WO2016177629A1 - Elektronische komponente und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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WO2016177629A1
WO2016177629A1 PCT/EP2016/059540 EP2016059540W WO2016177629A1 WO 2016177629 A1 WO2016177629 A1 WO 2016177629A1 EP 2016059540 W EP2016059540 W EP 2016059540W WO 2016177629 A1 WO2016177629 A1 WO 2016177629A1
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circuit board
printed circuit
electronic component
intermediate element
cover
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PCT/EP2016/059540
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French (fr)
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Tilo Liebl
Jürgen SAUERBIER
Bernhard Schuch
Nikolaus Taschner
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Aumovio Microelectronic GmbH
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electronic component according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to an electronic component produced by such a method.
  • Electronic components in the form of integrated circuits usually comprise electronic assemblies, which are brought together on a printed circuit board to an electrical circuit arrangement.
  • Such electronic components are used for example in control units for motor vehicles, eg. B. in transmission control units used.
  • the printed circuit board for example, on a metallic support, for.
  • a metallic support for.
  • aluminum support laminated.
  • adhesive compounds are produced by pressure and / or temperature.
  • the modules on the circuit board may take the form of so-called “bare die” or as a soldered electronic components with a plastic cover on the flat side of the printed circuit board to ⁇ arranged.
  • bare die refers to integrated electronic components, which are further processed without a cover.
  • These electronic assemblies are applied directly to the circuit board and by means of electrical connection elements, such. As bonding wires, stamped grid, flexible films, etc., connected to other arranged on the circuit board electronic components or modules.
  • the electronic component by means of one or more housings against external influences, eg. As transmission oil, protected.
  • the housing surrounds at least a portion of the populated flat side of the circuit board.
  • the housing is advantageously formed from an electrically iso ⁇ lierenden material and is connected to the printed circuit board for example by means of frictional and form closure, z. B. the housing is riveted or screwed to the circuit board.
  • a potting compound for the cohesive connection of the housing
  • a potting compound for example, silicone rubber used
  • a thixotropic adhesive is additionally required because low molecular weight siloxanes can escape from the silicone rubber, resulting in leaks and / or detachment of the housing may result from the circuit board.
  • the invention is based on the object to provide an improved method for producing an electronic component and an improved electronic component.
  • the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 1.
  • the object is achieved according to the invention with the features specified in claim 7.
  • the printed circuit board connected to a carrier body, -
  • the printed circuit board equipped with a number of electronic components and
  • the circuit board with at least one cover, which covers the number of electronic components on the circuit board at least partially.
  • the at least one cover is connected via a thermoplas ⁇ tical intermediate element with the circuit board.
  • thermoplastic intermediate member thereby protects the electronic component to be concealed from a temperature which acts on the environment during assembly of the cover.
  • An embodiment of the invention provides that the thermoplastic intermediate element is laminated to a populated flat side of the printed circuit board.
  • the laminate composite between the printed circuit board and the thermoplastic intermediate element enables a media-tight and mechanically stable connection between these two components.
  • thermoplastic intermediate element to the printed circuit board to be produced simultaneously with the connection of the printed circuit board to the carrier body.
  • costs and effort for the production of the electronic component can be optimized.
  • thermoplastic Zvi ⁇ rule element is to, for example, of polyamide 6.6, which represents a low-temperature-stable thermoplastic material, which when exposed to high temperatures at least in regions on ⁇ melts and thereby joins a material fit with the circuit board.
  • polyamide 6.6 represents a low-temperature-stable thermoplastic material, which when exposed to high temperatures at least in regions on ⁇ melts and thereby joins a material fit with the circuit board.
  • a region with a plurality of electronic components which are combined to form an integrated circuit arrangement - can alternatively be a high-temperature-turstabiler thermoplastic such.
  • polyphthalamide polyphenylene sulfide or polyethersulfone, be used as a material for the thermoplastic intermediate element.
  • an embodiment of the invention provides that at least one electronic component to be covered is provided with an electrically insulating potting compound.
  • the potting compound consists for example of silicone rubber and forms after curing a positive and cohesive bond with the electronic component, so that it is additionally protected from external influences.
  • the invention further provides an electronic component which is produced by the method according to the invention.
  • the electronic component comprises a circuit board having a number of electronic components, a carrier body, which is connected to the circuit board, and at least one covering element ⁇ which the number of electronic components on the circuit board at least partially obscured.
  • the cover is connected via an intermediate element to the circuit board.
  • the electronic component is for arrangement in one
  • Control unit for a motor vehicle for example in one Gearbox control unit, provided.
  • the cover protects the number of electronic components from external influences, such. As chips, transmission oil.
  • thermoplastic intermediate ⁇ elements By means of the thermoplastic intermediate ⁇ elements while a media-tight, cohesive connection of the cover is possible on the circuit board, in the production of high temperatures act on the environment, such. B. welding.
  • thermoplastic intermediate element at least partially encloses a region of the printed circuit board to be covered.
  • thermoplastic intermediate element is annular and encloses an electronic component on the circuit board.
  • the cover is arranged on the open end of the thermoplastic intermediate element and connected thereto.
  • a further embodiment of the invention provides that the at least one cover element has at least one groove for receiving an adhesive.
  • the groove serves to receive an adhesive in the event that the cohesive connection between the cover and the thermoplastic intermediate element is damaged.
  • the adhesive By means of the adhesive, a repair of the cohesive connection is possible, so that, furthermore, a media-tight bond between the cover element and the thermoplastic intermediate element is si ⁇ cheregi.
  • the circuit board may have a groove for receiving an adhesive so that the laminate bond between said thermoplastic intermediate element and the circuit board gege ⁇ appropriate, can be repaired.
  • the circuit board is mechanically flexible.
  • the circuit board comprises at least one mechanically flexible section, which z. B. made of polyamide.
  • FIG. 1 shows schematically a sectional view of an electronic component with a populated printed circuit board and a carrier body according to the prior art
  • FIG. 2 shows schematically a sectional view of an inventive embodiment of an electronic component.
  • Figure 1 shows an electronic component E according to the prior art in a perspective view.
  • the electronic component E comprises a printed circuit board 1, which has a plurality of electronic components 2 on a flat side in the exemplary embodiment shown, as well as a carrier body 3.
  • the electronic component E is thus as a control unit, z. B. as a transmission control unit, can be used.
  • the printed circuit board 1 comprises as a substrate, for example, impregnated in epoxy resin glass fibers and is thus rigid.
  • the circuit board 1 also mechanically flexible be formed and comprises at least one mechanically flexible portion which z. B. is made of polyamide, on the one or both sides conductor tracks for the electrical connection of the electronic components 2 are applied.
  • the printed circuit board 1 is further connected to another flat side, in this case a side remote from the electronic components 2 flat side, materially connected to the support body 3, z. B. by means of a laminate composite V.
  • the laminate composite V here is an adhesive connection between the circuit board 1 and the carrier body 3, which is produced by means of pressure and optionally by means of temperature.
  • the carrier body 3 also referred to as a leadframe or (copper) stamped grid / carrier body, has an electrically conductive carrier structure.
  • the Trä ⁇ ger entrepreneurial 3 is formed of aluminum and is manufactured as a stamped grid, wherein the support body 3 contact pins (not shown) for electrically contacting the electronic components 2 has.
  • speed sensors ⁇ and / or Hall sensors are arranged on the circuit board 1, which are provided in the present embodiment with a laminated plastic cover. Furthermore, a cover 5 is arranged on the circuit board 1, which is fastened by means of rivets frictionally to the circuit board 1. In addition, the cover 5 may be materially connected to the circuit board 1, z. B. by means of a solid material seal. 4
  • the cover 5 is used in particular to cover a number not shown in detail so-called bare Dies, which are glued or soldered to the flat side of the circuit board 1. An electrical contact between the Bare Dies and the circuit board 1.
  • the cover 5 is to protect the electronic components 2 from external influences, such.
  • As gear oil, chips, etc. formed from a mechanically and chemically resistant and electrically insulating material.
  • the cover element 5 is formed from a duroplastic material.
  • the cover member 5 is usually laminated on the circuit board 1.
  • the printed circuit board 1 is laminated onto the carrier body 3.
  • the laminate composite V is prepared by means of an adhesive, for. As acrylic adhesive, prepared, which produces a cohesive bond between the circuit board 1 and the carrier body 3 under the action of pressure and temperature. In this case, the printed circuit board 1 is still unpopulated in a first step and thus not provided with electronic components 2.
  • the circuit board 1 is equipped with a number or plurality of electronic components 2.
  • sensors and / or bare dies are glued or soldered to the printed circuit board 1 and electrically connected to the circuit board 1, z. B. by means of bonding wire connections and / or by means of solder joints.
  • the cover 5 is placed on the circuit board 1 on ⁇ , wherein alternatively also a plurality of cover 5 are conceivable.
  • 1 shows the electronic component E after a second production step, in which the cover 5 is laminated to the circuit board 1.
  • the laminate composite V between cover 5 and circuit board 1 is hereby similar to the first manufacturing step by means of an adhesive, for.
  • thermoplastic intermediate element 6 As described in the following Figure 2.
  • FIG. 2 shows a sectional view of an embodiment according to the invention of an electronic component E with a thermoplastic intermediate element 6.
  • thermoplastic intermediate element 6 is of annular design and surrounds the electronic component 2 to be covered.
  • thermoplastic intermediate element 6 is also possible, with a media-tight closure of the electronic component 2 or the region to be covered closed circumferential course is advantageous.
  • a height of the thermoplastic intermediate element 6 is expediently greater than a height of the electronic component 2 or region to be covered.
  • thermoplastic intermediate element 6 is made of a low-temperature-stable thermoplastic, such as. B. Polyamid6.6, which melts at least partially when exposed to high temperatures and thereby materially connects to the circuit board 1.
  • the thermoplastic embele ⁇ ment 6 is thus laminated to the circuit board 1.
  • thermoplastic intermediate element 6 may alternatively also be made of a high-temperature-stable thermoplastic, such as, for example.
  • a high-temperature-stable thermoplastic such as, for example.
  • polyphthalamide, polyphenylene sulfide or polyethersulfone be formed.
  • thermoplastic intermediate elements 6 which corresponds to a number of cover elements 5.
  • thermoplastic intermediate element 6 is preferably laminated during the first production step by ⁇ feasible, in which the circuit board 1 to the carrier body. 3
  • the production of the electronic component E can be time and cost optimized.
  • the required in the prior art solid seal 4 can be omitted.
  • FIG. 2 shows the electronic component E in an exploded view with cover element 5 not yet fastened for better illustration of the shape and configuration of the thermoplastic intermediate element 6 before attachment of the cover element 5 to the printed circuit board 1, but after attachment to the Circuit board 1.
  • the cover 5 is welded to the thermoplastic intermediate element 6.
  • ultrasonic welding ⁇ or laser welding is.
  • thermoplastic intermediate element 6 By means of the thermoplastic intermediate element 6 is thus a media-tight closure of a region on the circuit board 1 is possible, which is long-term mechanically reliable and stable.
  • thermoplastic intermediate element 6 the use of a low-cost potting or sealing compound, such.
  • silicone rubber for additional protection against residual dirt before attachment of the cover 5 possible.
  • the silicone rubber or silgel is very liquid in the uncured state.
  • the intermediate element 6 and / or the cover element 5 additionally has at least one groove for receiving an adhesive.
  • the intermediate element 6 has such a receiving groove N.
  • the groove serves to receive the adhesive in the event that the welded joint between the cover 5 and the thermoplastic intermediate element 6 is damaged.
  • the adhesive repair is possible, so that the elec ⁇ ronic component 2 or the area of the circuit board 1 is still closed media-tight.
  • the circuit board 1 may have a groove for receiving an adhesive, so that the laminate natverbund V between the thermoplastic intermediate element 6 and the circuit board 1 can also be repaired.

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

Elektronische Komponente und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente (E), wobei -eine Leiterplatte(1) mit einem Trägerkörper (3) verbunden wird, -die Leiterplatte (1) mit einer Anzahl elektronischer Bauteile (2) bestückt wird und -die Leiterplatte (1) mit wenigstens einem Abdeckelement (5) versehen wird, welches die Anzahl elektronischer Bauteile (2) auf der Leiterplatte (1) zumindest teilweise abdeckt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Abdeckelement (5) über ein thermoplastisches Zwischenelement(6) mit der Leiterplatte (1) verbunden wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektronische Komponente (E), hergestellt nach einem solchen Verfahren.

Description

Beschreibung
Elektronische Komponente und Verfahren zu deren Herstellung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine elektronische Komponente, hergestellt nach einem solchen Verfahren. Elektronische Komponenten in Form integrierter Schaltungen umfassen üblicherweise elektronische Baugruppen, die auf einer Leiterplatte zu einer elektrischen Schaltungsanordnung zusammengeführt sind. Derartige elektronische Komponenten werden beispielsweise in Steuergeräten für Kraftfahrzeuge, z. B. in Getriebesteuergeräten, eingesetzt.
Zur Herstellung einer solchen elektronischen Komponente wird die Leiterplatte beispielsweise auf einen metallischen Träger, z. B. ein Aluminium-Träger, laminiert. Beim Laminieren werden dabei adhäsive Verbindungen durch Druck und/oder Temperatur hergestellt.
Die Baugruppen auf der Leiterplatte können in Form sogenannter „Bare Dies" oder als gelötete elektronische Bauteile mit einer Kunststoffabdeckung auf der Flachseite der Leiterplatte an¬ geordnet sein. Als „Bare Dies" werden integrierte elektronische Baugruppen bezeichnet, die ohne Abdeckung weiterverarbeitet werden. Diese elektronischen Baugruppen werden direkt auf der Leiterplatte aufgebracht und mittels elektrischer Verbin- dungselemente, wie z. B. Bonddrähten, Stanzgitter, flexibler Folien etc., mit weiteren auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen Bauteilen oder Baugruppen verbunden.
Zum Schutz vor äußeren Einflüssen wird die elektronische Komponente mittels eines oder mehrerer Gehäuse vor äußeren Einflüssen, z. B. Getriebeöl, geschützt. Das Gehäuse umgibt dabei zumindest einen Teilbereich der bestückten Flachseite der Leiterplatte . Das Gehäuse ist zweckmäßigerweise aus einem elektrisch iso¬ lierenden Material gebildet und wird mit der Leiterplatte beispielsweise mittels Kraft- und Formschluss verbunden, z. B. wird das Gehäuse an die Leiterplatte genietet oder geschraubt.
Ist eine stoffschlüssige Anbindung des Gehäuses an die Lei¬ terplatte erforderlich, ist neben der Sicherstellung einer Dichtheit auch ein Temperatur- und Druckeintrag auf die elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte zu berücksichtigen. Wird das Gehäuse beispielsweise auf die Leiterplatte laminiert, so können beim Laminierprozess Temperaturen bis 200°C auftreten und gegebenenfalls Nachhärtungsschritte erforderlich sein, die weitere Temperatureinwirkungen bedingen, beispielsweise
Nachhärtungen in einem Zeitraum von drei Stunden bei einer Temperatur von 150°C in einem Umluftofen.
Wird als Klebemittel für die Stoffschlüssige Verbindung des Gehäuses eine Vergussmasse, z. B. Silikonkautschuk, verwendet, ist zusätzlich ein thixotropes Klebemittel erforderlich, da aus dem Silikonkautschuk niedermolekulare Siloxane austreten können, woraus Undichtigkeiten und/oder ein Ablösen des Gehäuses von der Leiterplatte resultieren können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente sowie eine verbesserte elektronische Komponente anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der elektronischen Komponente wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 7 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente, wird
- eine Leiterplatte mit einem Trägerkörper verbunden, - die Leiterplatte mit einer Anzahl elektronischer Bauteile bestückt und
- die Leiterplatte mit wenigstens einem Abdeckelement versehen, welches die Anzahl elektronischer Bauteile auf der Leiterplatte zumindest teilweise abdeckt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Abdeckelement über ein thermoplas¬ tisches Zwischenelement mit der Leiterplatte verbunden wird.
Mittels des Verfahrens ist es möglich, elektronische Bauteile mediendicht zu verdecken und somit vor äußeren Einflüssen zu schützen. Das thermoplastische Zwischenelement schützt dabei das zu verdeckende elektronische Bauteil vor einer Temperatur, die während der Montage des Abdeckelements auf die Umgebung einwirkt. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das thermoplastische Zwischenelement auf eine bestückte Flachseite der Leiterplatte laminiert wird.
Der Laminatverbund zwischen der Leiterplatte und dem thermo- plastischen Zwischenelement ermöglicht eine mediendichte und mechanisch stabile Verbindung zwischen diesen beiden Komponenten .
Weiterhin wird die Leiterplatte mit einer unbestückten
Flachseite, d. h. mit einer dem thermoplastischen Zwischenelement abgewandten Flachseite, auf den Trägerkörper laminiert.
Dies ermöglicht es, dass die Verbindung des thermoplastischen Zwischenelements mit der Leiterplatte gleichzeitig mit der Verbindung der Leiterplatte mit dem Trägerkörper herstellbar ist. Somit können Kosten und Aufwand zur Herstellung der elektronischen Komponente optimiert werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Abdeckelement mit dem thermoplastischen Zwi¬ schenelement verschweißt wird. Vorzugsweise wird als Schweißverfahren Ultraschallschweißen oder Laserschweißen durchgeführt. Das thermoplastische Zwi¬ schenelement ist dazu beispielsweise aus Polyamid 6.6, welches ein niedertemperaturstabiles Thermoplast darstellt, das bei Einwirkung hoher Temperaturen zumindest bereichsweise auf¬ schmilzt und sich dadurch stoffschlüssig mit der Leiterplatte verbindet. Ist der Bereich auf der Leiterplatte, welcher mit einem Abdeckelement verdeckt werden soll, sehr groß - bei¬ spielsweise ein Bereich mit einer Mehrzahl elektronischer Bauteile, die zu einer integrierten Schaltungsanordnung zusammengeführt sind - kann alternativ auch ein hochtempera- turstabiler Thermoplast, wie z. B. Polyphthalamid, Polyphe- nylensulfid oder Polyethersulfon, als Material für das thermoplastische Zwischenelement verwendet werden. Damit können Auswirkungen unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem thermoplastischen Zwischenelement und der Leiterplatte verringert werden.
Ferner sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass zumindest ein abzudeckendes elektronisches Bauteil mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse versehen wird.
Die Vergussmasse besteht beispielsweise aus Silikonkautschuk und bildet nach Aushärtung einen form- und stoffschlüssigen Verbund mit dem elektronischen Bauteil, so dass dieses zusätzlich vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
Die Erfindung sieht weiterhin eine elektronische Komponente vor, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Die elektronische Komponente umfasst eine Leiterplatte mit einer Anzahl elektronischer Bauteile, einen Trägerkörper, welcher mit der Leiterplatte verbunden ist, und wenigstens ein Abdeck¬ element, welches die Anzahl elektronischer Bauteile auf der Leiterplatte zumindest teilweise verdeckt. Das Abdeckelement ist dabei über ein Zwischenelement mit der Leiterplatte verbunden.
Die elektronische Komponente ist zur Anordnung in einem
Steuergerät für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise in einem Getriebesteuergerät, vorgesehen. Das Abdeckelement schützt die Anzahl elektronischer Bauteile vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Späne, Getriebeöl. Mittels des thermoplastischen Zwischen¬ elements ist dabei auch eine mediendichte, stoffschlüssige Anbindung des Abdeckelements an der Leiterplatte möglich, bei deren Herstellung hohe Temperaturen auf die Umgebung einwirken, wie z. B. Schweißen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das thermo- plastische Zwischenelement einen abzudeckenden Bereich der Leiterplatte zumindest teilweise umschließt.
Beispielsweise ist das thermoplastische Zwischenelement ringförmig ausgebildet und umschließt ein elektronisches Bauteil auf der Leiterplatte. Das Abdeckelement ist dabei auf dem offenen Ende des thermoplastischen Zwischenelements angeordnet und mit diesem verbunden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Abdeckelement mindestens eine Nut zur Aufnahme eines Klebemittels aufweist.
Die Nut dient der Aufnahme eines Klebemittels im Falle, dass die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Abdeckelement und dem thermoplastischen Zwischenelement beschädigt ist. Mittels des Klebemittels ist eine Reparatur der stoffschlüssigen Verbindung möglich, so dass weiterhin ein mediendichter Verbund zwischen dem Abdeckelement und dem thermoplastischen Zwischenelement si¬ chergestellt ist.
Zusätzlich dazu kann die Leiterplatte eine Nut zur Aufnahme eines Klebemittels aufweisen, so dass der Laminatverbund zwischen dem thermoplastischen Zwischenelement und der Leiterplatte gege¬ benenfalls repariert werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Leiterplatte mechanisch flexibel ausgebildet. Die Leiterplatte umfasst dabei wenigstens einen mechanisch flexiblen Abschnitt, welcher z. B. aus Polyamid gefertigt ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
Figur 1 schematisch eine Schnittdarstellung einer elektronischen Komponente mit einer bestückten Leiterplatte und einem Trägerkörper gemäß dem Stand der Technik, und
Figur 2 schematisch eine Schnittdarstellung für ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer elektronischen Komponente.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine elektronische Komponente E gemäß dem Stand der Technik in perspektivischer Darstellung.
Die elektronische Komponente E umfasst eine Leiterplatte 1, die im gezeigten Ausführungsbeispiel auf einer Flachseite eine Mehrzahl elektronischer Bauteile 2 aufweist, sowie einen Trägerkörper 3.
Die Leiterplatte 1 ist beispielsweise eine HDI -Leiterplatte (HDI = High Density Interconnect ) mit einer sogenannten Ba- re-Dies-Montage (Bare Dies = ungehäuste Halbleiterkomponenten) für den Einsatz als Getriebesteuerung in einem Kraftfahrzeug. Die elektronische Komponente E ist somit als Steuergerät, z. B. als Getriebesteuergerät, einsetzbar.
Die Leiterplatte 1 umfasst als Substrat beispielsweise in Epoxidharz getränkte Glasfasern und ist somit starr ausgebildet. Alternativ kann die Leiterplatte 1 auch mechanisch flexibel ausgebildet sein und umfasst wenigstens einen mechanisch flexiblen Abschnitt, welcher z. B. aus Polyamid gefertigt ist, auf dem ein- oder beidseitig Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung der elektronischen Bauteile 2 aufgebracht sind.
Die Leiterplatte 1 ist weiterhin mit einer weiteren Flachseite, hierbei einer den elektronischen Bauteilen 2 abgewandten Flachseite, Stoffschlüssig mit dem Trägerkörper 3 verbunden, z. B. mittels eines Laminatverbunds V. Der Laminatverbund V ist hierbei eine adhäsive Verbindung zwischen der Leiterplatte 1 und dem Trägerkörper 3, die mittels Druck und gegebenenfalls mittels Temperatureinwirkung hergestellt wird.
Der Trägerkörper 3, auch als Leadframe oder (Kup- fer-) Stanzgitter/Trägerkörper bezeichnet, weist eine elektrisch leitfähige Trägerstruktur auf. Beispielsweise ist der Trä¬ gerkörper 3 aus Aluminium gebildet und wird als Stanzgitter gefertigt, wobei der Trägerkörper 3 Kontaktstifte (nicht dargestellt) zur elektrischen Kontaktierung der elektronischen Bauteile 2 aufweist.
Als elektronische Bauteile 2 sind beispielsweise Drehzahl¬ sensoren und/oder Hallsensoren auf der Leiterplatte 1 angeordnet, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer auflaminierten Kunststoffabdeckung versehen sind. Weiterhin ist auf der Leiterplatte 1 ein Abdeckelement 5 angeordnet, welches mittels Nieten kraftschlüssig an der Leiterplatte 1 befestigt ist. Zusätzlich kann das Abdeckelement 5 Stoffschlüssig mit der Leiterplatte 1 verbunden sein, z. B. mittels einer Fest- Stoffdichtung 4.
Das Abdeckelement 5 dient insbesondere der Abdeckung einer Anzahl nicht näher gezeigter sogenannter Bare Dies, die auf die Flachseite der Leiterplatte 1 geklebt oder gelötet werden. Eine elektrische Kontaktierung zwischen den Bare Dies und der
Leiterplatte 1 erfolgt beispielsweise mittels Bonddrahtver¬ bindungen . Das Abdeckelement 5 ist zum Schutz der elektronischen Bauteile 2 vor äußeren Einflüssen, wie z. B. Getriebeöl, Späne usw., aus einem mechanisch und chemisch beständigen sowie elektrisch isolierenden Material gebildet. Beispielsweise ist das Ab- deckelement 5 aus einem Duroplast geformt.
Im Stand der Technik wird das Abdeckelement 5 üblicherweise auf die Leiterplatte 1 laminiert. Insbesondere wird die Leiterplatte 1 auf den Trägerkörper 3 laminiert. Der Laminatverbund V wird mittels eines Klebemittels , z. B. Acrylkleber, hergestellt, welches unter Einwirkung von Druck und Temperatur einen stoffschlüssigen Verbund zwischen der Leiterplatte 1 und dem Trägerkörper 3 herstellt. Die Leiter- platte 1 ist hierbei in einem ersten Schritt noch unbestückt und somit nicht mit elektronischen Bauteilen 2 versehen.
Anschließend wird die Leiterplatte 1 mit einer Anzahl oder Mehrzahl elektronischer Bauteile 2 bestückt. Beispielsweise werden Sensoren und/oder Bare Dies auf die Leiterplatte 1 geklebt oder gelötet und elektrisch leitend mit der Leiterplatte 1 verbunden, z. B. mittels Bonddrahtverbindungen und/oder mittels Lötstellen . Zum Schutz ungehäuster elektronischer Bauteile 2, z. B. Sensoren, wird das Abdeckelement 5 auf die Leiterplatte 1 auf¬ gebracht, wobei alternativ auch mehrere Abdeckelemente 5 denkbar sind . Dazu zeigt Figur 1 die elektronische Komponente E nach einem zweiten Herstellungsschritt , bei welchem das Abdeckelement 5 auf die Leiterplatte 1 laminiert ist. Der Laminatverbund V zwischen Abdeckelement 5 und Leiterplatte 1 wird hierbei ähnlich wie im ersten Herstellungsschritt mittels eines Klebemittels, z. B. Acrylkleber, hergestellt, welches unter Einwirkung von Druck und Temperatur einen stoffschlüssigen Verbund zwischen der Leiterplatte 1 und dem Abdeckelement 5 herstellt. Während des Laminierens können Temperaturen bis 200 °C erreicht werden. Zusätzlich können Nachhärtungsschritte zum vollständigen Aushärten des Klebemittels erforderlich sein. Beispielsweise ist ein Zeitraum zum Nachhärten von bis zu drei Stunden bei einer Temperatureinwirkung von 150°C, z. B. in einem Umluftofen, möglich. Weiterhin ist auf der Leiterplatte 1 üblicherweise keine Geometrie zur Begrenzung des Klebemittels vorgesehen . Ist zudem vorgesehen, den mit dem Abdeckelement 5 zu verdeckenden Bereich, z. B. eine integrierte Schaltung und/oder deren periphere Kontaktierungen wie Bonddrähte, zusätzlich mit einer Vergussmasse zu versehen, ist eine kostenintensive Vergussmasse mit thixotropen Eigenschaften erforderlich. Dies ist dadurch begründet, dass beispielsweise bei der Verwendung von Sili¬ konkautschuk als Vergussmasse niedermolekulare Siloxane beim Laminieren austreten können. Dies führt zu Undichtigkeiten und gegebenenfalls zum Ablösen des Abdeckelements 5 von der Lei¬ terplatte 1. Eine Vergussmasse ist allerdings sinnvoll, da dieser Bereich der Leiterplatte 1 vor Restschmutz und somit vor Kurzschlüssen geschützt wird.
Für eine kosten- und aufwandsoptimierte Herstellung der elektronischen Komponente E, deren elektronische Bauteile 2 zuverlässig vor äußeren Einflüssen geschützt sind, schlägt die Erfindung ein thermoplastisches Zwischenelement 6 vor, wie es in der nachfolgenden Figur 2 beschrieben ist.
Figur 2 zeigt dazu eine Schnittdarstellung eines erfindungs- gemäßen Ausführungsbeispiels einer elektronischen Komponente E mit einem thermoplastischen Zwischenelement 6.
Das thermoplastische Zwischenelement 6 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und umschließt das abzudeckende elektronische Bauteil 2. Alternativ sind auch andere Ausformungen des thermoplastischen Zwischenelements 6 möglich, wobei für einen mediendichten Verschluss des abzudeckenden elektronischen Bauteils 2 oder des Bereichs ein geschlossener Umfangsverlauf vorteilhaft ist. Eine Höhe des thermoplastischen Zwischenelements 6 ist zweckmäßigerweise größer als eine Höhe des abzudeckenden elektronischen Bauteils 2 oder Bereichs.
Das thermoplastische Zwischenelement 6 ist aus einem nieder- temperaturstabilen Thermoplast, wie z . B. Polyamid6.6, geformt, welches bei Einwirkung hoher Temperaturen zumindest bereichsweise aufschmilzt und sich dadurch stoffschlüssig mit der Leiterplatte 1 verbindet. Das thermoplastische Zwischenele¬ ment 6 wird somit auf die Leiterplatte 1 laminiert.
Ist der abzudeckende Bereich auf der Leiterplatte 1 sehr groß - beispielsweise ein Bereich mit einer integrierten Schaltung - kann das thermoplastische Zwischenelement 6 alternativ auch aus einem hochtemperaturstabilen Thermoplast, wie z. B. Po- lyphthalamid, Polyphenylensulfid oder Polyethersulfon, gebildet sein. Damit können Auswirkungen unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem thermoplastischen Zwi- schenelement 6 und der Leiterplatte 1 verringert werden.
Sind mehrere Abdeckelemente 5 vorgesehen, so ist auch eine Anzahl thermoplastischer Zwischenelemente 6 denkbar, die mit einer Anzahl von Abdeckelementen 5 korrespondiert.
Das Laminieren des thermoplastischen Zwischenelements 6 ist vorzugsweise während des ersten Herstellungsschritts durch¬ führbar, bei welchem die Leiterplatte 1 auf den Trägerkörper 3 laminiert wird. Somit kann die Herstellung der elektronischen Komponente E zeit- und kostenoptimiert erfolgen. Darüber hinaus kann die im Stand der Technik erforderliche Feststoffdichtung 4 entfallen .
Figur 2 zeigt die elektronische Komponente E in Explosions- darstellung mit noch nicht befestigten Abdeckelement 5 zur besseren Darstellung der Form und Ausgestaltung des thermoplastischen Zwischenelements 6 vor Befestigung des Abdeckelements 5 an der Leiterplatte 1, aber nach Befestigung an der Leiterplatte 1. Zur Befestigung und Abdichtung der Verbindung zwischen Abdeckung 5 und Leiterplatte 1 wird das Abdeckelement 5 mit dem thermoplastischen Zwischenelement 6 verschweißt. Zum Verschweißen des Abdeckelements 5 mit dem thermoplastischen Zwischenelement 6 eignet sich beispielsweise Ultraschall¬ schweißen oder Laserschweißen.
Mittels des thermoplastischen Zwischenelements 6 ist somit ein mediendichter Verschluss eines Bereichs auf der Leiterplatte 1 möglich, welcher langfristig mechanisch zuverlässig und stabil ist. Zudem ist mittels des thermoplastischen Zwischenelements 6 die Verwendung einer kostengünstigen Verguss- oder Dichtungsmasse, wie z. B. Silikonkautschuk, für einen zusätzlichen Schutz gegen Restschmutz vor der Befestigung des Abdeckelements 5 möglich. Der Silikonkautschuk oder das Silgel ist im unausgehärteten Zustand sehr flüssig. Das Zwischenelement 6, insbesondere dessen U-förmiger Querschnitt, wirkt dabei wie ein Rahmen, so dass der Silikonkautschuk oder das Silgel nicht auslaufen kann und auf seiner vorgesehenen Position gehalten wird .
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist das das Zwischenelement 6 und/oder das Abdeckelement 5 zusätzlich mindestens eine Nut zur Aufnahme eines Klebemittels auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Zwischenelement 6 eine solche Aufnahmenut N auf.
Die Nut dient der Aufnahme des Klebemittels im Falle, dass die Schweißverbindung zwischen dem Abdeckelement 5 und dem thermoplastischen Zwischenelement 6 beschädigt ist. Mittels des Klebemittels ist eine Reparatur möglich, so dass das elekt¬ ronische Bauteil 2 oder der Bereich der Leiterplatte 1 weiterhin mediendicht verschlossen ist.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Leiterplatte 1 eine Nut zur Aufnahme eines Klebemittels aufweisen, so dass der Lami- natverbund V zwischen dem thermoplastischen Zwischenelement 6 und der Leiterplatte 1 ebenfalls repariert werden kann.
Bezugs zeichenliste
1 Leiterplatte
2 elektronisches Bauteil
3 Trägerkörper
4 Feststoffdichtung
5 Abdeckelement
6 thermoplastisches Zwischenelement
E elektronische Komponente
N Aufnahmenut
V Laminatverbund

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Komponente (E) , wobei
- eine Leiterplatte (1) mit einem Trägerkörper (3) verbunden wird,
- die Leiterplatte (1) mit einer Anzahl elektronischer Bau¬ teile (2) bestückt wird und
- die Leiterplatte (1) mit wenigstens einem Abdeckelement (5) versehen wird, welches die Anzahl elektronischer Bauteile (2) auf der Leiterplatte (1) zumindest teilweise abdeckt,
dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abdeckele¬ ment (5) über ein thermoplastisches Zwischenelement (6) mit der Leiterplatte (1) verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Zwischen¬ element (6) auf eine bestückte Flachseite der Leiterplatte (1) laminiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) mit einer unbestückten Flachseite auf den Trägerkörper (3) laminiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Laminieren des thermoplas¬ tischen Zwischenelements (6) auf die Leiterplatte (1) und das Laminieren der Leiterplatte (1) auf den Trägerkörper (3) gleichzeitig durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abdeckele¬ ment (5) mit dem thermoplastischen Zwischenelement (6) ver¬ schweißt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein abzudeckendes elektronisches Bauteil (2) mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse versehen wird.
7. Elektronische Komponente (E) , hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
- eine Leiterplatte (1) mit einer Anzahl elektronischer Bau¬ teile (2 ) ,
- einen mit der Leiterplatte (1) verbundenen Trägerkörper (3), und
- wenigstens ein Abdeckelement (5) , welches die Anzahl elektronischer Bauteile (2) auf der Leiterplatte (1) zumindest teilweise verdeckt, wobei das wenigstens eine Abdeckelement (5) über ein thermoplastisches Zwischenelement (6) mit der Lei¬ terplatte (1) verbunden ist.
8. Elektronische Komponente (E) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Zwischen¬ element (6) einen abzudeckenden Bereich der Leiterplatte (1) umschließt .
9. Elektronische Komponente (E) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Abdeckele¬ ment (5) und/oder das Zwischenelement (6) mindestens eine Aufnahmenut (N) zur Aufnahme eines Klebemittels aufweist.
10. Elektronische Komponente (E) nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) mechanisch flexibel ausgebildet ist.
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