DE102005017849A1 - Elektronisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil (1), das eine Leiterplatte (2) aufweist, die an definierten Stellen (3) elektrisch mit einem ein Halbleiterelement (4) tragendes Trägerelement (5) verbunden ist. Um einen verbesserten Kontakt zu erzielen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die elektrische Verbindung durch ein Federelement (6) hergestellt wird, das mit der Leiterplatte (2) oder mit dem Trägerelement (5) mechanisch und elektrisch verbunden ist und an dem Trägerelement (5) oder an der Leiterplatte (2) an einer elektrischen Kontaktstelle (7) vorgespannt anliegt. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil, das eine Leiterplatte aufweist, die an definierten Stellen elektrisch mit einem ein Halbleiterelement tragenden Trägerelement verbunden ist. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.
  • Um eine Leiterplatte einerseits und ein Trägerelement andererseits, das ein Halbleiterelement trägt, miteinander elektrisch zu verbinden, sind im Stand der Technik verschiedene Lösungen bekannt.
  • Meist wird eine Technik eingesetzt, bei der durch die Leiterplatte (als PCB – Printed Circuit Board – ausgebildet) zylindrische Stifte (Pins) durch entsprechende Bohrungen durchgesteckt werden, die mittel einer Lötverbindung festgelegt werden, womit sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Dafür werden verschiedene Lötverfahren angewendet, beispielsweise das sog. selektive Löten oder das Schwallbadlöten. Dieser Prozessschritt stellt einen zusätzlichen Lötprozess dar, der nach dem sog. Reflowlöten (s. unten) erfolgt, durch das die sonstigen Bauelemente auf der Leiterplatte festgelegt werden.
  • Bekannt ist es auch, ein Druckkontaktsystem mit Federn zwischen der Leiterplatte und dem Trägerelement des Halbleiterelements einzusetzen, das neben der elektrischen und mechanischen Verbindung auch die thermische Anbindung an einen Kühlkörper gewährleistet. Realisiert wird dies meist durch in das Gehäuse integrierte Kunststoffstege und ein Verschraubungssystem.
  • Nachteilig ist, dass die vorbekannten Verbindungstechniken noch keinen zufriedenstellenden Kontakt zwischen Leiterplatte und Trägerelement gewährleisten, vor allem unter rauen Umgebungsbedingungen. Ferner ist die Flexibilität in der Gestaltung der zum Einsatz kommenden Elektronikmodule beschränkt.
  • Die erste erwähnte Lösung stellt insbesondere keine hinreichende Zuverlässigkeit der Verbindung sicher. Aufgrund verschiedener Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Bauteilen und evtl. aufgrund einer zyklischen Temperaturveränderung an dem Lötsystem Pin – Lötkegel – Leiterplatte können Mikrobewegungen entstehen, die entweder den Lötkegel beschädigen bzw. auf den internen Bondverbindungen zwischen Trägerelement und Pin Mikrorisse verursachen, die zu einem Ausfall führen können.
  • Die zweite erwähnte Lösung ist vor allem gegen Verschmutzung und Schadgasbeanspruchung sehr anfällig. Diese Lösung stellt hohe Ansprüche an die Oberflächenqualität des Trägerelements, was teilweise im Widerspruch zu den Anforderungen aus der Reflow-Löttechnologie steht. Für gewisse Anwendungsfälle, insbesondere bei häufigem mechanischen Lastwechsel, ist diese Lösung auch nicht günstig, da die Gefahr von Reibkorrosion besteht.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Bauteil der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu schaffen, mit dem es möglich ist, die vorstehenden Nachteile zu beseitigen. Insbesondere soll ein Bauteil bereitgestellt werden, das unter allen Umgebungsbedingungen die elektrische Verbindung sehr zuverlässig gewährleistet.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist hinsichtlich des elektronischen Bauteils dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung durch ein Federelement hergestellt wird, das mit der Leiterplatte oder mit dem Trägerelement mechanisch und elektrisch verbunden ist und an dem Trägerelement oder an der Leiterplatte an einer elektrischen Kontaktstelle vorgespannt anliegt.
  • Die Erfindung sieht also insoweit vor, dass ein Federelement eingesetzt wird, das an dem einen zu verbindenden Element mechanisch und elektrisch befestigt wird, während es an dem anderen Element durch elastische Vorspannung anliegt und dadurch die elektrische Verbindung herstellt.
  • Vorzugsweise ist das Federelement rechtwinklig auf der Leiterplatte und/oder auf dem Trägerelement angeordnet.
  • Das eine Ende des Federelements ist bevorzugt mit der Leiterplatte oder mit dem Trägerelement verlötet. Dabei ist das Federelement mit der Leiterplatte oder mit dem Trägerelement insbesondere durch Reflowlöten verbunden.
  • Mit Vorteil ist vorgesehen, dass das Federelement von einer an der Leiterplatte oder an dem Trägerelement angeordneten Führungshülse umgeben ist. Hierdurch kann eine optimale Führung des Federelements erreicht werden, so dass die Feder exakt an dem vorgesehenen Kontaktpunkt das eine Element kontaktiert. Die Führungshülse kann an ihrem einen Ende einen flanschartig verbreiterten Abschnitt aufweisen, der mit der Leiterplatte oder mit dem Trägerelement verbunden ist. Die Führungshülse ist dabei vorzugsweise mit der Leiterplatte oder mit dem Trägerelement verlötet; es kann auch vorgesehen werden, dass die Führungshülse mit der Leiterplatte oder mit dem Trägerelement verklebt ist.
  • Die Führungshülse ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einteilig ausgebildet. Sie kann jedoch auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei beide Teile koaxial zueinander angeordnet sind und wobei das eine Teil teleskopartig in das andere Teil einschiebbar ist.
  • Das Federelement kann von einem Halteelement relativ zur Leiterplatte oder zum Trägerelement zumindest in vorausgerichteter Position gehalten werden. Hierzu kann das Halteelement eine Ausnehmung für das Federelement aufweisen; die Ausnehmung kann mindestens einen Hinterschnitt aufweisen, der zur Halterung des Federelements dient und es in vorpositionierter Stellung hält, bis der Montagevorgang abgeschlossen ist.
  • Das Halteelement kann mit einem Gehäuseteil verbunden sein; dieses kann mit dem Trägerelement verbunden sein.
  • Bevorzugt ist das Federelement als Schraubenfeder ausgebildet. Es kann aber auch als gebogener Federdraht ausgebildet sein. In dem letztgenannten Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass mindestens ein gebogener Abschnitt des Federelements in der Ausnehmung des Halteelements angeordnet ist.
  • Weiterhin kann ein Verbindungselement vorgesehen sein, das die Leiterplatte und das Trägerelement auf vorgegebenem Abstand hält. Das Verbindungselement kann beispielsweise eine Schraube aufweisen, also Leiterplatte und Trägerelement durch eine Schraubverbindung zusammenfügen. Eine alternative Ausgestaltung sieht als Verbindungselement eine Klammer vor.
  • Besonders bevorzugt ist das Federelement mit der Leiterplatte mechanisch und elektrisch verbunden und liegt an dem Trägerelement an der elektrischen Kontaktstelle vorgespannt an.
  • Das Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Leiterplatte und einem ein Halbleiterelement tragenden Trägerelement in einem elektronischen Bauteil sieht die Schritte vor:
    • a) Herstellen einer mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen einem Federelement und der Leiterplatte oder dem Trägerelement;
    • b) Zusammenfügen der Leiterplatte und des Trägerelements auf einen definierten Abstand, so dass das Federelement das Bauteil, an dem es nicht mechanisch festgelegt ist, an einer Kontaktstelle unter mechanischer Vorspannung kontaktiert.
  • Die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Federelement und der Leiterplatte oder dem Trägerelement gemäß obigem Schritt a) kann durch Löten erfolgen, wobei insbesondere an Reflowlöten gedacht ist.
  • Vor der Durchführung des obigen Schritts kann das Federelement relativ zu der Leiterplatte oder zu dem Trägerelement mittels eines Halteelements vorausgerichtet werden.
  • Durch den Erfindungsvorschlag werden die bei vorbekannten Verbindungstechniken bekannten Probleme verhindert. Es wird ein sehr zuverlässiger elektrischer Kontakt hergestellt, der auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen keine Probleme verursacht. Dies gilt insbesondere mit Blick auf die Belastung mit Schmutz und durch Feuchtigkeit. Dies wird einerseits durch den bevorzugten Lötkontakt des Federelements und andererseits durch die Federelastizität desselben erreicht, wobei dank der Flexibilität des Federelements keine Einschränkungen bezüglich der Temperatur und bezüglich Lastwechseln gegeben sind und so ein hohen Grad an Zuverlässigkeit erreicht wird. Der Federkontakt besteht an einer unkritischen Stelle im Inneren des Bauteils.
  • Bei Mikrobewegungen finden diese auf einer unkritischen Oberfläche statt, so dass dadurch keine Kontaktschwäche entsteht.
  • Die vorbekannten Lötverfahren können ohne Modifikation weiterhin eingesetzt werden. Wird das Reflowlöten eingesetzt, ist ein zusätzlicher Prozessschritt nicht erforderlich, um die Verbindung herzustellen.
  • Der Vorschlag erlaubt die freie Gestaltung bei dem Design der Leiterplatte. Damit kann eine optimale Stromtragfähigkeit am Rand der zum Einsatz kommenden Module erreicht werden. Die Verbindung ist auch in Kombination mit vorbekannten Lösungen kompatibel.
  • Es kann durch den Einsatz von Pick-and-Place-Automaten für die Bestückung mit Bauteilen eine automatische Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile erfolgen, so dass auch unter Kostengesichtspunkten eine günstige Lösung geschaffen ist.
  • Der Vorschlag ermöglicht die Materialeinsparung und eine Optimierung des benötigten Bauraums. Ungünstige oder benachteiligte Kontakte oder Teile können vermieden werden.
  • Von Vorteil ist weiterhin, dass in einfacher Weise Reparaturen oder ein Austausch von Bauteilen möglich wird. Es werden dabei Schädigungen der Leiterplatte vermieden, was oft bei den vorbekannten Lösungen nicht gewährleistet ist.
  • Die Handhabung des Bauteils bzw. dessen Modulen ist erleichtert, insbesondere während des Transports, der Lagerung und der Montage.
    •
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
  • 1a den Schnitt durch ein elektronisches Bauteil, wobei die Leiterplatte relativ zu einem Trägerelement noch nicht in der Endposition der Montage ist,
  • 1b die zu 1a entsprechende Darstellung, wobei sich die Leiterplatte relativ zum Trägerelement in der Endposition befindet,
  • 2a und 2b eine zu den 1a und 1b entsprechende Darstellung einer alternativen Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags,
  • 3a und 3b eine zu den 1a und 1b entsprechende Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags und
  • 4a und 4b eine zu den 1a und 1b entsprechende Darstellung einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags.
  • In 1a ist ein elektronisches Bauteil 1 zu sehen, und zwar vor der Endmontage. Das elektronische Bauteil 1 umfasst eine Leiterplatte 2 in Form eines PCB – Printed Circuit Board – und ein Trägerelement 5, das aus einer Kupferplatte 19 und einem DCB (Direct Copper Bonded Element) 20 besteht. Unterhalb des Trägerelements 5 kann eine Bodenplatte 21 angeordnet sein. Auf dem Trägerelement 5 ist ein Halbleiterelement 4 in Form eines Chips angeordnet.
  • Um das Bauteil 1 fertig zu montieren, wird die Leiterplatte 2 beispielsweise über eine Druckplatte 18 (die in 1b gestrichelt dargestellt ist) in Pfeilrichtung (s. 1a) gedrückt, bis die in 1b dargestellte Position erreicht ist.
  • Zur Herstellung einer elektrischen Verbindung an definierten Stellen 3 zwischen Leiterplatte 2 und Trägerelement 5, also um eine Verbindung zwischen Leiterplatte 2 und Chip 4 herzustellen, wird wie folgt vorgegangen:
    An der Unterseite der Leiterplatte sind eine der Zahl der Kontaktstellen 3 entsprechende Anzahl Kontaktelemente angeordnet, die zunächst ein Federelement 6 in Form einer Schraubenfeder aufweisen. Das Federelement 6 ist in einer Führungshülse 8 aufgenommen, d. h. die Hülse 8 umgibt das Federelement 6 konzentrisch zur Längsachse des Federelements 6.
  • Die Führungshülse 8 hat einen flanschartig verbreiterten Abschnitt 9, mit dem sie an der Unterseite der Leiterplatte 2 festgelegt ist. Die Festlegung der Hülse 8 kann beispielsweise durch Löten oder durch Kleben erfolgen.
  • Das Federelement 6 ist an einer Lötstelle 22 an einem nicht dargestellten Kontakt der Leiterplatte 2 mit diesem verlötet.
  • Damit liegt eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen Leiterplatte 2 und Federelement 6 vor.
  • Das Federelement 6 ist im entspannten Zustand länger ausgebildet als die axiale Erstreckung der Führungshülse 8, d. h. im entspannten Zustand des Federelements 6 erstreckt sich dieses über das axiale Ende der Führungshülse 8 hinaus, wie es 1a entnommen werden kann.
  • Wird die Leiterplatte 2 in Pfeilrichtung (s. 1a) in die in 1b dargestellte Stellung bewegt, liegen sich also Leiterplatte 2 und Trägerelement 5 in dem gewünschten Endabstand a gegenüber, kontaktiert das Federelement 6 das Trägerelement 5 an einer Kontaktstelle 7, an der sich ein nicht dargestellter Kontakt befindet. Über das Federelement 6 ist damit eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte 2 und dem Trägerelement 5 hergestellt. Das Federelement 6 liegt jetzt vorgespannt an der Kontaktstelle 7 an, so dass ein zuverlässiger elektrischer Kontakt hergestellt ist, der insbesondere bei geringfügigen Bewegungen der Bauteile nicht gefährdet ist.
  • Die Länge der Führungshülsen 8 ist so gewählt, dass sie den gewünschten Abstand a definieren, in dem sich Leiterplatte 2 und Trägerelement 5 im montierten Zustand befinden.
  • Die alternative Ausführungsform gemäß den 2a und 2b entspricht im wesentlichen der Lösung gemäß 1a bzw. 1b. Hier ist die Führungshülse 8 jedoch zweiteilig ausgebildet. Sie hat einen ersten Teil 10, der mit dem flanschartig verbreiterten Abschnitt 9 an der Unterseite der Leiterplatte 2 festliegt. Ein zweites Teil 11 der Führungshülse 8 ist teleskopartig in das erste Teil 10 einschiebbar. Dadurch können unterschiedliche Abstände a eingestellt werden.
  • Während in den 1 und 2 eine Schraubenfeder als Federelement 6 zum Einsatz kommt, ist dies ein bogenförmig ausge bildeter Federdraht in den Lösungen gemäß den 3 und 4.
  • In 3a und 3b ist zu sehen, dass das einen gebogenen Abschnitt 17 aufweisende Federelement 6 an der Lötstelle 22 mit dem Kontakt auf der Unterseite der Leiterplatte 2 verbunden, z. B. verlötet, ist und im entspannten Zustand über das axiale untere Ende der Führungshülse 8 geringfügig hinausragt. Wird das Bauteil montiert – s. 3b – wird das Federelement 8 geringfügig verformt, so dass es federvorgespannt an der Kontaktstelle 7 am Kontakt des Trägerelements 5 anliegt.
  • Bei der Lösung nach 4 ist vorgesehen, dass das Federelement 6 mittels eines Halteelements 12 in einer vormontierten Position gehalten wird. Das Halteelement 12 wird von einem Gehäuseteil 16 in Position gehalten, wobei das Gehäuseteil 16 am Trägerelement 5 festgelegt ist. Im Halteelement 12 ist eine Ausnehmung 13 für das Federelement 6 vorhanden, die zwei Hinterschnitte 14 und 15 aufweist. Die Hinterschnitte 14, 15 sorgen dafür, dass das Federelement – bevorzugt hier wieder als Federdraht mit gebogenem Abschnitt ausgeführt – elastisch in einer vormontierten Position gehalten wird, wie sie aus 4a hervorgeht. Im unteren Bereich kontaktiert das Federelement 6 an der Kontaktstelle 7 das Trägerelement 5. Der gebogene Abschnitt 17 sorgt dafür, dass diese vormontierte Position gehalten wird. Nach Positionierung der Leiterplatte 2 erfolgt ein Verlöten des Federelements 6 an der Lötstelle 22 mit der Leiterplatte 2.
  • Das bevorzugt zum Einsatz kommende Reflowlötverfahren wird zur Lötung von SMD-Bauteilen (Surface Mount Device – Bauteilen) angewandt. Die für das Reflow-Löten verwendete Lötpaste enthält meist Lötzinn in Kugelform, gemischt mit einem Fluxer, der während des Lötprozesses aktiviert wird, und einem Lösungsmittel. Die Größe der in der Lötpaste verwendeten Kugeln richtet sich nach der Pitchgröße der Bauteile. (ca. 60 μm bei Pitch von 0,5 mm, ca. 40 μm bei Pitch von 0,3 mm und 30 μm bei Pitch von 0,2 mm).
  • Vor Beginn der Bestückung wird auf die Leiterplatte die Lötpaste mittels eines Dispensers oder im Siebdruck aufgetragen. Die Lötpaste darf nur auf das jeweilige Pad aufgetragen werden. Benachbarte Pads dürfen nicht durch Lötpastenbrücken verbunden werden. aber die Größe der Pads in der Lötpastenschablone, deren Dicke bzw. über die Anzahl und Größe der Dispenserpunkte kann die auf ein Pad aufgetragene Lötpastenmenge bestimmt werden. Die aufgetragene Lotpastenmenge muss dem zu lötenden Bauteilpad entsprechen. Die Leiterplatte befindet sich während des Durchlaufes durch den Lötofen auf einem Transportband.
  • Die Bauteile werden während des Durchlaufs durch den Löt-Ofen mit konstanter Geschwindigkeit durch verschiedene Heizzonen des Lötofens bewegt. Zunächst erfolgt eine Vorheizphase (z. B. stetige Erhitzung binnen 30 s bis ca. 80 °C zur Aktivierung des in der Lötpaste enthaltenen Fluxers); dann folgt eine Plateauzone (Halten dieser Temperatur über ca. 30 s zur Aktivierung des Fluxers, also Beseitigung von Oxidschichten); hieran schließt sich die Erhitzung bis zum Schmelzpunkt an (Erhitzung des Lötzinns bis über die Schmelztemperatur in ca. 45 s); in der Peakzone werden alle Lötstellen ca. 12 bis 20 s oberhalb der Schmelztemperatur gehalten; schließlich folgt die Abkühlzone mit einer schnellen Abkühlung des Lötzinnes bis unter die Schmelztemperatur. Die Erhitzung der Bauteile, der Leiterplatte und der Lötstellen erfolgen sowohl über Strahlungswärme als auch über Konvektion. Große dunkle Bauteilgehäuse erhalten durch Strahlung mehr Wärme, als z. B. an breite Leiterbahnen oder Masseflächen angebundene SMD-Kleinteile. Zur Vermeidung der Oxidation der Lötpads und der Pads auf der Leiterplatte kann dieser Prozess auch unter Schutzgas erfolgen. Das Temperaturprofil lässt sich mittels spezieller Messgeräte an den zu lötenden Bauteilpins messen. Die Lötparameter können beim Löten der auf der zweiten Seite der Platine aufgebrachten SMD-Bauteile so eingestellt werden, dass sich die Bauteile von der ersten Seite der Platine nicht wieder ablösen.
  • Wenngleich nicht bei allen erläuterten Ausführungsvarianten machbar, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement 6 bei seinem Anlöten an der Lötstelle 22 nicht das Trägerelement 5 kontaktiert, so dass während des Lötprozesses keine Wärme vom Trägerelement 5 und ggf. der Bodenplatte 21 abgezogen werden kann.
  • Die Federelemente 6 können wie übliche Bauteile mittels der Pick-and-Place-Technologie auf der Leiterplatte 2 positioniert und dann festgelötet werden.

Claims (26)

  1. Elektronisches Bauteil (1), das eine Leiterplatte (2) aufweist, die an definierten Stellen (3) elektrisch mit einem ein Halbleiterelement (4) tragendes Trägerelement (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung durch ein Federelement (6) hergestellt wird, das mit der Leiterplatte (2) oder mit dem Trägerelement (5) mechanisch und elektrisch verbunden ist und an dem Trägerelement (5) oder an der Leiterplatte (2) an einer elektrischen Kontaktstelle (7) vorgespannt anliegt.
  2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) rechtwinklig auf der Leiterplatte (2) und/oder auf dem Trägerelement (5) angeordnet ist.
  3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende des Federelements (6) mit der Leiterplatte (2) oder mit dem Trägerelement (5) verlötet ist.
  4. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) mit der Leiterplatte (2) oder mit dem Trägerelement (5) durch Reflowlöten verbunden ist.
  5. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) von einer an der Leiterplatte (2) oder an dem Trägerelement (5) angeordneten Führungshülse (8) umgeben ist.
  6. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (8) an ihrem einen Ende einen flanschartig verbreiterten Abschnitt (9) aufweist, der mit der Leiterplatte (2) oder mit dem Trägerelement (5) verbunden ist.
  7. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (8) mit der Leiterplatte (2) oder mit dem Trägerelement (5) verlötet ist.
  8. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (8) mit der Leiterplatte (2) oder mit dem Trägerelement (5) verklebt ist.
  9. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (8) einteilig ausgebildet ist.
  10. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse (8) zweiteilig ausgebildet ist, wobei beide Teile (10, 11) koaxial zueinander angeordnet sind und wobei das eine Teil (11) teleskopartig in das andere Teil (10) einschiebbar ist.
  11. Elektronisches Bauteil einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) von einem Halteelement (12) relativ zur Leiterplatte (2) oder zum Trägerelement (5) zumindest in vorausgerichteter Position gehalten wird.
  12. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) eine Ausnehmung (13) für das Federelement (6) aufweist.
  13. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (13) mindestens einen Hinterschnitt (14, 15) aufweist.
  14. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) mit einem Gehäuseteil (16) verbunden ist.
  15. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (16) mit dem Trägerelement (5) verbunden ist.
  16. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) als Schraubenfeder ausgebildet ist.
  17. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) als gebogener Federdraht ausgebildet ist.
  18. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 12 bis 15 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein gebogener Abschnitt (17) des Federelements (6) in der Ausnehmung (13) des Halteelements (12) angeordnet ist.
  19. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch ein Verbindungselement, das die Leiterplatte (2) und das Trägerelement (5) auf vorgegebenem Abstand (a) hält.
  20. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine Schraube aufweist.
  21. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement eine Klammer aufweist.
  22. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (6) mit der Leiterplatte (2) mechanisch und elektrisch verbunden ist und an dem Trägerelement (5) an der elektrischen Kontaktstelle (7) vorgespannt anliegt.
  23. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Leiterplatte (2) und einem ein Halbleiterelement (4) tragenden Trägerelement (5) in einem elektronischen Bauteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass es die Verfahrensschritte aufweist: a) Herstellen einer mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen einem Federelement (6) und der Leiterplatte (2) oder dem Trägerelement (5); b) Zusammenfügen der Leiterplatte (2) und des Trägerelements (5) auf einen definierten Abstand (a), so dass das Federelement (6) das Bauteil (2, 5), an dem es nicht mechanisch festgelegt ist, an einer Kontaktstelle (7) unter mechanischer Vorspannung kontaktiert.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Federelement (6) und der Leiterplatte (2) oder dem Trägerelement (5) gemäß Schritt a) nach Anspruch 23 durch Löten erfolgt.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch Reflowlöten erfolgt.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung des Schritts a) gemäß Anspruch 23 das Federelement (6) relativ zu der Leiterplatte (2) oder zu dem Trägerelement (5) mittels eines Halteelements (12) vorausgerichtet wird.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007002858A1 (de) 2007-01-15 2008-07-24 Siemens Ag Vorrichtung, aufweisend ein Trägerelement und Verfahren zum Herstellen eines Moduls, aufweisend ein Trägerelement
EP1933379A3 (de) * 2006-12-13 2009-01-14 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul mit Kontaktfedern
WO2009056645A1 (de) * 2007-11-02 2009-05-07 Cinterion Wireless Modules Gmbh Leiterplatte mit kontaktfläche und anordnung
EP2112717A2 (de) * 2008-04-17 2009-10-28 Neil S. Sherman Steckverbindervorrichtung
DE102008005547A1 (de) * 2008-01-23 2009-11-05 Infineon Technologies Ag Kontaktelement, Leistungshalbleitermodul und Schaltungsanordnung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008027761A1 (de) 2008-06-11 2009-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Elektronisches Bauteil
DE102008045615A1 (de) 2008-09-03 2010-03-18 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul
US8299603B2 (en) 2007-01-22 2012-10-30 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device
DE102012020505A1 (de) 2012-10-18 2014-04-24 Wabco Gmbh Elektronikmodul sowie Verfahren zur Herstellung eines Elektronikmoduls
DE102010043839B4 (de) * 2010-01-20 2015-06-18 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung mit einem Isoliersubstrat
US9349709B2 (en) 2013-12-04 2016-05-24 Infineon Technologies Ag Electronic component with sheet-like redistribution structure
US20180198261A1 (en) * 2017-01-10 2018-07-12 Intica Systems Ag Filter Arrangement
DE102020114650B3 (de) * 2020-06-02 2021-06-02 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronische Baugruppe mit einer elektrisch leitenden Hülse und mit einem Schaltungsträger

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4310446C1 (de) * 1993-03-31 1994-05-05 Export Contor Ausenhandelsgese Schaltungsanordnung
DE19955100A1 (de) * 1999-04-22 2000-11-02 Mitsubishi Electric Corp On-Board Halbleitereinrichtung
DE10231219C1 (de) * 2002-07-11 2003-05-22 Semikron Elektronik Gmbh Druckkontaktiertes Halbleiterrelais
DE10306643B4 (de) * 2003-02-18 2005-08-25 Semikron Elektronik Gmbh Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102004025609A1 (de) * 2004-05-25 2005-12-22 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung in Schraub- Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05259334A (ja) * 1992-03-12 1993-10-08 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
DE10008572B4 (de) * 2000-02-24 2007-08-09 Infineon Technologies Ag Verbindungseinrichtung für Leistungshalbleitermodule
DE10227106A1 (de) * 2002-06-18 2004-01-15 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Halbleitermodul

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4310446C1 (de) * 1993-03-31 1994-05-05 Export Contor Ausenhandelsgese Schaltungsanordnung
DE19955100A1 (de) * 1999-04-22 2000-11-02 Mitsubishi Electric Corp On-Board Halbleitereinrichtung
DE10231219C1 (de) * 2002-07-11 2003-05-22 Semikron Elektronik Gmbh Druckkontaktiertes Halbleiterrelais
DE10306643B4 (de) * 2003-02-18 2005-08-25 Semikron Elektronik Gmbh Anordnung in Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102004025609A1 (de) * 2004-05-25 2005-12-22 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Anordnung in Schraub- Druckkontaktierung mit einem Leistungshalbleitermodul

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1933379A3 (de) * 2006-12-13 2009-01-14 SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG Leistungshalbleitermodul mit Kontaktfedern
CN101202258B (zh) * 2006-12-13 2013-03-27 塞米克朗电子有限及两合公司 具有接触弹簧的功率半导体模件
DE102007002858A1 (de) 2007-01-15 2008-07-24 Siemens Ag Vorrichtung, aufweisend ein Trägerelement und Verfahren zum Herstellen eines Moduls, aufweisend ein Trägerelement
US8299603B2 (en) 2007-01-22 2012-10-30 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device
DE112008000229B4 (de) * 2007-01-22 2014-10-30 Mitsubishi Electric Corp. Leistungshalbleitervorrichtung
CN101843179B (zh) * 2007-11-02 2012-02-29 辛特里昂无线电模块有限责任公司 具有至少两个电路板的装置
WO2009056645A1 (de) * 2007-11-02 2009-05-07 Cinterion Wireless Modules Gmbh Leiterplatte mit kontaktfläche und anordnung
DE102008005547A1 (de) * 2008-01-23 2009-11-05 Infineon Technologies Ag Kontaktelement, Leistungshalbleitermodul und Schaltungsanordnung mit einem Leistungshalbleitermodul
US8087943B2 (en) 2008-01-23 2012-01-03 Infineon Technologies Ag Power semiconductor module including a contact element
DE102008005547B4 (de) * 2008-01-23 2013-08-29 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul und Schaltungsanordnung mit einem Leistungshalbleitermodul
EP2112717A2 (de) * 2008-04-17 2009-10-28 Neil S. Sherman Steckverbindervorrichtung
EP2112717A3 (de) * 2008-04-17 2014-10-22 Neil S. Sherman Steckverbindervorrichtung
DE102008027761A1 (de) 2008-06-11 2009-11-19 Siemens Aktiengesellschaft Elektronisches Bauteil
DE102008045615C5 (de) * 2008-09-03 2018-01-04 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE102008045615B4 (de) 2008-09-03 2015-02-05 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul, Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls und System mit einem Leistungshalbleitermodul
DE102008045615A1 (de) 2008-09-03 2010-03-18 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul
DE102010043839B4 (de) * 2010-01-20 2015-06-18 Mitsubishi Electric Corp. Halbleitervorrichtung mit einem Isoliersubstrat
DE102012020505A1 (de) 2012-10-18 2014-04-24 Wabco Gmbh Elektronikmodul sowie Verfahren zur Herstellung eines Elektronikmoduls
US9349709B2 (en) 2013-12-04 2016-05-24 Infineon Technologies Ag Electronic component with sheet-like redistribution structure
US20180198261A1 (en) * 2017-01-10 2018-07-12 Intica Systems Ag Filter Arrangement
CN108288957A (zh) * 2017-01-10 2018-07-17 Intica***公司 滤波器装置
US10404040B2 (en) * 2017-01-10 2019-09-03 Intica Systems Ag Filter arrangement
DE102020114650B3 (de) * 2020-06-02 2021-06-02 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungselektronische Baugruppe mit einer elektrisch leitenden Hülse und mit einem Schaltungsträger
US11705650B2 (en) 2020-06-02 2023-07-18 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power electronic assembly with an electrically conductive sleeve and with a circuit carrier

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