DE10136514C1 - Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Bondverbindung, sowie Bondverbindung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Bondverbindung, sowie Bondverbindung

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Abstract

Zwischen einer auf einer elektrisch leitenden Trägerplatte (1) angeordneten Elektronikschaltung (S) und der Trägerplatte (1) wird eine elektrisch leitende Bondverbindung (B) dadurch hergestellt, dass ein Loch (4, 5) vorgesehen wird, in welches ein elektrisch leitender Bondkörper (2) mit einer bondbaren Oberfläche (3) so eingepresst wird, dass Trägerplatte (1) und Bondkörper (2) eine elektrisch leitende und kraftschlüssige Verbindung eingehen; anschließend wird die Bondverbindung mit dem Bondkörper (2) hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer e­ lektrisch leitenden Bondverbindung, sowie eine Bondverbindung zwischen einer auf einer elektrisch leitenden Trägerplatte angeordneten Elektronikschaltung und der Trägerplatte gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Elektronikschaltungen werden, um bessere Stabilität oder bes­ sere Wärmeabfuhr zu gewährleisten, häufig auf metallischen, elektrisch leitenden Trägerplatten angeordnet.
Von der beispielsweise auf einer Leiterplatte oder Keramik­ schaltung aufgebauten Elektronikschaltung müssen zu der me­ tallischen, elektrisch leitenden Trägerplatte elektrisch lei­ tende Verbindungen, beispielsweise Masseverbindungen, herge­ stellt werden. Da Trägerplatten in der Regel in einem Guss­ verfahren aus Aluminium hergestellt werden, sind diese mit einer elektrisch schlecht leitenden Gusshaut überzogen.
Bisher wurden elektrisch leitende Verbindungen zwischen Elek­ tronikschaltung und Trägerplatte mittels Bondverbindungen oder dadurch hergestellt, dass in die Trägerplatte Gewinde gebohrt und Kabel mit Kabelschuhen mittels Schrauben an ihr befestigt wurden.
Bondverbindungen werden dabei üblicherweise mittels Alumini­ um-Dickdraht hergestellt. In diesem Fall muss die Oberfläche der Trägerplatte (beispielsweise mitgegossene Erhöhungen) durch mechanische Bearbeitung kurz vor dem Bondvorgang, bei bereits montierter Elektronikschaltung, beispielsweise durch Abfräsen, vorbereitet sein, da eine Bondverbindung zwischen Aluminiumdraht und Gusshaut nicht möglich ist, weil sie eine mechanisch und elektrisch sehr schlechte Verbindung dar­ stellt.
Eine solche Verbindung ist sehr aufwendig in der Herstellung, benötigt viel Platz und birgt die Gefahr von Verschmutzung (Metallspäne durch die Fräsarbeiten) in sich. Durch Automaten allein ist eine derartige Verbindung nicht herstellbar. Es sind weitere, manuelle Bearbeitungsschritte erforderlich.
Aus der Offenlegungsschrift DE 198 31 876 A1 ist ein Kontakt, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kontaktes bekannt, bei dem die Bondstruktur ein Loch in einer Leiter­ bahn aufweist, wobei die Bondverbindung in diesem Loch herge­ stellt wird.
Weiter ist aus der Auslegeschrift DE 29 45 670 B1 eine elekt­ risch leitende Verbindung bekannt, die aktive Teile eines e­ lektrischen Bauelements oder einer integrierten Schaltung mit Anschlusspunkten verbindet. Dabei weist ein Kontaktfleck meh­ rere Perforationslöcher auf. Durch diese Perforationslöcher wird die Reibung zwischen einem Golddraht und dem Kontakt­ fleck beim Verschweißen der beiden Materialien erhöht, wo­ durch sich eine besondere geometrische Ausbildung des Kon­ taktflecks ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Elektronikschaltung und elek­ trisch leitenden Trägerplatte mit wesentlich geringerem Platzbedarf und geringeren Kosten ausschließlich mit Automa­ ten, ohne weiteres menschliches Zutun, herzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen und eine Vorrichtung mit den in Anspruch 4 genannten Merkmalen gelöst. Danach ist vorgesehen, an den Stellen der Trägerplatte, an denen eine Bondverbindung hergestellt werden soll, entweder bereits beim Gießvorgang mitgegossene oder anschließend durch Automaten gebohrte Löcher oder Sacklöcher vorzusehen, in die dann mit­ tels eines Automaten metallische, elektrisch gut leitende und bondbare Bondkörper eingepresst werden, die mit der Träger­ platte eine kraftschlüssige Verbindung eingehen. Der Vorteil beim Bohren ist, dass noch keine Elektronikschaltung montiert ist und die Trägerplatte vor Montage der Elektronikschaltung gereinigt und von Bohrspänen gesäubert werden kann.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass die Material­ zusammensetzung und Bondoberfläche der Bondkörper frei ge­ wählt und damit für die Verbindung mit der Trägerplatte und für den Bondprozess optimiert werden kann. Beispielsweise können die Bondkörper aus kaltgewalztem Aluminium oder aus Nickel bestehen bzw. eine vernickelte oder vergoldete Bond­ oberfläche aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Trägerplatte mit darauf mon­ tierter Elektronikschaltung,
Fig. 2 Draufsicht und Schnitt einer Bondverbindung, und
Fig. 3 Schnitt durch eine Bondverbindung mit einem Sackloch.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Trägerplatte 1, auf welcher eine Elektronikschaltung S, die selbst beispielsweise auf einer Leiterplatte angeordnet sein kann, montiert ist. Die Elektronikschaltung S ist mit der Trägerplatte über zwei Bondverbindungen B (Masseverbindungen) verbunden.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt und in einer Draufsicht eine Trägerplatte 1 mit einem durchgehenden Loch 4, in welches ein in der Draufsicht quadratischer Bondkörper 2, beispielsweise aus Aluminium oder mit einer vergoldeten Bondoberfläche 3 eingepresst wird.
Der Bondkörper kann in der Draufsicht auch als regelmäßiges Sechseck oder Achteck ausgebildet sein. Es kann aber auch das Loch, insbesondere, wenn es mitgegossen wird, im Querschnitt ein regelmäßiges Vier-, Sechs- oder Achteck sein und der Bondkörper rund.
Fig. 3 zeigt eine Trägerplatte 1 im Querschnitt, wie Fig. 2, jedoch mit dem Unterschied, dass der Bondkörper 2 statt in eine durchgehende Bohrung 4 nun in ein Sackloch 5 eingepresst wird.
Zur Herstellung der Bondverbindungen wird die Trägerplatte 1 auf einer Automatenstraße geführt. Wenn sie keine beim Guss­ vorgang vorbereiteten Löcher 4, 5 aufweist, werden diese in einer ersten Automatenstation gebohrt und anschließend die trägerplatte automatisch gereinigt (andernfalls können diese Vorgänge entfallen). Anschließend werden die Bondkörper 2 au­ tomatisch in die vorhandenen Löcher 4 oder 5 gepresst und die Elektronikschaltung S montiert. Durch einen Bondautomaten können anschließend die Bondverbindungen hergestellt werden.
Alle genannten Vorgänge können automatisch, ohne manuelle Zwischenschritte, durchgeführt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen einer elektrisch leitende Bond­ verbindung zwischen einer auf einer elektrisch leitenden Trä­ gerplatte (1) angeordneten Elektronikschaltung (S) und der Trägerplatte (1), wobei an der Stelle der Trägerplatte (1), an welcher eine Bondverbindung hergestellt werden soll, ein Loch (4, 5) vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet,
dass in dieses Loch (4, 5) ein elektrisch leitender Bond­ körper (2) mit einer bondbaren Oberfläche (3) so einge­ presst wird,
dass Trägerplatte (1) und Bondkörper (2) eine elektrisch leitende und kraftschlüssige Verbindung eingehen, und
dass anschließend die Bondverbindung hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch beim Gießvorgang der Trägerplatte (1) ausgespart wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch in die Trägerplatte (1) gebohrt wird und dass an­ schließend die Trägerplatte (1) gereinigt wird.
4. Elektrisch leitende Bondverbindung zwischen einer auf ei­ ner elektrisch leitenden Trägerplatte (1) angeordneten Elekt­ ronikschaltung (S) und der Trägerplatte (1), wobei die Trä­ gerplatte (1) an der Stelle, an welcher eine Bondverbindung vorgesehen ist, ein Loch (4, 5) aufweist, dadurch gekennzeichnet,
dass in dieses Loch (4, 5) ein elektrisch leitender Bond­ körper (2) mit einer bondbaren Oberfläche (3) so einge­ presst ist,
dass zwischen Trägerplatte (1) und Bondkörper (2) eine e­ lektrisch leitende und kraftschlüssige Verbindung besteht, und
dass der Bondkörper (2) eine Bondverbindung aufweist.
5. Bondverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (4, 5) ein Sackloch ist.
6. Bondverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Loch (4, 5) in der Draufsicht als regelmä­ ßiges Vier-, Sechs- oder Achteck ausgebildet ist und der Bondkörper (2) rund ist.
7. Bondverbindung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Bondkörper (2) in der Draufsicht als re­ gelmäßiges Vier-, Sechs- oder Achteck ausgebildet ist.
8. Bondverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bondkörper (2) aus Aluminium besteht.
9. Bondverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bondkörper (2) aus Nickel besteht.
10. Bondverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bondkörper (2) eine vernickelte Bondoberfläche (3) aufweist.
11. Bondverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Bondkörper (2) eine vergoldete Bondoberfläche (3) aufweist.
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