DE19755155B4

DE19755155B4 - Elektronisches Modul

Info

Publication number: DE19755155B4
Application number: DE1997155155
Authority: DE
Inventors: Luc Jansseune
Original assignee: Tyco Electronics Logistics AG
Current assignee: TE Connectivity Solutions GmbH
Priority date: 1997-12-11
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2017-12-12
Also published as: DE19755155A1

Abstract

Elektronisches Modul, welches
– ein Gehäuse (7) aus isolierendem Material mit einer Grundseite (8) und sich an die Grundseite (8) anschließenden Seitenwänden (9) (Bodengruppe),
– in durchgehenden Aussparungen (10) in der Grundseite (8) des Gehäuses (7) angeordnete elektronische Bauelementen mit entsprechenden Kontaktierungsflächen (12),
– aus dem Gehäuse austretende Abschlusselemente (11),
– einen das Gehäuse (7) verschließenden Deckel (4) aus Isoliermaterial und
– auf dem Deckel (4) aufgedruckte Leiterbahnen (5) aus Leitpaste aufweist,
– wobei beim Montieren des Deckels (mechanisches Verspannen) elektrische Verbindungen (Verschaltung) zwischen den Kontaktierungsflächen (12) der Bauelemente und den Leiterbahnen (5) realisiert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Aussparungen (10) in der Grundseite (8) nicht durchgehend ausgebildet sind und
– die Leitpaste in Form einer Leitkleberschicht vorliegt, die eine zusätzliche Aushärtungsschicht aufweist, wobei die Aushärtung dieses Verbundes nach dem Verschließen des Gehäuses mit dem Deckel erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Modul gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei bisherigen Realisierungen eines elektronischen Moduls sind die elektronischen Bauelemente auf einem Substrat angebracht. Bei dem Substrat kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte, einen Leadframe oder eine Keramik handeln, worauf die elektronischen Bauelemente durch Löten, Kleben, Bonden oder Schweißen befestigt sind. Das Substrat mit den darauf befestigten Bauelementen ist in einem separaten Gehäuse montiert, welches durch einen Deckel verschlossen ist. Die Abdichtung von Spalten zwischen dem Deckel und dem Gehäuse kann mittels Vergießen oder Umspritzen erfolgen. Derartige Realisierungen haben jedoch den Nachteil, dass stets ein separates Substrat als zusätzliches Bauteil benötigt wird. Ferner werden elektronische Bauelemente bei der Befestigung auf dem Substrat, beispielsweise beim Löten, sowohl thermisch als auch mechanisch infolge unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten der einzelnen Bauteile beansprucht. Zudem bestehen dabei im Einzelfall hohe Anforderungen an die Temperaturfestigkeit der Werkstoffe für die Bauteile. Eine zusätzliche Belastung für die Bauteile des elektronischen Moduls ergibt sich bei einem möglichen nachfolgende Umspritzungs- bzw. Vergießvorgang. Insgesamt wirken sich die genannten Nachteile in einer verringerten Zuverlässigkeit des elektronischen Moduls aus sowie in erhöhten Fertigungskosten.

Aus Goldbacher Alfred, 3D-Hybride sprengen Entwicklungsgrenzen, In: Elektronik 15/20.7.1990, Seiten 28 bis 31 und Luchs Ralf, MID-Technologie: eine Alternative zur Herstellung integraler Elektronikprodukte, In: Productronic 8- 1995, Seiten 96 bis 99 ist ein elektronisches Modul der eingangs genannten Art bekannt, bei dem auf ein Gehäuseteil durch Spritzguss Leiterbahnen aufgebracht sind, die zum Verschalten der Bauelemente dienen. Trotzdem sind bei elektronischen Modulen nach dem Stand der Technik die Bauteile beim Schließen des Deckels mechanischen Belastungen ausgesetzt, welche von der relativ hohen Dicke der spritzgegossenen Leiterbahnen herrühren. Auch wird das Problem der Belastung der Bauteile beim Abdichten der Gehäuse durch solche Module nach dem Stand der Technik nicht gelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Modul der oben genannten Art zu schaffen, welches sich mittels lötfreier Fertigungsverfahren herstellen lässt und sich dadurch auszeichnet, dass die leitenden Verbindungen in einfacher Weise und mit geringer Schichtdichte hergestellt werden, so dass Verspannungen beim Verschließen des Deckels vermieden werden. Ferner soll durch die Erfindung ein elektronisches Modul bereitgestellt werden, das so abgedichtet ist, dass die Bauteile des Moduls durch das Abdichten nicht belastet werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein elektronisches Modul erreicht, welches die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Vorzugsweise wird ein wesentlicher Vorteil eines erfindungsgemäßen hybriden elektronischen Moduls dadurch erreicht, dass die Aufbringung der Leitkleberschicht auf den Deckel in Siebdrucktechnik erfolgt. Da sich auf diese Weise dünne Leiterbahnen mit Dicken bis ca. 100 Mikrometer realisieren fassen, ergeben sich beim Verschließen des Gehäuses durch den mit den Leiterbahnen bedruckten Deckel keine weiteren mechanischen Verspannungen. Allerdings müssen hierzu die Kontaktierungszonen der elektronischen Bauelemente und der Anschlusselemente mit geringen Toleranzen in einer Ebene liegen. Die Aushärtung der Leitkleberschicht und die damit verbundene Kontaktierung erfolgen selbstverständlich erst nach dem Verschließen des Gehäuses mit dem Deckel und werden vorzugsweise durch Auftragen einer zusätzlichen Aushärtungsschicht auf die Leitkleberschicht unterstützt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann zwischen dem Gehäuse und dem Deckel eine Abdichtung durch einen Gummiring gebildet sein. Ebenfalls möglich ist eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Deckel mittels einer Ultraschallverschweißung. Weitere Alternativen für die Abdichtung zwischen Gehäuse und Deckel sind durch eine Überspritzung des betreffenden Gehäuseabschnittes oder durch Ausfüllen der Spalte zwischen dem Gehäuse und dem Deckel mit Vergussmasse gegeben. Die Anschlusselemente sind bei der erfindungsgemäßen Lösung vorzugsweise entweder durch Steckerstifte oder durch Crimphülsen gebildet. Dabei kann das Gehäuse in einem Bereich, wo die Anschlusselemente aus dem Gehäuse austreten, einen Steckerkragen aufweisen, welcher die Anschlusselemente umgibt.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 1 ein Gehäuse eines erfindungsgemäßen elektronischen Moduls mit aus dem Gehäuse austretenden Anschlusselementen und 2 ein mit elektronischen Bauelementen bestücktes Gehäuse und einen Deckel mit darauf aufgebrachten Leiterbahnen.
1 zeigt ein Gehäuse für ein erfindungsgemäßes Modul, welches als Spritzgießteil gefertigt ist. Das Gehäuse 7 besteht aus isolierendem Material und weist eine Grundseite 8 mit sich an der Grundseite 8 anschließenden Seitenwänden 9 auf. Zudem sind in das Gehäuse 7 bereits Anschlusselemente 11 integriert, welche hier als Steckerstifte ausgebildet und in das Gehäuse 7 eingespritzt sind. Ferner weist das Gehäuse 7 an seiner Grundseite 8 Aussparungen 10 für elektronische Bauelemente auf. In einem Bereich, wo die Anschlusselemente 11 durch eine Seitenwand 9 des Gehäuses 7 hindurchtreten, ist am Gehäuse 7 ein die Anschlusselemente 11 umgebender Steckerkragen 13 angeformt.
In 2 ist ein mit elektronischen Bauelementen 1, 2 und 3 bestücktes Gehäuse 7 sowie ein mit Leiterbahnen 5 bedruckter Deckel 4 dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine einfaches Beispiel eines Hall-Sensors mit einer kleinen Schutzbeschaltung. Die elektronischen Bauelemente sind hierbei ein Hall-IC 1, ein Kondensator 2 und ein Widerstand 3, die hier jeweils mit mindestens einer Kontaktierungszone 12 ausgestattet sind. Die Anschlusselemente 11 weisen ebenfalls Kontaktierungszonen 6 für die Leiterbahnen 5 auf. Durch die geometrische Ausgestaltung der Leiterbahnen 5 wird die Verschaltung der elektronischen Bauelemente 1, 2 und 3 untereinander sowie die Verbindung der elektronischen Bauelemente 1, 2 und 3 mit den Kontaktierungszonen 6 der Anschlusselemente 11 realisiert. Der Deckel 4 kann auf einfache Weise durch Schnappen, Pressen oder Ultraschallschweißen auf dem Gehäuse montiert werden.

Claims

Elektronisches Modul, welches – ein Gehäuse (7) aus isolierendem Material mit einer Grundseite (8) und sich an die Grundseite (8) anschließenden Seitenwänden (9) (Bodengruppe), – in durchgehenden Aussparungen (10) in der Grundseite (8) des Gehäuses (7) angeordnete elektronische Bauelementen mit entsprechenden Kontaktierungsflächen (12), – aus dem Gehäuse austretende Abschlusselemente (11), – einen das Gehäuse (7) verschließenden Deckel (4) aus Isoliermaterial und – auf dem Deckel (4) aufgedruckte Leiterbahnen (5) aus Leitpaste aufweist, – wobei beim Montieren des Deckels (mechanisches Verspannen) elektrische Verbindungen (Verschaltung) zwischen den Kontaktierungsflächen (12) der Bauelemente und den Leiterbahnen (5) realisiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass – die Aussparungen (10) in der Grundseite (8) nicht durchgehend ausgebildet sind und – die Leitpaste in Form einer Leitkleberschicht vorliegt, die eine zusätzliche Aushärtungsschicht aufweist, wobei die Aushärtung dieses Verbundes nach dem Verschließen des Gehäuses mit dem Deckel erfolgt.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitkleberschicht in Siebdrucktechnik aufgebracht ist.