DE19854396C2 - Sensormodul - Google Patents

Description

Ein solches Sensormodul ist aus der DE 196 51 261 A1 bekannt. Das Sensormodul umfasst eine Leiterplatte, an der zumindest ein Anschlußflächen aufweisender Halbleiterbaustein signalleitend festgelegt ist, wobei der Halbleiterbaustein mit zumindest einem Sensor zur Erfassung externer Signale versehen ist, wobei der Sensor und die Anschlussflächen auf der selben Seite des Halbleiterbausteins angeordnet sind, wobei die Leiterplatte zumindest ein Fenster aufweist und wobei der Halbleiterbaustein mit hinter dem Fenster befindlichem Sensor an der Leiterplatte hermetisch dicht befestigt ist.

Aus der WO 96/24162 ist zum Schutz vor ungewollten mechanischen und/oder chemischen äußeren Einflüssen ein elektronisches Bauelement auf einer flexiblen Leiterplatte angeordnet, das hermetisch dicht verschlossen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensormodul kleiner Abmessungen der eingangs genannten Art zu zeigen, das sich bei einfacherer Herstellbarkeit durch eine besonders hohe Zuverlässigkeit während der bestimmungsgemäßen Verwendung auszeichnet, auch bei mechanischer Belastung des Sensors und dass nur die tatsächlich zu sensierenden Signale erfasst und Fremdsignale abgeschirmt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Sensormodul der eingangs genannten Art mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Bei dem erfindungsgemäßen Sensormodul ist es vorgesehen, dass die Leiterplatte flexibel ist, dass der Halbleiterbaustein von einem starren Doppelrahmen umschlossen ist und dass die Leiterplatte zwischen den den Doppelrahmen bildenden Rahmenhälften zumindest entlang eines ringförmig in sich geschlossenen Linienzugs eingeklemmt ist. Bei mechanischer Belastung des Sensors z. B. durch Druckausübung, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Halbleiterbaustein von einem starren Doppelrahmen umschlossen ist und wenn die Leiterplatte zwischen dem den Doppelrahmen bildenden Rahmenhälften zumindest entlang eines ringförmig in sich geschlossenen Linienzuges eingeklemmt ist. Hierdurch läßt sich nicht nur der Sensor häufig besonders einfach und sicher montieren sondern durch entsprechende . Gestaltung der Rahmenhälften zusätzlich sicherstellen, dass nur die tatsächlich zu sensierenden Signale erfaßt und Fremdsignale abgeschirmt werden und die Anschlußflächen zwischen flexibler Leiterplatte und Sensor nicht belastet und geschädigt werden.

Bei vielen Verwendungen des Sensormoduls kann es zu Relativbewegungen zwischen dem auf einen Signalgeber ausgerichteten Halbleiterbaustein und der damit verbundenen flexiblen Leiterplatte kommen. Um in solchen Fällen zu verhindern, dass sich im Bereich der Übergangszone zwischen dem starren Teil des Sensormoduls und der flexiblen Leiterplatte Knickeffekte im Bereich der Leiterplatte ergeben, die zu einem vorzeitigen Ausfall des Sensormoduls führen können, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn zumindest eine Rahmenhälfte in Richtung ihres äußeren Randes einen sich zunehmend vergrößernden Abstand von der Leiterplatte hat. Zweckmäßigerweise ist der Rand im Bereich des sich vergrößernden Abstandes von abgerundetem Profil. Eine spiegelbildliche Ausbildung beider Rahmenhälften im Bereich des Randes hat sich als vorteilhaft bewährt.

Um den Halbleiterbaustein noch besser zu schützen, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn die den Halbleiterbaustein umschließende Rahmenhälfte den Halbleiterbaustein mit einem flüssigkeitsdichten Boden überdeckt. Störende Umgebungseinflüsse können hierdurch in besonders vorteilhafter Weise von dem Halbleiterbaustein ferngehalten werden. Durch den Boden kann außerdem eine latente Verpressung zwischen dem Halbleiterbaustein und der flexiblen Leiterplatte bewirkt werden, was die Gefahr vermindert, dass Wasser oder Fremdstoffe in diesen kritischen Bereich einzudringen vermögen. Der erforderliche Preßsitz läßt sich erreichen, indem die Tiefe des in der . Rahmenhälfte ausgesparten Hohlraums 0,1 bis 0,2 mm kleiner ist als die Höhe des Halbleiterbausteins.

Die Rahmenhälften haben normalerweise keine Sensorfunktion. Sie können dadurch auf beliebige Weise an der flexiblen Leiterplatte festgelegt werden, beispielsweise durch eine Einschnappverbindung oder ähnlich. Als vorteilhaft hat es sich bewährt, wenn die beiden Rahmenhälften durch die Leiterplatte hindurch vernietet oder verschraubt sind. Zumindest eine Rahmenhälfte kann dabei gegebenenfalls einen Bestandteil eines sekundären Elementes bilden, beispielsweise eines Gehäuses.

Der Halbleiterbaustein weist nur eine einzige aktive Oberfläche auf, was es erleichtert, ihn unter Verwendung mechanischer Montageeinrichtungen auf der flexiblen Leiterplatte an einer präzise vorherbestimmbaren Stelle zu plazieren und festzulegen. Die Gefahr, dass der Sensor und/oder die Anschlußfläche beschädigt werden, ist deutlich reduziert. Außerdem besteht die Möglichkeit, die flexible Leiterplatte während der Anbringung des Halbleiterbausteins auf einer elastischen Unterlage federnd abzustützen und während einer Verklebung ganzflächig federnd an den Halbleiterbaustein anzupressen. Hierdurch läßt sich die Verklebung optimieren und die Gefahr verringern, dass sich eine Beschädigung des Sensors und/oder der Anschlußfläche ergibt. Die Herstellung einer elektrische Signale fehlerfrei leitenden Verbindung zwischen dem Halbleiterbaustein und der flexiblen Leiterplatte ist dadurch wesentlich vereinfacht. Für die Erzielung einer möglichst geringen Ausschußquote während der Herstellung des Sensormoduls ist das von großem Vorteil.

Der Sensor kann eine aktive Sensorfläche haben, die unabhängig von der Form und Größe des Fensters ausgebildet ist. Bei einer derartigen Auslegung ergibt sich jedoch im allgemeinen stets entweder eine Nachteil hinsichtlich der Ausnutzung der an sich zu Verfügung stehenden und zu detektierenden Signale bzw. der benötigten Baugröße. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher eine Ausführung bevorzugt, bei der der Sensor eine aktive Sensorfläche hat, die mit der Form und Größe des Fensters im wesentlichen übereinstimmt.

Bei den gebräuchlichen, flexiblen Leiterplatten bilden die Leiter im allgemeinen Vorsprünge, die die Oberfläche einer Trägerfolie überragen. Für die direkte Montage des Halbleiterbausteins auf ein Schaltungssubstrat sind Anschlußhöcker zwischen Sensor- und Schaltungssubstrat-Ausschlußflächen erforderlich, um definierte Anschlußfläche herstellen zu können, wobei die Anschlußhöcker vorzugsweise auf den Anschlußflächen des Halbleiterbau­ steins hergestellt werden und eine Höhe zwischen 5 bis 120 µm besitzen können. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass sich im Anschlußflächenbereich zwischen den Leitern, der Trägerfolie und dem Halbleiterbaustein Freiräume ergeben, in die während der bestimmungsgemäßen Verwendung Feuchtigkeit und/oder Fremdstoffe aus der Umgebung einzudringen vermögen, was zu frühzeitigem Ausfall des Sensormoduls führen kann. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher eine Ausführung bevorzugt, bei der die Freiräume vollständig mit einer porenfreien, elektrisch nichtleitenden, polymeren Werkstoffschicht ausgefüllt sind. Das Eindringen von Feuchtigkeit oder anderen Fremdstoffen aus der Umgebung ist dadurch völlig ausgeschlossen.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Werkstoffschicht aus Klebstoff besteht, insbesondere aus einem Klebstoff, der beim Verkleben nicht fließt. Solche Kleber werden als No-Flow Kleber bezeichnet. Hierdurch wird verhindert, dass beim Verkleben des Halbleiterbausteins mit der flexiblen Leiterplatte Kleber austritt und die aktive Sensorfläche verschmutzt. Die Sicherheit gegen evtl. Funktionsbeeinträchtigungen wird hierdurch weiter verbessert.

Bei Verwendung niedrigviskoser Klebstoffe zum Ausfüllen des Spaltes zwischen Sensor und flexibler Leiterplatte, kann das Austreten des Klebers auf die aktive Sensorfläche sicher verhindert werden, wenn die aktive Sensorfläche temporär von einer dicken Polymerschicht positionsgenau und spaltfrei abgedeckt wird. Der Auftrag einer solchen Polymerschicht kann im Sieb- und Schablonendruck erfolgen oder bei photosensitiver Polymerschicht im photolithografischen Verfahren, wobei die Dicke der Polymerschicht im ausgehärteten Zustand gleich oder größer der Spalthöhe ist und sich die Polymerschicht in diesem Zustand leicht und rückstandsfrei abziehen läßt.

Wenn der Halbleiterbaustein und die Leiterplatte an zumindest einer Stelle einen Abstand voneinander haben, besteht auch die Möglichkeit, den Abstand mit einem porenfreien, elektrisch anisotrop nur in Richtung der Anschlußfläche leitenden Klebstoff auszufüllen. Hierdurch wird in einem Arbeitsgang eine elektrisch leitende, mechanisch haltbare Verbindung zwischen den beiderseitigen Anschlußflächen hergestellt und zugleich jeder eventuell vorhandene Freiraum mit dem Kleber ausgefüllt um den unerwünschten Zutritt von Sekundärstoffen in den Zwischenraum auszuschließen.

Die Leiter werden auf der flexiblen Leiterplatte im allgemeinen unter Anwendung von photochemischen Verfahren erzeugt, was es gestattet, sehr feine, erhabene Strukturen auszubilden. Es ist dadurch mit keinem Mehraufwand verbunden, wenn das Fenster auf der dem Halbleiterbaustein zugewandten Seite von zumindest einem ringförmig ausgebildeten Leiter umschlossen ist, der den Zweck hat, eine Dichtungszone zu bilden, die das Durchtreten von Klebstoffbestandteilen zu der aktiven Sensorfläche während der Verklebung des Halbleiterbausteins mit der flexiblen Leiterplatte verhindert. Die diesbezügliche Sicherheit läßt sich vergrößern, wenn in Richtung des Fensters mehrere entsprechend ausgebildete, ringförmige Leiter aufeinander folgen, die einen Abstand voneinander haben und gemeinsam eine Art Labyrinthdichtung bilden. Entsprechend ausgebildete Leiter können natürlich zusätzlich auch eine elektrisch leitende Funktion übernehmen, ohne dass sich eine Beeinträchtigung der Dichtfunktion ergibt. Legt man einen Ringleiter auf die Außenseite der flexiblen Leiterplatte an Masse, dann kann dieser Ringleiter als Berührungsschutz dienen, um für Sensor gefährliche, statische Aufladungen aus Personenkontaktflächen abzuleiten.

Die flexible Leiterplatte wird zweckmäßig mit mindestens einem Verbindungsteil versehen, dessen Ende für eine Direktkontaktierung in dem Stecker einer elektronischen Baugruppe geeignet oder für eine Einbeziehung in eine Lötverbindung geeignet ist.

Um eine ausgezeichnete Funktionssicherheit zu erreichen, ist es grundsätzlich ausreichend, wenn das Sensormodul lediglich den Halbleiterbaustein umfaßt, der unlösbar in einer flexiblen Leiterplatte festgelegt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Sensormodul in quergeschnittener Darstellung

Fig. 1a ein Sensormodul ähnlich Fig. 1, bei dem der Sensor nach der "Chip On Foil Methode" kontaktiert ist.

Fig. 1b ein Sensormodul ähnlich Fig. 1, bei dem der Sensor nach der "Tape Automated Bonding Methode" kontaktiert ist.

Fig. 1c ein Sensormodul ähnlich Fig. 1, bei dem der Sensor nach der "Flip Chip Methode" kontaktiert ist.

Fig. 2 eine beispielhafte Leiterplatte in einer Ansicht von oben.

Das in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Sensormodul umfaßt eine flexible Leiterplatte 1, an der ein Halbleiterbaustein 2 signalleitend festgelegt ist, wobei der Halbleiterbaustein 2 mit einem Sensor 3 zur Erfassung externer Signale versehen ist. Die Anschlußflächen auf dem Halbleiterbaustein 2 sind mit dem Bezugszeichen 13, die Anschlußflächen auf der flexiblen Leiterplatte 1 mit Bezugszeichen 14 versehen. Der Sensor 3 und die Anschlußflächen 13 sind auf der der flexiblen Leiterplatte 1 zugewandten Seite des Halbleiterbausteins 2 angeordnet, wobei die Leiterplatte 1 ein Fenster 4 aufweist und wobei der Halbleiterbaustein 2 mit hinter dem Fenster 4 befindlichem Sensor 3 an der Leiterplatte 1 befestigt ist. Die auf der flexiblen Leiterplatte 1 angeordneten Leiter 6 überragen die dem Halbleiterbaustein 2 zugewandte Oberfläche erhaben. Die flexible Leiterplatte 1 ist zusätzlich auf der dem Sensor 3 zugewandten Seite mit einer porenfreien, elektrisch nichtleitenden, polymeren Werkstoffschicht 5 überdeckt, die aus einem durch zum Beispiel UV- Bestrahlung voraktivierten Klebstoff 19 besteht, beispielsweise aus photoreaktivem Epoxidharz. Zur Herstellung einer gegenseitigen, unlösbaren Verbindung zwischen dem Halbleiterbaustein 2 und der flexiblen Leiterplatte 1 ist es vorgesehen, den Halbleiterbaustein 2 in der in Fig. 1 gezeigten Lage mit der flexiblen Leiterplatte 1 zusammenzufügen und unter Anwendung von Druck und Wärme zu verpressen. Dabei wird die Krafteinleitung auf der der flexiblen Leiterplatte 1 zugewandten Seite unter Zwischenfügung eines elastisch verformbare Kissens erzeugt. Hierbei ergibt sich vorübergehend eine thermische Erweichung des Klebstoffs 19 mit der Folge, daß evtl. vorhandene Zwischenräume zwischen dem Halbleiterbaustein 2 und der flexiblen Leiterplatte 1 vollständig mit der porenfreien, elektrisch nichtleitenden, polymeren Werkstoff 5 ausgefüllt werden, so daß zu einem späteren Zeitpunkt Wasser oder andere Fremdstoffe nicht mehr in den Zwischenraum zwischen beiden Teilen 1, 2 einzudringen vermögen. Hierdurch ist nicht nur eine sehr zuverlässige Verbindung für elektrische Signale zwischen dem Halbleiterbaustein 2 und der flexiblen Leiterplatte 1 gewährleistet sondern zusätzlich eine hochgradige Funktionssicherheit. Die Ausschußquote bei der Herstellung des Sensormoduls ist dementsprechend ganz besonders niedrig.

Um gegen mechanische Belastungen des Sensors z. B. durch Druckausübung, eine bessere Widerstandsfähigkeit zu erhalten, ist es vorgesehen, daß der Halbleiterbaustein 2 von einem starren Doppelrahmen 8 umschlossen ist, wobei die Leiterplatte 1 zwischen den den Doppelrahmen 8 bildenden Rahmenhälften 9, 10 zumindest entlang eines ringförmig in sich geschlossenen Linienzuges eingeklemmt ist. Hierdurch läßt sich nicht nur der Halbleiterbau­ stein 2 besonders einfach und sicher montieren sondern durch entsprechende Gestaltung der Rahmenhälften 9, 10 zusätzlich sicherstellen, daß nur die tatsächlich zu sensierenden Signale erfaßt und Fremdsignale abgeschirmt werden und die Anschlußflächenbereiche 12 zwischen der flexiblen Leiterplatte 1 und dem Halbleiterbaustein 2 nicht belastet und geschädigt werden.

Bei vielen Verwendungen des Sensormoduls kann es zu Relativbewegungen während der bestimmungsgemäßen Verwendung zwischen dem auf einen Signalgeber ausgerichteten Halbleiterbaustein 2 und der damit verbundenen flexiblen Leiterplatte 1 kommen. Um in solchen Fällen zu verhindern, daß sich im Bereich der Übergangszone zwischen dem starren Halbleiterbaustein 2 und der flexiblen Leiterplatte 1 Knickeffekte im Bereich der Leiterplatte 1 ergeben, die zu einem vorzeitigen Ausfall des Sensormoduls führen können, hat es sich als vorteilhaft bewährt, wenn zumindest eine Rahmenhälfte 9, 10 in Richtung ihres äußeren Randes 11 einen sich zunehmend vergrößernden Abstand von der Leiterplatte 1 hat. Zweckmäßigerweise ist der Rand 11 im Bereich des sich vergrößernden Abstandes von abgerundetem Profil 25. Eine spiegelbildliche Ausbildung beider Rahmenhälften 9, 10 im Bereich des Randes 11 hat sich als vorteilhaft bewährt.

Um den Halbleiterbaustein 2 noch besser zu schützen, überdeckt die Rahmenhälfte 9 den Halbleiterbaustein 2 mit einem flüssigkeitsdichten Boden 24. Störende Umgebungseinflüsse können hierdurch in besonders vorteilhafter Weise von dem Halbleiterbaustein 2 ferngehalten werden. Durch den Boden 24 wird außerdem eine latente Verpressung zwischen dem Halbleiterbaustein 2 und der flexiblen Leiterplatte 1 bewirkt, was die Gefahr vermindert, daß Wasser oder Fremdstoffe in diesen kritischen Bereich einzudringen vermögen. Der erforderliche Preßsitz läßt sich erreichen, indem die Tiefe 26 des in der Rahmenhälfte 9 ausgesparten Hohlraums 0,1 bis 0,2 mm kleiner ist als die Höhe 28 des Halbleiterbausteins 2.

Die Rahmenhälften 9, 10 haben normalerweise keine Sensorfunktion. Sie können dadurch auf beliebige Weise an der flexiblen Leiterplatte 1 festgelegt werden, beispielsweise durch in Fig. 1 die gezeigte Nietverbindung 29, eine gegenseitige Verschraubung oder ähnlich. Zumindest eine Rahmenhälfte 9, 10 kann dabei gegebenenfalls einen Bestandteil eines sekundären Elementes bilden, beispielsweise eines Gehäuses.

Die Oberflächen der Rahmenhälfte 10 können metallisiert sein beziehungsweise die Rahmenhälfte 10 kann aus einem Metallteil bestehen, um einen Berührungsschutz auszubilden, der für den Sensor 3 gefährliche statische Aufladungen durch Personenkontakte ableitet.

Die Fig. 1a bis 1c zeigen verschiedene Kontaktierungsmethoden für die Direktmontage des Senors 3 auf einer flexiblen Leiterplatte 1, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung gelangen können.

Fig. 1a zeigt eine Methode zur Direktmontage ungehäuster Halbleiterbausteine 2, bei der die Anschlußfläche 13, 14 zwischen dem Halbleiterbaustein 2 und der Leiterplatte 1 mit angebondeten Drähten 15 hergestellt werden. Der Anschlußflächenbereich 12 wird mit einer polymeren Kapselmasse 16 versiegelt.

Fig. 1b zeigt eine Methode zur Direktmontage ungehäuster Halbleiterbausteine 2, wobei die Leiterplatte 1 freistehende Kontaktleiter 14 aufweist, die direkt mit den Anschlußflächen 13 des Halbleiterbausteins 2 kontaktiert werden. Der Kontaktbereich 12 wird mit einer polymeren Kapselmasse 16 versiegelt.

Fig. 1c zeigt eine Methode zur Direktmontage ungehäuster Halbleiterbausteine 2, wobei die Anschlußfläche 13 der Halbleiterbausteine 2 direkt gegenüber den Anschlußflächen 14 der Leiterplatte 1 liegen und die Anschlußfläche 13, 14 zwischen Halbleiterbaustein 2 und Leiterplatte 1 mit Hilfe von Anschlußhöckern 18 hergestellt werden. Der Spalt zwischen dem Halbleiterbaustein 2 und der Leiterplatte 1 wird mit einem isolierenden Klebstoff 19 ausgefüllt. Die Leiter 6 sind außerhalb des Anschlußflächenbereichs mit Deckfolie oder Decklack 22 abgedeckt.

Bei allen Ausführungsformen ist es erforderlich, die Anschlußfläche 13, 14 vor einem direkten Zugriff und der Einwirkung von Schubkräften zu schützen, die sich beispielsweise bei Temperaturwechseln als Folge von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Leiterbahn 1 und des Halbleiterbausteins 2 ergeben können. Deswegen sind der Halbleiterbaustein 2 und die flexible Leiterbahn 1 bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungen miteinander zu verkleben.

Bei den Methoden 1a und 1b gelangt bevorzugt zu diesem Zweck eine polymere Werkstoffschicht 5, die als Klebefolie mit No-Flow Charakteristik ausgebildet ist, zur Anwendung. Dabei wird auf der flexiblen Leiterplatte 1 vor dem Freilegen des Fensters und der Anschlußbereiche 12 ein nichtfließender Kleber (sogenannte No-Flow-Kleber) in Form einer Kleberfolie angeheftet. Nach dem gemeinsamen Herstellen der Durchbrüche für das Fenster 4 und der Anschlußbereiche schließt die Kleberfolie randscharf die Durchbrüche ab. Registrierprobleme zwischen Leiterplatte 1 und Klebefolie können somit nicht auftreten. Der Sensor 3 wird dann mit Hilfe kommerzieller Bestücker positionsgenau mit der aktiven Seite auf der Werkstoffschicht 5 plaziert und z. B. durch vorübergehende, thermische Erweichung und nachfolgende Verfestigung der Werkstoffschicht 5 mit Hilfe eines beheizbaren Stempels verklebt. Der No-Flow-Kleber zeigt beim Verkleben keinen merklichen Kleberfluß, so daß die Fenster 4 und Anschlußbereiche 12 sicher kleberfrei bleiben. Anschließend erfolgt die elektrische Verbindung der Anschlußfläche 13 des Halbleiterbausteins 2 mit den Kontakten 14 der Leiterbahn in den freigelegten Anschlußbereichen 12 der flexiblen Leiterplatte 1. Diese Bereiche sind allseitig durch die Klebefolie abgedichtet und bilden Kavitäten, die zum Schutz der Anschlußflächen 13, 14 und der Anschlußleiter 15 mit Kapselmasse 16 ausgefüllt werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Kapselmasse 16 in den Bereich des Sensors 3 des Halbleiterbausteins 2 fließt.

Bei der Methode 1c wird ein hochflüssiger, aushärtbarer Klebstoff 19 bevorzugt. Dieser kann im flüssigen Zustand entlang der äußeren Kanten 20 zugeführt werden. Durch die im Spalt wirksamen Kapillarwirkungen wird der verflüssigte - Klebstoff 19 von der Kante 20 bis zum Fensterrand der flexiblen Leiterplatte 1 fließen und dort stoppen. Dadurch läßt sich eine randscharfe Verklebung bis zum Fenster 4 ohne zusätzliche Maßnahmen erreichen.

Die Verklebung kann auch unter Verwendung einer anisotrop leitenden Klebefolie mit No Flow Charakteristik bewirkt werden, die mit elektrisch leitenden Partikeln gefüllt und nur in Richtung der Anschlußflächen elektrisch leitend ausgebildet ist. Die Verwendung einer solchen Klebefolie hat den Vorteil, daß sich die Kontaktierung und mechanische Verbindung in einen Arbeitsgang herstellen läßt. Die Applikation entspricht Fig. 1c, wobei die Anschlußhöcker 18 entfallen und die aushärtbare Klebeschicht 19 anisotrop leitend ist.

Für die Verklebung von Halbleiterbaustein 2 und Leiterplatte 1 kann der Sensor 3 des Halbleiterbausteins 2 vor dem Verkleben mit einer Polymerschicht 21 versehen werden, die zum Beispiel im Siebdruckverfahren aufgebracht wird, wobei die Polymerschicht 21 im ausgehärteten Zustand 0,05 bis 0,2 mm dicker sein sollte als die Kleberschicht 15, 19. Die Polymerschicht 21 ist leicht abziehbar und kann vorteilhaft auf der Sensorfläche solange verbleiben, bis die Sensorfunktion erstmalig benötigt wird.

Fig. 2 verdeutlicht die Ausbildung der zur Anwendung gelangenden, flexiblen Leiterplatte 1 in einer Ansicht von oben. Aus Gründen der besseren Anschaulichkeit ist der Rahmen 10 weggelassen worden. Es ist zu erkennen, daß das Fenster 4, welches hinsichtlich seiner Form und Größe mit der aktiven Sensorfläche des Sensors 3 im wesentlichen übereinstimmt, von einem ringförmig ausgebildeten Leiter 7 umschlossen ist, der die Oberfläche des in der flexiblen Leiterplatte 1 enthaltenen Kunststoffträgers erhaben überragt. Bei der gegenseitigen Verpressung zwischen der flexiblen Leiterplatte 1 und dem Halbleiterbaustein 2 während der gegenseitigen Verklebung wird hierdurch eine Versteifung gebildet, die das positionsgenaue Verkleben erleichtert.

Der das Fenster 4 bei der Ausbildung der flexiblen Leiterplatte 1 nach Fig. 2 umschließende Leiter 7 bildet primär einen Bestandteil der elektrischen "Verdrahtung" und kann als Massenleiter zur Ableitung von für den Sensor 3 gefährlichen, elektrostatischen Aufladungen dienen.

Claims (17)

1. Sensormodul, umfassend eine Leiterplatte (1), an der zumindest ein Anschlußflächen (13) aufweisender Halbleiterbaustein (2) signalleitend festgelegt ist, wobei der Halbleiterbaustein (2) mindestens einen Sensor (3) zur Erfassung externer Signale beinhaltet, wobei der Sensor (3) und die Anschlußflächen (13) auf derselben Seite des Halbleiterbausteins (2) angeordnet sind, wobei die Leiterplatte (1) zumindest ein Fenster (4) aufweist und wobei der Halbleiterbaustein (2) mit hinter dem Fenster (4) befindlichem Sensor (3) an der Leiterplatte (1) hermetisch dicht befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) flexibel ist, dass der Halbleiterbaustein (2) mit dem Sensor (3) von einem starren Doppelrahmen (8) umschlossen ist und dass die Leiterplatte (1) zwischen den den Doppelrahmen (8) bildenden Rahmenhälften (9, 10) zumindest entlang eines ringförmig in sich geschlossenen Linienzuges eingeklemmt ist, wobei der Doppelrahmen (8) nur die tatsächlich zu sensierenden Signale zum Sensoren (3) durchläßt und die Fremdsignale abschirmt.

2. Sensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Rahmenhälfte (9, 10) in Richtung ihres äußeren Randes (11) einen sich zunehmend vergrößernden Abstand von der Leiterplatte (1) hat.

3. Sensormodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand (11) im Bereich des sich vergrößernden Abstandes von abgerundetem Profil ist.

4. Sensormodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Halbleiterbaustein (2) umschließende Rahmenhälfte (9) den Halbleiterbaustein (2) mit einem flüssigkeitsdichten Boden (24) überdeckt.

5. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rahmenhälften (9, 10) durch die Leiterplatte (1) hindurch vernietet oder verschraubt sind.

6. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Rahmenhälften (9, 10) und die Leiterplatte (1) durch zumindest eine Einschnappvorrichtung miteinander fixiert sind.

7. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterbaustein (2) und die Leiterplatte (1) mittels der Rahmenhälften (9, 10) verpreßt sind.

8. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Rahmenhälfte (9, 10) einen Bestandteil eines Sekundärgehäuses bildet.

9. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmehälfte (10) aus metallischem Werkstoff besteht und als Berührungsschutz zur Ableitung statischer Aufladung bei Personenkontakt ausgebildet ist.

10. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenhälfte (10) aus einem polymeren Werkstoff besteht, der metallisiert ist und als Berührungsschutz zur Ableitung statischer Aufladung bei Personenkontakt ausgebildet ist.

11. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterbaustein (2) eine aktive Sensorfläche (23) hat, die mit der Form und Größe des Fensters (4) im wesentlichen übereinstimmt.

12. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterbaustein (2) und die Leiterplatte (1) an zumindest einer Stelle einen Abstand voneinander haben und dass der Abstand mit einer porenfreien, elektrisch nicht leitenden, polymeren Werkstoffschicht (5) ausgefüllt ist.

13. Sensormodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseitigen Anschlußflächen (13, 14) mit Hilfe von Anschlußhöckern (18) aus metallischen oder leitenden polymeren Werkstoffen signalleitend verbunden sind, und dass die Zwischenräume zwischen den Anschlußhöckern (18) mit der porenfreien, elektrisch nicht leitenden, polymeren Werkstoffschicht (5) ausgefüllt sind.

14. Sensormodul nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffschicht (5) aus Klebstoff (19) besteht.

15. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterbaustein (2) und die Leiterplatte (1) an zumindest einer Stelle einen Abstand voneinander haben und dass der Abstand mit einem porenfreien, elektrisch anisotrop nur in Richtung der Anschlußfläche (13, 14) leitenden Klebstoff (19) ausgefüllt ist.

16. Sensormodul nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (19) durch eine UV-Bestrahlung voraktiviert ist.

17. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) auf der dem Halbleiterbaustein (2) zugewandten Seite mit zumindest einem erhaben vorspringenden, elektrischen Leiter (6) versehen ist und dass das Fenster (4) von dem (6) oder zumindest einem weiteren Leiter (7) ringförmig umschlossen ist.