest im Kontaktierungsbereich 24 ein unvernetzter, chemisch reaktiver Klebstoff 4 als Paste (in pastöser Form) aufgebracht, bei dem elektrisch leitfähige Partikel 42, bsp. goldbeschichtete Nickelpartikel, in ein Epoxydharz als Trägerpolymer 41 in einer Konzentration von einigen wenigen Prozent (bsp. 5 %) eingebracht sind. Aufgrund des hierdurch bedingten großen Abstands zwischen den elektrisch leitfähigen Partikeln 42 ist bei diesem anisotrop leitfähigen Klebstoff 4 eine elektrische Isolation in der Ebene- parallel zur Oberfläche 26 der Leiterplatte 2 gewährleistet. Die Leiterfolie 3 wird nun so bezüglich der Oberseite 21 der Leiterplatte 2 positioniert, dass die im Kontaktierungsbereich 34 der Leiterfolie 3 vorgesehenen Kontaktflächen 35 mit den im Kontaktierungsbereich 24 der Leiterplatte 2 vorgesehenen Kontaktflächen 25 korrespondieren.According to the 1 becomes the mechanical and electrically conductive connection of the conductor foil 3 as the first joining partner with the printed circuit board 2 as a second joining partner, in particular for the electrically conductive connection of the conductor track structure 32 the conductor foil 3 with the trace structure 22 the circuit board 2 , on top 21 the circuit board 2 at least in the contact area 24 an uncrosslinked, chemically reactive adhesive 4 applied as a paste (in pasty form) with the electrically conductive particles 42 , E.g. gold-coated nickel particles, in an epoxy resin as a carrier polymer 41 in a concentration of a few percent (e.g. 5%). Due to the resulting large distance between the electrically conductive particles 42 is with this anisotropically conductive adhesive 4 electrical insulation in the plane - parallel to the surface 26 the circuit board 2 guaranteed. The conductor foil 3 will now be so regarding the top 21 the circuit board 2 positioned that in the contact area 34 the conductor foil 3 provided contact surfaces 35 with those in the contacting area 24 the circuit board 2 provided contact surfaces 25 correspond.

Gemäß der 2 wird nach der Positionierung und der Fixierung der Leiterfolie 3 durch den Klebstoff 4 auf die Leiterfolie 3 eine Druck und Wärme erzeugende Vorrichtung 6 aufgebracht, bsp. eine Bügellötmaschine aufgelegt. Durch diese Vorrichtung 6 wird mittels eines Heißsiegelprozesses unter Verwendung eines Stempels ein bestimmter Druck und unter Verwendung einer bsp. in der Thermode der Vorrichtung 6 angeordneten Heizquelle (bsp. durch Impulsheizung) eine bestimmte Temperatur auf den Verbund von Leiterfolie 3 und Leiterplatte 2 appliziert; bsp. wird über einen Zeitraum von 5 s bis 15 s eine Temperatur von ca. 180°C bei einem Druck von 500 bis 1000 g/mm2 appliziert. Nach dem Abschalten der Heizquelle wird der Druck weiterhin solange auf den Verbund aus Leiterfolie 3 und Leiterplatte 2 appliziert, bis eine Abkühlung auf bsp. ca. 80°C erfolgt ist; anschließend wird der Stempel entfernt und damit der Druck weggenommen. Durch diesen Heißsiegelprozess erfolgt ein teilweises Aufschmelzen und eine Volumenkontraktion des Klebstoffs 4 (insbesondere des Trägerpolymers 41), wodurch eine Materialverbindung (Verschmelzung) des Materials des Klebstoffs 4 mit der Oberfläche 38 der Leiterfolie 3 zumindest im Kontaktierungsbereich 34 und der Oberfläche 26 der Leiterplatte 2 zumindest im Kontaktierungsbereich 24 stattfindet; infolge einer durch den Heißsiegelprozess bewirkten chemischen Reaktion, bsp. durch Polyaddition, erfolgt eine Vernetzung und damit eine duroplastische Umwandlung des Klebstoffs 4, insbesondere des Trägerpolymers 41. Über die in Fügerichtung, d.h. in Richtung des durch die Vorrichtung 6 applizierten Drucks vertikal zur Oberfläche 26 der Leiterplatte 2 bzw. zur Oberfläche 38 der Leiterfolie 3 insbesondere im Bereich der Kontaktflächen 25 der Leiterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2 und der Kontaktflächen 35 der Leiterbahnstruktur 32 ,der Schaltfolie 31 der Leiterfolie 3 komprimierten elektrisch leitfähigen Partikel 42 im Klebstoff 4 werden die die Lefterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2 mit der Leiterbahnstruktur 32 der Schaltfolie 31 elektrisch leitend verbindenden Kontaktstellen 5 ausgebildet, durch die die Kontaktflächen 25 der Leiterbahnstruktur 22 der Leiterplatte 2 und die Kontaktflächen 35 der Leiterbahnstruktur 32 der Schaltfolie 31 der Leiterfolie 3 kontaktiert werden. Diese zuverlässigen und gasdichten Kontaktstellen 5 sind vor dem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt.According to the 2 after positioning and fixing the conductor foil 3 through the glue 4 on the conductor foil 3 a pressure and heat generating device 6 angry, e.g. put on a bracket soldering machine. Through this device 6 a certain pressure is applied by means of a heat sealing process using a stamp and using an example. in the thermode of the device 6 arranged heating source (e.g. by pulse heating) a certain temperature on the composite of conductive foil 3 and circuit board 2 applied; E.g. a temperature of approx. 180 ° C at a pressure of 500 to 1000 g / mm2 is applied over a period of 5 s to 15 s. After switching off the heating source, the pressure continues to be applied to the composite foil 3 and circuit board 2 applied until cooling to e.g. about 80 ° C; the stamp is then removed and the pressure is removed. This heat sealing process partially melts and contracts the volume of the adhesive 4 (especially the carrier polymer 41 ), causing a material connection (fusion) of the material of the adhesive 4 with the surface 38 the conductor foil 3 at least in the contact area 34 and the surface 26 the circuit board 2 at least in the contact area 24 takes place; due to a chemical reaction caused by the heat sealing process, e.g. polyaddition results in crosslinking and thus a thermoset conversion of the adhesive 4 , especially the carrier polymer 41 , Via in the joining direction, ie in the direction of through the device 6 applied pressure vertically to the surface 26 the circuit board 2 or to the surface 38 the conductor foil 3 especially in the area of the contact surfaces 25 the trace structure 22 the circuit board 2 and the contact areas 35 the trace structure 32 , the switching foil 31 the conductor foil 3 compressed electrically conductive particles 42 in the adhesive 4 become the roller coaster structure 22 the circuit board 2 with the trace structure 32 the switching foil 31 electrically conductive connecting contact points 5 trained through which the contact surfaces 25 the trace structure 22 the circuit board 2 and the contact areas 35 the trace structure 32 the switching foil 31 the conductor foil 3 be contacted. These reliable and gas-tight contact points 5 are protected against the ingress of moisture.

Durch die Leiterfolie 3 als Verdrahtungsträger wird eine externe Anschlussmöglichkeit für das Türsteuergerät 1 bereitgestellt, insbesondere durch Ausbildung von Anschlusskontakten auf der Leiterfolie 3, bsp. durch Crimpen von Anschlusskontakten auf die Schaltfolie 31 der Leiterfolie 3. Zur externen Kontaktierung des Türsteuergeräts 1 können bsp. mehrere Anschlusskontakte zu einem Gehäuseanschluss zusammengefasst werden, an dem bsp. ein Anschlussstecker zur Verbindung des Türsteuergeräts 1 mit Bauteilen und/oder mit elektronischen Baugruppen und/oder mit Spannungsquellen zur Spannungsversorgung angeschlossen werden kann. Bsp. wird das Türsteuergerät 1 über einen Anschlussstecker mit Bedienelementen 'des Kraftfahrzeugs verbunden.Through the conductor foil 3 An external connection option for the door control unit is used as a wiring support 1 provided, in particular by forming connection contacts on the conductor foil 3 , E.g. by crimping connection contacts onto the switching foil 31 the conductor foil 3 , For external contacting of the door control unit 1 can e.g. several connection contacts are combined to form a housing connection, at which e.g. a connector for connecting the door control unit 1 can be connected with components and / or with electronic assemblies and / or with voltage sources for power supply. For example, the door control unit 1 connected via a connector to controls' of the motor vehicle.

Claims

Electronic assembly ( 1 ) with a one track structure ( 32 ) having conductor foil ( 3 ) and a track structure ( 22 ) having circuit carriers ( 2 ), characterized in that for connecting the conductor foil ( 3 ) with the circuit carrier ( 2 ) an anisotropically conductive, chemically reactive adhesive ( 4 ) is provided.

Electronic assembly according to claim 1, characterized in that the adhesive ( 4 ) at least two components ( 41 . 42 ) having.

Electronic assembly according to claim 1, characterized in that the adhesive ( 4 ) at least one carrier polymer ( 41 ) and in the carrier polymer ( 41 ) statistically distributed electrically conductive particles ( 42 ) having.

Electronic assembly according to one of Claims 1 to 3, characterized in that at least one of the conductor track structures ( 32 ) the conductor foil ( 3 ) and the conductor structure ( 22 ) of the scarf carrier ( 2 ) contacting, by means of a on the adhesive ( 4 ) contact point (heat sealing process) 5 ) is provided.

Electronic assembly according to claim 4, characterized in that the at least one contact point ( 5 ) by applying a certain pressure at a predetermined temperature to the at least one contact surface ( 25 ) the trace structure ( 22 ) of the circuit carrier ( 2 ) and at least one contact surface ( 35 ) the trace structure ( 32 ) the conductor foil ( 3 ) connecting plastic ( 4 ) is formed.

Electronic assembly according to claim 4 or 5, characterized in that the conductor track structure ( 32 ) the conductor foil ( 3 ) in one for the formation of the at least one contact point ( 5 ) provided, the at least one contact surface ( 35 ) contacting area ( 34 ) is exposed.

Electronic assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that the circuit carrier ( 2 ) is designed as a printed circuit board.

Electronic assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the circuit carrier is designed as a further conductor foil.

Electronic assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that the conductor foil ( 3 ) a switching foil ( 31 ) with trace structure ( 32 ) on an insulating film ( 36 ) and an insulating film ( 37 ) is covered.

Electronic assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that the conductor foil ( 3 ) a flexible circuit board with conductor structure. ( 32 ) which is covered by an insulating film.

Electronic assembly according to one of claims 1 to 10, characterized in that on the conductor foil ( 3 ) Connection contacts for external contacting of the electronic assembly ( 1 ) are trained.

Electronic assembly according to claim 11, characterized in that multiple connection contacts to form a housing connection are summarized.