EP3257334A1 - Elektronische komponente und verfahren zur herstellung einer solchen elektronischen komponente - Google Patents

Elektronische komponente und verfahren zur herstellung einer solchen elektronischen komponente

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EP3257334A1
EP3257334A1 EP16702703.6A EP16702703A EP3257334A1 EP 3257334 A1 EP3257334 A1 EP 3257334A1 EP 16702703 A EP16702703 A EP 16702703A EP 3257334 A1 EP3257334 A1 EP 3257334A1
Authority
EP
European Patent Office
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circuit board
electronic components
flat side
printed circuit
electronic component
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16702703.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Karin Beart
Stefan Müller
Thomas Schmidt
Bernhard Schuch
Frieder Wittmann
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Vitesco Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
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Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H05K2203/049—Wire bonding

Definitions

  • the invention relates to an electronic component according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for producing such an electronic component.
  • Electronic components for integrated mechatronic controls in particular control devices, which are installed in a transmission or engine compartment of a motor vehicle, have a plurality of electronic components, which are brought together on a circuit board to form an integrated circuit.
  • Printed circuit board is usually equipped on one side with electronic components.
  • a flat side of the circuit board with an electrically conductive adhesive also referred to as conductive adhesive, z.
  • epoxy resin with electrically conductive fillers and then to arrange all electronic components on the provided with conductive adhesive flat side.
  • the electronic component Due to high demands on space and ambient temperatures, eg. Example, a temperature up to 150 ° C, the electronic component all electronic components designed as semiconductor components are arranged unhoused on the circuit board and electrically contacted by means of bonding wires in the form of thick-wire and / or thin-wire bonding
  • Cleanliness of the populated flat side of the circuit board and the electronic components themselves required This is possible for example by means of electrical conductive adhesive joints, which have a comparatively high electrical resistance and a low thermal conductivity. This can impair a functionality of the circuit arranged on the printed circuit board and thus of the electronic component.
  • passive electronic components eg. As sensors, capacitors, etc.
  • special components such. B. coils or quartz to fix by means of electrical conductive adhesive joints on the circuit board.
  • passive components can usually be soldered, but this is not possible with the simultaneous arrangement of semiconductor components with bonding wires due to the above reasons, or at least not advantageous.
  • the electronic components to be bonded to certain terminations which are made for example of gold or silver and thus very expensive.
  • packaged semiconductor components can not be glued because they are usually available only as solderable components.
  • all areas of the circuit are connected thermally equal regardless of a power loss occurring there.
  • the invention is therefore based on the object to provide an improved over the prior art electronic component and an improved method for producing such an electronic component.
  • the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1 solved.
  • the object is achieved according OF INVENTION ⁇ dung to those specified in claim 8 features.
  • An electronic component comprises a printed circuit board with two opposite flat sides and a plurality of electronic components, and a base plate. According to the invention, a number of the electronic components on a rear side of the printed circuit board and a further number of electronic components on a front side of the printed circuit board are respectively fixed and electrically conductively connected thereto, wherein the base plate has at least one first recess for receiving electronic components has, which are arranged on the back flat side of the circuit board.
  • the thus formed electronic component reduces a component density on the usually equipped front side flat side. Furthermore, an optimal temperature control of the electronic components as a function of power dissipation is possible.
  • the recess in the base plate in this case corresponds to a cavity for receiving the electronic components, which are arranged on the back flat side of the circuit board.
  • the electronic component allows a combination of different connection technologies. For example, the number of electronic components by means of solder joints materially fixed on the back flat side and electrically connected to the circuit board. The further number of electronic components is adhesively connected to the front side flat side by means of an electrically conductive adhesive and electrically conductively connected to the printed circuit board by means of wire contacting.
  • the number of electronic components on the front side flat side by means of solder joints materially fixed and electrically connected to the circuit board.
  • the further number of electronic components is then adhesively fixed on the back flat side and electrically connected by wire contacting with the circuit board.
  • An embodiment of the invention provides that a position of one of the electronic components on one of the flat sides of the printed circuit board is dependent on a position of an electronic component on the opposite flat side of the printed circuit board with a certain power loss. This ensures a dissipation of high heat loss in electronic components with a high power loss. The temperature of such electronic components is thus optimized.
  • a further embodiment of the invention provides that the circuit board and the base plate are adhesively bonded together by means of a varnishleit ⁇ adhesive.
  • the printed circuit board and the base plate can be soldered to each other ⁇ .
  • Wire contacting at least one Dickbonddraht, z. B. aluminum includes. Alternatively or additionally, the
  • a method for producing the described electronic component according to the invention comprises the following steps:
  • An embodiment of the method according to the invention provides that the number of electronic components is soldered to the back flat side and that the further number elekt ⁇ ronic components adhesively connected to the front side flat side and electrically connected by wire bonding with the circuit board. In the method, therefore, various connection techniques for two-sided assembly of the circuit board can be combined.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment according to the invention of an electronic component with a printed circuit board equipped on both sides, FIG .
  • FIG. 2 schematically shows a sectional view of an alternative embodiment of the invention an electronic component with a double-sided printed circuit board and be tipped teeth ⁇
  • FIG. 3 shows a process flow diagram for a method according to the invention for producing an electronic component.
  • FIG. 1 shows a sectional view, in particular a cross section of an exemplary embodiment of an electronic component E.
  • the electronic component E is provided for example for arrangement in a control unit for motor vehicles, in particular in a transmission control unit, wherein not all components of the electronic component E are shown.
  • the electronic component E comprises a printed circuit board 1 with a plurality of electronic components 2 and a base plate 3, which is materially connected to the printed circuit board 1.
  • the printed circuit board 1 represents a substrate or circuit carrier and serves for the mechanical fastening of the electronic components 2 and their electrical connection.
  • the circuit board 1 is formed of electrically insulating, fiber-reinforced plastic and has a number of electrically conductive tracks 1.1.
  • the circuit board 1 has two flat sides 1.2, 1.3, wherein a rear flat side 1.2 one of the base ⁇ plate 3 facing side and a front side flat side 1.3 of the base plate 3 opposite side of the circuit board 1 is.
  • the circuit board 1 on both the front der Schotch ⁇ flat side and 1.3 on the back flat side on electronic components 1.2. 2 In other words: The circuit board 1 is equipped on both sides.
  • an electrical resistance 2.1, an electrical capacitor 2.2 and a packaged semiconductor component 2.3, z As a packaged diode or bipolar transistor, arranged and fixed by means of solder joints 4 mechanically on the back flat side 1.2 and electrically connected to the conductors 1.1. Since the rear flat side 1.2 is the base plate 3 to ⁇ facing flat side of the circuit board 1, the base ⁇ plate 3 has a first recess 3.1 for receiving the electrical resistance 2.1, the electric capacitor 2.2 and the packaged semiconductor component 2.3. The first recess 3.1 is provided with a filler 9, z. As a thermal paste or a potting compound.
  • a heat meleitklebstoff 8 for cohesive connection of the circuit board 1 and the base plate 3 is arranged between unequipped sections of the rear flat side 1.2 of the circuit board 1 and the base plate 3.
  • the circuit board 1 is thus additionally connected thermally to the base plate 3.
  • a solder joint 4 may also be arranged.
  • the base plate 3 is formed, for example, from metal.
  • the base ⁇ plate 3 may be formed as a plastic-metal hybrid.
  • On the front side flat side 1.3 are according to the embodiment shown as electronic components 2 two
  • An unheated semiconductor component 2.4 arranged on the left in the viewing direction is connected by means of a thick-bonding wire 5, e.g. B. an aluminum bonding wire, electrically conductively connected to the conductor tracks 1.1 and fixed by means of an electrically conductive adhesive 7 cohesively on the front side flat side 1.3.
  • a thick-bonding wire 5 e.g. B. an aluminum bonding wire
  • An unheated semiconductor component 2.4 arranged in the viewing direction on the right is provided by means of two thin-bond wires 6, e.g. B. two gold bonding wires, electrically conductively connected to the Lei ⁇ terbahnen 1.1 and fixed by means of the electrically conductive adhesive 7 cohesively on the front Flachsei ⁇ te 1.3.
  • the further electrical resistance 2.1 is both electrically conductively connected by means of the electrically conductive adhesive 7 with the conductor tracks 1.1 as well as firmly bonded to the front side flat side 1.3.
  • Figure 2 shows an alternative embodiment of the electronic component E in a sectional view, in particular in a cross section.
  • the electronic component E comprises analogous to the previous embodiment, a printed circuit board 1 with a plurality of electronic components 2 and a base plate 3, which is materially connected to the circuit board 1.
  • circuit board 1 analogous to the previous embodiment, a back flat side 1.2 and a front side flat side 1.3.
  • two electric resistances and an electric 2.1 Kondensa ⁇ 2.2 tor are on the back flat side 1.2 and electronic components 2 are arranged in each case by means of solder 4 and an electrically conductive adhesive 7 is electrically conductively connected to
  • the base plate 3 in this case has two recesses 3.1, 3.2, wherein a first recess 3.1 the electric capacitor 2.2 and one of the electrical resistors 2.1 receives. A second recess 3.2 receives the other electrical resistance 2.1.
  • a bathleit ⁇ adhesive 8 is also arranged for the cohesive connection of the circuit board 1 to the base plate 3 here.
  • the circuit board 1 is thus additionally connected thermally to the base plate 3.
  • a solder joint 4 may also be present.
  • FIG. 3 shows a process flow diagram of a method according to the invention for producing the electronic component E. The method will be described in more detail below with reference to the electronic component E shown in FIG.
  • a first step Sl the rear flat side 1.2 of the circuit board 1 is equipped with electronic Bautei ⁇ len 2, the power loss compared to other electronic components 2 is low because these electronic components 2 can be thermally directly to the base plate 3 attached ⁇ prevented and a resulting heat loss can not be dissipated efficiently.
  • a soldering process is performed for fixing and electrical contacting of the electronic components 2.
  • the electronic components 2 Al ternatively ⁇ can be connected with the rear side flat side ⁇ 1.2 also adhesive and electrically conductive by means of a conductive adhesive.
  • a wire contact (wire bonding) is not possible on the back flat side 1.2, since a necessary cleanliness of the surfaces due to the soldering processes can not be ensured.
  • the position of the electronic components 2 on the rear flat side 1.2 is selected depending on a future position of electronic components 2 on the front side 1.3, which have a high power dissipation and thus produce a high waste heat compared to the other electronic components 2.
  • a second step S2 is applied to the front side ⁇ flat side 1.3 of the circuit board 1, the electrically conductive adhesive 7, z. B. by screen printing. Subsequently, all electronic components 2 are glued to the front side 1.3, which are provided for Drahtkontak- tion and have a high power dissipation.
  • the other of the unhoused semiconductor components 2.4 is electrically connected to the printed conductors 1.1 after curing of the electrically conductive adhesive 7 by means of the thin-bonded wires 6.
  • the second electrical resistance 2.1 is electrically connected to the conductor tracks 1.1 exclusively by means of the electrically conductive adhesive 7 and also fixed in a material-locking manner on the front side 1.3, as already described in FIG.
  • a third method step S3 the printed circuit board 2 equipped on both sides is connected to the base plate 3 in a material-locking manner, for B. by means of the heat-conducting adhesive 8 or al ⁇ ternatively by means of another soldering process.
  • the base plate 3 has to receive the electronic construction ⁇ parts 2 on the back flat side 1.2, the recess 3.1, as already described. As a result, an overall height of the electronic component E remains the same, so that no additional space requirement arises.
  • the recess 3.1 can optionally be filled with the filling material 9.
  • the filling takes place either before the cohesive connection of the base plate 3 with the circuit board 1 or by means introduced in the base plate 3 channels (not shown here).
  • the filling material 9 is a thermal connection of the total merged on the circuit board 1 circuit over the prior art increased.
  • the aforementioned channels in the base plate 3 and / or channels in the circuit board 1 make it possible to avoid or at least reduce air bubbles.
  • the solution according to the invention enables a reduction pieces cation of component density on a flat side of the printed circuit ⁇ plate 1 due to the double-sided printed-circuit board.
  • Chip capacitors and special components are used, which have a lower cost compared to the prior art termination.
  • terminations can be used from inexpensive tin, the components with such terminations have a high availability. 1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Komponente (E), umfassend -eine Leiterplatte (1) mit zwei sich gegenüberliegenden Flachseiten (1.2,1.3) und einer Mehrzahl elektronischer Bauteile (2), und -eine Grundplatte (3). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Anzahl der elektronischen Bauteile (2) auf einer rückseitigen Flachseite (1.2) der Leiterplatte (1) und eine weitere Anzahl der elektronischen Bauteile (2) auf einer vorderseitigen Flachseite (1.3) der Leiterplatte (1) jeweils fixiert und elektrisch leitend mit dieser verbunden sind, wobei die Grundplatte (3) mindestens eine erste Aussparung (3.1) zur Aufnahme elektronischer Bauteile (2) aufweist, die auf der rückseitigen Flachseite (1.2) der Leiterplatte (1) angeordnet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektronischen Komponente (E).

Description

Beschreibung
Elektronische Komponente und Verfahren zur Herstellung einer solchen elektronischen Komponente
Die Erfindung betrifft eine elektronische Komponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen elektronischen Komponente .
Elektronische Komponenten für integrierte mechatronische Steuerungen, insbesondere Steuergeräte, die in einem Getriebe oder Motorraum eines Kraftfahrzeugs verbaut werden, weisen eine Mehrzahl elektronischer Bauteile auf, die auf einer Leiterplatte zu einer integrierten Schaltung zusammengeführt sind. Die
Leiterplatte ist üblicherweise einseitig mit elektronischen Bauteilen bestückt.
Zur Herstellung der elektronischen Komponente ist beispielsweise bekannt, eine Flachseite der Leiterplatte mit einem elektrisch leitenden Klebstoff, auch als Leitkleber bezeichnet, z. B. Epoxidharz mit elektrisch leitenden Füllstoffen, zu versehen und anschließend alle elektronischen Bauteile auf der mit Leitkleber versehenen Flachseite anzuordnen.
Aufgrund hoher Anforderungen an Bauraum und Umgebungstemperaturen, z. B. eine Temperatur bis 150°C, der elektronischen Komponente werden alle als Halbleiterkomponenten ausgebildeten elektronischen Bauteile ungehäust auf der Leiterplatte ange- ordnet und mittels Bonddrähten in Form von Dickdraht- und/oder Dünndraht-Bondverbindungen elektrisch kontaktiert
(Drahtbonden) .
Beim Drahtbonden ist zur Sicherstellung einer einwandfreien Funktionalität der elektrischen Komponente ein hohes Maß an
Sauberkeit der bestückten Flachseite der Leiterplatte sowie der elektronischen Bauteile selbst erforderlich. Dies ist beispielsweise mittels elektrischer Leitklebeverbindungen möglich, welche einen vergleichsweise hohen elektrischen Widerstand und eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweisen. Dies kann eine Funktionalität der auf der Leiterplatte angeordneten Schaltung und damit der elektronischen Komponente beeinträchtigen.
Zudem ist es prozessbedingt erforderlich, dass zusätzlich zu den Halbleiterkomponenten alle passiven elektronischen Bauteile, z. B. Sensoren, Kondensatoren usw., und Sonderbauteile, wie z. B. Spulen oder Quarze, mittels elektrischer Leitklebeverbindungen auf der Leiterplatte zu fixieren. Passive Bauteile können zwar üblicherweise verlötet werden, allerdings ist dies bei gleichzeitiger Anordnung von Halbleiterkomponenten mit Bonddrähten aufgrund der oben genannten Gründe nicht möglich oder zumindest nicht vorteilhaft.
Ferner weisen die zu verklebenden elektronischen Bauteile bestimmte Terminierungen auf, die beispielsweise aus Gold oder Silber hergestellt und damit sehr kostenintensiv sind. Darüber hinaus können gehäuste Halbleiterkomponenten nicht verklebt werden, da diese üblicherweise nur als lötbare Bauteile zur Verfügung stehen.
Eine thermische Anbindung der bestückten Leiterplatte erfolgt über eine flächige, adhäsive Verbindung der Leiterplatte, insbesondere einer unbestückten Flachseite der Leiterplatte mit einer Grundplatte oder einem Gehäuse. Dabei werden alle Bereiche der Schaltung unabhängig von einer dort entstehenden Verlustleistung thermisch gleich angebunden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte elektronische Komponente und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer solchen elektronischen Komponente anzugeben.
Hinsichtlich der elektronischen Komponente wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfin¬ dungsgemäß mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine elektronische Komponente umfasst eine Leiterplatte mit zwei sich gegenüberliegenden Flachseiten und einer Mehrzahl elektronischer Bauteile, und eine Grundplatte. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Anzahl der elektronischen Bauteile auf einer rückseitigen Flachseite der Leiterplatte und eine weitere Anzahl der elektronischen Bauteile auf einer vorderseitigen Flachseite der Leiterplatte jeweils fixiert und elektrisch leitend mit dieser verbunden sind, wobei die Grundplatte mindestens eine erste Aussparung zur Aufnahme elektronischer Bauteile aufweist, die auf der rückseitigen Flachseite der Leiterplatte angeordnet sind.
Die derart ausgebildete elektronische Komponente reduziert eine Bauteildichte auf der üblicherweise bestückten vorderseitigen Flachseite. Des Weiteren ist damit eine optimale Temperierung der elektronischen Bauteile in Abhängigkeit einer Verlustleistung möglich. Die Aussparung in der Grundplatte entspricht hierbei einer Kavität zur Aufnahme der elektronischen Bauteile, die auf der rückseitigen Flachseite der Leiterplatte angeordnet sind.
Ferner ermöglicht die elektronische Komponente eine Kombination verschiedener Verbindungstechnologien. Beispielsweise ist die Anzahl der elektronischen Bauteile mittels Lötstellen stoff- schlüssig auf der rückseitigen Flachseite fixiert und elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden. Die weitere Anzahl der elektronischen Bauteile ist mittels eines elektrisch leitenden Klebstoffs adhäsiv mit der vorderseitigen Flachseite und mittels Draht-Kontaktierung elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden.
Alternativ kann die Anzahl der elektronischen Bauteile auch auf der vorderseitigen Flachseite mittels Lötstellen stoffschlüssig fixiert und elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden werden. Die weitere Anzahl der elektronischen Bauteile ist dann adhäsiv auf der rückseitigen Flachseite fixiert und mittels Draht-Kontaktierung elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden.
Somit ist es möglich trotz der Verwendung eines elektrisch leitenden Klebstoffs weitere elektronische Bauteile in der Schaltung zu Löten. Dies ermöglicht in vorteilhafter Art und Weise die Integration verlustleistungsarmer, gehäuster Halbleiterkomponenten in der Schaltung mittels Löten.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Position eines der elektronischen Bauteile auf einer der Flachseiten der Leiterplatte abhängig von einer Position eines elektronischen Bauteils auf der gegenüberliegenden Flachseite der Leiterplatte mit einer bestimmten Verlustleistung ist. Damit ist eine Ableitung hoher Verlustwärme bei elektronischen Bauteilen mit einer hohen Verlustleistung sichergestellt. Die Temperierung solcher elektronischer Bauteile ist somit optimiert.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Leiterplatte und die Grundplatte mittels eines Wärmeleit¬ klebstoffs stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Alter- nativ können die Leiterplatte und die Grundplatte auch mit¬ einander verlötet werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die
Draht-Kontaktierung mindestens einen Dickbonddraht, z. B. aus Aluminium, umfasst. Alternativ oder zusätzlich umfasst die
Draht-Kontaktierung mindestens einen Dünnbonddraht, z. B. aus Gold.
Ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen elektronischen Komponente weist erfindungsgemäß folgende Schritte auf:
- Bereitstellen einer unbestückten Leiterplatte,
- Bereitstellen der Mehrzahl elektronischer Bauteile,
- Bestücken der Leiterplatte mit der Mehrzahl elektronischer Bauteile, wobei
eine Anzahl der elektronischen Bauteile auf der rückseitigen Flachseite angeordnet, Stoffschlüssig fixiert und elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden wird, und
- anschließend eine weitere Anzahl der elektronischen Bauteile auf der vorderseitigen Flachseite angeordnet, stoffschlüssig fixiert und elektrisch leitend mit der Leiterplatte verbunden wird, und
- stoffschlüssiges Verbinden der beidseitig bestückten Lei- terplatte mit der Grundplatte, wobei die Grundplatte mit mindestens einer ersten Aussparung zur Aufnahme elektronischer Bauteile versehen wird, die auf der rückseitigen Flachseite der Leiterplatte angeordnet sind. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine beidseitig bestückte Leiterplatte herstellbar, wobei gegenüber dem Stand der Technik eine größere Anzahl elektronischer Bauteile gelötet werden kann. Eine Lötverbindung weist dabei einen wesentlich geringeren thermischen Widerstand auf als eine adhäsive Ver- bindung, so dass eine Funktionalität der elektronischen Komponente verbessert ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Anzahl elektronischer Bauteile mit der rückseitigen Flachseite verlötet wird und dass die weitere Anzahl elekt¬ ronischer Bauteile mit der vorderseitigen Flachseite adhäsiv verbunden und mittels Drahtkontaktierung mit der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden wird. Bei dem Verfahren können somit verschiedene Verbindungstechniken zur beidseitigen Bestückung der Leiterplatte miteinander kombiniert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer elektronischen Komponente mit einer beidseitig bestückten Leiter¬ platte,
Figur 2 schematisch eine Schnittdarstellung einer alterna- tiven erfindungsgemäßen Ausführungsform einer elektronischen Komponente mit einer beidseitig be¬ stückten Leiterplatte und
Figur 3 ein Verfahrensablaufdiagramm für ein erfindungsge- mäßes Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente .
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung, insbesondere einen Querschnitt einer beispielhaften Ausführungsform einer elektronischen Komponente E.
Die elektronische Komponente E ist beispielsweise zur Anordnung in einem Steuergerät für Kraftfahrzeuge, insbesondere in einem Getriebesteuergerät vorgesehen, wobei nicht alle Komponenten der elektronischen Komponente E dargestellt sind.
Die elektronische Komponente E umfasst eine Leiterplatte 1 mit einer Mehrzahl elektronischer Bauteile 2 und eine Grundplatte 3, die mit der Leiterplatte 1 stoffschlüssig verbunden ist.
Die Leiterplatte 1 stellt ein Substrat oder Schaltungsträger dar und dient der mechanischen Befestigung der elektronischen Bauteile 2 sowie deren elektrischer Verbindung. Beispielsweise ist die Leiterplatte 1 aus elektrisch isolierendem, faserverstärktem Kunststoff gebildet und weist eine Anzahl elektrisch leitender Leiterbahnen 1.1 auf. Weiterhin weist die Leiterplatte 1 zwei Flachseiten 1.2, 1.3 auf, wobei eine rückseitige Flachseite 1.2 eine der Grund¬ platte 3 zugewandte Seite und eine vorderseitige Flachseite 1.3 eine der Grundplatte 3 abgewandte Seite der Leiterplatte 1 ist.
Erfindungsgemäß weist die Leiterplatte 1 sowohl auf der vor¬ derseitigen Flachseite 1.3 als auch auf der rückseitigen Flachseite 1.2 elektronische Bauteile 2 auf . Mit anderen Worten : Die Leiterplatte 1 ist beidseitig bestückt.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind auf der rückseitigen Flachseite 1.2 als elektronische Bauteile 2 ein elektrischer Widerstand 2.1, ein elektrischer Kondensator 2.2 und eine gehäuste Halbleiterkomponente 2.3, z. B. eine gehäuste Diode oder bipolarer Transistor, angeordnet und jeweils mittels Lötstellen 4 mechanisch auf der rückseitigen Flachseite 1.2 fixiert und elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 1.1 verbunden . Da die rückseitige Flachseite 1.2 die der Grundplatte 3 zu¬ gewandte Flachseite der Leiterplatte 1 ist, weist die Grund¬ platte 3 eine erste Aussparung 3.1 zur Aufnahme des elektrischen Widerstands 2.1, des elektrischen Kondensators 2.2 und der gehäusten Halbleiterkomponente 2.3 auf. Die erste Ausspa- rung 3.1 ist mit einem Füllmaterial 9 versehen, z. B. einer Wärmeleitpaste oder einer Vergussmasse.
Zwischen unbestückten Abschnitten der rückseitigen Flachseite 1.2 der Leiterplatte 1 und der Grundplatte 3 ist ein Wär- meleitklebstoff 8 zur stoffschlüssigen Verbindung der Leiterplatte 1 und der Grundplatte 3 angeordnet. Die Leiterplatte 1 ist damit zusätzlich thermisch an die Grundplatte 3 angebunden. Alternativ kann anstelle des Wärmeleitklebstoffs 8 auch eine Lötstelle 4 angeordnet sein. Die Grundplatte 3 ist bei- spielsweise aus Metall gebildet. Alternativ kann die Grund¬ platte 3 auch als Kunststoff-Metall-Hybrid ausgebildet sein. Auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als elektronische Bauteile 2 zwei
ungehäuste Halbleiterkomponenten 2.4 sowie ein weiterer elektrischer Widerstand 2.1 angeordnet.
Eine in Betrachtungsrichtung links angeordnete ungehäuste Halbleiterkomponente 2.4 ist mittels eines Dickbonddrahts 5, z. B. ein Aluminium-Bonddraht, elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 1.1 verbunden und mittels eines elektrisch lei- tenden Klebstoffs 7 stoffschlüssig auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 fixiert.
Eine in Betrachtungsrichtung rechts angeordnete ungehäuste Halbleiterkomponente 2.4 ist mittels zweier Dünnbonddrähte 6, z. B. zwei Gold-Bonddrähte, elektrisch leitend mit den Lei¬ terbahnen 1.1 verbunden und mittels des elektrisch leitenden Klebstoffs 7 stoffschlüssig auf der vorderseitigen Flachsei¬ te 1.3 fixiert. Der weitere elektrische Widerstand 2.1 ist mittels des elektrisch leitenden Klebstoffs 7 sowohl elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 1.1 verbunden als auch stoffschlüssig auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 fixiert. Figur 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der elektronischen Komponente E in Schnittdarstellung, insbesondere in einem Querschnitt.
Die elektronische Komponente E umfasst analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel eine Leiterplatte 1 mit einer Mehrzahl elektronischer Bauteile 2 und eine Grundplatte 3, die mit der Leiterplatte 1 stoffschlüssig verbunden ist.
Weiterhin weist die Leiterplatte 1 analog zum vorherigen Ausführungsbeispiel eine rückseitige Flachseite 1.2 und eine vorderseitige Flachseite 1.3 auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind auf der rückseitigen Flachseite 1.2 als elektronische Bauteile 2 zwei elektrische Widerstände 2.1 und ein elektrischer Kondensa¬ tor 2.2 angeordnet und jeweils mittels Lötstellen 4 und eines elektrisch leitenden Klebstoffs 7 elektrisch leitend mit
Leiterbahnen 1.1 verbunden und stoffschlüssig auf der rückseitigen Flachseite 1.2 fixiert.
Die Grundplatte 3 weist hierbei zwei Aussparungen 3.1, 3.2 auf, wobei eine erste Aussparung 3.1 den elektrischen Kondensator 2.2 und einen der elektrischen Widerstände 2.1 aufnimmt. Eine zweite Aussparung 3.2 nimmt den anderen elektrischen Widerstand 2.1 auf . Zwischen unbestückten Abschnitten der rückseitigen Flachseite 1.2 und der Grundplatte 3 ist auch hierbei ein Wärmeleit¬ klebstoff 8 zur stoffschlüssigen Verbindung der Leiterplatte 1 mit der Grundplatte 3 angeordnet. Die Leiterplatte 1 ist damit zusätzlich thermisch an die Grundplatte 3 angebunden. Alternativ kann anstelle des Wärmeleitklebstoffs 8 auch eine Lötstelle 4 vorhanden sein.
Auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 sind gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel als elektronische Bauteile 2 zwei gehäuste Halbleiterkomponenten 2.3, z. B. ein gehäuster Feldeffekttransistor und eine gehäuste integrierte Schaltung, ein elektrischer Kondensator 2.2 und ein elektrischer Widerstand 2.1 angeordnet. Die auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 angeordneten elektronischen Bauteile 2 sind jeweils mittels Lötstellen 4 stoffschlüssig und elektrisch leitend mit der vorderseitigen Flachseite 1.3 verbunden. Figur 3 zeigt ein Verfahrensablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der elektronischen Komponente E . Im Folgenden wird das Verfahren anhand der in Figur 1 gezeigten elektronischen Komponente E näher beschrieben.
In einem ersten Verfahrensschritt Sl wird die rückseitige Flachseite 1.2 der Leiterplatte 1 mit elektronischen Bautei¬ len 2 bestückt, deren Verlustleistung gegenüber anderen elektronischen Bauteilen 2 gering ist, da diese elektronischen Bauteile 2 thermisch nicht direkt an die Grundplatte 3 ange¬ bunden werden können und eine entstehende Verlustwärme hierbei nicht effizient abgeführt werden kann.
Bevorzugt wird zur Fixierung und elektrischen Kontaktierung der elektronischen Bauteile 2 ein Lötprozess durchgeführt. Al¬ ternativ können die elektronischen Bauteile 2 auch adhäsiv und elektrisch leitend mittels eines Leitklebers mit der rück¬ seitigen Flachseite 1.2 verbunden werden. Eine Drahtkontak- tierung (Drahtbonden) ist auf der rückseitigen Flachseite 1.2 nicht möglich, da eine notwendige Sauberkeit der Oberflächen aufgrund der Lötprozesse nicht sichergestellt werden kann.
Die Position der elektronischen Bauteile 2 auf der rückseitigen Flachseite 1.2 wird abhängig von einer zukünftigen Position elektronischer Bauteile 2 auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 gewählt, die eine hohe Verlustleistung aufweisen und somit gegenüber den anderen elektronischen Bauteilen 2 eine hohe Abwärme erzeugen.
In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird auf die vorder¬ seitigen Flachseite 1.3 der Leiterplatte 1 der elektrisch leitende Klebstoff 7 aufgetragen, z. B. mittels Siebdruck. Im Anschluss daran werden alle elektronischen Bauteile 2 mit der vorderseitigen Flachseite 1.3 verklebt, die zur Drahtkontak- tierung vorgesehen sind und die eine hohe Verlustleistung aufweisen .
Hierbei wird eine der ungehäusten Halbleiterkomponenten 2.4 nach dem Aushärten des elektrisch leitenden Klebstoffs 7 mittels des Dickbonddrahts 5 elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 1.1 verbunden .
Die andere der ungehäusten Halbleiterkomponenten 2.4 wird nach dem Aushärten des elektrisch leitenden Klebstoffs 7 mittels der Dünnbonddrähte 6 elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 1.1 verbunden .
Der zweite elektrische Widerstand 2.1 wird ausschließlich mittels des elektrisch leitenden Klebstoffs 7 elektrisch leitend mit den Leiterbahnen 1.1 verbunden als auch stoffschlüssig auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 fixiert, wie es bereits in Figur 1 beschrieben ist. Durch die Verwendung des elektrisch leitenden Klebstoffs 7 auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 kann eine Verunreinigung auf der vorderseitigen Flachseite 1.3 minimiert werden, so dass eine zur Drahtkontaktierung optimale Kontaktoberfläche sicherge¬ stellt ist.
In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird die beidseitig bestückte Leiterplatte 1 stoffschlüssig mit der Grundplatte 3 verbunden, z. B. mittels des Wärmeleitklebstoffs 8 oder al¬ ternativ mittels eines weiteren Lötprozesses.
Die Grundplatte 3 weist zur Aufnahme der elektronischen Bau¬ teile 2 auf der rückseitigen Flachseite 1.2 die Aussparung 3.1 auf, wie bereits beschrieben. Dadurch bleibt eine Gesamthöhe der elektronischen Komponente E gleich, so dass kein zusätzlicher Bauraumbedarf entsteht.
Die Aussparung 3.1 kann optional mit dem Füllmaterial 9 befüllt sein. Die Befüllung erfolgt entweder vor der stoffschlüssigen Verbindung der Grundplatte 3 mit der Leiterplatte 1 oder mittels in der Grundplatte 3 eingebrachten Kanälen (hier nicht dargestellt) . Mittels des Füllmaterials 9 ist eine thermische Anbindung der gesamten auf der Leiterplatte 1 zusammengeführten Schaltung gegenüber dem Stand der Technik erhöht. Die zuvor erwähnten Kanäle in der Grundplatte 3 und/oder Kanäle in der Leiterplatte 1 ermöglichen es, Luftblasen zu vermeiden oder zumindest zu verringern .
Die beschriebene erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine Kombination unterschiedlicher Verbindungstechnologien mit der Option räumlich getrennter Prozesse, also beispielsweise
Lötprozesse auf der rückseitigen Flachseite 1.2 und Leitkleben sowie Drahtkontaktieren auf der vorderseitigen Flachseite 1.3. Zudem ist eine Temperierung der Schaltung auf der Leiterplatte 1 in Abhängigkeit einer Verlustleistung einzelner elektronischer Bauteile 2 möglich. Mit anderen Worten: Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine partielle Erwärmung der Schaltung auf der Leiterplatte 1 in thermisch relevanten Bereichen.
Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung eine Redu- zierung einer Bauteildichte auf einer Flachseite der Leiter¬ platte 1 aufgrund der beidseitigen Bestückung der Leiterplatte 1.
Ferner können trotz der Verwendung des elektrisch leitenden Klebstoffs 7 elektronische Bauteile 2 gelötet werden. Somit ist es möglich auch verlustleistungsarme, gehäuste Halbleiter¬ komponenten 2.3 in die Schaltung mittels Löten zu integrieren. Mechanisch und chemisch sensible Dünnbonddrähte 6 und Dick¬ bonddrähte werden geschützt, da diese erst nach dem Lötprozess aufgebracht werden. Somit können Chip-Widerstände und
Chip-Kondensatoren sowie Sonderbauteile verwendet werden, die eine gegenüber dem Stand der Technik kostengünstigere Terminierung aufweisen. Beispielsweise können Terminierungen aus kostengünstigem Zinn verwendet werden, wobei die Bauteile mit derartigen Terminierungen eine hohe Verfügbarkeit aufweisen. 1
Bezugs zeichenliste
1 Leiterplatte
1.1 Leiterbahn
1.2 rückseitige Flachseite
1.3 vorderseitige Flachseite
2 elektronisches Bauteil
2.1 elektrischer Widerstand
2.2 elektrischer Kondensator
2.3 gehäuste Halbleiterkomponente
2.4 ungehäuste Halbleiterkomponente
3 Grundplatte
3.1 erste Aussparung
3.2 zweite Aussparung
4 Lötstelle
5 Dickbonddraht
6 Dünnbonddraht
7 elektrisch leitender Klebstoff
8 Wärmeleitklebstoff
9 Füllmaterial
E elektronische Komponente
Sl bis S3 Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1. Elektronische Komponente (E) , umfassend
- eine Leiterplatte (1) mit zwei sich gegenüberliegenden Flachseiten (1.2, 1.3) und einer Mehrzahl elektronischer
Bauteile (2), und
- eine Grundplatte (3) ,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der elektronischen Bauteile (2) auf einer rückseitigen Flachseite (1.2) der Leiterplatte (1) und eine weitere Anzahl der elektronischen Bauteile (2) auf einer vorderseitigen Flachseite (1.3) der Leiterplatte (1) jeweils fixiert und elektrisch leitend mit dieser verbunden sind, wobei die Grundplatte (3) mindestens eine erste Aussparung (3.1) zur Aufnahme elektronischer Bauteile (2) aufweist, die auf der rückseitigen Flachseite (1.2) der Lei¬ terplatte (1) angeordnet sind.
2. Elektronische Komponente (E) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der elektronischen Bauteile (2) mittels Lötstellen (4) stoffschlüssig auf der rückseitigen Flachseite (1.2) fixiert und elektrisch leitend mit der Leiterplatte (1) verbunden sind.
3. Elektronische Komponente (E) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Anzahl der elektro¬ nischen Bauteile (2) mittels eines elektrisch leitenden
Klebstoffs (7) adhäsiv mit der vorderseitigen Flachseite (1.3) und mittels Draht-Kontaktierung elektrisch leitend mit der Leiterplatte (1) verbunden sind.
4. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Position eines der elekt¬ ronischen Bauteile (2) auf einer der Flachseiten (1.2, 1.3) der Leiterplatte (1) abhängig von einer Position eines elektro¬ nischen Bauteils (2) auf der gegenüberliegenden Flachseite (1.2, 1.3) der Leiterplatte (1) mit einer bestimmten Verlustleistung ist.
5. Elektronische Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) und die Grundplatte (3) mittels eines Wärmeleitklebstoffs (8) stoff- schlüssig miteinander verbunden sind.
6. Elektronische Komponente (E) nach einem der Ansprü¬ che 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Draht-Kontaktierung mindestens einen Dickbonddraht (5) umfasst.
7. Elektronische Komponente (E) einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Draht-Kontaktierung mindestens einen Dünnbonddraht (6) umfasst.
8. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente (E) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Bereitstellen einer unbestückten Leiterplatte (1),
- Bereitstellen der Mehrzahl elektronischer Bauteile (2),
- Bestücken der Leiterplatte (1) mit der Mehrzahl elektronischer Bauteile (2), wobei
eine Anzahl der elektronischen Bauteile (2) auf der rückseitigen Flachseite (1.2) angeordnet, Stoffschlüssig fixiert und elektrisch leitend mit der Leiterplatte (1) verbunden wird, und
- anschließend eine weitere Anzahl der elektronischen Bau¬ teile (2) auf der vorderseitigen Flachseite (1.3) angeordnet, Stoffschlüssig fixiert und elektrisch leitend mit der Lei¬ terplatte (1) verbunden wird, und
- stoffschlüssiges Verbinden der beidseitig bestückten Lei¬ terplatte (1) mit der Grundplatte (3), wobei die Grundplatte (3) mit mindestens einer ersten Aussparung (3.1) zur Aufnahme elektronischer Bauteile (2) versehen wird, die auf der rückseitigen Flachseite (1.2) der Leiterplatte (1) angeordnet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Anzahl elektronischer Bauteile (2) mit der rückseitigen Flachseite (1.2) verlötet wird und
- die weitere Anzahl elektronischer Bauteile (2) mit der vorderseitigen Flachseite (1.3) adhäsiv verbunden und mittels Drahtkontaktierung mit der Leiterplatte (1) elektrisch leitend verbunden wird.
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