DE10338087A1 - Elektronische Schaltungsvorrichtung und deren Herstellungsverfahren - Google Patents

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Kazuhiko Kawakami
Noriyoshi Urushiwara
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Hitachi Ltd
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Herstellungsverfahren für eine elektronische Schaltungsvorrichtung, die aufweist Anbringen eines elektronischen Schaltungsaufbaus (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6), an eine Basis (2), integriertes Verbinden von Anschluss-Drähten (3a) über Rahmen (3d) mit der Basis (2) vor dem Vergießen mit Formharz (4) der Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem unterschiedlichen Material als die Basis (2) bestehen, elektrisches Verbinden der Anschluss-Drähte (3a) mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5), Vergießen, teilweise unter Ausschluss des Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), des elektronischen Schaltungsaufbaus (5), der Anschluss-Drähte (3a) und des Flansches (2d) mit Formharz (4) in einer Partie und Trennen und Entfernen der Rahmen (3d) von den Anschluss-Drähten (3a) und der Basis (2) nach dem Vergießen mit dem Formharz (4).

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schaltungsvorrichtung und deren Herstellungsverfahren und insbesondere auf eine elektronische Schaltungsvorrichtung, welche in einem Motorraum oder einem Getriebe eines Fahrzeugs angebracht ist und einen Motor und einen automatischen Geschwindigkeitsregler steuert.
  • Das Verfahren zum Steuern eines automatischen Geschwindigkeitsreglers eines Fahrzeugs durch eine elektronische Schaltung ist allgemein bekannt und es sind verschiedene Strukturen für den Aufbau einer derartigen elektronischen Schaltung verfügbar. Eine elektronische Schaltungsvorrichtung mit einem direkt angebrachten Getriebe wird ausgewählterweise an einer Position eingebaut, in welcher die elektronische Schaltung vor einem Schaden durch Eindringen von Wasser und Öl geschützt ist, und ist derart strukturiert, diese vom Eindringen abzuhalten.
  • Als ein Beispiel dieser Struktur wird ein Substrat einer elektronischen Schaltung auf einer metallischen Basis angebracht, wobei die Basis und eine Abdeckung durch Widerstandsschweißen oder Laserschweißen miteinander verbunden werden, und die elektronische Schaltungsvorrichtung wird luftdicht versiegelt und mit Edelgas, wie Stickstoff, gefüllt. Dies ist als eine luftdicht verschlossene Struktur bekannt.
  • Bei dieser Struktur wird der Ein-/Ausgabe-Anschluss der elektronischen Schaltung mittels eines in der Basis ausgebildeten Durchgangslochs herausgezogen und das Durchgangsloch wird mit Glas versiegelt, welches einen hohen Isolierwert aufweist. Deswegen ist es unabdingbar, optimale lineare Ausdehnungskoeffizienten der Basis, des Glases und des Anschlusses zu wählen.
  • Der Grund liegt nämlich darin, dass, wenn Glas bei hohen Temperaturen, wie mehreren hundert °C bis 1000 °C, geschmolzen und dann auf normale Temperatur zurückgebracht wird, eine restliche Druckspannung wechselseitig zwischen den vorher erwähnten drei Teilen wirken muss.
  • Die Materialien dieser Teile sind beschränkt und beispielsweise ist, wenn Soda-Barium-Glas als Versiegelungsmittel verwendet wird, das Basismaterial eine Stahlplatte und der Anschluss besteht aus einer Kombination aus einer Eisen- und Nickel-Legierung (50% Eisen und 50% Nickel). Deswegen treten die folgenden Probleme auf.
    • (1) Bei hohen Temperaturen ist eine Verhinderung der Oxidation notwendig und die Basis erfordert eine Nickel-Beschichtung mit einer hohen Schmelztemperatur.
    • (2) Zum Schweißen ist das Material der Abdeckungskombination begrenzt und es wird dieselbe Stahlplatte wie die Basis verwendet. Wenn in der elektronischen Schaltung viele Heizelemente verwendet werden, ist zur Erleichterung der Ableitung von Wärme Aluminium oder Kupfer als Basismaterial geeignet.
    • (3) Beim Widerstandsschweißen muss, um den elektrischen Kontaktwiderstand zwischen der Basis und der Abdeckung gleichmäßig zu machen, die Genauigkeit der Flachheit der beiden erhöht werden, so dass es einige Faktoren gibt, welche die Kosten steigern.
    • (4) Beim Laserschweißen wird das Schweißen durch Schwankungen der Dicke der Nickel-Beschichtung der Basis ungünstig beeinflusst und die Schweißraupe des geschweißten Teils liegt frei. Es ist eine Schutzschicht notwendig, welche eine aufgrunddessen entstehende Korrosion verhindert.
    • (5) Es ist schwierig, eine Akzeptanz oder Rückweisung einer Schweißung vom Aussehen her sicher zu entscheiden und die Luft-Undurchlässigkeit zu bestätigen, so dass das Prüfverfahren mit Heliumgas und das Blasen-Austritts-Prüfverfahren notwendig sind, um zu überprüfen, ob Luftblasen in einem Edelgas erzeugt werden.
  • Um die obigen Angelegenheiten zu verbessern, wird eine Packungstechnik vorgeschlagen, die ein Schaltungssubstrat mit elektronischen Schaltungselementen mit einer Basis verbindet, wobei die Basis aus einem wärmeleitenden Material und durch Freilegen einer Seite der Basis, Versiegeln des Schaltungssubstrats und der Basis mit Epoxidharz (Formharz) gefertigt ist.
  • Wenn in der Struktur diese Silikon-Chips als elektronische Schaltungselemente verwendet werden und ein glaskeramisches Substrat mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten, welcher nahe dem des Silikon-Chips liegt, als ein Schaltungssubstrat verwendet wird, und diese Elemente mit Epoxidharz versiegelt werden, tritt jedoch ein Problem auf, wie im Folgenden gezeigt.
  • In dem Epoxidharz-Formvorgang (Spritzpress- oder Transferverfahren) des Einbettens des Schaltungssubstrats und der Basis wird, während des Abkühlens des Formharzes (Epoxidharz) und nach dem Herausnehmen aus der Form nach dem Aushärtungsprozess, wegen eines Schrumpfens beim Aushärten des Epoxidharzes und des Unterschieds des linearen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats und der Basis auf den Grenzflächen zwischen dem Epoxidharz und dem Schaltungssubstrat und der Basis, leicht eine Trenn- oder Harz-Rissbildung erzeugt.
  • Der äquivalente lineare Ausdehnungskoeffizient von Epoxidharz während des Formprozesses ist größer als der Koeffizient der Basis und der lineare Ausdehnungskoeffizient des Schaltungssubstrats ist kleiner als der Koeffizient der Basis. Deswegen sind das Schaltungssubstrat und die Basis wegen der Spannung durch Schrumpfung des Epoxidharzes, welches an dem Schaltungssubstrat fest anhaftet, gekrümmt, und der Teil, wo das Epoxidharz nicht fest anhaftet, oder der Teil mit schwachem Haftvermögen wird unter Dehnungsbeanspruchung gesetzt, wodurch die Grenzfläche getrennt wird.
  • Ferner ist der äquivalente lineare Ausdehnungskoeffizient von Epoxidharz zusammengesetzt aus einer chemischen Schrumpfung des Formharzes, wenn es in der Form gehärtet wird, des linearen Ausdehnungskoeffizienten α2 zwischen der Formtemperatur und dem Übergangspunkt in den Glaszustand Tg während des Abkühlens auf Raumtemperatur nach der Herausnahme aus der Form, und des linearen Ausdehnungskoeffizienten α1 zwischen dem Übergangspunkt in den Glaszustand Tg und der Raumtemperatur. Dabei handelt es sich um einen Wert, welcher ungefähr viermal der lineare Ausdehnungskoeffizient bei normaler Temperatur ist.
  • Wenn zum Beispiel ein Klebstoffschicht-Formungsverfahren auf der Endfläche der Basis durchgeführt wird, um diese Trennung zu beseitigen, entsteht das Problem, dass Epoxidharz in der Nachbarschaft der Grenzfläche Sprünge aufweist.
  • Als eine Gegenmaßnahme dazu kann die Verwendung von Epoxidharz, welches eine geringe Aushärtungsschrumpfung und einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, oder die Durchführung eines Beschichtungsverfahrens mit flexiblem Harz, um den Unterschied in dem linearen Ausdehnungskoeffizienten auf der Endfläche der Basis zu absorbieren, in Betracht gezogen werden. Jedoch ist in beiden Fällen eine Zunahme der Kosten unvermeidlich, deshalb ist eine kostengünstige Struktur erwünscht.
  • Ferner gibt es gemäß dem Stand der Technik, zum Beispiel wie in der Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 07-240493 beschrieben wird, ein Verfahren zum Anordnen von Halbleiter-Elementen auf einen Führungsrahmen und Integrieren und Packen dieser Teile in Formharz. Weiter wird in der offengelegten japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. Hei 01-205556 ein Verfahren zum Packen eines IC-Chips, das Anbringen von dessen Elementen und einer Wärmestrahlungs-Platine beschrieben. In diesem Stand der Technik ist vorgesehen, nicht nur das elektronische Schaltungssubstrat, sondern auch dessen Basis in Formharz zu verpacken. Ferner ist, wie in der Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 06-61372 und der offengelegten japanischen Patent-Veröffentlichung Nr. Hei 09-307026 beschrieben wird, ein Verfahren zum Anordnen von Halbleiter-Elementen auf einem Substrat und deren Versiegelung mit Harz bekannt. Jedoch wird bei dessen Anwendung auf eine Technik zum Versiegeln und Einbau nicht nur eines elektronischen Schaltungssubstrats mit einem viel größeren Bereich, sondern auch auf eine Basis mit einem Formharz, ein sehr großes Problem verursacht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wie oben beschrieben, wird, wegen der Größe der Bereiche des Schaltungssubstrats und der Basis, die Spannung durch Schrumpfung des Epoxidharzes (Formharz), welches diese umhüllt, erhöht. Dadurch entsteht erneut das Problem, dass an der Grenzfläche zwischen dem Schaltungssubstrat und dem Epoxidharz eine Abtrennung oder Sprünge des Harzes entstehen. Ferner entsteht ein weiteres Problem, dass bei Hitzespannung aufgrund der Bedingungen des Betriebsumfelds, insbesondere sich wiederholende Temperaturveränderungen, ähnlich wie oben erwähnt, eine Abtrennung oder Sprünge des Harzes entstehen.
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  • Die vorliegende Erfindung so eine kostengünstige elektronische Schaltungsvorrichtung vorsehen, welche beim Umhüllen nicht nur des elektronischen Schaltungssubstrats sondern auch der Basis mit Formharz frei ist von einer Trennung zwischen dem Formharz und dem Schaltungssubstrat und der Basis und frei von Sprüngen des Harzes aufgrund von Hitzespannung.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine elektronische Schaltungsvorrichtung, das vorsieht, vor dem Vergießen mit Formharz von Anschluss-Drähten, welche aus einem unterschiedlichen Material als die Basis bestehen, ein integriertes Verbinden dieser über Rahmen mit der Basis, und ein Vergießen, teilweise unter Ausschluss eines Flansches und an der Basis angebrachter Anschluss-Drähte, der elektronischen Schaltung, der Anschluss-Drähte, und/oder des Flansches mit Formharz in einer Partie, und/oder Trennen und Entfernen der Rahmen von den Anschluss-Drähten und der Basis nach dem Vergießen mit Formharz.
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  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Draufsicht, welche eine elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, welche teilweise geschnitten ist;
  • 2 ist ein teilweiser Längsschnitt entlang der in 1 gezeigten Linie I-I;
  • 3 ist ein teilweiser Querschnitt entlang der in 1 gezeigten Linie II-II;
  • 4 ist eine Draufsicht, welche die Gesamtform des Führungsrahmens und der Basis zeigt;
  • 5 ist eine detaillierte Darstellung der in 4 gezeigten Verbindungsstelle;
  • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 5 gezeigten Linie III-III;
  • 7 ist eine Zeichnung, welche eine weitere Form einer Verbindungsstelle des Führungsrahmens zeigt;
  • 8 ist eine Zeichnung, welche noch eine weiter Form einer Verbindungsstelle des Führungsrahmens zeigt;
  • 9 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Verfahren zum Formen einer Konkavität zum Verbinden zeigt;
  • 10 ist eine Draufsicht, welche die Form des Führungsrahmens zeigt;
  • 11 ist eine Draufsicht, welche die Form der Basis zeigt;
  • 12 ist eine Draufsicht, welche eine weitere Form der Basis zeigt;
  • 13 ist eine Draufsicht, welche noch eine weitere Form der Basis zeigt;
  • 14 ist eine Querschnittsansicht des wichtigen Teilstücks, welche den Zustand der mit versiegelndem Harz gefüllten kleinen Löcher zeigt.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren wichtigen Teilstücks, welche den Zustand der mit versiegelndem Harz gefüllten kleinen Löcher zeigt.
  • 16 ist eine Querschnittsansicht des wichtigen Teilstücks, welche die Form des mit der Basis verbundenen hoch erhitzenden Elements zeigt;
  • 17 ist eine Querschnittsansicht des wichtigen Teilstücks, welche den Zustand des mit versiegelndem Harz gefüllten Fensters zeigt;
  • 18 ist eine Darstellung zum Festlegen optimaler Abmessungen, um Hitzespannungen aufgrund von Temperaturschwankungen zu minimieren;
  • 19 ist eine Darstellung zum Festlegen von Abmessungen, um Hitzespannungen aufgrund von Temperaturschwankungen zu erhöhen;
  • 20 ist eine Draufsicht, welche die Maskenform zum Aufbringen eines flüssigen Klebemittels zeigt;
  • 21 ist eine Draufsicht, welche den Zustand zeigt, dass ein Klebemittel auf der Platte aufgebracht ist;
  • 22 ist eine Draufsicht, welche die Form eines schichtförmigen Klebemittels ohne kleines Loch zeigt;
  • 23 ist eine Draufsicht, welche die Form eines schichtförmigen Klebemittels mit kleinen Löchern zeigt;
  • 24 ist eine Draufsicht, welche den zusammengefügten Zustand des Basis und des Führungsrahmens zeigt;
  • 25 ist eine Querschnittsansicht, welche den Zustand vor dem Drahtbonden entlang der in 24 gezeigten Linie IV-IV zeigt;
  • 26 ist eine detaillierte Darstellung des in 24 gezeigten Teils P;
  • 27 ist eine Draufsicht, welche die in der Basis ausgebildeten kleinen Löcher und deren konkrete Abmessungen zeigt;
  • 28 ist eine Draufsicht, welche den Zustand bei der Installation der kleinen Löcher zeigt, wenn das hoch erhitzende Element mit der Platte verbunden wird und dessen konkrete Abmessungen;
  • 29 ist eine Draufsicht, welche die konkreten Abmessungen der in 27 und 28 gezeigten kleinen Löcher zeigt;
  • 30 ist eine Draufsicht, welche die elektronische Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Verwendung im Fahrzeug zeigt, welche teilweise geschnitten ist;
  • 31 ist ein teilweiser Längsschnitt entlang der in 30 gezeigten Linie V-V;
  • 32 ist ein teilweiser Querschnitt entlang der in 30 gezeigten Linie VI-VI;
  • 33 ist eine Draufsicht, welche die Gesamtform des Führungsrahmens und der Basis zeigt;
  • 34 ist eine detaillierte Darstellung der in 33 gezeigten Verbindungsstelle;
  • 35 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 34 gezeigten Linie VII-VII;
  • 36 ist eine Querschnittsansicht, welche ein Verfahren zum Formen einer Konkavität zum Verbinden zeigt;
  • 37 ist eine Draufsicht, welche eine Form des Führungsrahmens zeigt;
  • 38 ist eine Draufsicht, welche eine Form der Basis zeigt;
  • 39 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel des Belastungs-Absorbers des Führungsrahmens zeigt;
  • 40 ist eine Draufsicht, welche ein weiteres Beispiel des Belastungs-Absorbers des Führungsrahmens zeigt;
  • 41 ist eine detaillierte Darstellung, welche ein Beispiel der Verbindungsstelle zeigt;
  • 42 ist eine Draufsicht, welche die Halteeinrichtung zum Befestigen des Schaltungssubstrats und den Anhaftvorgang zeigt;
  • 43 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 42 gezeigten Linie VIII-VIII;
  • 44 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des anhaftenden Teils einschließlich des auf der Basis ausgebildeten Vorsprungs;
  • 45 ist eine Querschnittsansicht, welche den detaillierten Vorsprung zeigt;
  • 46 ist eine Querschnittsansicht, welche das Verfahren zum Bilden des Vorsprungs zeigt;
  • 47 ist eine Querschnittsansicht, welche den Zustand des Stanzens beim Bilden des Vorsprungs zeigt;
  • 48 ist eine Draufsicht, welche den Zustand vor dem Drahtbonden zeigt;
  • 49 ist eine Draufsicht, welche die Halteeinrichtung für das Drahtbonden und den Betriebszustand zeigt;
  • 50 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 49 gezeigten Linie IX-IX;
  • 51 ist eine Draufsicht, welche die detaillierte Verbindungsstelle und konkrete Abmessungen des Belastungs-Absorbers zeigt;
  • 52 ist eine Draufsicht, welche die elektronische Schaltungsvorrichtung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zur Verwendung im Fahrzeug zeigt, welche teilweise geschnitten ist;
  • 53 ist ein teilweiser Längsschnitt entlang der in 52 gezeigten Linie X-X;
  • 54 ist ein teilweiser Querschnitt entlang der in 52 gezeigten Linie XI-XI;
  • 55 ist eine Draufsicht, welche die Form des Führungsrahmens zeigt;
  • 56 ist eine Draufsicht, welche den detaillierten anhaftenden Teil zeigt, welcher auf dem Führungsrahmen vorgesehen ist;
  • 57 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 56 gezeigten Linie XII-XII;
  • 58 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel der Halteeinrichtung zum Befestigen des Schaltungssubstrats zeigt;
  • 59 ist eine Draufsicht, welche die Halteeinrichtung zum Befestigen des Schaltungssubstrats und das Ausführungsbeispiel des Anhaftvorgangs zeigt;
  • 60 ist eine Draufsicht, welche die Halteeinrichtung für das Drahtbonden zeigt;
  • 61 ist eine Querschnittsansicht entlang der in 60 gezeigten Linie XIV-XIV;
  • 62 ist eine detaillierte Darstellung, welche konkrete Abmessungen der kleinen Löcher des Führungsrahmens zeigt;
  • 63 ist eine graphische Darstellung, welche gemessene Ergebnisse des Entwicklungsgrades des Abtrennens der Grenzfläche zeigt, wenn der Hitzeschocktest durchgeführt wird;
  • 64 ist eine Draufsicht, welche die Formen von Proben des Führungsrahmens zeigt, für welche der Hitzeschocktest durchgeführt wird; und
  • 65 ist eine Zeichnung, welche die Abmessungen des viereckigen Trägers des Substrats der Proben D und E zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ein Ausführungsbeispiel eines Aufbaus der elektronischen Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 29 im Folgenden erläutert.
  • 1 ist eine Draufsicht einer elektronischen Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug (Steuerungseinheit) 1 und 2 und 3 sind jeweils teilweise Querschnittsansichten entlang der in 1 gezeigten Linien I-I und II-II.
  • Auf einer Basis 2 mit einem Flansch 2d ist ein aus Schaltungselementen 6 und einem Schaltungssubstrat 7 bestehender elektronischer Schaltungsaufbau 5 angeordnet. Die Anordnung erfolgt, indem das Schaltungssubstrat 7 an die Oberseite der Basis 2 angeklebt wird.
  • In einer Kammform angeordnete Anschluss-Drähte 3a werden, wenn sie elektrisch mit einem externen Anschlussobjekt (in der Zeichnung nicht gezeigt) verbunden werden sollen, in das Kabelbaum-Verbindungsstück des externen Objekts eingebracht oder mit dessen Kabelbaum-Anschlüssen mittels Schweißen verbunden.
  • Der elektronische Schaltungsaufbau 5 und die Anschluss-Drähte 3a sind über dünne Aluminium-Drähte 9 durch das Verfahren zum Drahtbonden, wie dem Thermokontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, elektrisch miteinander verbunden.
  • Der elektronische Schaltungsaufbau 5 haftet an der Oberseite der Basis 2 und der elektronische Schaltungsaufbau 5 und die Anschluss-Drähte 3a sind über die dünnen Aluminium-Drähte 9 verbunden, und dann werden diese Teile, wie die Schaltungselemente 6, das Schaltungssubstrat 7, die Basis 2 und die Anschluss-Drähte 3a in Formharz 4 (im Folgenden als Vergussharz bezeichnet) in einer Partie eingelassen, außer einem Teil der Anschluss-Drähte 3a und einem Teil des Flansches 2d.
  • Das Vergussharz 4 wird durch ein Transferverfahren (Spritzpressverfahren) hergestellt. Das Transferverfahren ist im Allgemeinen ein Verfahren, welches aushärtendes Harz, wie Epoxidharz, als Vergussharz verwendet. Tablettenförmiges Epoxidharz, welches durch formgepreßtes Pulver geformt wird, wird geschmolzen, indem ein vorbestimmter Druck mit einer vorbestimmten Temperatur angewendet wird, fluidisiert und in einer Form ausgehärtet. Das Verfahren ist allgemein für ein Gehäuse eines Chips, wie eines LSI (large scale integrated circuit – hochintegrierter Schaltkreis), bekannt.
  • Das Vergussharz 4 weist einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten auf und umschließt die internen Teile vollständig. Das Vergussharz 4 weist eine optimale physikalische Eigenschaft auf, um immer das Haftvermögen mit den internen Teilen auf einem vorbestimmten Wert zu halten, und um zu verhindern, dass sich die zusammengelöteten Teile und die dünnen drahtgebondeten Verbindungen zwischen den Halbleiter-Chips und dem Schaltungssubstrat aufgrund von Belastungen durch Hitze trennen und unterbrochen werden.
  • Ein Problem einer elektronischen Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug liegt im Eintritt von Wasser und Öl über die jeweiligen Klebe-Grenzflächen zwischen dem Vergussharz 4 und den Anschluss-Drähten 3a bzw. der Basis 2 aufgrund einer Abtrennung, welche von wiederholten Hitzebelastungen während des Betriebs verursacht wird. Das Problem kann gelöst werden, indem der Unter schied der linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Anschluss-Drähten 3a und der Basis 2 bzw. dem Vergussharz 4 so weit wie möglich verringert und die Hitzebelastung zwischen den Elementen reduziert wird.
  • Für die Anschluss-Drähte 3a wird wärmeleitendes Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung gewählt. Für das Schaltungssubstrat 7 wird ein Material mit einem vergleichsweise kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten, wie Keramik oder Glaskeramik, gewählt, und ein vorbestimmtes Schaltungsmuster gebildet. Für die Basis 2, an welcher das Schaltungssubstrat 7 haftet, wird ein Material gewählt, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient nahe dem des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4 liegt. Demzufolge ist der lineare Ausdehnungskoeffizient der Anschluss-Drähte 3a größer als der lineare Ausdehnungskoeffizient der Basis 2.
  • Ein Material, bei dem Kupfer auf beiden Seiten einer Legierung aus 64% Eisen und 36% Nickel, welches als Invar bezeichnet wird, laminiert wird, das so genannte Überzugsmaterial, wird für die Basis 2 gewählt, und das Dickenverhältnis zwischen beiden Metallen wird verändert, damit ein erwünschter zusammengesetzter linearer Ausdehnungskoeffizient erreicht werden kann. Währenddessen liegt, hinsichtlich eines einzelnen Materials, der lineare Ausdehnungskoeffizient von Invar bei ungefähr 1 ppm/°C und der von Kupfer bei 16 ppm/°C.
  • Deswegen wird, um den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Überzugsmaterial zu verkleinern, der Kupferteil dünner und der Invarteil dicker gemacht. Deswegen wird zum Beispiel in diesem Ausfüh rungsbeispiel, wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Schaltungssubstrats 7 bei 6 ppm/°C und der lineare Ausdehnungskoeffizient des Vergussharzes 4 (unterhalb des Glas-Übergangspunkts Tg) bei 9 ppm/°C liegt, der lineare Ausdehnungskoeffizient des Überzugsmaterials auf 9.3 ppm/°C festgesetzt. Für ein Beispiel eines Überzugsmaterials mit diesem linearen Ausdehnungskoeffizienten ist, wenn die Basis 2 eine Dicke von 0.64 mm aufweist, die Dicke von Kupfer 0.156 mm und die Dicke von Invar 0.328 mm.
  • Wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Überzugsmaterials, welcher nahe bei den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4 liegt, auf 9.3 ppm/°C gesetzt wird, wird der gegenseitige Unterschied der linearen Ausdehnungskoeffizienten kleiner, und die Hitzebelastung aufgrund der Umweltbedingungen im Betrieb, insbesondere wiederholte Temperaturänderung, wird verringert, und der Widerstand gegenüber einer Rissbildung des Vergussharzes 4 und einer Abtrennung der Haft-Grenzflächen mit den Elementen wird erhöht.
  • Das Überzugsmaterial ist aufgebaut aus miteinander laminierten Schichten aus weichem Kupfer und hartem Invar, so dass das Problem entsteht, dass der Unterschied in der Härte zwischen den Materialien groß und die Qualität des Stanzens schlecht ist. Im Allgemeinen wird beim Stanzen die Stanzfläche in einer vorbestimmten Form ausgestaltet, bestehend aus einer stumpfen Kante, einer Scherfläche und einer Bruchfläche. Jedoch ist das Stanzen des Überzugsmaterials äquivalent zum simultanen Stanzen dünner geschichteter Platten, welche einen großen Härteunterschied und unterschiedliche Dicken aufweisen. Die stumpfen Kanten, die Scherfläche und die Bruchflä che werden unscharf und die Verbindung zwischen den Platten trennt sich leicht an der Stanz-Endfläche.
  • Zum Beispiel weist Invar eine Härte von 200 Hv (Vickers hardness – Vickershärte) und Kupfer eine Härte von ungefähr 100 Hv auf. Jedoch haben die Anschluss-Drähte 3a eine Form, bei welcher viele schmale Teile vorgesehen sind, so dass ein hoch präzises Stanzen schwierig ist.
  • Als Gegenmaßnahme wird in diesem Ausführungsbeispiel für die Basis 2 mit einer einfachen Form, welche keine hohe Präzision erfordert, ein Überzugsmaterial verwendet und für die eine hohe Präzision erfordernden Anschluss-Drähte 3a wird ein Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung verwendet, und die beiden werden plastisch verbunden.
  • Es ist eine allgemein bekannte Anordnung, die Basis 2 und die Anschluss-Drähte 3a mit demselben Material einer Kupfer-Legierung zu stanzen, ohne dass diese getrennt werden. Jedoch liegt deren linearer Ausdehnungskoeffizient ungefähr bei 17 ppm/°C und ist größer als der des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4, und in dieser Anordnung treten aufgrund von wiederholter Hitzebelastung im Betrieb eine Rissbildung des Harzes und eine Abtrennung der Haft-Grenzfläche von dem Harz leicht auf.
  • Insbesondere die Basis 2 hat eine große Fläche und die Hitzebelastung, welche auf die Haft-Grenzfläche mit dem Vergussharz 4 einwirkt, ist groß. Andererseits haben die Anschluss-Drähte 3a eine kleine Fläche, wobei eine Seite davon bloßliegt, so dass sich die Hitzebelastung auf einem unbedenklichen Grad bewegt.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des wesentlichen Bereichs der elektronischen Schaltungsvorrichtung dieses Ausführungsbeispiels.
  • Das Schaltungssubstrat 7 ist mittels eines Klebemittels 8 auf der Basis 2 befestigt. Im Allgemeinen ist es beim Kleben des Ganzen schwierig, die Grenzfläche zwischen dem Klebemittel 8 und dem Element fest anzukleben, und so kann, während das Klebemittel 8 aushärtet, auf der Grenzfläche eine Luftschicht gebildet werden oder viele kleine Luftblasen verbleiben in dem Klebemittel.
  • Somit kann ein Problem entstehen, wenn sich die Luftblasen ausdehnen und aufgrund von Hitze während des Transferverfahrens zerplatzen und die Grenzfläche in der Nähe der Haft-Grenzfläche zwischen dem haftenden Teil und dem Vergussharz 4 getrennt wird. Ein Beispiel des Klebeverfahrens zum Lösen dieses Problems wird später erläutert.
  • Auf dem Schaltungssubstrat 7 wird ein Verdrahtungsmuster (in der Zeichnung nicht gezeigt) ausgebildet und die Schaltungselemente 6 und die Kontaktierflächen 10 werden mit Lötmetall oder einem Material aus Silberpaste (Epoxid-Klebemittel, welches Silber enthält) miteinander verbunden. Zwischen den Kontaktierflächen 10 und den Anschluss-Drähten 3a werden die dünnen Aluminium-Drähte 9 durch das Verfahren zum Drahtbonden, wie dem Wärmekontakt- Bonden oder mittels Ultraschallwellen, elektrisch miteinander verbunden.
  • Das Material des Schaltungssubstrats 7 ist vorzugsweise ein Material mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten, der nahe dem der Silizium-Chips liegt, welche den größten Anteil der Schaltungselemente 6 ausmachen, und hat einen geringen Unterschied zum linearen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussharzes 4. Wenn das Ausmaß der Schaltung erhöht wird, ist zur Miniaturisierung ein mehrschichtiges Schaltungssubstrat vorzuziehen und ein Substrat aus Keramik oder Glas-Keramik ist zweckmäßig. Wird die Priorität auf eine Wärmeableitung gelegt, ist ein keramisches Substrat mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit vorzuziehen.
  • 4 ist eine Zeichnung, welche die Basis 2 und den Führungsrahmen 3 zeigt, welche miteinander verbunden und integriert sind. Die Basis 2 weist eine Form auf, welche besteht aus einem an dem Substrat haftenden Teil 2', welches an dem Schaltungssubstrat 7 haftet, Flanschen 2d, Verbindungsstellen 2e, Positionierungs-Löchern 2f, vielen kleinen Löchern 2g, Stoppern 2h, einem Vorsprung 2i, Substrat-Positionierungs-Löchern 2j und Spalten 2k.
  • Der Führungsrahmen 3 ist aufgebaut aus Anschluss-Drähten 3a, Kontaktierflächen 3b, Verbindungen 3c zwischen den Anschlüssen, Rahmen 3d, Verbindungen 3e, Verbindungsstellen 3f und Transportlöchern 3g, welche alle durch Stanzen hergestellt wurden. Die Teile sind mittels der Verbindungsstellen 2e und 3f plastisch verbunden und in die Basis 2 integriert. Das Verbindungsverfahren wird später erläutert.
  • Die Kontaktierflächen 3b zum Verbinden der dünnen Aluminium-Drähte 9 durch Drahtbonden sind teilweise mit Nickel oder Silber plattiert, um deren Oberfläche vor Oxidation zu schützen. Die Flanschen 2d sind vorgesehen, um mit den gegenüberliegenden Elementen befestigt zu werden, und die Positionierungs-Löcher 2f sind eingebaut, um die Halteeinrichtungen zum Zeitpunkt der Montage zu befestigen.
  • Der Vorsprung 2i entscheidet die Richtung, ist auf die Mitte bezogen asymmetrisch, steuert die Vorderseite und Rückseite und Oberseite und Unterseite der Basis 2 in den festen Richtungen und verringert durch Herstellungsfehler verursachte Passfehler der Spritzpressform.
  • Ferner dient der Vorsprung 2i dem Zweck, das Einführen eines Aufbaus in der Gegenrichtung, wenn er in diese Form eingesetzt werden soll, in einem Zustand zu verhindern, in dem das Schaltungssubstrat 7 festgeklebt und das Drahtbonden für den elektronischen Schaltungsaufbau 5 mittels des vorbestimmten Verfahrens beendet ist. Für den Vorsprung 2i kann, wenn die Verbindungsstelle des Führungsrahmens 3 und der Basis 2 eine symmetrische Form hat, eine Form und eine Position optional gewählt werden, um so die Vorderseite und Rückseite und Oberseite und Unterseite der Basis 2 zu unterscheiden.
  • Ferner liegt die Ursache dafür, dass die Verbindungen 3c zwischen den Anschlüssen, die Rahmen 3d, die Flanschen 2d und die Stopper 2h einen geschlossenen Kreis bilden, darin, dass, wenn das Teil von oben und unten von der Transferform festgeklemmt wird, wobei es mit dem Vergussharz 4 ausgegossen und Epoxidharz in der Form zu einer Flüssigkeit geschmolzen wird, verhindert wird, dass dieses aus dem geschlossenen Kreis austritt.
  • Zwischen dem schmalen Teil des einzupassenden Anschluss-Drahts 3a und der Form wird eine leichte Passlücke ausgebildet, so dass flüssiges Epoxidharz durch dieses Teil nach außen austritt. Da jedoch der geschlossene Kreis vorgesehen ist, wird es in dem Kreis ausgehärtet und verbleibt dann als Gussnaht.
  • Nach dem Transferverfahren werden die Gussnähte entfernt und die Verbindungen 3c zwischen den Anschlüssen, die Rahmen 3d, die Verbindungen 3e, die Verbindungsstellen 3f und 2e und die Stopper 2h des Führungsrahmens 3 werden abgeschnitten und eine Vielzahl unabhängiger Anschluss-Drähte 3a entstehen. Die Flanschen 2d der Basis 2 werden gestanzt und in einer vorbestimmten Form gefaltet, somit ist die Steuerungseinheit 1 fertig gestellt.
  • 5 ist eine detaillierte Darstellung des zusammengefügten Teils der Basis 2 und des Führungsrahmens 3. 6 ist eine Querschnittsansicht des zusammengefügten Teils entlang der in 5 gezeigten Linie III-III.
  • Die auf der Basis 2 vorgesehenen Verbindungsstellen 2e sind konkav und angepasst an die konvexen Verbindungsstellen 3f des Führungsrahmens 3. Die Form eines Teils der konvexen Verbindungsstellen 3f, die schräg ist, um so in der Richtung der Fläche zu halten, wird in 7 gezeigt. Die Form des nicht schrägen Teils wird in 8 gezeigt. Durch Anwendung von Drucklast werden die Verbindungsstel len 3f von vorne und hinten in der Richtung der Dicke zerdrückt, Konkavitäten 13 werden gebildet und die Verbindungsstellen 2d und 3f werden durch den plastischen Fluss des Materials verbunden. Auch wenn die konkaven und konvexen Formen der Verbindungsstellen umgedreht sind, kann dieselbe Verbindungswirkung erreicht werden.
  • In der in 7 gezeigten Form kann, auch wenn die Konkavität 13 nicht gebildet wird, die konvexe Verbindungsstelle 3f in Richtung der Fläche halten. Jedoch kann während des Verbindungsvorgangs die konvexe Verbindungsstelle 3f nur in Richtung der Plattendicke in die konkave Verbindungsstelle 2e eingeführt werden. In 8 ergibt sich der Vorteil, dass die konvexe Verbindungsstelle 3f entweder in der Richtung der Plattendicke oder in Richtung der Fläche eingeführt werden kann.
  • Dies ist für einen Fall des automatischen Einführens vom Standpunkt einer Zunahme der Gestaltungsfreiheit einer Automatisierung vorteilhaft. Wenn die Konkavität 13 ausgebildet wird, wird die konvexe Verbindungsstelle 3f entlang des schrägen Teils der konkaven Verbindungsstellen 2e durch plastisches Fließen ausgebreitet, und nach dem Verbinden wird eine haltende Kraft in der Richtung der Fläche erreicht. Jedoch muss, wenn die Konkavität 13 ausgebildet wird, die Drucklast größer gemacht werden als in 7 gezeigt wird.
  • Das Invar 2a ist härter als der Führungsrahmen 3, so dass, auch wenn die auf dem Führungsrahmen 3 ausgebildeten konvexen Verbindungsstellen 3f zerdrückt werden, kein Problem entsteht. Wenn insbesondere jedoch das Material des Führungsrahmens 3 eine ver gleichsweise weiche Kupfer-Legierung ist, der Invar-Teil 2a dünn ist und die Kupfer-Teile 2b und 2c dick sind, und wenn die konkaven Verbindungsstellen 2e auf der Basis 2 ausgebildet sind, entsteht das Problem, dass die Verbindungsstellen nach außen geöffnet werden. Deswegen werden, gemäß dem Dickenverhältnis zwischen den Kupfer- und Invar-Überzugsmaterialien und der Materialhärte des Führungsrahmens 3, die Konkavitäten 13 entweder in dem Führungsrahmen 3 oder der Basis 2 ausgebildet.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird, unter Beachtung des obigen, für den Führungsrahmen 3 ein Material gewählt, dass eine geringere Härte als der Invarteil 2a des Überzugsmaterials aufweist. Beispielsweise ist das Material eine Kupfer-Legierung mit 120 Hv.
  • Das Überzugsmaterial der Basis 2 besteht aus Invar 2a und Kupfer 2b und 2c und diese werden, wie allgemein bekannt ist, mit vorbestimmtem Druck und mit vorbestimmter Temperatur aufgetragen, laminiert und durch Diffusion zwischen den metallischen Materialien fest verbunden. Die konvexen Verbindungsstellen 3f des Führungsrahmens 3 werden zerdrückt, und die Konkavitäten 13 werden oben und unten ausgebildet, wodurch das Material in plastisches Fließen gerät und die Passlücken in der Flächenrichtung werden ausgefüllt, und die Basis 2 und der Führungsrahmen 3 werden miteinander integriert.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der Konkavität 13 wird in 9 gezeigt.
  • Eine untere Druckgießform 11 und eine obere Druckgießform 12 liegen in einer gestuften Form vor. Wenn eine Last in der vertikalen Richtung angelegt wird, wird die konvexe Verbindungsstelle 3f des Führungsrahmens 3 zerdrückt und die Konkavität 13 wird ausgebildet. Die Druckbedingung, bei welcher die gestuften Teile der Druckgießformen 11 und 12 mit dem oberen und unteren Teil des Führungsrahmens 3 und mit dem oberen und unteren Teil der Basis 2 in Kontakt kommen, wenn eine vorbestimmte Last angewendet wird, ist festgelegt. Wenn die gestuften Teile nicht mit diesen in Kontakt kommen, schwellen die Kupferteile 2b und 2c in der Richtung der Dicke lokal in der Nähe des Pass-Teils an und können in der Richtung der Dicke verbogen werden.
  • Man kann sich eine Druckgießform-Struktur vorstellen, in welcher die untere Druckgießform 11 und die obere Druckgießform 12 die Basis 2 und den Führungsrahmen 3 in der vertikalen Richtung halten, und der Stempel in vertikaler Richtung verschoben wird, wodurch die Konkavitäten 13 ausgebildet werden. Ferner sind die zuvor erwähnten Konkavitäten 13 kreisförmig. Jedoch können sie in jeder Form ausgebildet sein, einschließlich einer vielseitigen Form oder einer trapezförmigen Form entlang des schrägen Teils.
  • In der Zeichnung weisen die Materialien die gleiche Dicke auf. Jedoch können die Basis 2 oder der Führungsrahmen 3 dicker als der andere sein. Wenn eine Wärmeableitung erhöht werden muss, ist es effektiv, die Basis 2 dicker auszugestalten. Wenn ferner die Anschluss-Drähte 3a mit den Verbindungsstücken verbunden werden sollen, können sie auf die geeignete Dicke der gegenüberliegenden weiblichen Anschlüsse angepasst werden.
  • 10 zeigt die Form des Führungsrahmens 3, 11 zeigt die Form der Basis 2, wobei der Führungsrahmen 3 und die Basis 2 durch Stanzen hergestellt werden. Der Führungsrahmen 3 umfasst die Anschluss-Drähte 3a, die Kontaktierflächen 3b, die Verbindungen 3c zwischen den Anschlüssen, die Rahmen 3d, die Verbindungen 3e, die Verbindungsstellen 3f und die Transportlöcher 3g.
  • Die Teile, die durch gepunktete Linien verbunden werden, sind Leer-Teile zum fortgesetzten Stanzen. Die Kontaktierflächen 3b benötigen einen Nickel-Überzug oder einen Silber-Überzug zur Verhinderung von Oxidation. Jedoch können die Kontaktierflächen 3b in einem Materialzustand vor dem Stanzen teilweise bandförmig plattiert werden oder die Kontaktierflächen können nach dem Stanzen teilweise plattiert werden.
  • Die Basis 2 umfasst den an dem Substrat haftenden Teil 2', die Flansche 2d, die Verbindungsstellen 2e, die Positionierungs-Löcher 2f, viele kleine Löcher 2g, die Stopper 2h, den Vorsprung 2i, die Substrat-Positionierungs-Löcher 2j und die Spalten 2k. Auf die gleiche Weise wie der Führungsrahmen 3 kann die Basis 2 so geformt sein, dass Leer-Teile zum fortgesetzten Stanzen vorgesehen werden.
  • Wie oben erwähnt, werden die Basis und die Anschluss-Drähte aus unterschiedlichen Materialarten hergestellt und dann durch eine plastische Verbindung integriert, so dass die Materialien der Basis und der Anschluss-Drähte gemäß einem optimalen linearen Ausdehnungskoeffizienten, einer Wärmeleitfähigkeit und einer Dicke abhängig von den physikalischen Eigenschaften des Schaltungssubstrats und des Vergussharzes, des erforderlichen Grads der Wärmeableitung und den Verbindungsanschlüssen der Gegenseite gewählt werden können. Dies stellt einen großen Vorteil dar, der von einer herkömmlichen Vorrichtung, bei der die Basis und der Führungsrahmen aus demselben Kupfer-Legierungs-Material bestehen, nicht gewährleistet werden kann.
  • Zusätzlich zur plastischen Verbindung kann eine Zusammensetzung durch Schweißen oder ein Formverschluss durch Überdecken und Vernieten der Basis und der Anschluss-Drähte in Richtung der Dicke in Betracht gezogen werden. Jedoch entsteht das Problem, dass in ersterem (Schweißen) eine Verformung aufgrund von Hitze während des Schweißens auftritt, und in letzterem (Formverschluss) die Dicke erhöht wird.
  • 12 zeigt eine weitere Form der Basis 2, in welcher viele kleine Löcher 2g in einem etwas schmaleren Bereich als dem Bereich des Schaltungssubstrats 7 und außerhalb der Struktur des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet sind.
  • 13 zeigt noch eine weitere Form der Basis 2, in welcher ein großes Fenster 2m in einem etwas schmaleren Bereich als dem Bereich des Schaltungssubstrats 7 vorgesehen ist und viele kleine Löcher 2g außerhalb der Struktur des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet sind.
  • 14 ist eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht von 1 und äquivalent zu 2, in welcher die Basis 2 dieselbe Form aufweist wie in 11 und die kleinen Löcher 2g mit dem Vergussharz 4 ausgefüllt sind. 15 ist ebenso eine vergrößerte Querschnittsan sicht von der in 12 gezeigten Form. 16 ist ebenso eine vergrößerte Querschnittsansicht von der in 13 gezeigten Form.
  • In 14 sind die kleinen Löcher 2g nur außerhalb der Struktur des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet und in 15 sind die kleinen Löcher 2g innerhalb und außerhalb der Struktur des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet.
  • 16 zeigt eine Struktur, bei welcher ein hoch erhitzendes Element 6' durch Lötmetall oder einem Material aus Silberpaste an die Basis 2 angefügt ist und ein Fenster in dem Schaltungssubstrat 7 vorgesehen ist, um den Ort freizulassen.
  • Das Überzugsmaterial besteht, wie oben beschrieben, aus Kupfer und einer Eisen-Nickel-Legierung, was den Nachteil hat, dass dessen Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer allein oder einer Kupfer-Legierung. Die Wärmeleitfähigkeit von Kupfer liegt bei 396 W/(m·k), während, wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Überzugsmaterials dieses Ausführungsbeispiels 9.3 ppm/°C ist, die Wärmeleitfähigkeit 225 W/(m·k) in der Richtung der Fläche und 25 W/(m·k) in der Richtung der Dicke beträgt.
  • Wenn das hoch erhitzende Element 6' auf dem Schaltungssubstrat 7 angebracht wird, kann eine niedrigere Temperatur als eine vorbestimmte erhöhte Temperatur nicht sichergestellt werden. Um das Problem zu lösen, ist die in 16 gezeigte Struktur wirksam. Die Wärme des hoch erhitzenden Elements 6' wird direkt an die Basis 2 übertragen und über den Flansch 2d an das Element gegenüber abgeführt.
  • Ob das hoch erhitzende Element 6' auf dem Schaltungssubstrat 7 angebracht wird oder nicht, wird abhängig von der Heizdichte (Menge der Wärme/Volumen des Elements) des Elements entschieden. Ferner ist es möglich, das Schaltungssubstrat 7 zu verkleinern und das hoch erhitzende Element 6' mit der Basis 2 zu verbinden, ohne dass das Fenster vorgesehen ist.
  • Wenn die jeweiligen Haft-Grenzflächen zwischen dem Vergussharz 4 und dem Schaltungssubstrat 7, zwischen dem Vergussharz 4 und den Anschluss-Drähten 3a, und zwischen dem Vergussharz 4 und der Basis 2 getrennt werden aufgrund von Temperaturschwankungen beim Betrieb und aufgrund von wiederholter Wärmebelastung, welche durch die verschiedenen linearen Ausdehnungskoeffizienten der Elemente verursacht wird, wird der Eintritt von Wasser und Öl durch die Teile zum Problem.
  • Wie allgemein bekannt ist, weist Epoxidharz eine Haftfestigkeit mit einem Element auf. Wenn jedoch der Unterschied zum linearen Ausdehnungskoeffizienten des Elements nicht geeignet ist, kann die oben erwähnte Abtrennung aufgrund von wiederholter Wärmebelastung auftreten. Die Wirkungen der kleinen Löcher 2g in Betrieb werden im Folgenden beschrieben.
  • Eine Trennung entsteht vornehmlich an dem Teil, dessen Form sich plötzlich ändert, außerhalb des Schaltungssubstrats 7 oder außerhalb der Basis 2. Genauer gesagt, entwickelt sich die Trennung von den vier Ecken des Schaltungssubstrats 7 und des in den 1, 2 und 14 bis 16 gezeigten Teils a der Basis 2 her.
  • In der Struktur dieses Ausführungsbeispiels sind viele kleine Löcher 2g in der Basis 2 ausgebildet und die Löcher sind gefüllt mit dem Vergussharz 4. Wegen dem Vorhandensein der kleinen Löcher 2g ist die Steifigkeit der Basis 2 reduziert. Wenn nun eine örtliche Abtrennung entsteht, dient das Harz der benachbarten kleinen Löcher als Damm, wodurch eine Entstehung und Entwicklung der Abtrennung unterdrückt wird.
  • In 11 werden 24 kleine Löcher 2g außerhalb des Schaltungssubstrats 7 gebildet und die Trennungsbelastung in deren Nähe wird verringert. In 12 werden 161 kleine Löcher 2g in dem gesamten Bereich des Schaltungssubstrats 7 und darüber hinaus gebildet. Deswegen ist mit dieser Form die Basis 2, einschließlich eines Bereichs äquivalent zu dem Bereich des Schaltungssubstrats 7, mit niedriger Steifigkeit aufgebaut.
  • Da die Wärmebelastung aufgrund des Unterschieds in dem linearen Ausdehnungskoeffizienten zu dem Vergussharz 4 leicht absorbiert wird und da viele kleine Löcher 2g verstreut sind, bietet eine niedrige Steifigkeit den Vorteil einer sehr hohen Schutzwirkung gegen die Abtrennung der Haft-Grenzfläche von einem Element. Die Größe, die Form und die Anzahl der kleinen Löcher 2g können nach Belieben gesetzt werden. Zum Beispiel können optimale Werte unter Betrachtung folgender Aspekte gewählt werden.
    • (1) Eine Öffnung kleiner als die Plattendicke ist nicht geeignet zum Stanzen.
    • (2) Ein Erhöhen der Anzahl der Löcher verursacht eine Steigerung der Kosten für die Druckgießform.
    • (3) Wenn der gesamte Bereich der Löcher vergrößert wird, wird die Wärmeableitung reduziert, die Steifigkeit der Basis verringert, die Basis verformt sich eher aufgrund der Handhabung während des Klebevorgangs, und die Genauigkeit der Ebenheit verschlechtert sich.
    • (4) Die Lochform ist hinsichtlich der Produktivität und der Wartung von Druckgießformen vorzugsweise kreisförmig statt vielseitig.
  • In der Form der in 13 gezeigten Basis 2 ist das große Fenster 2m vorgesehen, so dass der mittlere Teil der Basis 2 eine sehr niedrige Steifigkeit aufweist und ein Effekt hinsichtlich einer Reduzierung der Wärmebelastung erreicht wird. Da jedoch die Fläche der Basis 2 verkleinert ist, wird die Wärmeleitfähigkeit niedriger und die Wärmeableitung wird vermindert, so dass die Form gewählt wird, wenn eine Temperatur erreicht wird, welche niedriger als die spezifizierte erhöhte Temperatur ist.
  • Wenn die Fläche des Fensters 2m so breit wie möglich ist, ist der Effekt hinsichtlich einer Reduzierung der Wärmebelastung groß. Hinsichtlich jedoch einer Verschlechterung der Wärmeableitung und des haftenden Bereichs, wird vorzugsweise eine Fläche in einem bestimmten Bereich gewählt. Wenn ein Bereich von 40% oder 80% der Fläche des Schaltungssubstrats 7 gewählt wird, wird in dieser Form keine Trennung der Grenzflächen zwischen dem Vergussharz 4 und den Elementen (dem Schaltungssubstrat und der Basis) aufgrund von Wärmebelastung in der Wärmeschockprüfung unter den unten angeführten Bedingungen erzeugt.
  • Bedingungen der Wärmeschockprüfung:
    Anzahl der Proben: 5 Stück für jede von 40% und 80% des Fensterbereichs
    Temperatur: –40°C bis 130°C (in der Luft) für eine Stunde
    Anzahl der Zyklen: 1500 Zyklen
    Spezifizierung: Form, 1, 2 und 18
    Linearer Ausdehnungskoeffizient des Schaltungssubstrats 7: 6 PPm/°C
    Linearer Ausdehnungskoeffizient des Vergussharzes 4: 9 ppm/°C (weniger als 120°C des Glas-Übergangspunktes)
    Linearer Ausdehnungskoeffizient der Basis 2: 9.3 ppm/°C
    Linearer Ausdehnungskoeffizient des Klebemittels 8: 60 ppm/°C (weniger als 140°C des Glas-Übergangspunktes)
    Elastizitätsmodul des Schaltungssubstrats 7: 270 GPa
    Elastizitätsmodul des Vergussharzes 4: 3 GPa (weniger als 120°C des Glas-Übergangspunktes)
    Elastizitätsmodul der Basis 2: 120 GPa
    Elastizitätsmodul des Klebemittels 8: 0.3 GPa (weniger als 140°C des Glas-Übergangspunktes)
  • Allgemein gesehen ist dann, wenn die Grenzfläche 1000 Zyklen unter den Bedingungen der Wärmeschockprüfung erfüllen kann, dies in einer Betriebsumgebung, in der eine derartige elektronische Schaltungsvorrichtung in einem Motor eingebaut ist, äquivalent zu einer Laufleistung eines Fahrzeugs von 150000 bis 200000 km, und die Fläche des Fensters 2m ist passend.
  • 18 ist eine Darstellung zum Festlegen optischer Abmessungen, um die Wärmebelastung aufgrund von Temperaturänderungen zu minimieren. Wenn die gesamte Dicke T1 des Vergussharzes 4 in zwei Teile vertikaler Dicke T2 und T3 geteilt wird, stimmt die Mittellinie der Dicke des Schaltungssubstrats 7 mit der Linie der Halbierung überein. Die Wirkung wird im Folgenden erläutert.
  • Die Wärmebelastung aufgrund von Temperaturänderungen bei Betrieb wird gemäß dem Unterschied der linearen Ausdehnungskoeffizienten jedes Elements erzeugt. In dem Ausführungsbeispiel, bei welchem der lineare Ausdehnungskoeffizient des Schaltungssubstrats 7 bei 6 ppm/°C liegt, der lineare Ausdehnungskoeffizient des Vergussharzes 4 9 ppm/°C ist und der lineare Ausdehnungskoeffizient der Basis 2 9.3 ppm/°C ist, und wenn die Abmessungen wie oben gezeigt gesetzt sind, wird, da die linearen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussharzes 4 und der Basis 2 fast gleich sind, bei niedriger Tem peratur eine Krümmung durch Schrumpfen des Vergussharzes 4 erzeugt, so dass die obere Fläche des Vergussharzes 4 konkav und die untere Fläche des Vergussharzes 4 ebenso konkav wird.
  • Der Grad der Krümmung zwischen den oberen und unteren Harzen ist derselbe und wenn die Mitte der Dicke des Schaltungssubstrats 7 in der oben erwähnten Position gesetzt wird, wird das Schaltungssubstrats 7 selbst nicht gekrümmt. Der Grund dafür liegt darin, dass auf der Oberseite und der Unterseite des Schaltungssubstrats 7 nur die Schrumpfungsbelastung des Vergussharzes 4 wirkt und die Krümmung hebt sich gegenseitig auf.
  • Zum Beispiel wird der Mittelpunkt der Dicke des Schaltungssubstrats 7 unter die Mitte der gesamten Dicke des Vergussharzes 4 verschoben, und wenn die Abmessungen wie in 19 festgelegt werden, ist T2 größer als T3, und bei einer niedrigen Temperatur wird das Ganze auf der oberen Seite konkav und auf der unteren Seite konvex gekrümmt.
  • Wenn das Vergussharz in der Richtung der Dicke in zwei Teile geteilt wird, wird die Oberseite des Schaltungssubstrats 7 fast an der Mitte der Dicke des Vergussharzes 4 positioniert. Angenommen, dass der lineare Ausdehnungskoeffizient der Oberseite des Harzes αA und der zusammengesetzte lineare Ausdehnungskoeffizient des Schaltungssubstrats 7, der Basis 2 und der Unterseite des Harzes αB sei; da αA größer ist als αB, wird bei niedriger Temperatur aufgrund von Schrumpfung des Vergussharzes 4 das Ganze auf der oberen Seite konkav und auf der unteren Seite konvex gekrümmt.
  • Das Schaltungssubstrat 7 und die Basis 2 sind ebenso leicht gekrümmt. Bei hoher Temperatur verschwindet die Krümmung, während bei niedriger Temperatur die gleiche Krümmung wieder erzeugt wird. Bei einer Änderung der Temperatur wird folglich eine Änderung der Krümmung wiederholt; zwischen den Ecken der Oberseite des Schaltungssubstrats 7 und dem Vergussharz 4 wirkt eine örtliche Trennungsbelastung und von diesen Teilen ausgehend entwickelt sich eine Abtrennung.
  • Bei den in 18 gezeigten Abmessungen werden, auch wenn die Temperatur verändert wird, das Schaltungssubstrat 7 und die Basis 2 nicht gekrümmt, so dass zwischen ihnen und dem Vergussharz 4 kaum Trennungsbelastung erzeugt wird. Der Grund liegt darin, dass zwischen dem Schaltungssubstrat 7 und dem Vergussharz 4, obwohl eine Scherkraft in der Flächenrichtung aufgrund des unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten der beiden wirkt, das Schaltungssubstrat 7 und die Basis 2 nicht gekrümmt werden, und die Trennkraft aufgrund der Scherkraft klein ist.
  • In dem Klebevorgang für das Ganze ist es schwierig, die Grenzfläche zwischen dem Klebemittel und dem Element fest anzukleben, wodurch sich während des Aushärtens des Klebemittels in der Grenzfläche eine Luftschicht bilden kann und viele feine Luftblasen in dem Klebemittel verbleiben können. Somit kann ein Problem entstehen, wenn sich die Luftblasen ausdehnen und aufgrund von Hitze während des Transferverfahrens zerplatzen, und die Grenzfläche in der Nähe der Haft-Grenzfläche zwischen dem haftenden Teil und dem Vergussharz 4 getrennt wird.
  • Wenn jedoch in dem Klebevorgang eine Druckmaske mit einer Dicke von mehreren Zehn μm verwendet wird und das Klebemittel 8 gedruckt wird, und dann Tropfen von Klebemittel in einer x-Form oder einer Kreisform dem mittleren Teil der Druckfläche hinzugefügt werden, werden, wenn der elektronische Schaltungsaufbau 5 angebracht wird, Luftblasen in dem Klebemittel von dem mittleren Teil des Schaltungssubstrats 7 nach außen ausgedrückt und das oben erwähnte Problem kann verringert werden.
  • Eine Klebe-Halteeinrichtung wird in dem Klebevorgang verwendet, und Stifte der Klebe-Halteeinrichtungen werden in die in der Basis 2 ausgebildeten Positionierungs-Löcher 2f, Substrat-Positionierungs-Löcher 2j und Spalten 2k eingeführt, und das Schaltungssubstrat 7 wird präzise positioniert.
  • Zusätzlich zu dem oben erwähnten Klebeverfahren kann durch ein Verfahren, welches beispielsweise ein schichtförmiges Klebemittel aus der Epoxid-Gruppe mit einer Dicke von mehreren Zehn μm als ein Klebemittel 8 verwendet, eine Last auf der Oberseite des Schaltungssubstrats 7 anlegt und eine vorbestimmte Temperatur für eine vorbestimmte Zeit anwendet, das oben erwähnte Problem gelöst werden.
  • Bei diesem Verfahren wird zuerst eine Anordnung aus miteinander verbunden Basis 2 und Führungsrahmen 3 auf einer Haft-Halteeinrichtung angebracht. Das schichtförmige Klebemittel wird auf der Oberfläche der Basis 2 aufgebracht und das Schaltungssubstrat 7 wird darüber angeordnet. Eine Last wird auf der Oberseite des Schaltungssubstrats 7 durch eine druckausübende Halteeinrich tung angelegt. Die vorbestimmte Temperatur wird für die vorbestimmte Zeitspanne in diesem Zustand angewendet, und das schichtförmige Klebemittel wird geschmolzen und ausgehärtet und der Klebevorgang ist abgeschlossen.
  • Das Material des Schaltungssubstrats 7 ist Keramik oder Glas-Keramik und dessen Elastizitätsmodul nach Young ist hoch und das Material ist hart, so dass, wenn eine Last angelegt wird, das Material leicht zerdrückt wird. Für das schichtförmige Klebemittel wird unter Beachtung dieses Aspekts ein Klebemittel mit einem niedrigen Elastizitätsmodul gewählt, welches bei einer niedrigen Last geschmolzen und ausgehärtet werden kann.
  • Um ferner zu verhindern, dass das auf dem Schaltungssubstrat 7 ausgebildete Leitermuster verkratzt wird und der schützende Glasfilm einen Sprung bekommt, muss darauf geachtet werden, dass ein Material, welches eine Unregelmäßigkeit auffängt, zum Beispiel ein Film aus Polyesterharz, auf das Schaltungssubstrat 7 oder ein elastisches hitzebeständiges Harz auf der Oberfläche einer druckausübenden Halteeinrichtung aufgebracht wird.
  • Ferner wird, wenn die Krümmung des Basis 2 groß ist und die Last in dem oben erwähnten Klebeverfahren angelegt wird, das Klebemittel in einem Zustand ausgehärtet, durch welchen die Krümmung korrigiert wird, und wenn die Last entfernt wird, wirkt die Belastung zur Rückkehr der Ausbildung der Krümmung des Anfangszustands aufgrund der Korrektur auf das haftende Teil.
  • Daraus entsteht das Problem, dass die Haft-Grenzfläche durch die Belastung getrennt wird. Auch wenn die Grenzfläche bei Raumtemperatur nicht getrennt wird, gehen die Elemente nach Beendigung des Klebeverfahrens, insbesondere beim Vorgang des Verbindens der Elemente 6 der elektronische Schaltungsvorrichtung mit Lötmetall, durch einen Lötmetall-Schmelzofen bei 200 plus mehreren Zehn °C, so dass eine Verringerung der Haftfestigkeit hinzu kommt, wodurch ein Trennung erzeugt werden kann.
  • Um dies zu verhindern, wird ein Film aus Polyesterharz auf der Klebe-Halteeinrichtung aufgebracht und derart positioniert, dass er die Unterseite der Basis 2 berührt. Dadurch kann der Korrekturgrad der Krümmung verringert werden. Wenn jedoch die Krümmung zu groß ist, geht die Schutzwirkung verloren, so dass, um die Krümmung auf einen vorbestimmten Wert oder weniger zu steuern, die Genauigkeit bei der Herstellung der Basis 2 überwacht werden muss.
  • Im Folgenden wird ein ausgewähltes Beispiel eines schichtförmigen Klebemittels erläutert.
  • Die Dicke einer überwiegend aus einem Klebemittel aus der Epoxid-Gruppe bestehenden Platte wird auf 50 bis 200 μm festgelegt und ihre Fläche ist etwas schmaler als diejenige des Schaltungssubstrats 7. Im Allgemeinen weist diese Art von schichtförmigem Klebemittel eine Struktur auf, bei welcher deren beide Seiten von einem Film aus Polyesterharz mit einer Dicke von mehreren Zehn μm gehalten werden. Der Film auf einer Seite wird getrennt und die Seite wird auf der Basis 2 angebracht, und die Basis 2 wird durch eine Walze von oben über den Film auf die andere Seite gedrückt oder von einer Presse gepresst, um so eine temporäre Haftung auszuüben.
  • Unter einer perfekten Aushärtungsbedingung, wie 150 °C für eine Stunde, wird die Basis 2 in diesem Fall in einer Umgebung von 50 °C für mehrere Sekunden gepresst und temporär angeklebt, und der Film auf der gegenüberliegenden Fläche wird getrennt, und das Schaltungssubstrat 7 wird darauf aufgebracht und erhitzt und als primäre Haftung bei 150 °C für 3 Minuten gepresst, und dann tatsächlich bei 150 °C für 1 Minute ohne Druck ausgehärtet. Ferner kann das Verfahren auf den primären Haftvorgang übertragen werden, ohne dass eine temporäre Haftung stattfindet.
  • Bei dem in 11 gezeigten Beispiel einer Form, bei welchem eine Vielzahl kleiner Löcher 2g außerhalb des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet sind, kann das Klebeverfahren verwendet werden, welches das oben erwähnte Druck-Klebemittel verwendet. Jedoch bei dem in 12 gezeigten Beispiel einer Form, bei welchem die kleinen Löcher 2g in einem großen Bereich, einschließlich der gesamten Fläche des Schaltungssubstrats 7, ausgebildet sind, ist es schwierig, dieses Klebeverfahren anzuwenden. Der Grund liegt darin, dass es schwierig ist, eine Maske herzustellen, welche ein Klebemittel in einer Form aufdrucken kann, bei welcher viele kleine Löcher 2g vermieden werden.
  • Bei der in 12 gezeigten Form kann ein Klebeverfahren unter Verwendung eines schichtförmigen Klebemittels verwendet werden. Der Grund liegt darin, dass für ein schichtförmiges Klebemittel viele kleine Löcher durch Stanzen ausgebildet werden können. Ferner kann dieses Klebeverfahren auch bei der in 11 gezeigten Form verwendet werden.
  • 20 bis 23 sind Zeichnungen, welche die Klebeverfahren und die ebenen Formen des Klebemittels zeigen.
  • 20 ist eine die Maskenform zum Drucken eines flüssigen Klebemittels zeigende Draufsicht. Dies ist ein Beispiel dafür, wenn das in 16 gezeigte hoch erhitzende Element 6' mit der Platte 2 verbunden wird. 21 ist eine Zeichnung, welche den Zustand zeigt, wenn das Klebemittel 8 auf die Platte 2 gedruckt ist.
  • Eine Maske 20 wird hergestellt aus einem metallischen Material, beispielsweise eine Platte aus rostfreiem Stahl oder eine Platte aus einer Kupfer-Legierung, mit einer Dicke von mehreren Zehn μm. Deren Form weist eine Brücke 20c auf, um eine Insel 20a mit der Maske 20 zu verbinden, und ein Fenster 20b (schraffiertes Teil) zum Drucken des Klebemittels 8. Die Insel 20a ist ein Teil zum Anbringen des hoch erhitzenden Elements 6'. Das Äußere des Klebemittels 8 ist der Bereich, der etwas schmaler ist als die Struktur des Schaltungssubstrats 7.
  • Die Brücke 20c ist nicht mit dem Klebemittel 8 bedruckt. Jedoch ist deren Breite ungefähr mehrere Hundert μm und die Viskosität des Klebemittels 8 ist niedrig. Deswegen fließt dieses nach Ablauf einer Zeitdauer von beiden Seiten, so dass es kein Problem gibt.
  • 22 und 23 zeigen die Formen, wenn eine Klebeschicht für das Klebemittel 8 verwendet wird. Wenn das Klebemittel 8 äquivalent zu dem in 21 gezeigten ist, wird es in der in 22 gezeigten Form hergestellt. Wenn viele kleine Löcher 2g auf der unteren Seite des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet werden, wird es in der in 23 gezeigten Form hergestellt.
  • Wenn die kleinen Löcher 2g nicht auf der unteren Seite des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet werden, kann entweder das schichtförmige Klebemittel oder das flüssige Klebemittel verwendet werden. Wenn sie jedoch ausgebildet werden sollen, ist es schwierig, mit der Maske zu drucken. Der Grund dafür liegt darin, dass in dem zu den kleinen Löchern 2g äquivalenten Teil viele Inseln vorgesehen sind, und eine Maskenform wird ausgebildet, um sie mit der Brücke zu verbinden, so dass die Fläche zum Drucken des Klebemittels klein ist, und es ist schwierig, die Seitenwände der kleinen Löcher 2g vor dem Fliessen des Klebemittels zu schützen.
  • Deswegen ist in diesem Fall das schichtförmige Klebemittel geeignet. Das schichtförmige Klebemittel hat, wie bereits beschrieben, eine Struktur, bei welcher beide Seiten von einem Film aus Polyesterharz mit einer Dicke von mehreren Zehn μm gehalten werden, so dass die vielen kleinen Löcher 2g leicht durch Stanzen hergestellt werden können.
  • Das Klebemittel 8 wird als ein Klebemittel der Epoxid-Gruppe erläutert. Jedoch kann es ein Klebemittel der Silikon-Gruppe sein. Von Epoxid-Vergussharz 4 und einem Klebemittel der Silikon-Gruppe wird gesagt, dass sie hinsichtlich der Haftwirkung schlecht sind, und wenn ein zum Zeitpunkt des Anklebens des Schaltungssubstrats 7 erzeugtes Gas in dem Element verbleibt, entsteht das Problem einer Reduzierung der Haftfestigkeit zwischen dem Vergussharz 4 und dem Element.
  • Wenn jedoch das Bad während der Aushärtung des Klebemittels ausreichend belüftet wird und darauf geachtet wird, dass kein Gas verbleibt, kann das Problem vermieden werden. Das Klebemittel der Silikon-Gruppe hat eine physikalische Eigenschaft, dass sein Elastizitätsmodul kleiner als das des Klebemittels der Epoxid-Gruppe ist, und hat einen Vorteil, dass es die Wärmebelastung aufgrund des unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Schaltungssubstrats 7 und der Basis 2 absorbieren kann.
  • 24 zeigt einen vollständigen Zustand, bei dem der elektronische Schaltungsaufbau 5, welcher gebildet wird durch Drucken von Lötpaste auf ein vorbestimmtes Verdrahtungsmuster des Schaltungssubstrats 7, dann Anordnen der Teile, wie die Schaltungselemente 6 und die Kontaktierflächen 10, Schmelzen des Lötmetalls in dem Schmelzofen und Aushärten bei Raumtemperatur, um so eine elektrische Verbindung vorzusehen, an die Verbindungsstelle der Basis 2 mit dem Führungsrahmen 3 angeklebt wird.
  • 25 ist eine Querschnittsansicht, welche die Halteeinrichtung für den Vorgang des Drahtbondens und den Abschnitt entlang der in 24 gezeigten Linie IV-IV zeigt. Der Aufbau in dem Zustand, bei dem der Löt-Verbindungsvorgang beendet und der elektronische Schaltungsaufbau 5 mit der Verbindungsstelle der Basis 2 mit dem Führungsrahmen 3 festgeklebt ist, wird auf einer unteren Halteeinrichtung 16a einer Halteeinrichtung 16 für das Drahtbonden angeordnet.
  • Als nächstes werden die Basis 2 und der Führungsrahmen 3 von einer oberen Halteeinrichtung 16b nach unten gedrückt und unter Verwendung einer in der Zeichnung nicht gezeigten Klammer-Halteeinrichtung werden die beiden fixiert, um sich nicht vertikal und in der Richtung der Fläche zu bewegen. Das Drahtbonden verwendet ein optionales Verfahren, wie das Thermokontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, und verbindet elektrisch über die dünnen Aluminium-Drähte 9 die Kontaktierflächen 10 und die Anschluss-Drähte 3a des Schaltungssubstrats 7.
  • 26 ist eine Draufsicht, welche den in 24 gezeigten Teil P (Verbindungsstelle) im Detail zeigt. 27 ist eine Draufsicht, welche die kleinen Löcher 2g, welche in der in 12 gezeigten Basis 2 ausgebildet sind, und deren konkrete Abmessungen zeigt. 28 ist eine Draufsicht, welche den Zustand bei der Installation der kleinen Löcher zeigt, wenn das hoch erhitzende Element 6' mit der Basis 2 verbunden wird, und deren konkrete Abmessungen. 29 ist eine Draufsicht, welche die konkreten Abmessungen der in 27 und 28 gezeigten kleinen Löcher zeigt.
  • Wenn ferner, wie in dem Formbeispiel, bei welchem viele kleine Löcher 2g in der Basis 2 ausgebildet werden, erläutert, der Betriebstemperaturbereich der Umgebung vergleichsweise knapp und die Wärmebelastung niedrig ist, können die kleinen Löcher 2g eliminiert werden. In diesem Fall kann leicht eine Druckmaske für das Klebemittel 8 oder ein schichtförmiges Klebemittel hergestellt werden.
  • 30 bis 51 sind Zeichnungen, welche ein weiteres Ausführungsbeispiel der elektronischen Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigen. 30 ist eine Draufsicht einer elektronischen Schaltungsvorrichtung 1 zur Verwendung im Fahrzeug (Steuerungseinheit). 31 und 32 sind jeweils Querschnittsansichten entlang der Linien V-V und VI-VI, das heißt, teilweise Seitenansichten im Querschnitt aus verschiedenen Sichtrichtungen.
  • Auf der Basis 2 mit dem Flansch 2d wird der aus den Schaltungselementen 6 und dem Schaltungssubstrat 7 bestehende elektronische Schaltungsaufbau 5 angeordnet. In diesem Fall wird das Schaltungssubstrat 7 auf die Basis 2 geklebt.
  • Die Anschluss-Drähte 3a werden verwendet, um ein externes Anschlussobjekt (in der Zeichnung nicht gezeigt) elektrisch zu verbinden, und die Anschluss-Drähte 3a werden in die Kabelbaum-Verbindungsstücke des externen Anschlussobjekts eingebracht oder an die Kabelbaum-Anschlüssen geschweißt.
  • Der elektronische Schaltungsaufbau 5 und die Anschluss-Drähte 3a sind durch das Verfahren zum Drahtbonden, wie dem Thermokontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, über die dünnen Aluminium-Drähte 9 elektrisch verbunden. Der elektronische Schaltungsaufbau 5 ist auf der Basis 2 festgeklebt und der elektronische Schaltungsaufbau 5 und die Anschluss-Drähte 3a sind über die dünnen Aluminium-Drähte 9 verbunden, und dann werden die Komponenten, wie die elektronischen Elemente 6, das Schaltungssubstrat 7, die Basis 2 und die Anschluss-Drähte 3a, in einer Partie in dem Formharz 4 (im Folgenden als Vergussharz bezeichnet) eingelassen, ausschließlich einem Teil der Anschluss-Drähte 3a und einem Teil des Flansches 2d.
  • Das Vergussharz 4 wird durch ein Transferverfahren (Spritzpressverfahren) hergestellt. Das Transferverfahren ist im Allgemeinen ein Verfahren, welches ein Thermofixier-Harz, wie Epoxidharz, als Vergussharz verwendet. Tablettenförmiges Epoxidharz, welches durch formgepreßtes Pulver geformt wird, wird geschmolzen, indem ein vorbestimmter Druck mit einer vorbestimmten Temperatur angewendet wird, fluidisiert und in einer Form ausgehärtet. Das Verfahren ist allgemein für ein Gehäuse eines Chips, wie eines LSI (large scale integrated circuit – hochintegrierter Schaltkreis), bekannt.
  • Das Vergussharz 4 weist einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten auf und umschließt die internen Teile vollständig. Das Vergussharz 4 weist eine optimale physikalische Eigenschaft auf, um immer das Haftvermögen mit den internen Teilen auf einem vorbestimmten Wert zu halten, und um zu verhindern, dass sich die zusammengelöteten Teile und die dünnen drahtgebondeten Verbindungen zwischen den Halbleiter-Chips und dem Schaltungssubstrat aufgrund von Belastungen durch Hitze trennen und unterbrochen werden.
  • Ein Problem einer elektronischen Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug liegt im Eintritt von Wasser und Öl über die jeweiligen Klebe-Grenzflächen zwischen dem Vergussharz 4 und den Anschluss-Drähten 3a bzw. der Basis 2 aufgrund von wiederholten Hitzebelastungen während des Betriebs.
  • Das Problem kann durch ein Verfahren gelöst werden, indem der Unterschied der linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den An schluss-Drähten 3a und der Basis 2 bzw. dem Vergussharz 4 so weit wie möglich verringert, die Hitzebelastung zwischen den Elementen reduziert, eine besondere Oberflächenbehandlung für die Anschluss-Drähte 3a und die Basis 2 durchgeführt, beispielsweise die Aluminium-Chelat-Behandlung, und der Grenzteil zwischen dem Harz und dem Element kovalent verbunden wird (mittels covalent-bonding).
  • Für die Anschluss-Drähte 3a wird wärmeleitendes Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung gewählt. Für das Schaltungssubstrat 7 wird ein Material mit einem vergleichsweise kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten, wie Keramik oder Glaskeramik, gewählt, und ein vorbestimmtes Schaltungsmuster gebildet. Für die Basis 2, an welcher das Schaltungssubstrat 7 haftet, wird ein Material gewählt, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient nahe dem des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4 liegt.
  • Beispielsweise wird ein Material, bei dem Kupfer auf beiden Seiten von Invar (Legierung aus 64% Eisen und 36% Nickel) laminiert wird, das so genannte Überzugsmaterial, gewählt, und das Dickenverhältnis zwischen beiden Metallen wird verändert, damit ein erwünschter zusammengesetzter linearer Ausdehnungskoeffizient erreicht werden kann. Währenddessen liegt, hinsichtlich eines einzelnen Materials, der lineare Ausdehnungskoeffizient von Invar bei ungefähr 1 ppm/°C und der von Kupfer bei 16.5 ppm/°C.
  • Um den linearen Ausdehnungskoeffizienten zu verkleinern, wird der Kupferteil dünner und der Invarteil dicker gemacht. Deswegen wird zum Beispiel in diesem Ausführungsbeispiel, wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Schaltungssubstrats 7 bei 7 ppm/°C und der lineare Ausdehnungskoeffizient des Vergussharzes 4 bei 8 ppm/°C liegt, der lineare Ausdehnungskoeffizient des Überzugsmaterials auf 6.7 ppm/°C festgesetzt.
  • Für ein Beispiel eines Überzugsmaterials mit diesem linearen Ausdehnungskoeffizienten ist, wenn die Basis 2 eine Dicke von 0.64 mm aufweist, die Dicke von Kupfer 0.128 mm und die Dicke von Invar 0.384 mm.
  • Wenn der lineare Ausdehnungskoeffizient des Überzugsmaterials, welcher nahe bei den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4 liegt, auf 6.7 ppm/°C gesetzt wird, wird der gegenseitige Unterschied der linearen Ausdehnungskoeffizienten kleiner, und die Hitzebelastung aufgrund der Umweltbedingungen im Betrieb, insbesondere wiederholte Temperaturänderung, wird verringert, und der Widerstand gegenüber einer Rissbildung des Vergussharzes 4 und einer Abtrennung der Haft-Grenzflächen mit den Elementen wird erhöht.
  • Das Überzugsmaterial ist aufgebaut aus miteinander laminierten Schichten aus weichem Kupfer und hartem Invar, so dass ein Problem entsteht, dass der Unterschied in der Härte zwischen den Materialien groß und die Qualität des Stanzens schlecht ist. Im Allgemeinen wird beim Stanzen die Stanzfläche in einer vorbestimmten Form ausgestaltet, bestehend aus einer stumpfen Kante, einer Scherfläche und einer Bruchfläche.
  • Jedoch ist das Stanzen des Überzugsmaterials äquivalent zum simultanen Stanzen dünner geschichteter Platten, welche einen großen Härteunterschied und unterschiedliche Dicken aufweisen. Die stumpfen Kanten, die Scherfläche und die Bruchfläche werden unscharf, so dass ein Problem entsteht, dass sich die Verbindung zwischen den Platten leicht an der Stanz-Endfläche trennt.
  • Zum Beispiel weist Invar eine Härte von 200 Hv (Vickers hardness – Vickershärte) und Kupfer eine Härte von ungefähr 100 Hv auf. Jedoch haben die Anschluss-Drähte 3a eine Form, bei welcher viele schmale Teile vorgesehen sind, so dass ein hoch präzises Stanzen schwierig ist.
  • Als Gegenmaßnahme wird in diesem Ausführungsbeispiel für die Basis 2 mit einer einfachen Form, welche keine hohe Präzision erfordert, ein Überzugsmaterial verwendet und für die eine hohe Präzision erfordernden Anschluss-Drähte 3a wird ein Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung verwendet, und die beiden werden plastisch verbunden.
  • Es ist eine allgemein bekannte Anordnung für Führungsrahmen, die Basis 2 und die Anschluss-Drähte 3a mit demselben Material einer Kupfer-Legierung zusammen zu stanzen. Jedoch liegt deren linearer Ausdehnungskoeffizient ungefähr bei 17 ppm/°C und ist größer als der des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4.
  • Deswegen treten aufgrund von wiederholter Hitzebelastung im Betrieb eine Rissbildung des Harzes und eine Abtrennung der Haft-Grenzfläche von dem Harz leicht auf. Insbesondere die Basis 2 hat eine große Fläche und die Hitzebelastung, welche auf die Haft-Grenzfläche mit dem Vergussharz 4 einwirkt, ist groß. Die Anschluss- Drähte 3a haben eine kleine Fläche, so dass sich die Hitzebelastung auf einem unbedenklichen Grad bewegt.
  • 32 ist eine Querschnittsansicht des wesentlichen Bereichs der elektronischen Schaltungsvorrichtung. Auf der Oberseite der Basis 2 ist das Schaltungssubstrat 7 mittels des Klebemittels 8 befestigt. Im Allgemeinen ist es beim Kleben des Ganzen schwierig, die Grenzfläche zwischen dem Klebemittel und dem Element fest anzukleben, und so kann, während das Klebemittel aushärtet, auf der Grenzfläche eine Luftschicht gebildet werden oder viele kleine Luftblasen verbleiben in dem Klebemittel.
  • Somit kann ein Problem entstehen, wenn sich die Luftblasen ausdehnen und aufgrund von Hitze während des Transferverfahrens zerplatzen und die Grenzfläche in der Nähe der Haft-Grenzfläche zwischen dem haftenden Teil und dem Vergussharz 4 getrennt wird. Ein Beispiel des Klebeverfahrens zum Lösen dieses Problems wird später erläutert.
  • Auf dem Schaltungssubstrat 7 wird ein Verdrahtungsmuster (in der Zeichnung nicht gezeigt) ausgebildet und die Schaltungselemente 6 und die Kontaktierflächen 10 werden zusammengelötet. An die Kontaktierflächen 10 und die Anschluss-Drähte 3a werden die dünnen Aluminium-Drähte 9 jeweils durch das Verfahren zum Drahtbonden, wie dem Wärmekontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, elektrisch verbunden.
  • Das Material des Schaltungssubstrats 7 ist vorzugsweise ein Material mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten, der nahe dem der Sili zium-Chips liegt, welche den größten Anteil der Schaltungselemente 6 ausmachen, und hat einen geringen Unterschied zum linearen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussharzes 4. Wenn das Ausmaß der Schaltung erhöht wird, ist zur Miniaturisierung ein mehrschichtiges Schaltungssubstrat vorzuziehen und ein Substrat aus Keramik oder Glas-Keramik ist zweckmäßig. Wird die Priorität auf eine Wärmeableitung gelegt, ist ein keramisches Substrat mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit vorzuziehen.
  • 33 ist eine Zeichnung, welche die Basis 2 und den Führungsrahmen 3 zeigt, welche miteinander verbunden und integriert sind. Die Basis 2 weist eine Form auf, welche besteht aus dem an dem Substrat haftenden Teil 2', den Flanschen 2d, den Verbindungsstellen 2e, den Positionierungs-Löchern 2f und den Vorsprüngen 2n.
  • Der Führungsrahmen 3 ist aufgebaut aus den Anschluss-Drähten 3a, den Kontaktierflächen 3b, den Verbindungen 3c, den Rahmen 3d, den Verbindungsstellen 3f, den Belastungs-Absorbern 3s und den Kerben 3p, welche alle durch Stanzen hergestellt werden. Die Teile sind mittels der Verbindungsstellen 2e und 3f plastisch verbunden und integriert. Das Verbindungsverfahren, Wirkungen der Belastungs-Absorber 3s und ein weiteres Formbeispiel werden später erläutert.
  • Die Kontaktierflächen 3b zum Verbinden der dünnen Aluminium-Drähte 9 durch Drahtbonden sind teilweise mit Nickel oder Silber plattiert, um deren Oberfläche vor Oxidation zu schützen. Die Flanschen 2d sind vorgesehen, um mit den gegenüberliegenden Elemen ten befestigt zu werden, und die vier Löcher 2f sind eingebaut, um die Halteeinrichtungen zum Zeitpunkt der Montage zu befestigen.
  • Die Kerben 3p legen die Richtung fest und sind eingerichtet, um durch Herstellungsfehler verursachte Passfehler der Spritzpressform zu verringern. Ferner dienen die Kerben 3p auch dem Zweck, das Einführen eines Aufbaus in der Gegenrichtung, wenn er in diese Form eingesetzt werden soll, in einem Zustand zu verhindern, in dem das Schaltungssubstrat 7 festgeklebt und das Drahtbonden für den elektronischen Schaltungsaufbau 5 mittels des vorbestimmten Verfahrens beendet ist. Für die Kerben 3p kann, wenn der Führungsrahmen 3 eine symmetrische Form hat, eine Form und eine Position optional gewählt werden, um so dessen Vorderseite und Rückseite zu unterscheiden.
  • Ferner liegt die Ursache dafür, dass die Verbindungen 3c, die Rahmen 3d und die Flanschen 2d einen geschlossenen Kreis bilden, darin, dass, wenn das Teil von oben und unten von der Transferform festgeklemmt wird, wobei es mit dem Vergussharz 4 ausgegossen und Epoxidharz in der Form zu einer Flüssigkeit geschmolzen wird, verhindert wird, dass dieses aus dem geschlossenen Kreis austritt.
  • Zwischen dem schmalen Teil des einzupassenden Anschluss-Drahts 3a und der Form wird eine Passlücke ausgebildet, so dass flüssiges Epoxidharz durch dieses Teil nach außen austritt. Da jedoch der geschlossene Kreis vorgesehen ist, wird es in dem Kreis ausgehärtet und verbleibt dann als Gussnaht.
  • Nach dem Gießen werden die Gussnähte entfernt und die Verbindungen 3c und die Rahmen 3d des Führungsrahmens 3 werden abgeschnitten und eine Vielzahl unabhängiger Anschluss-Drähte 3a entstehen. Die Flanschen 2d der Basis 2 werden gestanzt und in einer vorbestimmten Form gefaltet, somit ist die Steuerungseinheit 1 fertig gestellt.
  • 34 ist eine detaillierte Darstellung eines Beispiels des zusammengefügten Teils der Basis 2 und des Führungsrahmens 3. 35 ist eine Querschnittsansicht des zusammengefügten Teils entlang der in 34 gezeigten Linie VII-VII.
  • Die auf der Basis 2 vorgesehenen Verbindungsstellen 2e sind konkav und angepasst an die konvexen Verbindungsstellen 3f des Führungsrahmens 3. Die konkaven und konvexen Verbindungsstellen sind teilweise schräg, um so in der Richtung der Fläche zu halten.
  • Durch Anwendung der Drucklast werden die Verbindungsstellen 3f in der Richtung der Dicke zerdrückt, Konkavitäten 13 werden gebildet und die Verbindungsstellen werden durch den plastischen Fluss des Materials verbunden. Auch wenn die konkaven und konvexen Formen der Verbindungsstellen umgedreht sind, kann dieselbe Verbindungswirkung erreicht werden.
  • Das Invar 2a ist härter als der Führungsrahmen 3, so dass, auch wenn die auf dem Führungsrahmen 3 ausgebildeten konvexen Verbindungsstellen 3f zerdrückt werden, kein Problem entsteht. Wenn insbesondere jedoch das Material des Führungsrahmens 3 eine vergleichsweise weiche Kupfer-Legierung ist, der Invar-Teil 2a dünn ist und die Kupfer-Teile 2b und 2c dick sind, und wenn konkave Verbindungsstellen auf der Basis 2 ausgebildet sind, entsteht das Problem, dass die Verbindungsstellen nach außen geöffnet werden.
  • Deswegen müssen, gemäß dem Dickenverhältnis zwischen den Kupfer- und Invar-Überzugsmaterialien und der Materialhärte des Führungsrahmens 3, die Konkavitäten 13 entweder in dem Führungsrahmen 3 oder der Basis 2 ausgebildet werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird, unter Beachtung des obigen, für den Führungsrahmen 3 ein Material gewählt, dass eine geringere Härte als der Invarteil 2a des Überzugsmaterials aufweist. Beispielsweise ist das Material eine Kupfer-Legierung mit 150 Hv (Vickers hardness – Vickershärte).
  • Das Überzugsmaterial der Basis 2 besteht aus Invar 2a und Kupfer 2b und 2c und diese werden, wie allgemein bekannt ist, mit vorbestimmtem Druck und mit vorbestimmter Temperatur aufgetragen, laminiert und durch Diffusion zwischen den metallischen Materialien fest verbunden.
  • Die konvexen Verbindungsstellen des Führungsrahmens 3 werden zerdrückt, und die Konkavitäten 13 werden oben und unten ausgebildet, wodurch das Material in plastisches Fließen gerät und die Passlücken in der Flächenrichtung werden ausgefüllt, und die Basis 2 und der Führungsrahmen 3 werden verbunden.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zum Ausbilden der Konkavitäten 13 wird in 41 gezeigt. Eine untere Druckgießform 11 und eine obere Druckgießform 12 liegen in einer gestuften Form vor. Wenn eine Last in der vertikalen Richtung angelegt wird, werden die konvexen Verbindungsstellen 3f des Führungsrahmens 3 zerdrückt und die Konkavitäten 13 werden ausgebildet.
  • Die Druckbedingung, bei welcher die gestuften Teile der Druckgießformen 11 und 12 mit dem oberen und unteren Teil des Führungsrahmens 3 und mit dem oberen und unteren Teil der Basis 2 in Kontakt kommen, wenn eine vorbestimmte Last angewendet wird, ist festgelegt. Wenn die gestuften Teile nicht mit diesen in Kontakt kommen, schwellen die Kupferteile 2b und 2c in der Richtung der Dicke lokal in der Nähe des Pass-Teils an und können in der Richtung der Dicke verbogen werden. Ferner sind die Konkavitäten 13 vielseitig. Jedoch können sie in jeder Form ausgebildet sein, einschließlich einer kreisförmigen Form oder einer trapezförmigen Form entlang des schrägen Teils.
  • In der Zeichnung weisen die Materialien die gleiche Dicke auf. Jedoch können die Basis 2 oder der Führungsrahmen 3 dicker als der andere sein. Wenn eine Wärmeableitung erhöht werden muss, ist es effektiv, die Basis 2 dicker auszugestalten. Wenn ferner die Anschluss-Drähte 3a mit den Verbindungsstücken verbunden werden sollen, können sie auf die geeignete Dicke der gegenüberliegenden weiblichen Anschlüsse angepasst werden.
  • 37 ist eine Draufsicht, welche die Form des Führungsrahmens 3 vor dem Packen zeigt, und 38 ist eine Draufsicht, welche die Form der Basis 2 vor dem Packen zeigt, wobei diese jeweils durch Stanzen hergestellt werden.
  • Der Führungsrahmen 3 umfasst die Anschluss-Drähte 3a, die Kontaktierflächen 3b, die Verbindungen 3c, die Rahmen 3d, die Belastungs-Absorber 3s, die Kerben 3p und die Verbindungsstellen 3f. Die Teile, die durch gepunktete Linien verbunden werden, sind Leer-Teile zum fortgesetzten Stanzen.
  • Die Kontaktierflächen 3b benötigen einen Nickel-Überzug oder einen Silber-Überzug zur Verhinderung von Oxidation. Jedoch können die Kontaktierflächen 3b in einem Materialzustand vor dem Stanzen teilweise bandförmig plattiert werden oder die Kontaktierflächen können nach dem Stanzen teilweise plattiert werden.
  • Die Basis 2 umfasst den an dem Substrat haftenden Teil 2', wo der elektronische Schaltungsaufbau 5 angeordnet und befestigt ist, die Verbindungsstellen 2e mit dem Führungsrahmen 3, die Flanschen 2d, die Positionierungs-Löcher 2f und der Vorsprung 2n. Auf die gleiche Weise wie der Führungsrahmen 3 kann die Basis 2 so geformt sein, dass Leer-Teile zum fortgesetzten Stanzen vorgesehen werden.
  • Wie oben erwähnt, werden die Basis 2 und die Anschluss-Drähte 3a aus unterschiedlichen Materialarten hergestellt und dann durch eine plastische Verbindung integriert, so dass die Materialien der Basis und der Anschluss-Drähte gemäß einem optimalen linearen Ausdehnungskoeffizienten, einer Wärmeleitfähigkeit und einer Dicke abhängig von den physikalischen Eigenschaften des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4, des erforderlichen Grads der Wärmeableitung und den Verbindungsanschlüssen der Gegenseite gewählt werden können. Dies stellt einen großen Vorteil dar, der von einer her kömmlichen Vorrichtung, bei der die Basis und der Führungsrahmen aus demselben Kupfer-Legierungs-Material bestehen, nicht gewährleistet werden kann.
  • Als nächstes wird der Betrieb der oben erwähnten Belastungs-Absorber 3s erläutert.
  • Der Basis-Führungsrahmen-Aufbau, bei dem die Basis 2 und der Führungsrahmen 3 verbunden sind, wird, wenn er durch einen später beschriebenen Schmelzofen geht, einer hohen Temperatur, wie zwei hundert plus mehrere Zehn °C, für mehrere Minuten ausgesetzt. Der Führungsrahmen 3 besteht aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung und sein linearer Ausdehnungskoeffizient liegt bei ungefähr 17 ppm/°C, und der linearer Ausdehnungskoeffizient der Basis 2 ist 6.7 ppm/°C, und die Wärmebelastung aufgrund der unterschiedlichen linearen Ausdehnungskoeffizienten und des Temperaturunterschieds zwischen den beiden wirkt auf die Verbindungsstelle.
  • In dem bei Raumtemperatur verbundenen Zustand, sind die Basis 2 und der Führungsrahmen 3 auf derselben Ebene ausgebildet. Jedoch ist der lineare Ausdehnungskoeffizient des Führungsrahmens 3 größer als der der Basis 2, so dass der Führungsrahmen 3 dazu neigt, nach außen auszudehnen.
  • Jedoch wird der Führungsrahmen 3 durch die Verbindungsstelle geführt, so dass das Teil belastet wird, und wenn die Belastung zu hoch wird, wird die Basis 2 durch eine auftretende Kraft verkrümmt. Der Unterschied zwischen den linearen Ausdehnungskoeffizienten des Schaltungssubstrats 7 und der Basis 2 ist klein, so dass wenig Krümmung aufgrund der Wärmebelastung erzeugt wird. Wenn jedoch eine Kraft aufgrund einer Verdrehung angelegt wird, neigt das anhaftende Teil zum Abtrennen.
  • Die Wärmebelastung wird von den Belastungs-Absorbern 3s aufgefangen. Die Belastungs-Absorber 3s sind schmaler ausgebildet als die anderen Teile des Rahmens, verursachen eine Verdrehung des Führungsrahmens 3 und schützen die Basis 2 vor Verformung (Verdrehung) aufgrund der Ausdehnung. Auch wenn der Führungsrahmen 3 verdreht wird, kehrt er bei Raumtemperatur in seinen ursprünglichen Zustand zurück, so dass kein wirklicher Schaden entsteht. Die Basis 2 jedoch muss vor einer Verdrehung geschützt werden.
  • Der in 37 gezeigte, von der gepunkteten Linie abgegrenzte, Teil P, welcher die Form des Belastungs-Absorbers 3s zeigt, kann verschiedene Formen aufwiesen, wie in 39 und 40 gezeigt wird. 39 zeigt eine Form, bei der ein schmaler Teil Sa und ein Spalt Sb vorgesehen sind.
  • 40 zeigt eine Form, bei welcher ein schräger schmaler Teil Sc vorgesehen ist. Unter Betrachtung des Materials, der Dicke und der Größe des Führungsrahmens 3 wird eine passende Form ausgewählt. Die Form ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Formen beschränkt und eine optionale Form kann gewählt werden.
  • 41 ist eine detaillierte Darstellung, welche ein weiteres konkretes Beispiel der Verbindungsstelle zeigt und welches dem in 34 gezeigten verbundenen Teil entspricht. Die Verbindungsstellen 3f des Führungsrahmens 3 werden konkav ausgebildet, die Verbindungsstellen 2e der Basis 2 werden konvex ausgebildet, die konvexen Teile werden zerdrückt, die Konkavitäten 13 werden ausgebildet und der Führungsrahmen 3 und die Basis 2 werden plastisch verbunden.
  • Wenn das Material des Führungsrahmens 3 eine vergleichsweise harte Kupfer-Legierung und der Invar-Teil 2a dünn ist und die Kupfer-Teile 2b und 2c dick sind, ist diese Struktur geeignet und die Konkavitäten 13 werden in den Kupfer-Teilen 2b und 2c ausgebildet.
  • 42 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel einer Halteeinrichtung zum Befestigen des Schaltungssubstrats 7 zeigt. 43 ist eine Querschnittsansicht der Halteeinrichtung entlang der Linie VIII-VIII.
  • Im Allgemeinen ist es beim Kleben des Ganzen schwierig, die Grenzfläche zwischen einem Klebemittel und einem Element fest anzukleben, und so kann, während das Klebemittel aushärtet, auf der Grenzfläche eine Luftschicht gebildet werden oder viele kleine Luftblasen verbleiben in dem Klebemittel.
  • Jedoch kann in dem Klebeverfahren durch ein Verfahren, welches beispielsweise eine Epoxid-Haftschicht mit einer Dicke von mehreren Zehn μm als das Klebemittel 8 verwendet und eine Last auf der Oberseite des Schaltungssubstrats 7 mit einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeit anlegt, das oben erwähnte Problem gelöst werden.
  • Zuerst wird eine Anordnung aus miteinander verbundenen Basis 2 und Führungsrahmen 3 auf der Oberfläche einer Haft- Halteeinrichtung angebracht. Eine Klebeschicht 8' wird auf der Basis 2 aufgebracht und das Schaltungssubstrat 7 wird darauf angeordnet. Eine Last wird auf der Oberseite des Schaltungssubstrats 7 durch eine Halteeinrichtung 21 angelegt. In diesem Zustand wird die Klebeschicht 8' bei der vorbestimmten Temperatur für die vorbestimmte Zeitspanne geschmolzen und ausgehärtet und der Klebevorgang ist abgeschlossen.
  • Das Material des Schaltungssubstrats 7 ist Glas-Keramik oder Keramik, so dass der Elastizitätsmodul nach Young hoch ist und, wenn eine Last angelegt wird, das Material leicht zerdrückt wird. Deswegen wird für die Klebeschicht 8' unter Beachtung dieses Aspekts ein Klebemittel mit physikalischen Eigenschaften gewählt, welches bei einer niedrigen Last geschmolzen und ausgehärtet werden kann.
  • Um ferner zu verhindern, dass das auf dem Schaltungssubstrat 7 ausgebildete Leitermuster verkratzt wird und der schützende Glasfilm einen Sprung bekommt, muss darauf geachtet werden, dass ein Material, welches eine Unregelmäßigkeit auffängt, zum Beispiel ein Film aus Polyesterharz, auf das Schaltungssubstrat 7 oder ein elastisches hitzebeständiges Harz auf der Oberfläche der Halteeinrichtung 21 aufgebracht wird.
  • Ferner wird, wenn die Krümmung des Basis 2 groß ist und die Last in dem oben erwähnten Klebeverfahren angelegt wird, das Klebemittel in einem Zustand ausgehärtet, durch welchen die Krümmung korrigiert wird, und wenn die Last entfernt wird, wirkt die Belastung zur Rückkehr der Ausbildung der Krümmung des Anfangszustands aufgrund der Korrektur auf das haftende Teil.
  • Daraus entsteht das Problem, dass die Haft-Grenzfläche durch die Belastung getrennt wird. Auch wenn die Grenzfläche bei Raumtemperatur nicht getrennt wird, gehen die Elemente nach Beendigung des Klebeverfahrens, insbesondere beim Vorgang des Verbindens der Elemente 6 der elektronische Schaltungsvorrichtung mit Lötmetall, durch einen Lötmetall-Schmelzofen bei 200 plus mehreren Zehn °C, so dass eine Verringerung der Haftfestigkeit hinzu kommt, wodurch ein Trennung erzeugt werden kann.
  • Um dies zu verhindern, wird ein Film aus Polyesterharz auf der Klebe-Halteeinrichtung 20 aufgebracht und derart positioniert, dass er die Unterseite der Basis 2 berührt. Dadurch kann der Korrekturgrad der Krümmung verringert werden. Wenn jedoch die Krümmung zu groß ist, geht die Schutzwirkung verloren, so dass, um die Krümmung auf maximal einen vorbestimmten Wert zu begrenzen, die Genauigkeit bei der Herstellung der Basis 2 überwacht werden muss.
  • Im Folgenden wird ein ausgewähltes Beispiel der Klebeschicht 8' erläutert.
  • Die Dicke einer überwiegend aus einem Klebemittel aus der Epoxid-Gruppe bestehenden Platte wird auf 50 bis 200 μm festgelegt und ihre Fläche ist etwas schmaler als diejenige des Schaltungssubstrats 7. Im Allgemeinen weist diese Art von schichtförmigem Klebemittel eine Struktur auf, bei welcher deren beide Seiten von einem Film aus Polyesterharz mit einer Dicke von mehreren Zehn μm gehalten werden.
  • Der Film auf einer Seite wird getrennt und die Seite wird auf der Basis 2 angebracht, und die Basis 2 wird durch eine Walze von oben über den Film auf die andere Seite gedrückt oder von einer Presse gepresst, um so eine temporäre Haftung auszuüben. Unter einer perfekten Aushärtungsbedingung, wie 150 °C für eine Stunde, wird die Basis 2 in diesem Fall in einer Umgebung von 50 °C für mehrere Sekunden gepresst und temporär angeklebt, und der Film auf der gegenüberliegenden Fläche wird getrennt, und das Schaltungssubstrat 7 wird darauf aufgebracht und erhitzt und als primäre Haftung bei 150 °C für 3 Minuten gepresst, und dann tatsächlich bei 150 °C für 1 Minute ohne Druck ausgehärtet. Ferner kann das Verfahren auf den primären Haftvorgang übertragen werden, ohne dass eine temporäre Haftung stattfindet.
  • Wie bereits beschrieben, kann in einem flüssigen Klebemittel, während das Klebemittel aushärtet, auf der Grenzfläche eine Luftschicht gebildet werden oder viele kleine Luftblasen verbleiben in dem Klebemittel. Jedoch kann durch Aushärten eines schichtförmigen Klebemittels bei hoher Temperatur und unter Anlegen von Druck dieses Problem gelöst werden.
  • 44 ist eine detaillierte Querschnittsansicht des anhaftenden Teils einschließlich des auf der Basis ausgebildeten Vorsprungs 2n.
  • In der Struktur dieses Ausführungsbeispiels ist das Schaltungssubstrat ein Mehrschichten-Substrat aus Keramik oder Glas-Keramik und auch auf dessen Rückseite (Unterfläche) sind ein Schaltungsmuster und gedruckte Widerstände ausgebildet.
  • Wie allgemein bekannt ist, weist der Widerstand nach dem Drucken einen Fehler von mehreren Zehn % auf, so dass, um den Widerstand innerhalb einer vorbestimmten Genauigkeit zu steuern, ein Abgleich durchgeführt wird. Um diesen Vorgang durchzuführen, werden für die jeweiligen Widerstände unabhängige Leitermuster gebildet und die Widerstände zwischen den Mustern werden gemessen, dann werden die Widerstände unter Verwendung der Hitze eines Laserstrahls abgeglichen.
  • Nach Beendigung des Abgleichvorgangs werden die Abgleichsmuster freigelegt und die anderen Teile werden mit einem Schutzfilm abgedeckt. Für den Schutzfilm wird Epoxidharz verwendet. Der Grund dafür, dass die Abgleichsmuster freigelegt werden, liegt darin, dass der Widerstand in dem Zustand nach Fertigstellung gemessen wird und die Muster zur Qualitätskontrolle durch den Hersteller und zur Kontrolle einer Partie bei einer Abnahmeprüfung für einen Bestimmungsort der Lieferung verwendet werden.
  • Wenn ferner Glas mit einem niedrigen Schmelzpunkt für den Schutzfilm verwendet wird, werden die Widerstände gedruckt und kalziniert, und dann wird in einem vorbestimmten Bereich auf der Rückseite, in welchem die Abgleichsmuster entfernt wurden, ein Schutzfilm kontinuierlich ausgebildet. Der Abgleichvorgang wird auf die gleiche Weise durchgeführt, indem das Glas mit einem niedrigen Schmelzpunkt und die Widerstände gleichzeitig durch die Hitze eines Laserstrahls unter Verwendung der Abgleichsmuster geschmolzen werden.
  • Da die Abgleichsmuster freigelegt werden, muss, wenn das Schaltungssubstrat auf die Basis 2 aufgeklebt wird, verhindert werden, dass die freigelegte Fläche die Basis 2 berührt, und ein vorbestimmter Isolierabstand muss erhalten werden. In 44 sind die Abgleichsmuster 7a auf der Rückseite des Schaltungssubstrats 7 ausgebildet. Der Vorsprung 2n ist auf dem Kupfer-Teil 2d des Überzugsmaterials der Basis 2 ausgebildet und ist vorgesehen, um den Isolierabstand zu erhalten.
  • 45 ist eine Zeichnung, welche den Vorsprung 2n detailliert zeigt, wobei die Ziffer 2u eine Konkavität, 2v eine Konkavität auf der dem Vorsprung 2n gegenüberliegenden Fläche der Basis 2 und H2 eine Höhe von der Oberfläche der Basis 2 zu dem Vorsprung 2n angibt. Ein Verfahren zu deren Herstellung wird unter Bezugnahme auf 46 und 47 erläutert.
  • Die Basis 2 ist auf einer unteren Druckgießform 40 angeordnet und wird durch eine obere Druckgießform 41 in der Richtung des Pfeils gedrückt. Die obere Druckgießform 41 ist mit einer Konkavität versehen und die untere Druckgießform ist mit einer konvexen Form versehen. Dadurch wird mittels Drucklast die Konkavität 2v auf dem unteren Kupfer-Teil 2c ausgebildet und gleichzeitig gerät das obere Kupfer-Teil 2b in plastisches Fließen und der Vorsprung 2n wird gebildet.
  • Die Höhe H2 des Vorsprungs 2n wird auf eine Größe gesetzt, bei welcher, wenn die Klebeschicht 8' auf dem Schaltungssubstrat 7 angeordnet ist, erwärmt und in dem primären Klebevorgang unter Druck gesetzt wird, die Abgleichsmuster 7a die Basis 2 nicht berühren und ein vorbestimmter Isolierabstand erhalten wird, zum Beispiel 50 μm oder ähnliches. Ferner liegt der Durchmesser des Vorsprungs 2g bei ungefähr 1 mm.
  • Wie in 33 gezeigt, sind die Vorsprünge 2n an vier Stellen vorgesehen und in der Nähe der Enden des Schaltungssubstrats 7 angeordnet. In der Nähe der Enden ist das hintere Muster des Schaltungssubstrats 7 nicht ausgebildet. Der Schutzfilm weist abhängig von der Position eine stark unterschiedliche Dicke auf und, wenn die Vorsprünge 2n in den Teilen angebracht werden, welche diesen aufweisen, sind die großen Unterschiede bei dem vorbestimmten Abstand von Nachteil.
  • Nach Beendigung der Klebevorgangs wird Lötpaste auf das vorbestimmte Verdrahtungsmuster des Schaltungssubstrats 7 aufgedruckt, die Komponenten, wie die Schaltungselemente 6 und die Kontaktierflächen 10, werden angeordnet, und das Lötmetall wird in dem Schmelzofen geschmolzen und bei Raumtemperatur ausgehärtet, wodurch die Komponenten elektrisch verbunden sind. 48 zeigt deren fertig gestellten Zustand.
  • 49 ist eine Draufsicht, welche die Halteeinrichtung für das Drahtbonden zeigt und 50 ist eine Querschnittsansicht der Halteeinrichtung entlang der in 49 gezeigten Linie IX-IX.
  • Wenn der Löt-Verbindungsvorgang beendet ist, wird die Baugruppe auf der unteren Halteeinrichtung 16a der Halteeinrichtung 16 für das Bonden angeordnet. Als nächstes werden die Basis 2 und der Führungsrahmen 3 von der oberen Halteeinrichtung 16b nach unten gedrückt und unter Verwendung einer in der Zeichnung nicht gezeigten Klammer-Halteeinrichtung werden die beiden fixiert, um sich nicht vertikal und in der Richtung der Fläche zu bewegen.
  • Das Drahtbonden verwendet ein optionales Verfahren, wie das Thermokontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, und verbindet elektrisch über die dünnen Aluminium-Drähte 9 die Kontaktierflächen 10 und die Anschluss-Drähte 3a des Schaltungssubstrats 7.
  • 51 ist eine Draufsicht, welche die detaillierte Verbindungsstelle und den Belastungs-Absorber zeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann eine kostengünstige elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug ohne Abtrennung der Formharz-Grenzfläche von Schaltungssubstrat, Basis und Führungsrahmen und ohne, dass das Harz aufgrund von Wärmebelastung Sprünge bekommt, realisiert werden.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiels der elektronischen Schaltungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 52 bis 65 erläutert.
  • 52 ist eine Draufsicht auf eine elektronische Schaltungsvorrichtung 1 (Steuerungseinheit) zur Verwendung im Fahrzeug. 53 und 54 sind teilweise Längs- bzw. Querschnitte entlang der in 52 gezeigten Linien X-X bzw. XI-XI aus verschiedenen Sichtrichtungen.
  • Auf einer Führungsrahmen-Einheit 23 mit dem Flansch 2d wird der aus den Schaltungselementen 6 und dem Schaltungssubstrat 7 bestehende elektronische Schaltungsaufbau 5 angeordnet. Die Führungsrahmen-Einheit 23 besteht aus der Basis 2, an welcher der e lektronische Schaltungsaufbau 5 angebracht ist, und dem Führungsrahmen 3, welcher die Anschluss-Drähte 3a hält. In dieser Anordnung wird das Schaltungssubstrat 7 auf die Führungsrahmen-Einheit 23 geklebt. Das Schaltungssubstrat 7 ist derart ausgebildet, nur auf dem teilweise ausgedehnten Bereich in dem Mittelteil der Basis 2 anzuhaften. Die Struktur wird später beschrieben.
  • Die Anschluss-Drähte 3a werden, wenn sie mit einem externen Anschlussobjekt (in der Zeichnung nicht gezeigt) elektrisch verbunden sind, in die Kabelbaum-Verbindungsstücke des externen Anschlussobjekts eingebracht oder an die Kabelbaum-Anschlüssen geschweißt.
  • Der elektronische Schaltungsaufbau 5 und die Anschluss-Drähte 3a sind durch das Verfahren zum Drahtbonden, wie dem Thermokontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, über die dünnen Aluminium-Drähte 9 elektrisch verbunden.
  • Der elektronische Schaltungsaufbau 5 ist auf der Führungsrahmen-Einheit 23 festgeklebt und der elektronische Schaltungsaufbau 5 und die Anschluss-Drähte 3a sind über die dünnen Aluminium-Drähte 9 verbunden, und dann werden die Komponenten (die elektronischen Elemente 6, das Schaltungssubstrat 7, die Führungsrahmen-Einheit 23 und die Anschluss-Drähte 3a) in einer Partie in dem Formharz 4 (im Folgenden als Vergussharz bezeichnet) eingelassen, ausschließlich einem Teil der Anschluss-Drähte 3a und einem Teil des Flansches 2d.
  • Das Vergussharz 4 wird durch ein Transferverfahren (Spritzpressverfahren) hergestellt. Das Transferverfahren ist im Allgemeinen ein Ver fahren, welches ein Thermofixier-Harz, wie Epoxidharz, als Vergussharz verwendet. Tablettenförmiges Epoxidharz, welches durch formgepreßtes Pulver geformt wird, wird geschmolzen, indem ein vorbestimmter Druck mit einer vorbestimmten Temperatur angewendet wird, fluidisiert und in einer Form ausgehärtet. Das Verfahren ist allgemein für ein Gehäuse eines Chips, wie eines LSI (large scale integrated circuit – hochintegrierter Schaltkreis), bekannt.
  • Das Vergussharz 4 weist einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten auf und umschließt die internen Teile vollständig. Das Vergussharz 4 weist eine optimale physikalische Eigenschaft auf, um immer das Haftvermögen mit den internen Teilen auf einem vorbestimmten Wert zu halten, und um zu verhindern, dass sich die zusammengelöteten Teile und die dünnen drahtgebondeten Verbindungen zwischen den Halbleiter-Chips und dem Schaltungssubstrat 7 aufgrund von Belastungen durch Hitze trennen und unterbrochen werden.
  • Ein Problem einer elektronischen Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug liegt im Eintritt von Wasser und Öl über die jeweiligen Klebe-Grenzflächen zwischen dem Vergussharz 4 und den Anschluss-Drähten 3a bzw. der Führungsrahmen-Einheit 23 aufgrund von wiederholten Hitzebelastungen während des Betriebs. Das Problem kann durch ein Verfahren gelöst werden, indem der Unterschied der linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Anschluss-Drähten 3a und der Führungsrahmen-Einheit 23 bzw. dem Vergussharz 4 so weit wie möglich verringert, die Hitzebelastung zwischen den Elementen reduziert, eine besondere Oberflächenbehandlung für die Anschluss-Drähte 3a und die Führungsrahmen-Einheit 23 durchgeführt (beispielsweise die Aluminium-Chelat-Behandlung), und der Grenzteil zwischen dem Harz und dem Element kovalent verbunden wird (mittels covalent-bonding).
  • Für die Führungsrahmen-Einheit 23 und die Anschluss-Drähte 3a wird wärmeleitendes Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung gewählt. Für das Schaltungssubstrat 7 wird ein Material mit einem vergleichsweise kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten, wie Keramik oder Glaskeramik, gewählt, und ein vorbestimmtes Schaltungsmuster gebildet.
  • Es ist eine allgemein bekannte Anordnung, die Basis 2, den Führungsrahmen 3 und die Anschluss-Drähte 3a, welche die Führungsrahmen-Einheit 23 bilden, mit demselben Material einer Kupfer-Legierung zusammen zu stanzen. Jedoch liegt deren linearer Ausdehnungskoeffizient ungefähr bei 17 ppm/°C und ist größer als der des Schaltungssubstrats 7 und des Vergussharzes 4, deswegen treten aufgrund von wiederholter Hitzebelastung im Betrieb eine Rissbildung des Harzes und eine Abtrennung der Haft-Grenzfläche von dem Harz leicht auf.
  • Insbesondere die Führungsrahmen-Einheit 23 hat eine große Fläche und die Hitzebelastung, welche auf die Haft-Grenzfläche mit dem Vergussharz 4 einwirkt, ist groß. Die Anschluss-Drähte 3a haben eine kleine Fläche, so dass sich die Hitzebelastung für die Struktur dieses Ausführungsbeispiels auf einem unbedenklichen Grad bewegt.
  • 54 ist eine Querschnittsansicht des wesentlichen Bereichs der elektronischen Schaltungsvorrichtung. Auf der Oberseite der Füh rungsrahmen-Einheit 23 ist das Schaltungssubstrat 7 mittels des Klebemittels 8 befestigt. Das Schaltungssubstrat 7 ist derart ausgebildet, nur auf dem teilweise ausgedehnten Bereich in dem Mittelteil der Führungsrahmen-Einheit 23 anzuhaften. Im Allgemeinen wird, wenn das Substrat an die Führungsrahmen-Einheit 23 angeklebt werden soll, ein Aufbau mit einer vollständigen Klebung verwendet. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird eine teilweise Klebung angenommen.
  • Im Allgemeinen ist es beim Kleben des Ganzen schwierig, die Grenzfläche zwischen dem Klebemittel und dem Element fest anzukleben, und so kann, während das Klebemittel aushärtet, auf der Grenzfläche eine Luftschicht gebildet werden oder viele kleine Luftblasen verbleiben in dem Klebemittel. Somit dehnen sich Luftblasen aus und zerplatzen aufgrund von Hitze während des Transferverfahrens und die Grenzfläche in der Nähe der Haft-Grenzfläche zwischen dem haftenden Teil und dem Vergussharz 4 wird leicht abgetrennt.
  • In dieser Struktur sind viele kleine Löcher 2g in der Führungsrahmen-Einheit 23 ausgebildet und die Löcher sind mit dem Vergussharz 4 gefüllt. Wegen dem Vorhandensein der kleinen Löcher 2g ist die zu dem Bereich des Schaltungssubstrats 7 äquivalente Führungsrahmen-Einheit 23 mit niedriger Steifigkeit aufgebaut.
  • Eine niedrige Steifigkeit bietet den Vorteil, dass die Wärmebelastung aufgrund des Unterschieds in dem linearen Ausdehnungskoeffizienten zu dem Vergussharz 4 leicht absorbiert wird, und da viele verstreute Löcher 2g ausgebildet sind, dass die Schutzwirkung gegen die Abtrennung der Haft-Grenzfläche von einem Element sehr hoch ist.
  • Darüber hinaus dient, wenn die kleinen Löcher 2g mit dem Vergussharz 4 gefüllt sind, und wenn eine örtliche Abtrennung entsteht, das Harz der benachbarten kleinen Löcher als Damm, wodurch die Entwicklung der Abtrennung unterdrückt wird. Ferner dient ein Teil der kleinen Löcher 2g als Löcher zum Einführen der Halteeinrichtung in dem Klebevorgang für das Schaltungssubstrat 7, was später erläutert wird, und, in dem Verfahren zum Drahtbonden, der dünnen Aluminium-Drähte 9.
  • Ruf dem Schaltungssubstrat 7 wird ein in der Zeichnung nicht gezeigtes Verdrahtungsmuster ausgebildet und die Schaltungselemente 6 und die Kontaktierflächen 10 werden zusammengelötet. An die Kontaktierflächen 10 und die Anschluss-Drähte 3a werden die dünnen Aluminium-Drähte 9 jeweils durch das Verfahren zum Drahtbonden, wie dem Wärmekontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, verbunden.
  • Das Material des Schaltungssubstrats 7 ist vorzugsweise ein Material mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten, der nahe dem der Silizium-Chips liegt, welche den größten Anteil der Schaltungselemente 6 ausmachen, und mit einem geringen Unterschied zum linearen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussharzes 4. Wenn das Ausmaß der Schaltung erhöht wird, ist zur Miniaturisierung ein mehrschichtiges Schaltungssubstrat vorzuziehen und ein Substrat aus Keramik oder Glas-Keramik ist zweckmäßig. Wird die Priorität auf eine Wärmeableitung gelegt, ist ein keramisches Substrat mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit vorzuziehen.
  • 55 ist eine Draufsicht, welche die Form der Führungsrahmen-Einheit 23 zeigt. Die Führungsrahmen-Einheit 23 weist auf den an dem Substrat haftenden Teil 2', die Anschluss-Drähte 3a, die Kontaktierflächen 3b, die Verbindungen 3c, die Flanschen 2d, die Rahmen 3d, die Kerben 3p, die Positionierungs-Löcher 2f und viele kleine Löcher 2g. Die kleinen Löcher 2g sind fast gleichmäßig auf der Fläche des Schaltungssubstrats 7 verteilt und realisieren die oben erwähnte Schutzwirkung gegen die Abtrennung der Grenzfläche.
  • Die Kontaktierflächen 3b zum Verbinden der dünnen Aluminium-Drähte 9 durch Drahtbonden sind teilweise mit Nickel oder Silber plattiert, um deren Oberfläche vor Oxidation zu schützen. Die Flanschen 2d sind vorgesehen, um mit den gegenüberliegenden Elementen befestigt zu werden, und die Positionierungs-Löcher 2f sind eingebaut, um die Halteeinrichtungen zum Zeitpunkt der Montage zu befestigen.
  • Die Kerben 3p legen die Richtung fest und sind eingerichtet, um durch Herstellungsfehler verursachte Passfehler der Spritzpressform zu verringern. Ferner dienen die Kerben 3p auch dem Zweck, das vertikale Einführen eines Aufbaus in der Gegenrichtung, wenn er in diese Form eingesetzt werden soll, in einem Zustand zu verhindern, in dem das Schaltungssubstrat 7 festgeklebt und das Drahtbonden beendet ist. Für die Kerben 3p kann, wenn die Führungsrahmen-Einheit 23 eine symmetrische Form hat, eine Form und eine Position optional gewählt werden, um so dessen Vorderseite und Rückseite zu unterscheiden.
  • Ferner liegt die Ursache dafür, dass die Verbindungen 3c, die Rahmen 3d und die Flanschen 2d einen geschlossenen Kreis bilden, darin, dass, wenn das Teil von oben und unten von der Transferform festgeklemmt wird, wobei es mit dem Vergussharz 4 ausgegossen und Epoxidharz in der Form zu einer Flüssigkeit geschmolzen wird, verhindert wird, dass dieses aus dem geschlossenen Kreis austritt.
  • Zwischen dem schmalen Teil des einzupassenden Anschluss-Drahts 3a und der Form wird eine Passlücke ausgebildet, so dass flüssiges Epoxidharz durch dieses Teil nach außen austritt. Da jedoch der geschlossene Kreis vorgesehen ist, wird es in dem Kreis ausgehärtet und verbleibt dann als Gussnaht.
  • Nach dem Gießen werden die Verbindungen 3c und die Rahmen 3d der Führungsrahmen-Einheit 23 abgeschnitten und eine Vielzahl unabhängiger Anschluss-Drähte 3a entstehen. Die Flanschen 2d werden gestanzt und in einer vorbestimmten Formgefaltet, somit ist die Steuerungseinheit 1 fertig gestellt.
  • 56 ist eine Draufsicht, welche ein an dem Substrat haftendes Teil 2w, das an der Führungsrahmen-Einheit 23 vorgesehen ist, im Detail zeigt. 57 ist eine Querschnittsansicht davon entlang der in 56 gezeigten Linie XII-XII.
  • Ein Flügel-Fenster 2p, ein schmales kleines Fenster 2q, ein abgeschrägtes Teil 2r und ein Haftbereich 2s, welcher sich in der horizontalen Richtung ausdehnt, werden ausgebildet. Das abgeschrägte Teil 2r verengt den Zwischenraum zwischen dem Flügel-Fenster 2p und dem schmalen kleinen Fenster 2q, so dass es eine niedrige Steifigkeit aufweist und als eine Art Blattfeder wirkt. Es soll eine derartige Wirkung erzeugen, dass in dem Betriebszustand, nachdem das Schaltungssubstrat 7 mit dem Klebemittel 8 festgeklebt und mit dem Vergussharz 4 vergossen wurde, eine Abtrennung des Klebemittels durch Wärmebelastung aufgrund des Unterschieds der linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den jeweiligen Elementen verhindert wird.
  • 58 ist eine Draufsicht, welche ein Beispiel einer Halteeinrichtung zum Befestigen des Schaltungssubstrats 7 zeigt. 59 ist eine Querschnittsansicht der Halteeinrichtung entlang der Linie XIII-XIII.
  • Wenn die Führungsrahmen-Einheit 23 auf einem Haft-Stift 15 positioniert und losgelassen wird, gehen Stifte 15a durch die Positionierungs-Löcher 2f. Dann gehen Stifte 15b durch einen Teil der vielen, in der Führungsrahmen-Einheit 23 ausgebildeten, kleinen Löcher 2g und die Unterseite der Führungsrahmen-Einheit 23 tritt in Kontakt mit der Oberseite der Klebe-Halteeinrichtung 15.
  • In diesem Fall sind zwei Stifte 15a vorgesehen. Jedoch können vier Stifte 15a verwendet werden, um so durch alle vier Positionierungs-Löcher 2f zu gehen.
  • Danach wird das Klebemittel 8 in dem Haftbereich 2s der Führungsrahmen-Einheit 23 aufgetragen. Wenn das Schaltungssubstrat 7 angeordnet ist, wird es im Kontakt mit den Köpfen der Stifte 15b gehalten. Vier Stifte 15b sind in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, um in den vier Ecken des Schaltungssubstrats 7 positioniert zu wer den. Das Klebemittel 8 kann aufgetragen werden, bevor das Schaltungssubstrat 7 auf der Klebe-Halteeinrichtung 15 angeordnet wird.
  • Wenn eine Last auf einen Teil der Oberseite des Schaltungssubstrats 7 angelegt und gleichzeitig in der Flächenrichtung leicht vor und zurück bewegt wird, kann das Klebemittel 8 wirksam an das Schaltungssubstrat 7 und den Haftbereich 2s angepasst werden. Ferner ist das Positionieren des Schaltungssubstrats 7 in der Flächenrichtung nicht in der Zeichnung gezeigt. Jedoch kann es leicht strukturiert werden, indem Stifte in optionaler Form vorgesehen werden, die durch die kleinen Löcher 2g gehen.
  • Auf der Klebe-Halteeinrichtung 15 sind viele Stifte 15a und 15b vorgesehen und vorbereitet, um gleichzeitig viele Schaltungssubstrate 7 anzukleben. Nach einer vorbestimmten Zeit mit einer vorbestimmten Temperatur ist das Aushärten des Klebemittels 8 abgeschlossen.
  • 60 ist eine Draufsicht, welche die Halteeinrichtung für das Drahtbonden zeigt. 61 ist eine Querschnittsansicht der Halteeinrichtung entlang der in 60 gezeigten Linie XIV-XIV.
  • Der Aufbau wird nach dem Ende des Aushärtevorgangs des Klebemittels auf der unteren Halteeinrichtung 16a der Halteeinrichtung 16 für das Drahtbonden angeordnet. Zuerst tritt, wenn die Stifte 16c durch die Positionierungs-Löcher 2f der Führungsrahmen-Einheit 23 gehen, die Unterseite der Führungsrahmen-Einheit 23 mit der Oberseite der unteren Halteeinrichtung 16a in Kontakt. Als nächstes werden die Führungsrahmen-Einheit 23 und die Anschluss-Drähte 3a von der oberen Halteeinrichtung 16b nach unten gedrückt und unter Verwendung einer in der Zeichnung nicht gezeigten Klammer-Halteeinrichtung werden die beiden fixiert, um sich nicht vertikal und in Flächen-Richtung zu bewegen.
  • Danach werden, damit die Köpfe der Stifte 16d mit der Unterseite des Schaltungssubstrats 7 in Kontakt treten, die Stifte 16d nach oben gedrückt. Durch Kombination des Verriegelungs-Mechanismus können die Stifte 16d leicht in Position gehalten werden. Insgesamt sechs Stifte 16d (nicht in der Zeichnung gezeigt) sind in den vier Ecken des Schaltungssubstrats 7 und an den zwei Stellen auf dessen Unterseite in der Nähe der Kontaktierflächen 10 vorgesehen.
  • In dem Verfahren zum Drahtbonden wird das Schaltungssubstrat 7 mittels der Bond-Kapillaren, durch welche die dünnen Drähte 9 geführt werden, durch eine Last von mehreren Hundert Gramm nach unten gedrückt. Das Schaltungssubstrat 7 wird jedoch von den Stiften 16d getragen, so dass verhindert wird, dass das Schaltungssubstrat 7 aufgrund der Drucklast verformt wird.
  • Das Verfahren zum Drahtbonden verwendet ein optionales Verfahren, wie Thermokontakt-Bonden oder mittels Ultraschallwellen, und verbindet elektrisch die Kontaktierflächen 10 und die Anschluss-Drähte 3a des Schaltungssubstrats 7 über die dünnen Aluminium-Drähte 9.
  • In den oben erwähnten Verfahren zum Kleben und Drahtbonden kann, um zum Beispiel die Halteeinrichtungen zu vereinfachen, in Betracht gezogen werden, kleine vorspringende Teile an der Oberseite der Führungsrahmen-Einheit 23 vorzusehen, welche die vier Ecken des Schaltungssubstrats 7 abstützen.
  • Es wird jedoch offensichtlich, wie später erläutert wird, dass sich aufgrund wiederholter Wärmebelastung schnell eine Abtrennung der Grenzfläche zwischen dem Vergussharz 4 und der Führungsrahmen-Einheit 23 in der Nähe der vorspringenden Teile entsteht. Deswegen ist eine Verwendung der oben erwähnten Halteeinrichtungen, ohne die Abstützung vorzusehen, vom Standpunkt der Verhinderung einer Abtrennung notwendig.
  • 62 ist eine detaillierte Darstellung der kleinen Löcher 2g der Führungsrahmen-Einheit 23.
  • 63 ist eine graphische Darstellung, welche Vergleichsergebnisse des Entwicklungsgrades der Entstehung der Grenzflächenabtrennung zeigt, wenn der Hitzeschocktest für die gestaltenden Teile der Löcher, welche zu den kleinen Löchern 2g der Führungsrahmen-Einheit 23 in der Form verschieden sind, im Vergleich zu der Struktur der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. Die Position der Abtrennung wird in 54 gezeigt. Ferner werden die jeweiligen Formen der Führungsrahmen in 64 gezeigt und die Abmessungen der Stützen für die vier Ecken des Substrats werden in 65 gezeigt. Die Spezifikation der Proben ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • Tabelle 1 Spezifikation der Proben
    Figure 00780001
  • sEine Abtrennung wird durch ein Verfahren bestätigt, welches ein Riss-erfassendes und -abbildendes System mit Ultraschall verwendet. Das Verfahren versenkt ein zu messendes Objekt in Wasser, stellt einen Ultraschalldetektor auf das zu messende Teil ein, wendet Ultraschallwellen darauf an, führt einen Signalvorgang durch, der durch die physikalischen Eigenschaften des Elements und die benötigte Zeit zur Rückkehr dessen reflektierter Wellen vorbestimmt ist, und entscheidet über das Vorhandensein einer Abtrennung.
  • Die zur Rückkehr von reflektierten Wellen benötigte Zeit ist bei einem Vorhandensein einer Abtrennung und einem Nicht-Vorhandensein einer Abtrennung unterschiedlich, und durch ein Abtasten der gesamten Projektionsfläche eines Objekts können der nichtabgetrennte Teil und der abgetrennte Teil durch eine Farbanzeige unterschieden werden.
  • Die Abtrennungs-Flächen-Rate ist ein Prozentverhältnis des Abtrennungsbereichs zu der Substratfläche und der Mittelwert aller drei Proben wird angezeigt.
  • Die Abtrennungsbereiche sind, wie in 54 gezeigt, alle die Grenzflächen zwischen dem Vergussharz 4 unter dem Schaltungssubstrat 7 und der Oberseite der Führungsrahmen-Einheit 23.
  • Die Proben A der Struktur dieses Ausführungsbeispiels zeigen sehr wenig Abtrennungsentwicklung. In den Proben mit den anderen Spezifikationen wird, obwohl anfangs keine Abtrennung entsteht, wenn die Anzahl der Zyklen erhöht wird, eine Abtrennung erzeugt und langsam vergrößert und dehnt sich aus. Besonders in den Proben D entstehen bei einer kleinen Anzahl von Zyklen 100% Abtrennung.
  • In den Proben D sind viele Spalten ausgebildet, so dass die Steifigkeit niedriger ist als die der Proben C. Nichtsdestotrotz wird als Grund für eine plötzliche Entstehung einer Abtrennung angenommen, dass es einen Spalt in dem mittleren Teil gibt, wo die Belastung der Grenzfläche maximal ist, und wenn der zungenförmige Teil getrennt wird, entsteht davon ausgehend die Abtrennung aufgrund von wiederholter Wärmebelastung.
  • In den Proben B beträgt der Abtrennungsbereich bei dem Zeitpunkt von 1000 Zyklen ungefähr 20%, und obwohl dies schlechter ist als die 5% für die kleinen Löcher dieses Ausführungsbeispiels, ist es ein praktisch akzeptierbarer Bereich. Dadurch wird offensichtlich, dass durch die Einrichtung vieler kleiner Löcher eine Schutzwirkung gegen die Abtrennung erreicht werden kann.
  • In den Proben C entwickelt sich die Abtrennung plötzlich bei mehr als 200 Zyklen und erreicht 100% bei ungefähr 500 Zyklen. Wenn zwei große Löcher vorgesehen werden, ist die Steifigkeit höher als die der Proben A, so dass bei wenigen Zyklen, wenn eine Abtrennung entsteht, obwohl die Haftung zu einem gewissen Grad beibebehalten wird, angenommen wird, dass sich die Abtrennung daraus entwickelt.
  • In den Proben E konzentriert sich die Abtrennung in der Nähe der Abstützungen 20 der vier Ecken des Substrats. Nach mehr als 50 Zyklen ändert sich der Grad der Entwicklung jedoch langsam. Obwohl die Proben E viele kleine Löcher aufweisen, entsteht die Abtrennung aufgrund des Vorhandenseins der Substrat-Abstützungen 20. Die Gründe werden im Folgenden erläutert.
  • Die Abstützungen 20 des Substrats werden durch Pressziehen eines Teils der Führungsrahmen-Einheit 23 gebildet. Es wird jedoch angenommen, dass ein lokal sehr steifer Bereich, einschließlich des benachbarten flachen Teils, gebildet wird, so dass die Abstützungen 20 des Substrats Änderungen in der Wärmebelastung, welche auf die Grenzfläche mit dem Vergussharz 4 wirkt, nicht absorbieren können, wodurch eine Abtrennung entsteht. Der Grund dafür, dass der Entwicklungsgrad einer Abtrennung niedrig ist, auch wenn die Anzahl der Zyklen zunimmt, liegt darin, dass die Belastung entsprechend der Abtrennung abnimmt und die Steifigkeit der Führungsrahmen-Einheit 23 aufgrund der vorhandenen vielen kleinen Löcher reduziert wird.
  • Wenn der Durchmesser der kleinen Löcher 2g verringert und deren Anzahl erhöht wird, kann eine Dispersion der Wärmebelastung erwartet werden. Ein derartiges Problem tritt jedoch auf, dass, wenn das Vergussharz 4 während des Transferverfahrens fließt, es in den kleinen Löchern 2g vorhandene Luft zur Seite drückt, und wenn Harz aufgefüllt wird, die Luft nicht gleichmäßig herausgedrückt wird.
  • Wenn das Herausdrücken unvollständig ist, wird ein dünner Luftfilm in der Nähe der Führungsrahmen-Einheit 23 gebildet und eine anfängliche Abtrennung tritt auf. Wenn ferner der Abstand zwischen benachbarten Löchern geringer ist als die Dicke der Führungsrahmen-Einheit 23, ist die Stanz-Qualität niedrig, so dass der Lochdurchmesser und die Anzahl der Löcher begrenzt sind.
  • Die Versuchsergebnisse zeigen, dass, wenn der Lochdurchmesser 1.5 mm und die Anzahl der Löcher 314 ist, alle fünf ausgebildeten Proben keine anfängliche Abtrennung bilden. Wenn ferner der Lochdurchmesser 1 mm und die Anzahl der Löcher 473 ist, bilden zwei der fünf Proben eine Abtrennung. Als ein Ergebnis werden ein Lochdurchmesser von 1.5 mm oder größer und eine Anzahl von Löchern von 314 oder weniger und darüber hinaus, gemäß der von 314 oder weniger und darüber hinaus, gemäß der Ergebnisse der Proben B, ein Lochdurchmesser von 5 mm oder kleiner und eine Anzahl von Löchern von 26 oder mehr als optimale Bedingungen angesehen.
  • Die Versuchsergebnisse wurden erhalten, wenn die Größe des Schaltungssubstrats 7 bei 35 mm × 46 mm liegt, und sie werden, wie unten gezeigt, ausgedrückt, indem die Anzahl der Löcher pro einer Substratfläche von 10 cm2 konvertiert wird.
    Substratfläche = 35 x 46 = 1610 mm2 = 16.1 cm2
    Anzahl der Löcher pro einer Substratfläche von 10 cm2 = (26 bis 314)/16.1 = 1.6 bis 195 jeweils
  • Deswegen kann, wenn die Größe des Vergussharzes 4 und die Größe des Schaltungssubstrats 7 verändert werden und falls die Größe und Anzahl von in der Führungsrahmen-Einheit 23 auszubildenden kleinen Löchern 2g bestimmt werden, indem die oben erwähnten umgewandelten Werte angewendet werden, eine Epoxidharz-Vergusspackung ohne Entstehung einer Abtrennung der Grenzfläche aufgebaut werden.
  • Die Bezugszeichen zeigen die folgenden Teile in den Zeichnungen.
  • 1: elektronische Schaltungsvorrichtung, 2: Basis, 2': an Substrat haftendes Teil, 2d: Flansch, 2e: Basis-Verbindungsstelle, 2f: Positionierungs-Loch, 2g: kleines Loch, 2h: Stopper, 2i: Vorsprung, 2j: Substrat-Positionierungs-Loch, 2k: Spalt, 2m: Fenster, 2n: Vorsprung, 2p: Fenster, 2q: schmales kleines Fenster, 2r: abgeschrägtes Teil, 2s: sich horizontal erstreckender Haftbereich, 2w: Haftbereich, 3: Führungsrahmen, 3a: Anschluss-Draht, 3b: Kontaktierfläche, 3c: Verbindung zwischen den Anschlüssen, 3d: Rahmen, 3e: Verbindung, 3f: Führungsrahmen-Verbindungsstelle, 3g: Transportloch, 3s: Belastungs-Absorber, 4: Vergussharz, 5: elektronischer Schaltungsaufbau, 6: Schaltungselement, 7: Schaltungssubstrat, 7a: Abgleichsmuster, 8: Klebemittel, 8': Klebeschicht, 9: dünner Aluminium-Draht, 23: Führungsrahmen-Einheit.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine kostengünstige elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug ohne Abtrennung der Formharz-Grenzflächen von Schaltungssubstrat, Basis und Führungsrahmen und ohne eine Rissbildung des Harzes aufgrund von Wärmebelastung realisiert werden.

Claims (18)

  1. Herstellungsverfahren für eine elektronische Schaltungsvorrichtung mit den Schritten: Anbringen eines elektronischen Schaltungsaufbaus (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6), an eine Basis (2); integriertes Verbinden von Anschluss-Drähten (3a) über Rahmen (3d) mit der Basis (2) vor dem Vergießen mit Formharz (4) der Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem unterschiedlichen Material als die Basis (2) bestehen; elektrisches Verbinden der Anschluss-Drähte (3a) mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5); Vergießen, teilweise unter Ausschluss eines Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), des elektronischen Schaltungsaufbaus (5), der Anschluss-Drähte (3a) und des Flansches (2d) mit Formharz (4) in einer Partie; und Trennen und Entfernen der Rahmen (3d) von den Anschluss-Drähten (3a) und der Basis (2) nach dem Vergießen mit dem Formharz (4).
  2. Herstellungsverfahren für eine elektronische Schaltungsvorrichtung mit den Schritten: Anbringen eines elektronischen Schaltungsaufbaus (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6), an eine Basis (2); integriertes Verbinden von Anschluss-Drähten (3a), welche aus einem unterschiedlichen Material als die Basis (2) bestehen, über Rahmen (3d) mit der Basis (2) vor dem Vergießen mit Formharz (4); elektrisches Verbinden der Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem anderen Element als die Basis (2) und einem Material bestehen, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient größer ist als ein thermischer Ausdehnungskoeffizient der Basis (2), mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5); Vergießen, teilweise unter Ausschluss eines Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), des elektronischen Schaltungsaufbaus (5), der Anschluss-Drähte (3a) und des Flansches (2d) mit Formharz (4) in einer Partie; und Trennen und Entfernen der Rahmen (3d) von den Anschluss-Drähten (3a) und der Basis (2) nach dem Vergießen mit dem Formharz (4).
  3. Herstellungsverfahren für eine elektronische Schaltungsvorrichtung mit: Anbringen eines elektronischen Schaltungsaufbaus (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6), an eine Basis (2), an welcher Kupfer an beide Seiten einer Legierung aus Eisen und Nickel laminiert ist; integriertes Verbinden von Anschluss-Drähten (3a) über Rahmen (3d) mit der Basis (2) vor dem Vergießen mit Formharz (4); elektrisches Verbinden von Anschluss-Drähten (3a), welche aus einem anderen Element als die Basis (2) und einem Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung bestehen, mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5); Vergießen, teilweise unter Ausschluss eines Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), des elektronischen Schaltungsaufbaus (5), der Anschluss-Drähte (3a) und des Flansches (2d) mit Formharz (4) in einer Partie; und Trennen und Entfernen der Rahmen (3d) von den Anschluss-Drähten (3a) und der Basis (2) nach dem Vergießen mit dem Formharz (4).
  4. Elektronische Schaltungsvorrichtung, die aufweist: einen elektronischen Schaltungsaufbau (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6); eine Basis (2), an welche der elektronische Schaltungsaufbau (5) befestigt ist; und Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem anderen Element als die Basis (2) bestehen und mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5) elektrisch verbunden sind, wobei, teilweise unter Ausschluss eines Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), der elektronische Schaltungsaufbau (5), die Anschluss-Drähte (3a) und der Flansch (2d) mit Formharz (4) in einer Partie vergossen sind.
  5. Elektronische Schaltungsvorrichtung, die aufweist: einen elektronischen Schaltungsaufbau (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6); eine Basis (2), an welche der elektronische Schaltungsaufbau (5) befestigt ist; und Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem anderen Element als die Basis (2) und einem Material bestehen, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient größer ist als derjenige der Basis (2), mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5), wobei, teilweise unter Ausschluss eines Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), der elektronische Schaltungsaufbau (5), die Anschluss-Drähte (3a) und der Flansch (2d) mit Formharz (4) in einer Partie vergossen sind.
  6. Elektronische Schaltungsvorrichtung, die aufweist: einen elektronischen Schaltungsaufbau (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6); eine Basis (2) mit an beide Seiten einer Legierung aus Eisen und Nickel laminiertem Kupfer, an welche der elektronische Schaltungsaufbau (5) befestigt ist; und Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem anderen Element als die Basis (2) und einem Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung bestehen und mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5) elektrisch verbunden sind, wobei, teilweise unter Ausschluss eines Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), der elektronische Schaltungsaufbau (5), die Anschluss-Drähte (3a) und der Flansch (2d) mit Formharz (4) in einer Partie vergossen sind.
  7. Elektronische Schaltungsvorrichtung, die aufweist: einen elektronischen Schaltungsaufbau (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angebrachten elektronischen Schaltungselementen (6); eine Basis (2), an welche der elektronische Schaltungsaufbau (5) befestigt ist; und Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem anderen Element als die Basis (2) bestehen und mit dem elektronischen Schaltungsaufbau (5) elektrisch verbunden sind, Formharz (4) zum Vergießen des elektronischen Schaltungsaufbaus (5), der Anschluss-Drähte (3a) und des Flansches (2d) in einer Partie, teilweise unter Ausschluss eines Flansches (2d) und der an der Basis (2) angebrachten Anschluss-Drähte (3a), und Verbindungen (2e), wobei die Verbindungen (2e) die Basis (2) und die Rahmen (3d) verbinden, bevor sie in dem Formharz (4) eingegossen werden, und über die Rahmen (3d) die Basis (2) und die Anschluss-Drähte (3a) integriert verbinden, wobei die Verbindung nach dem Vergießen freigegeben wird, und die Rahmen (3d) entfernt werden, und die Anschluss-Drähte (3a), die Rahmen (3d) und die Basis (2) getrennt werden.
  8. Elektronische Schaltungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei ein linearer Ausdehnungskoeffizient der Basis (2) und ein linearer Ausdehnungskoeffizient des Vergussharzes (4) nah beieinander liegen und die Mitte des Vergussharzes (4) in der Richtung der Dicke mit der Mitte des Schaltungssubstrats (7) in der Richtung der Dicke übereinstimmt.
  9. Elektronische Schaltungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Legierung aus Eisen und Nickel ein Metall mit 35 bis 37% Nickel ist.
  10. Elektronische Schaltungsvorrichtung gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei eine Vielzahl kleiner Löcher (2g) in der Basis (2) ausgebildet sind und die kleinen Löcher (2g) mit dem Vergussharz (4) gefüllt sind.
  11. Elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die kleinen Löcher (2g) auf einer Fläche ausgebildet sind, welche das Schaltungssubstrat (7) und einen größeren Bereich als die Fläche umfasst.
  12. Elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei die kleinen Löcher (2g) in einem Bereich unter Ausschluss des Schaltungssubstrats (7) ausgebildet sind.
  13. Elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei ein Fenster (2p), welches einen Bereich zwischen 40% und 80% der Fläche des Schaltungssubstrats (7) einnimmt, in der Basis (2) ausgebildet ist und das Fenster (2p) mit dem Vergussharz (4) gefüllt ist.
  14. Elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 13, wobei ein schichtförmiges Klebemittel oder ein flüssiges Klebemittel der Epoxid- oder Silikongruppe für das Kleben verwendet wird.
  15. Elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug gemäß zumindest einem der Ansprüche 4 bis 14, wobei das Schaltungssubstrat (7) aus einem Material besteht, welches einen Hauptbestandteil aus Keramik oder Glas-Keramik umfasst.
  16. Herstellungsverfahren für eine elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug, die aufweist einen elektronischen Schaltungsaufbau (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angeordneten elektronischen Schaltungselementen (6), eine Basis (2), an welche der elektronische Schaltungsaufbau (5) befestigt ist, einen an einem Teil der Basis (2) vorgesehenen Flansch (2d), und Anschluss-Drähte (3a), welche aus einem unterschiedlichen Material als die Basis (2) bestehen, wobei der elektronische Schaltungsaufbau (5) und die Anschluss-Drähte (3a) elektrisch verbunden sind und der elektronische Schaltungsaufbau (5), die Anschluss-Drähte (3a) und der Flansch (2d) in Formharz (4) in einer Partie vergossen sind, teilweise unter Ausschluss der Anschluss-Drähte (3a) und des Flansches (2d), wobei die Basis (2) aus einem Material mit an beide Seiten von Invar laminiertem Kupfer besteht, und die Anschluss-Drähte (3a) aus einem Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung bestehen und wobei, bevor sie in das Formharz (4) eingossen werden, die Basis (2) und die Anschluss-Drähte (3a) durch eine plastische Kombination über Rahmen (3d) integriert werden, und eine Vielzahl von Vorsprüngen (2n) auf dem Kupferteil der die Basis (2) bildenden laminierten Elemente ausgebildet werden, und deren Höhe eine Abmessung hat, welche einen Isolierabstand zwischen einem freigelegten Leitermuster, welches auf der haftenden Fläche des Schaltungssubstrats (7) ausgebildet ist, und dem flachen Teil des Kupferteils sicherstellen kann, und die Anschluss-Drähte (3a), die Rahmen (3d) und die Basis (2) nach dem Vergießen getrennt werden.
  17. Herstellungsverfahren für eine elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug gemäß Anspruch 16, wobei ein leicht zu verformender Belastungs-Absorber auf einem Teil der Rahmen (3d) ausgebildet ist.
  18. Elektronische Schaltungsvorrichtung zur Verwendung im Fahrzeug, die aufweist einen elektronischen Schaltungsaufbau (5), einschließlich eines Schaltungssubstrats (7) mit daran angeordneten elektronischen Schaltungselementen (6); eine Führungsrahmen-Einheit (23), an welche der elektronische Schaltungsaufbau (5) befestigt ist; und einen an einem Teil der Führungsrahmen-Einheit (23) vorgesehenen Flansch (2d), und an einem Teil der Führungsrahmen-Einheit (23) ausgebildete Anschluss-Drähte (3a), wobei der elektronische Schaltungsaufbau (5) und die Anschluss-Drähte (3a) elektrisch verbunden sind, und der elektronische Schaltungsaufbau (5), die Anschluss-Drähte (3a) und der Flansch (2d) in Formharz (4) in einer Partie vergossen sind, teilweise unter Ausschluss der Anschluss-Drähte (3a) und des Flansches (2d), wobei die Führungsrahmen-Einheit (23) aus einem Material aus Kupfer oder einer Kupfer-Legierung besteht, und eine Vielzahl kleiner Löcher (2g) auf einem Bereich ausgebildet ist, welcher zur Fläche des Schaltungssubstrats (7) fast gleich ist, und der Durchmesser der kleinen Löcher (2g) zwischen 1.5 mm und 5 mm liegt, und die Anzahl der kleinen Löcher (2g) pro 10 cm2 Fläche des Schaltungssubstrats (7) zwischen 1.6 und 195 liegt, und ein vorspringender Haftteil in deren Mitte ausgebildet ist.
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