EP2749156A1 - Sensor mit einem einzigen elektrischen trägermittel - Google Patents

Sensor mit einem einzigen elektrischen trägermittel

Info

Publication number
EP2749156A1
EP2749156A1 EP12761920.3A EP12761920A EP2749156A1 EP 2749156 A1 EP2749156 A1 EP 2749156A1 EP 12761920 A EP12761920 A EP 12761920A EP 2749156 A1 EP2749156 A1 EP 2749156A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
housing
carrier means
sensor according
designed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP12761920.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Fischer
Stefan GÜNTHNER
Dietmar Huber
Jakob Schillinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Teves AG and Co OHG
Original Assignee
Continental Teves AG and Co OHG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Teves AG and Co OHG filed Critical Continental Teves AG and Co OHG
Publication of EP2749156A1 publication Critical patent/EP2749156A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P1/00—Details of instruments
    • G01P1/02—Housings
    • G01P1/023—Housings for acceleration measuring devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
    • B81C1/00222—Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
    • B81C1/0023—Packaging together an electronic processing unit die and a micromechanical structure die
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10674—Flip chip
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10742—Details of leads
    • H05K2201/10886—Other details
    • H05K2201/10924—Leads formed from a punched metal foil
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/20—Bump connectors, e.g. solder bumps or copper pillars; Dummy bumps; Thermal bumps
    • H10W72/251—Materials
    • H10W72/252—Materials comprising solid metals or solid metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/541—Dispositions of bond wires
    • H10W72/5445—Dispositions of bond wires being orthogonal to a side surface of the chip, e.g. parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50—Bond wires
    • H10W72/541—Dispositions of bond wires
    • H10W72/5449—Dispositions of bond wires not being orthogonal to a side surface of the chip, e.g. fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W74/00—Encapsulations, e.g. protective coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/721—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors
    • H10W90/726—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bump connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/753—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between laterally-adjacent chips
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/811—Multiple chips on leadframes

Definitions

  • the invention relates to a sensor according to the preamble of claim 1 and the use of the sensor in Kraftfahrzeu ⁇ gen.
  • micromechanical sensor elements or MEMS sensor elements and application specific integrated circuits or ASICs which are initially formed as unpackaged half ⁇ conductor devices, as so-called “bare die” already by the manufacturer equipped to produce inertial sensors, which as a solderable component or devisdommon ⁇ tierter component or as so-called
  • SMD Surface Mounted Device
  • Such SMDs can be soldered directly to a printed circuit board or "PCB" in a control unit (ECU, ACU) or in a separate housing of a satellite sensor.
  • PCB printed circuit board
  • the invention is based on the object to propose a excellentgüns ⁇ term and / or compact sensor.
  • the sensor preferably has a single carrier means.
  • the carrier means is preferably designed as a leadframe. Alternatively, preferably the carrier means is formed as a printed ⁇ te or "PCB".
  • a plug Under an electrical interface, is preferably understood a plug and, preferably, a cable connection or cable outlet.
  • the at least one sensor element and the signal processing element are each arranged as unpackaged ⁇ half-conductor components on the carrier.
  • Un ⁇ ter an unpackaged semiconductor device is understood to be ⁇ vorzugt a component whose functional structure is formed of a semiconductor material and having no own Ge ⁇ housing. Unpacked, for example
  • the senor has a transfer gold housing, which encloses the at least one sensor element and the signal processing element and the carrier completely or at least partially.
  • a transfer gold housing which encloses the at least one sensor element and the signal processing element and the carrier completely or at least partially.
  • the transfer gold housing is completely or at least partially enclosed by an overmold housing.
  • the at least one sensor element is designed as an inertial sensor element.
  • the sensor is also approved as a motor vehicle sensor.
  • a transfermold housing is preferably understood to mean a transfer molding housing or a premold housing.
  • An overmold housing is preferably understood to mean an injection-molded housing or an overmold housing or a housing made of epoxy.
  • the lead frame or lead frame preferably has at least one mounting island on which at least the sensor ⁇ element and the signal processing element are arranged.
  • the at least one sensor element is preferably designed as mik ⁇ romechanisches sensor element, in particular as a micromechanical Inertialsensorelement.
  • the sensor is preferably designed such that the
  • Overmold housing has two parts, a prefabricated housing part, in which the support means and the components connected thereto are introduced and a second part with which this prefabricated housing part is closed by means of Obermoldens or an overmold housing.
  • These two housing parts are particularly preferably made of injection molding or overmold or epoxy.
  • the unpackaged semiconductor components are preferably fastened or arranged on the carrier means by means of an adhesive.
  • the at least one sensor element as well as the signal processing element and / or optionally tere electrical components, by bonding or
  • Wire bonds are at least electrically connected to the carrier and / or under ⁇ each other.
  • the fixing and electrical contacting of the at least one sensor element and the signal processing element and / or optionally further elekt ⁇ -driven components in particular "bare dies” as removablebil ⁇ det formed by flip-chip.
  • This bare dies, or called non ⁇ grabbed semiconductor devices are then ⁇ example as flipped on the lead frame or circuit board placed and soldered by reflow or hot steam.
  • the sensor preferably has one or more additional electrical components, such as at least one resistor and / or at least one capacitor and / or at least one inductance and / or at least one further integrated circuit and / or at least one varistor.
  • the housing of the sensor in particular the outer casing or Overmoldgetude one or two or meh ⁇ eral fastening means on which is particularly preferably designed so / are that the sensor is fastened by means of a screw connection.
  • the electric vehicle is preferably electrically kontak ⁇ advantage with one or more press-fit pins "press fit pins". In this case, the range in which this contacting is carried out recessed from the Overmoldgephase
  • the carrier means is electrically contacted by at least one welded-on pins, in particular ⁇ sondere with the electrical interface.
  • the fixation of the PCB in the satellite sensor is preferably carried out by constructive elements directly in the housing and cover (support domes, ribs, snap hooks, etc.). Alternatively, gluing or screwing the PCB is possible.
  • the invention also relates to the use of the sensor in motor vehicles.
  • the invention also relates to a manufacturing method of a sensor that is favorable and / or flexible.
  • the electrical and mechanical connecting ⁇ nisch carrier is initially loaded with unpackaged semiconductor elements and optionally further electronic components.
  • the unwrapped semiconductor elements and the optional further electronic components are preferably directly encapsulated so that they are in one
  • Transfer gold housing are arranged.
  • the unpackaged semiconductor elements and the optiona ⁇ len other electronic components prior to coating with the Transfermoldgeratiuse yet with a Vergussmass or "globe top” are covered, which then also in the
  • Transfermold housing is injected.
  • a sensor as a solderable component or surface mounted component or as so-called
  • SMD Surface Mounted Device
  • FIGS. 3 and 4 show exemplary production methods.
  • FIG. 1 shows a Ron sensor from two perspectives, which has a leadframe as carrier means 4.
  • the sensor comprises two glued-on sensor elements 1 and a signal processing element 2, which are electrically contacted by means of bonding wires 10.
  • Sensor elements 1 and a Sig ⁇ nal kauselement 2 are surrounded by a Transfermoldgephaseuse 5 or injected accordingly.
  • the lead frame 4 includes two further encapsulation as Transfermoldgephaseuse 5.
  • FIG. 2 shows an exemplary sensor as a surface-mounted component or so-called
  • SMD Surface Mounted Device
  • a sensor element 1 and a signal processing element 2, which are arranged on the support means 4, for example as a conductor ⁇ plate or "PCB.”
  • PCB conductor ⁇ plate
  • Printed circuit board 4 is contacted by Einpresspins 11 electrically, wherein the contact region of the housing of the sensor, a
  • Overmold housing 7 are recessed.
  • the housing has a recess / recess in this contacting region, in FIG. 2 b) arranged next to the housing 7 in this contacting region.
  • FIG. 1 An exemplary manufacturing method is illustrated with reference to FIG. Instead of conventionally two packaging ⁇ step for the construction of a satellite sensor, only one step is needed - the "bare dies" are arranged / equipped on the circuit board as a support means and there ⁇ after the contacting and training of the housing takes place SMDs omitted that would be too ⁇ additionally connected to the carrier and then would take up space.
  • the construction and connection technology of the bare die and the flip chip process is identical. It can be used the same front-end equipment to Her ⁇ position.
  • the printed circuit board can be completely or partially encapsulated by Transfermold.
  • the modular production method illustrated in FIG. 4 preferably allows or comprises two main variants, as illustrated schematically by way of example:
  • the populated leadframe having the contacted Bare This is preferred by a glob top or potting and after ⁇ following transfer mold or a total / Nachumspritzungsvorgang, for example by means of epoxy, ge ⁇ protects. It creates an SMD, so one
  • the populated leadframe with the contacted bare die is preferably ge ⁇ protected by a glob top or casting and a subsequent transfer mold or a complete / Nachumspritzungsvorgang, for example by means of epoxy.
  • the contact pins are previously welded to the leadframe or, alternatively, a cable can be attached by so-called crimping.
  • the fixing members can be inserted in the mold and introduced with or subsequently injection-molded, ⁇ example, by heat embedding and / or ultrasonic welding. After that 3 subvariants are possible:
  • the populated leadframe is partially encapsulated with an open housing and sealed with a potting and / or lid.
  • the lid may be made of a metallic or non-metallic material.
  • passive elements can be equipped to who, as exemplified schematically illustrates ⁇ ⁇ based Figure 1 additionally with or without protection (glob top and Transfer Mold).
  • any modular extensions of the leadframe are possible, which carry additional additional circuits, as illustrated schematically by way of example with reference to FIG. 1.
  • These may be other bare dies (MEMS, ASIC) or other components (R, C, IC, diodes, vanisters, LEDs, etc.).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

Sensor, umfassend wenigstens ein Sensorelement (1), zumindest ein Signalverarbeitungselement (2), ein Gehäuse (7), das wenigstens ein Befestigungsmittel aufweist, sowie eine elektrische Schnittstelle zur elektrischen Anbindung des Sensors, wobei der Sensor ein elektrisch und mechanisch verbindendes Trägermittel (4) aufweist, auf welchem das wenigstens eine Sensorelement (1) und das Signalverarbeitungselement (2) angeordnet sind und mit diesem elektrisch verbunden sind, wobei das Trägermittel (4) auch mit der elektrischen Schnittstelle zumindest elektrisch verbunden ist.

Description

Sensor mit einem einzigen elektrischen Trägermittel
Die Erfindung betrifft einen Sensor gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie die Verwendung des Sensors in Kraftfahrzeu¬ gen .
Üblicherweise werden mikromechanische Sensorelemente bzw. MEMS-Sensorelemente und applikationsspezifische integrierte Schaltungen bzw. ASICs, die zunächst als unverpackte Halb¬ leiterbauelemente ausgebildet sind, als so genannte „Bare Dies" bereits vom Hersteller zu fertigen Inertialsensoren bestückt, welche als lötfähiges Bauteil bzw. oberflächenmon¬ tiertes Bauelement bzw. als so genanntes
„Surface Mounted Device" (SMD) , das mit einem Gehäuse gegen Umwelteinflüsse geschützt und nach außen kontaktiert ist, ausgebildet .
Solche SMDs können direkt auf eine Leiterplatte bzw. „PCB" in ein Steuergerät (ECU, ACU) oder in ein separates Gehäuse eines Satelliten-Sensors gelötet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen kostengüns¬ tigen und/oder kompakten Sensor vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Sensor gemäß Anspruch 1. Der Sensor weist vorzugsweise ein einziges Trägermittel auf.
Das Trägermittel ist bevorzugt als Leadframe ausgebildet. Alternativ vorzugsweise ist das Trägermittel als Leiterplat¬ te bzw. „PCB" ausgebildet.
Unter einer elektrischen Schnittstelle, wird bevorzugt ein Stecker und alternativ vorzugsweise ein Kabelanschluss bzw. Kabelabgang verstanden.
Es ist bevorzugt, dass das wenigstens eine Sensorelement und das Signalverarbeitungselement jeweils als unverpackte Halb¬ leiterbauelemente auf dem Trägermittel angeordnet sind. Un¬ ter einem unverpackten Halbleiterbauelement versteht man be¬ vorzugt ein Bauelement dessen funktionale Struktur aus einem Halbleitermaterial ausgebildet ist und das kein eigenes Ge¬ häuse aufweist. Unter unverpackt wird beispielsweise
„siliziumverpackt" bzw. auf „Wafer-Ebene" verpackt bzw. ein „bare die" verstanden.
Es ist bevorzugt, dass der Sensor ein Transfermoldgehäuse aufweist, welches das wenigstens eine Sensorelement und das Signalverarbeitungselement und das Trägermittel vollständig oder zumindest teilweise umschließt. Insbesondere sind dabei das wenigstens eine Sensorelement und das Signalverarbei¬ tungselement zumindest teilweise von einer Vergussmasse bzw. einem „globe top" bedeckt, innerhalb des
Transfermoldgehäuses .
Vorzugsweise ist das Transfermoldgehäuse vollständig oder zumindest teilweise von einem Overmoldgehäuse umschlossen.
Es ist bevorzugt, dass das wenigstens eine Sensorelement als Inertialsensorelement ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Sensor als Satelliten-Sensor ausgebil¬ det, insbesondere als Kraftfahrzeugsensor.
Unter einem Transfermoldgehäuse versteht man bevorzugt ein Spritzpressgehäuse bzw. ein Premoldgehäuse .
Unter einem Overmoldgehäuse versteht man vorzugsweise ein Spritzgussgehäuse bzw. ein Overmoldgehäuse bzw. ein Gehäuse aus Epoxy.
Der Leadframe bzw. Leiterrahmen weist bevorzugt wenigstens eine Bestückungsinsel auf, auf welcher zumindest das Sensor¬ element und das Signalverarbeitungselement angeordnet sind.
Das mindestens eine Sensorelement ist vorzugsweise als mik¬ romechanisches Sensorelement ausgebildet, insbesondere als mikromechanisches Inertialsensorelement .
Der Sensor ist bevorzugt so ausgebildet, dass das
Overmoldgehäuse zwei Teile aufweist, einen vorgefertigten Gehäuseteil, in welchen das Trägermittel und die mit diesem verbundenen Bauteile eingebracht sind und einen zweiten Teil, mit welchen dieses vorgefertigte Gehäuseteil mittels Obermoldens bzw. eines Overmoldgehäuses geschlossen wird. Diese beiden Gehäuseteile bestehen besonders bevorzugt aus Spritzguss bzw. Overmold bzw. Epoxy.
Die unverpackten Halbleiterbauelemente sind vorzugsweise mittels eines Klebers auf dem Trägermittel befestigt bzw. angeordnet .
Es ist zweckmäßig, dass das wenigstens eine Sensorelement sowie das Signalverarbeitungselement und/oder optional wei- tere elektrische Bauelemente, mittels Bondens bzw.
Drahtbondens zumindest mit dem Trägermittel und/oder unter¬ einander elektrisch verbunden sind.
Alternativ vorzugsweise ist die Fixierung und elektrische Kontaktierung des zumindest einen Sensorelements sowie das Signalverarbeitungselement und/oder optional weiterer elekt¬ rischer Bauelemente, insbesondere als „bare dies" ausgebil¬ det, per Flip-Chip ausgebildet. Dazu werden besonders bevor¬ zugt entweder "Solder Balls" bzw. Lötkugeln, "Copper
Pillars" bzw. Kupferdome und/oder Lötpads auf die Oberseite der „bare dies" aufgebracht. Diese bare dies, bzw. unver¬ packte Halbleiterbauelemente genannt, sind dann beispiels¬ weise umgedreht auf dem Leadframe oder der Leiterplatte platziert und werden per Reflow- oder Heißdampf gelötet.
Der Sensor weist bevorzugt ein oder mehrere zusätzliche elektrische Bauelemente, wie zumindest einen Widerstand und/oder wenigstens eine Kapazität und/oder mindestens eine Induktivität und/oder zumindest eine weitere integrierte Schaltung und/oder wenigstens einen Varistor auf.
Vorzugsweise weist das Gehäuse des Sensors, insbesondere das äußere Gehäuse bzw. Overmoldgehäuse eine oder zwei oder meh¬ rere Befestigungseinrichtungen auf, welche besonders bevorzugt so ausgebildet ist/sind, dass der Sensor mittels einer Schraubverbindung befestigbar ist.
Das elektrische Trägermittel ist bevorzugt mit einem oder mehreren Einpresspins „press fit pins" elektrisch kontak¬ tiert. Dabei ist der Bereich in welchem diese Kontaktierung durchgeführt wird ausgespart von dem Overmoldgehäuse
und/oder dem Transfermoldgehäuse . Alternativ vorzugsweise erfolgt die Kontaktierung durch Lötstifte aus einem leit- und lötfähigen Material. Diese könne einen beliebigen Querschnitt haben. Typischerweise sind diese rund oder quadratisch. Diese werden mit der PCB verlötet sog. Durchsteckmontage (THT-Technologie = Through- Hole-Technologie) .
Es ist bevorzugt, dass das Trägermittel mittels wenigstens eines angeschweißten Pins elektrisch kontaktiert ist, insbe¬ sondere mit der elektrischen Schnittstelle.
Die Fixierung der PCB in dem Satelliten-Sensor erfolgt vorzugsweise durch konstruktive Elemente direkt im Gehäuse und Deckel (Auflagedome, Rippen, Rasthaken, etc.). Alternativ ist ein Einkleben oder Verschrauben der PCB möglich.
Zum Schutz vor Umwelteinflüssen wird nach Einbau der PCB in das Gehäuse des Satelliten-Sensors dieses Gehäuse zweckmäßi¬ gerweise mittels einer Vergussmasse oder mit einem Deckel aus metallischem oder nicht-metallischem Material verschlossen .
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die Verwendung des Sensors in Kraftfahrzeugen.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung außerdem auf ein Herstellungsverfahren eines Sensors, das günstig und/oder flexibel ist. Dabei wird zunächst das elektrisch und mecha¬ nisch verbindende Trägermittel mit unverpackten Halbleiterelementen sowie optional weiteren elektronischen Bauelementen bestückt. Die unverpackten Halbleiterelemente und die optionalen weiteren elektronischen Bauelemente werden bevorzugt direkt umspritzt, so dass sie in einem
Transfermoldgehäuse angeordnet sind. Alternativ vorzugsweise werden die unverpackten Halbleiterelemente und die optiona¬ len weiteren elektronischen Bauelemente vor der Umspritzung mit dem Transfermoldgehäuse erst noch mit einer Vergussmass bzw. „globe top" bedeckt, die dann ebenfalls in das
Transfermoldgehäuse eingespritzt wird.
Anschließend wird aus diesen teilfertigen Sensoren mittels einer Overmoldumspritzung bzw. einem Overmoldgehäuse
und/oder einem zusätzlichen vorgefertigten Gehäuse wahlweise ein Sensor als lötfähiges Bauteil bzw. oberflächenmontiertes Bauelement bzw. als so genanntes
„Surface Mounted Device" ( SMD) erzeugt/gefertigt oder ein Sensor als Satelliten-Sensor.
Es zeigen in schematischer, beispielhafter Darstellung
Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele des Sensors,
Fig. 3 und 4 beispielhafte Herstellungsverfahren.
In Fig. 1 ist ein Ron-Sensor aus zwei Perspektiven dargestellt, welcher einen Leadframe als Trägermittel 4 aufweist. Der Sensor umfasst zwei aufgeklebte Sensorelemente 1 sowie ein Signalverarbeitungselement 2, die mittels Bonddrähten 10 elektrisch kontaktiert sind. Sensorelemente 1 sowie ein Sig¬ nalverarbeitungselement 2 sind von einem Transfermoldgehäuse 5 umgeben bzw. entsprechend eingespritzt. Der Leadframe 4 umfasst zwei weitere Umspritzungen als Transfermoldgehäuse 5. Darüber hinaus ist der Leadframe mit zusätzlichen elekt¬ ronischen Bauelementen 8, wie beispielsweise „R", „C", „IC", Dioden oder wenigstens einem Varistor bestückt.
Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Sensor als oberflächenmontiertes Bauelement bzw. so genanntes
„Surface Mounted Device" (SMD) ausgebildet. Der Sensor weist ein Sensorelement 1 und ein Signalverarbeitungselement 2 auf, die auf dem Trägermittel 4, beispielgemäß als Leiter¬ platte bzw. „PCB" ausgebildet, angeordnet sind. Leiterplatte 4 ist mittels Einpresspins 11 elektrisch kontaktiert, wobei der Kontaktbereich von Gehäuse des Sensors, einem
Overmoldgehäuse 7 ausgespart sind. In Fig. 2 a) weist das Gehäuse eine Ausnehmung/ Aussparung in diesem Kontaktie- rungsbereich auf, in Fig. 2 b) in dieser Kontaktierungsbe- reich neben dem Gehäuse 7 angeordnet.
Anhand der Fig. 3 ist ein beispielhaftes Herstellungsverfahren veranschaulicht. Statt konventionell zwei Verpackungs¬ schritt für den Aufbau eines Satelliten-Sensors wird nur noch ein Schritt benötigt - die „bare dies" werden auf der Leiterplatte als Trägermittel angeordnet/ bestückt und da¬ nach erfolgt die Kontaktierung und Ausbildung des Gehäuses. Der Aufbau eines separaten SMDs entfällt, das dann noch zu¬ sätzlich mit dem Trägermittel verbunden werden müsste und Raum beanspruchen würde.
- Für PCB-Sensoren und Satelliten-Sensoren ist die Aufbau- und Verbindungstechnik der Bare Dies und der Flip-Chip Pro- zess identisch. Es kann gleiches Frontend-Equipment zur Her¬ stellung genutzt werden.
- Die Fertigungsprozesse Glob Top und Transfermold zum
Schutz der Bare Dies sind identisch. Die Leiterplatte kann komplett oder teilweise per Transfermold umspritzt werden.
Das in Fig. 4 dargestellte modulare Herstellungsverfahren ermöglicht bzw. umfasst bevorzugt zwei Hauptvarianten, wie beispielhaft schematisch dargestellt:
"Onboard" Variante (SMD) :
Der bestückte Leadframe mit den kontaktierten Bare Dies wird bevorzugt durch einen Glob Top bzw. Verguss und einem nach¬ folgenden Transfer Mold bzw. einen Gesamt- /Nachumspritzungsvorgang, beispielsweise mittels Epoxy, ge¬ schützt. Es entsteht ein SMD, also ein
oberflächenmontierbares Bauelement,
(Surface Mounted Device) , das direkt auf die PCB, „Printed Circuit Board" bzw. elektronische Leiterplatte eines Steuer¬ gerätes gelötet wird. Als Lötverfahren sind Reflow- oder Heißdampflöten geeignet.
"Satellite" Variante (IS) :
Der bestückte Leadframe mit den kontaktierten Bare Dies wird vorzugsweise durch einen Glob Top bzw. Verguss und einem nachfolgenden Transfer Mold bzw. einen Gesamt- /Nachumspritzungsvorgang, beispielsweise mittels Epoxy, ge¬ schützt .
Die Kontaktpins werden vorher an den Leadframe angeschweißt oder alternativ kann ein Kabel durch sogenanntes Crimpen bzw. Bördeln angebracht werden.
Die Befestigungsteile können im Werkzeug eingelegt und mit umspritzt oder nachträglich eingebracht werden, beispiels¬ weise durch Warmeinbetten und/oder Ultraschallschweißen. Danach sind 3 Untervarianten möglich:
a) Der bestückte Leadframe wird komplett mit dem Gehäuse umspritzt .
b) Der bestückte Leadframe wird mit einem offenen Gehäuse teilweise umspritzt und mit einem Verguss und/oder Deckel verschlossen. Der Deckel kann aus einem metallischen oder nicht-metallischen Material bestehen.
c) Der bestückte Leadframe wird mit einem Halter (sog. Car- rier) aus Kunststoff teilumspritzt und danach komplett mit dem Gehäuse umspritzt. Das vorgeschlagene Verfahren und seine Varianten bzw. der damit hergestellte Sensor weisen beispielgemäß folgende Vor¬ teile auf:
- Für beide Hauptvarianten sind die Prozesse der Bestückung, der Kontaktierung und dem Schutz der Bare Dies identisch.
- Statt konventionell zwei Verpackungsschritt für den Aufbau der Satelliten (IS) wird nur noch ein Schritt benötigt (Ba- re-Die Satellitenprodukt) . Der Aufbau eines separaten SMD entfällt .
- Für Onboard- und Satellitenlösung (SMD und IS) ist die Aufbau- und Verbindungstechnik der Bare Dies identisch, d.h. gleiche Fertigungseinrichtungen (Frontend-Equipment ) .
- Die Fertigungsprozesse Glob Top und Transfermold zum
Schutz der Bare Dies sind identisch.
- Auf dem Leadframe können zusätzlich passive Elemente ohne oder mit Schutz (Glob Top und Transfer Mold) bestückt wer¬ den, wie beispielhaft anhand Fig. 1 schematisch veranschau¬ licht .
- Weiterhin sind beliebige modulare Erweiterungen des Lead- frames möglich, die weitere Zusatzbeschaltungen tragen, wie beispielhaft anhand Fig. 1 schematisch veranschaulicht. Dies können weiteren Bare Dies (MEMS, ASIC) oder andere Bauteile sein (R, C, IC, Dioden, Vanister, LED, etc.) .
- Alle Module können ohne oder mit Schutz ausgeführt werden (Glob Top + Transfer Mold) . Bei entsprechender Auslegung ist für den alle Module nur ein Mold-Werkzeug Schutz nötig.

Claims

Patentansprüche
Sensor, umfassend wenigstens ein Sensorelement (1), zu¬ mindest ein Signalverarbeitungselement (2), ein Gehäuse (7), das wenigstens ein Befestigungsmittel aufweist, so¬ wie eine elektrische Schnittstelle zur elektrischen An- bindung des Sensors, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein elektrisch und mechanisch verbindendes Trägermittel (4) aufweist, auf welchem das wenigstens eine Sensorelement (1) und das Signalverarbeitungsele¬ ment (2) angeordnet sind und mit diesem elektrisch ver¬ bunden sind, wobei das Trägermittel (4) auch mit der elektrischen Schnittstelle zumindest elektrisch verbunden ist.
Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein einziges Trägermittel (4) aufweist.
Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermittel (4) als Leadframe ausgebildet ist.
Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermittel (4) als Leiterplatte ausgebildet ist .
Sensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensor¬ element (1) und das Signalverarbeitungselement (2) je¬ weils als unverpackte Halbleiterbauelemente auf dem Trä¬ germittel (4) angeordnet sind.
6. Sensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, da- durch gekennzeichnet, dass der Sensor ein
Transfermoldgehäuse (5 ) aufweist, welches das wenigstens eine Sensorelement (1) und das Signalverarbeitungsele¬ ment (2) und das Trägermittel (4) vollständig oder zu¬ mindest teilweise umschließt.
7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das das wenigstens eine Sensorelement (1) und das Signalver¬ arbeitungselement (2) zumindest teilweise von einer Vergussmasse bedeckt sind, innerhalb des
Transfermoldgehäuses .
Sensor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Transfermoldgehäuse (5) vollständig oder zumin¬ dest teilweise von einem Overmoldgehäuse (7) umschlossen ist .
9. Sensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sensor¬ element (1) als Inertialsensorelement ausgebildet ist.
Sensor nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, dass der Sensor als Satelliten- Sensor ausgebildet ist, insbesondere als Kraftfahrzeug sensor .
EP12761920.3A 2011-08-24 2012-08-24 Sensor mit einem einzigen elektrischen trägermittel Ceased EP2749156A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011081505 2011-08-24
DE102011081512 2011-08-24
PCT/EP2012/066503 WO2013026923A1 (de) 2011-08-24 2012-08-24 Sensor mit einem einzigen elektrischen trägermittel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2749156A1 true EP2749156A1 (de) 2014-07-02

Family

ID=46888388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12761920.3A Ceased EP2749156A1 (de) 2011-08-24 2012-08-24 Sensor mit einem einzigen elektrischen trägermittel

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9645163B2 (de)
EP (1) EP2749156A1 (de)
KR (1) KR102182947B1 (de)
CN (2) CN107954393B (de)
DE (1) DE102012215091A1 (de)
WO (1) WO2013026923A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3147258A1 (de) * 2015-09-22 2017-03-29 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Verbindungspaneel für elektronische bauelemente
DE102015223775A1 (de) * 2015-11-30 2017-06-01 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zum Herstellen eines Verbindungselements, Verbindungselement und Sensoranordnung
DE102015223850A1 (de) * 2015-12-01 2017-06-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums in einem Messraum
JP2018166083A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 アイシン精機株式会社 電子部品モジュール、及び電子部品モジュールの製造方法
DE102019210375A1 (de) * 2019-07-12 2021-01-14 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren zur Herstellung eines robusten Sensors
USD984397S1 (en) * 2021-03-16 2023-04-25 Yidong Cai Circuit board

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19804170A1 (de) * 1998-02-03 1999-08-05 Siemens Ag Elektrische Baueinheit sowie Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baueinheit
DE102006030133A1 (de) * 2005-06-29 2007-02-08 Ab Elektronik Gmbh Sensor mit Leadframe und Herstellungsverfahren hierfür
EP1396885B1 (de) * 2002-09-03 2008-06-18 Hitachi, Ltd. Elektronische kfz-Steuereinheit aus harzformmassen
EP2133539A2 (de) * 2008-06-11 2009-12-16 Helga Apel Drosselklappenstutzen mit Drosselklappe
DE102010042438A1 (de) * 2010-01-27 2011-07-28 Robert Bosch GmbH, 70469 Sensoranordnung

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW314650B (de) 1995-06-21 1997-09-01 Oki Electric Ind Co Ltd
US5804880A (en) * 1996-11-04 1998-09-08 National Semiconductor Corporation Solder isolating lead frame
US5948991A (en) 1996-12-09 1999-09-07 Denso Corporation Semiconductor physical quantity sensor device having semiconductor sensor chip integrated with semiconductor circuit chip
CN1178271C (zh) * 1998-12-04 2004-12-01 佛姆法克特股份有限公司 传送和跟踪电子元件的方法和装置
US6428357B1 (en) * 2001-06-19 2002-08-06 Amphenol Corporation Electrical connector with overmold housing
EP1274039B1 (de) * 2001-07-03 2008-01-02 Symbol Technologies, Inc. Kompaktes Scannermodul mit magnetisch zentriertem Abtastspiegel
JP4174979B2 (ja) * 2001-07-13 2008-11-05 松下電工株式会社 加速度センサ
US7304362B2 (en) * 2002-05-20 2007-12-04 Stmicroelectronics, Inc. Molded integrated circuit package with exposed active area
KR20030091549A (ko) * 2002-05-28 2003-12-03 삼성전기주식회사 이미지 센서모듈 및 그 제조공정
US6924496B2 (en) * 2002-05-31 2005-08-02 Fujitsu Limited Fingerprint sensor and interconnect
DE102004019428A1 (de) 2004-04-19 2005-08-04 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauteil mit einem Hohlraumgehäuse und Verfahren zur Herstellung desselben
US7235431B2 (en) * 2004-09-02 2007-06-26 Micron Technology, Inc. Methods for packaging a plurality of semiconductor dice using a flowable dielectric material
DE102005053682A1 (de) 2005-11-10 2007-05-16 Bosch Gmbh Robert Sensor, Sensorbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Sensors
DE102006046984A1 (de) * 2006-10-04 2008-04-10 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Trägerelements mit einem Winkelsensor
DE102007032142A1 (de) 2007-06-30 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Elektronikmodul und Verfahren zur Herstellung eines Elektronikmoduls
CN101599444B (zh) * 2008-06-04 2011-11-02 同欣电子工业股份有限公司 图像感测装置及其封装方法
JP2010006929A (ja) * 2008-06-26 2010-01-14 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 接着剤組成物、接着用シート及びダイシング・ダイアタッチフィルム
DE102009000427A1 (de) * 2009-01-27 2010-07-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Sensormoduls

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19804170A1 (de) * 1998-02-03 1999-08-05 Siemens Ag Elektrische Baueinheit sowie Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baueinheit
EP1396885B1 (de) * 2002-09-03 2008-06-18 Hitachi, Ltd. Elektronische kfz-Steuereinheit aus harzformmassen
DE102006030133A1 (de) * 2005-06-29 2007-02-08 Ab Elektronik Gmbh Sensor mit Leadframe und Herstellungsverfahren hierfür
EP2133539A2 (de) * 2008-06-11 2009-12-16 Helga Apel Drosselklappenstutzen mit Drosselklappe
DE102010042438A1 (de) * 2010-01-27 2011-07-28 Robert Bosch GmbH, 70469 Sensoranordnung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO2013026923A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103748976A (zh) 2014-04-23
US9645163B2 (en) 2017-05-09
KR20140054333A (ko) 2014-05-08
WO2013026923A1 (de) 2013-02-28
CN103748976B (zh) 2018-01-02
CN107954393B (zh) 2021-06-22
US20140202246A1 (en) 2014-07-24
KR102182947B1 (ko) 2020-11-25
CN107954393A (zh) 2018-04-24
DE102012215091A1 (de) 2013-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0740365B1 (de) Steuermodul von Kraftfahrzeugen
EP3329751B1 (de) Elektronikmodul mit über sockelelement flexibel platzierbarem bauelement und verfahren zum fertigen desselben
EP2749156A1 (de) Sensor mit einem einzigen elektrischen trägermittel
DE102005041451A1 (de) Elektronische Steckeinheit
WO2013117772A1 (de) Zweistufig gemoldeter sensor
DE102015207310A1 (de) Elektronikmodul und Verfahren zum Umkapseln desselben
EP2997645A2 (de) Kontaktierungskomponente für ein antriebsmodul, antriebsmodul sowie verfahren zur herstellung einer kontaktierungskomponente
DE102006030133A1 (de) Sensor mit Leadframe und Herstellungsverfahren hierfür
EP3356769B1 (de) Verfahren zum herstellen einer sensoranordnung für ein getriebesteuergerät
EP3222125A1 (de) Getriebesteuermodul für den einsatz in einem kontaminierenden medium, tcu-baugruppe zur verwendung in einem solchen gestriebesteuermodul und verfahren zur herstellung eines solchen getriebesteuermodules
WO2016177629A1 (de) Elektronische komponente und verfahren zu deren herstellung
DE102007031562B4 (de) Gehäuse mit einem elektrischen Modul
DE102013224645A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe
DE202005013344U1 (de) Elektrische Moduleinheit und Sensor
EP3459326A1 (de) Verfahren zum ummanteln einer elektrischen einheit und elektrisches bauelement
DE102006030081A1 (de) Sensor mit Leadframe und Herstellungsverfahren hierfür
WO2018069068A1 (de) Mikromechanische drucksensorvorrichtung und entsprechendes verfahren zum herstellen einer mikromechanischen drucksensorvorrichtung
DE102008003954A1 (de) Leiterbahnträger sowie Verfahren zur Herstellung eines Leiterbahnträgers
DE102015219011A1 (de) Sensoranordnung für ein Getriebesteuergerät
WO2007054557A1 (de) Sensorbaugruppe
DE10134646A1 (de) Sensorelement
WO2017198570A1 (de) Verfahren zum ummanteln einer elektrischen einheit und elektrisches bauelement
DE102013217301A1 (de) Bauteil
DE102015210103A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente und elektronische Komponente
DE102008054575A1 (de) Elektronisches Modul

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20140324

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: SCHILLINGER, JAKOB

Inventor name: FISCHER, THOMAS

Inventor name: HUBER, DIETMAR

Inventor name: GUENTHNER, STEFAN

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20171103

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R003

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 20211122