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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung, umfassend zumindest einen Schaltungsträger und ein mit dem Schaltungsträger zu verbindendes Bauelement, und ein Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
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Stand der Technik
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In Elektronikvorrichtungen werden verschiedenste Bauelemente, insbesondere elektrische Bauelemente, zu einer elektrischen Schaltung verbunden. Teil der elektrischen Schaltung bildet in der Regel auch ein Schaltungsträger und ein mit dem Schaltungsträger zu verbindendes Bauelement. Je nach Anwendung können zur Ausbildung einer Verbindung beispielsweise verschiedene Lotmaterialien oder Klebermaterialien zur Verwendung kommen. Es gibt unterschiedliche Gründe, die Verbindungsschicht in ihrer Schichtstärke definiert auszubilden bzw. eine maximale Schichtstärke oder eine minimale Schichtstärke nicht zu überschreiten bzw. zu unterschreiten. Beispielsweise kann es nach einem Lötvorgang unter Umständen notwendig sein, einen Reinigungsschritt durchzuführen. Um mit dem Reinigungsmedium gut in einen zwischen dem Schaltungsträger und dem verlöteten Bauteil außerhalb des Lotbereiches ausgebildeten Luftspalt eindringen zu können, ist eine Mindesthöhe des Luftspaltes vorteilhaft. Der ausgebildete Luftspalt ergibt sich geometrisch aus der Schichtstärke des verfestigten Lotmaterials. Auch aus Gründen der Zuverlässigkeit kann eine Schichtmindeststärke des verfestigten Lotmaterials wünschenswert sein. Es besteht ansonsten die Gefahr einer Verkippung oder Verwölbung des Lötguts. Zusätzlich kann in diesem Fall das Lotmaterial im noch fließfähigen Zustand auch ausbluten.
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Zur Einstellung einer Schichtmindeststärke des Lotmaterials ist es bekannt, beispielsweise mechanische Abstandshalter zu verwenden. Diese sind weiter beispielhaft bereits in Löt-Preforms enthalten oder sind integral an Bauteilen aus Mold, insbesondere einstückig ausgebildet. Derartige Ausführungen erfordern aber immer anwendungsspezifische Anpassungen und sind in der Regel sehr kostenintensiv. Für sehr kleine erforderliche Schichtmindeststärken sind auch sogenannte Spacer aus Kupfer oder Nickel, beispielsweise in Kugelform, in Lotpasten bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfache Begrenzung eines aus einer Verbindungsschicht resultierendes Luftspaltmindestmaßes und/oder einer Schichtmindeststärke eines Verbindungsmaterials vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsanordnung und ein Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die Verbindungsanordnung umfasst als Verbindungspartner zumindest einen Schaltungsträger und zumindest ein mit dem Schaltungsträger mittels einem Verbindungsmaterial verbundenes Bauelement. Eine Materialmindeststärke des Verbindungsmaterials ist dabei durch zumindest einen zwischen dem Schaltungsträger und dem Bauelement angeordneten Abstandshalter begrenzt. Der Abstandshalter wirkt daher als mechanischer Anschlag, welcher eine nähere Anordnung der Verbindungspartner blockt. Die geblockte Beabstandung der Verbindungspartner ist mittelbar oder unmittelbar abhängig von dem wirksamen Blockmaß des Abstandshalter. Bei einer Kugel als Abstandshalter ergibt beispielsweise der Durchmesser das wirksame Blockmaß. Bei einem flächig aufliegenden Quader als dem Abstandshalter ergibt sich die fixe Höhe des Quaders als wirksames Blockmaß. Erfindungsgemäß ist der Abstandshalter als Volumenkörper aus einem gesinterten Verbindungsmaterial ausgebildet. Sinterbare Materialien stehen als Ausgangsmaterialien für einen solchen auszubildenden gesinterten Volumenkörper insbesondere als Schüttgut vor. Das Schüttgut ist beispielsweise aus nicht fest zusammenhängenden Pulver- oder Granulatelementen gebildet, insbesondere mit definierten Elementformen und - größen. Eine Formgebung und eine Sinterung erfolgt mittels eines Sinterdruckprozesses. Dieser sieht vor, definierte Mengen von sinterbarem Material, insbesondere einer Sinter-Paste, auf ein Substrat zu deponieren, beispielsweisen auf dem Schaltungsträger. In einem anschließenden temperaturbehafteten Sinterprozess wird das sinterbare Material versintert. Der Volumenkörper ergibt sich dann durch ein Versintern der Pulver- oder Granulatelemente und durch deren Druckbeaufschlagung. Vorteilhaft lassen sich dabei je nach applizierter zur Versinterung vorgesehener Materialmenge, beispielsweise der Pastenmenge, und/oder in Abhängigkeit des ausgeübten Sinterdruckes unterschiedliche Geometriemaße von Volumenkörper ausbilden, insbesondere in Form und Funktion als Abstandshalter mit insbesondere unterschiedlich ausbildbaren Höhenmaßen. Auf diese Weise ergibt sich der große Vorteil, flexibel unterschiedliche, auf eine Anwendung jeweils spezifisch erforderliche Maße von Abstandshalter zur Begrenzung einer definierten Materialmindeststärke eines für die Verbindungsanordnung verwendeten Verbindungsmaterials vorzuhalten. Die Ausgangslage ist daher für alle Anwendungen gleich in Hinblick auf das sinterbare Ausgangsmaterial und den Sinterdruckprozess. Die anwendungsspezifischen geometrischen Anforderungen für die jeweilige Verbindungsanordnung lässt sich in einfachster Weise durch definierte Anpassungen im Sinterdruckprozess erfüllen. Spezielle Entwicklungsarbeiten für spezifische Abstandshalter, ggf. aufwendige Werkzeugkosten zur Herstellung einer Losgröße dieser spezifischen Abstandshalter sowie eine Testung dieser Abstandshalter können entfallen. Damit lassen sich schnelle kostengünstige Anwendungen umsetzen. Erfindungsgemäß ist der Abstandshalter jederzeit für eine Änderung, Korrektur oder Neuausführung bis auf eine Losgröße 1 anpassbar. Die Anpassung kann vorteilhaft in situ erfolgen.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung möglich.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Abstandshalter aus dem gesinterten Material mit einem der Verbindungspartner versintert. Der Abstandshalter weist dabei im Sinterbereich eine Anbindungsseite auf. Diese kann bei einem Quader- oder zylindrischen Volumenkörper des Abstandshalter eine der ebenen Seitenflächen sein. Ferner liegt der Abstandshalter aus dem gesinterten Material an den anderen Verbindungspartner lediglich berührend an. Der Abstandshalter weist hierfür eine dem anderen Verbindungspartner dann zugewandte Anschlagseite auf. Dies kann bei einem Abstandhalter mit einem Quaderförmigen oder zylindrischen Volumenkörper die der Anbindungsseite gegenüberliegende Seite sein. Das Abstandsmaß zwischen der Anbindungsseite und der Anschlagseite stellt dann ein festgelegtes Blockmaß des Abstandshalter dar. Mittels des Anlagenkontakts wird demnach eine Begrenzung der Materialstärke des Verbindungsmaterials auf die Materialmindeststärke erreicht, die dem Blockmaß entspricht. Grundsätzlich können Materialstärken des Verbindungsmaterials weiterhin auch größer als die festgelegte Materialmindeststärke sein, beispielsweise weil diese für die Anwendung unkritisch sind. In diesen Ausführungen kommt es zu keinem Anlagenkontakt mit dem Abstandshalter, so dass der zumindest eine Abstandshalter aus dem gesinterten Material dann zum anderen Verbindungspartner ein Abstandsmaß aufweist, insbesondere zwischen der Anschlagseite des Abstandshalters und dem anderen Verbindungspartner. Vorteilhaft ist die richtige und festbleibende Positionierung der Abstandshalter aus dem gesinterten Material bereits mit der Ausbildung dieser an zumindest einem der Verbindungspartner durch Versinterung gegeben. Vorteilhaft kann dies zu einem Fertigungszeitpunkt erfolgen, bei welchem ggf. die Ausbildung anderer Sinterverbindungen auf dem zumindest einen der Verbindungspartner erfolgt. Die Besonderheit des Abstandshalters aus dem gesinterten Material zeigt sich hier im Fehlen eines ansonsten beim Sintern vorgesehenen weiteren Sinterpartners. Der Sinterpartner ist quasi durch das gesinterte Material selbst in Form des ausgebildeten Abstandshalters gegeben.
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In einer günstigen Ausführungsform der Verbindungsanordnung ist der zumindest eine Abstandshalter aus dem gesinterten Material von dem Verbindungsmaterial umschlossen. Dies kann auch insbesondere berührend umschlossen erfolgen. Hiermit kann die Genauigkeit der Begrenzung des Verbindungsmaterials auf die festgelegte Schichtmindeststärke sehr genau eingehalten werden, da keine weiteren Nachgiebigkeiten aufgrund von Hebelabständen erfolgt.
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Besondere Vorteile ergeben sich bei einer Ausführungsform der Verbindungsanordnung, indem das Verbindungsmaterial elektrisch leitfähig ist und zumindest ein auf dem Schaltungsträger angeordnetes Kontaktpad mit zumindest einem elektrischen Anschlusskontakt des Bauelementes verbindet. Vorteilhaft kann damit eine elektrische Kontaktierung des elektrischen Bauelementes durch Verhinderung des Unterschreitens der Schichtmindeststärke des Verbindungsmaterials prozesssicher ausgeführt werden. Ist der Abstandshalter beispielsweise im Verbindungsbereich angeordnet und grenzt berührend an das Verbindungsmaterial und/oder an das Kontaktpad und/oder an den Anschlusskontakt an, kann der Abstandshalter zusätzlich zum Verbindungsmaterial eine elektrische Verbindung unterstützen, insbesondere anteilig einen zwischen dem Anschlusskontakt und dem Kontaktpad ausgebildeten Strompfad bilden. Hierfür ist das gesinterte Material des zumindest einen Abstandshalters elektrisch leitfähig. Allgemein vorteilhaft ist oder enthält das gesinterte Material dabei zumindest ein Element aus einer Gruppe umfassend Silber, Kupfer, Aluminium, Zinn.
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In einer Abwandlung kann der Abstandshalter aus dem gesinterten Material beabstandet sein zu einem Verbindungsmaterial, insbesondere einem, welcher in Funktion eines Strompfades ausgebildet ist.
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In einer besonderen Abwandlung bildet der Abstandshalter aus dem gesinterten Material dann selbstständig oder zusätzlich einen ganzheitlichen Strompfad zwischen einem Anschlusskontakt und einem Kontaktpad aus. So ist der Abstandshalter aus dem gesinterten Material dann mit einem der beiden Kontakte versintert und bildet am jeweils anderen Kontakt einen Anlagenkontakt aus. Allgemein kann daher der Abstandshalter aus dem gesinterten Material neben der Begrenzungsfunktion auch eine elektrische Funktion insbesondere in Form einer Signalleitung oder einer Masseleitung erfüllen.
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In einer alternativen Ausführungsform der Verbindungsanordnung ist zumindest ein Abstandshalter aus dem gesinterten Material zwischen zumindest zwei nächstliegenden Kontaktpads des Schaltungsträgers und/oder zwischen zumindest zwei nächstliegenden elektrischen Anschlusskontakten des Bauelementes angeordnet. Dabei ist der Abstandshalter aus dem gesinterten Material zu dem jeweils die Kontaktpads und die elektrischen Anschlusskontakte verbindenden Verbindungsmaterial elektrisch isoliert, insbesondere durch einen trennenden Luftspalt. Bei ausreichendem Spaltabstand kann das gesinterte Material auch elektrisch leitfähig sein, ohne dass eine Kurzschlussgefahr droht. In einer Abwandlung kann das gesinterte Material des Abstandshalters aus einem elektrisch isolierenden Material sein und zwischen zumindest zwei Potential führenden Bereichen aus dem Verbindungsmaterial angeordnet sein. Dadurch kann der Luftspalt zwischen dem Abstandshalter aus dem gesinterten Material und den jeweils Potential führenden Bereichen bis auf einen Nullspalt verringert werden. Durch einen solchen Abstandshalter wird neben der Begrenzungsfunktion nun auch eine Isolationsfunktion bereitgestellt in Form einer elektrischen Isolationsbarriere zwischen den jeweiligen Potentialen. Allgemein für Isolationszwecke ist oder enthält das gesinterte Material zumindest ein Element aus einer Gruppe umfassend AI2O3, Si3N4 oder AIN.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Verbindungsanordnung ist das Verbindungsmaterial zur Erwirkung eines Verbindungszustandes aus einem Ausgangsmaterial durch eine chemische, physikalische und/oder thermische Aktivierung ausbildbar. Dabei weist das Verbindungsmaterial im Verbindungszustand gegenüber einem Materialzustand des Ausgangsmaterials ein Schwundmaß auf. Vorteilhaft kann durch eine entsprechende Auslegung der zu applizierenden Depotmenge des Ausgangsmaterials des Verbindungsmaterials relativ zum Blockmaß des Abstandshalters aus dem gesinterten Material ein Anlagenkontakt zum Abstandshalter aufgrund des Schwundmaßes sichergestellt werden. Ebenso kann aber auch vorteilhaft der Abstandshalter als eine Art mechanische Sicherheitsebene prozessbedingte und materialbedingte Toleranzen zulassen und dabei die Begrenzung der Materialstärke bis auf eine Materialmindeststärke sicherzustellen.
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In einer Weiterbildung der Verbindungsanordnung ist das Verbindungsmaterial ein Lot-, Sinter- oder ein Klebermaterial. Vorteilhaft können standardisierte Verbindungsprozesse angewendet werden.
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Die Erfindung führt auch zu einem Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung, insbesondere nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Das Verfahren umfasst zumindest folgende Verfahrensschritte:
- a) Bereitstellen zumindest zweier Verbindungspartner, umfassend zumindest einen Schaltungsträger und zumindest ein mit dem Schaltungsträger zu verbindendes Bauelement,
- b) Aufbringen zumindest eines oder zwei, drei oder mehr voneinander beabstandeten Materialdepots aus sinterbarem Material,
- c) Versintern des zumindest einen oder der zwei, der drei oder der mehreren Materialdepots mit einem der Verbindungspartner mittels eines Sinterprozesses unter Ausbildung jeweils eines Volumenkörpers als ein Abstandshalter aus gesintertem Material,
- d) Aufbringen eines oder zweier, dreier oder mehrerer voneinander beabstandeten Materialdepots aus einem durch eine physikalische, chemische und/oder thermische Aktivierung in ein Verbindungsmaterial ausbildbares Ausgangsmaterial des Verbindungsmaterials auf zumindest einem der Verbindungspartner,
- e) Anordnen des Schaltungsträgers und des Bauelementes in einem Abstand zueinander, derart, dass beide Verbindungspartner dabei von dem einen oder von den zwei, den drei oder den mehreren Materialdepots des Ausgangsmaterials des Verbindungsmaterials benetzt werden,
- f) Aktivierung des Ausgangsmaterials des Verbindungsmaterials unter Ausbildung einer Verbindung zwischen dem Schaltungsträger und dem Bauelement, wobei eine Materialstärke des Verbindungsmaterials ausgebildet wird, welche bei einem Anliegen des Schaltungsträgers und des Bauelements auf dem zumindest einen oder den zwei, den drei oder den mehreren versinterten Volumenkörper in Funktion eines Abstandshalters auf eine Materialmindeststärke begrenzt wird.
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Der Schaltungsträger weist für die Verfahrensschritte insbesondere eine Bestückungsfläche für das zu verbindende Bauelement und das Bauelement eine der Bestückungsfläche zugewandte Verbindungsfläche auf. Die Materialdepots des sinterbaren Materials werden dann im Verfahrensschritt b) insbesondere innerhalb der Bestückungsfläche des Schaltungsträgers oder der Verbindungsfläche des Bauelements, beispielsweise in Form einer Sinterpaste oder eines Sinterformteiles, aufgebracht. Im Verfahrensschritt c) wird der Abstandshalter aus dem gesinterten Material insbesondere mit einer Anbindungsseite und einer dem anderen Verbindungspartner zugewandten Anschlagsseite ausgebildet, wobei der bzw. die dann gesinterten Volumenkörper ein definiertes zur Bestückungsfläche des Schaltungsträgers bzw. zur Verbindungsfläche des Bauelementes senkrechtes maximales Höhenmaß als Blockmaß des Abstandhalters aufweist. Das Blockmaß entspricht dann dem Maß einer festgelegten Materialmindeststärke für ein den Schaltungsträger und das Bauelement verbindendes Verbindungsmaterial. Das Anordnen der beidem Verbindungspartner gemäß dem Verfahrensschritt e) erfolgt insbesondere derart, dass die Bestückungsfläche und die Verbindungsfläche aneinander zugewandt werden. Die Verbindung wird im Verfahrensschritt f) insbesondere im Bereich des einen oder der zwei, der drei oder der mehreren Materialdepots des Ausgangsmaterials ausgebildet.
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In einer besonders günstigen Ausführungsform des Verfahrens wird die Materialmindeststärke aufgrund eines Schwundmaßes des Verbindungsmaterials und/oder aufgrund einer Kraftbeaufschlagung des Schaltungsträgers und/oder des Bauelements ausgebildet. Hierbei wird die Anschlagseite des bzw. der Abstandshalter mit einem der Verbindungspartner, welcher nicht mit diesem/diesen versintert ist, in einen Anlagekontakt gebracht.
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In einer Weiterbildung des Verfahrens ist das eine Bauelement ein elektrisches Bauelement, insbesondere ein Leistungshalbleiter, ein Chip, eine Diode oder anderes, wobei mit dem Verbindungsmaterial ein Anschlusskontakt des elektrischen Bauelements mit einem korrespondierenden Kontaktpad des Schaltungsträgers elektrisch verbunden wird.
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Für das Verfahren als solches ergeben sich die gleichen Vorteile, welche auch bereits bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung genannt wurden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in:
- 1a - e: ein Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung und eine beispielhaft ausgebildete Verbindungsanordnung.
- 2a - d: weitere beispielhaft ausgebildete Verbindungsanordnungen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind funktional gleiche Bauteile jeweils mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Die 1a - e zeigen schematisch die zeitlichen Abläufe bei einem Verfahren zur Ausbildung einer Verbindungsanordnung 100 von mindestens zwei Verbindungspartnern 10, 40. In einem ersten Verfahrensschritt werden zumindest ein Schaltungsträger 10 und ein mit dem Schaltungsträger 10 zu verbindendes zumindest eine Bauelement 40 bereitgestellt. Als Schaltungsträger 10 können verschiedene Trägersubstrate mit zumindest auf einer der Hauptseiten ausgebildeten Leiterstruktur, beispielsweise aus Kupfer, zum Einsatz kommen, beispielsweise ein DBC-Substrat (Double Bonded Ceramic), ein LTCC-Substrat LowTemperatureCofiredCeramic), ein HTCC-Substrat (HighTemperatureCofiredCeramic), ein IMS-Substrat (InsulatedMetallSubstrate), ein AMB-Substrat (ActiveMetallBrazed), Leiterplatte usw..
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Als Bauelement 40 wird nachfolgend lediglich beispielhaft ein elektrisches Bauelement mit zumindest einem Anschlusskontakt 41 auf einer Anschlussfläche 42 für die weitere Beschreibung verwendet. Das elektrische Bauelement 40 ist beispielsweise ein Halbleiterbauelement.
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In einem nächsten Verfahrensschritt wird gemäß der 1a auf einem der Verbindungspartner 10, 40 eine Menge zumindest eines Materialdepots 30` eines sinterbaren Materials aufgebracht, im Nachfolgenden beispielhaft auf dem Schaltungsträger 10 beschrieben. In der 1a ist dabei nur ein Ausschnitt eines Schaltungsträgers 10 dargestellt, welcher Bestandteil einer Elektronikvorrichtung werden soll. Das sinterbare Materialdepot 30` ist bevorzugt in Form einer Sinterpaste oder eines Sinterformteils bereitgestellt, welche beispielsweise in Pastenform sinterbare Partikel enthält. Das Materialdepot 30` weist dabei eine applizierte Depothöhe von a1 auf.
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In einem folgenden Verfahrensschritt wird gemäß der 1b das zumindest eine Materialdepot 30` mittels eines Sinterdruckprozesses S mit dem Schaltungsträger 10 versintert. Der Sinterdruckprozess S umfasst dabei eine Temperatur- und/oder Kraftbeaufschlagung T, F auf das sinterbare Material. Die Ausführung erfolgt dabei bevorzugt durch eine Sintervorrichtung 80. Der nach dem Sinterdruckprozess S ausgebildete Volumenkörper ist dann als ein Abstandshalter 30 aus dem gesinterten Material ausgebildet. Der Abstandhalter 30 hat dabei beispielsweise eine quaderförmige oder zylindrische Volumenform. Die Höhe a2 des Abstandshalters 30 ist aufgrund der erfolgten Verdichtung durch die Sinterung gegenüber der ursprünglichen Depothöhe a1 vermindert. Die Höhe a2 ist dabei auf eine festgelegte Blockhöhe des Abstandshalters 30 ausgebildet, durch welche im späteren Verfahrensschritt eine Begrenzung der Materialstärke eines Verbindungsmaterials 20 auf eine Materialmindeststärke entsprechend dem Blockmaß sichergestellt wird. Der Abstandhalter 30 ist mit einer Verbindungsfläche 31 mit dem Schaltungsträger 10 versintert, insbesondere innerhalb oder angrenzend zu einer Bestückungsfläche 11 für das zu verbindende elektrische Bauelement 40. Gegenüberliegend zur Verbindungsfläche 31 weist der Abstandshalter 30 eine Anschlagsfläche 32 auf, welche damit einen begrenzenden mechanischen Anschlag bildet.
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In einem folgenden Verfahrensschritt wird gemäß der 1c zumindest ein Materialdepot aus einem durch eine physikalische, chemische und/oder thermische Aktivierung in ein Verbindungsmaterial ausbildbares Ausgangsmaterial 20` des Verbindungsmaterials aufgebracht, beispielsweise ein Lot-, Kleber- oder Sintermaterial. Die weitere Beschreibung erfolgt lediglich beispielhaft an einem Lotmaterial, beispielsweise in Form einer Lotpaste oder eines Lotformteils. Das Lotdepot weist dabei eine Depothöhe a3 auf, welche gegenüber der Höhe a2 des Abstandshalters 30 - also der Blockhöhe - größer ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel sind gemäß der Darstellung in der 1c zwei Lotdepote zu beiden Seiten des Abstandshalters 30 angeordnet. Sie sind insbesondere auf einem oder jeweils insbesondere auf einem auf der Bestückungsfläche 11 ausgebildeten Kontaktpad (nicht dargestellt) aufgebracht.
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt gemäß der 1d werden die beiden Verbindungspartner 10, 40 in einem Abstand zueinander definiert angeordnet. In der Anordnung sind insbesondere die Bestückungsfläche 11 des Schaltungsträgers 10 und die Anschlussfläche 42 des elektrischen Bauelements 40 sich gegenüberliegend zugewandt. Ferner ist die Anordnung derart, dass das Bauelement 40 auf den Lotdepots derart aufliegt, dass der Anschlusskontakt 41 des elektrischen Bauelements 40 von diesen benetzt wird. In dieser Anordnung ist auch die Anschlagsfläche 32 des Abstandshalters 30 gegenüberliegend zur Anschlussfläche 42 des elektrischen Bauelementes 40 orientiert. Ferner besteht zwischen der Anschlagfläche 32 und der Anschlussfläche 42 ein Luftspalt 33.
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In einem abschließenden Verfahrensschritt gemäß der 1e wird die Verbindungsanordnung 100 ausgebildet. Hierfür wird zur Verbindungsausbildung das Ausgangsmaterial 20` aktiviert. Im Falle des Lotmaterials 20` wird dieses mittels einer Temperatureinwirkung zum Schmelzen gebracht und wieder abgekühlt bis zu einem dann verfestigten Verbindungsmaterial 20. Im geschmolzenen Zustand kann das Lotmaterial lateral verfließen, wodurch sich auch das aufliegende elektrische Bauelement 30 in Richtung des Schaltungsträgers 10 absenkt. Ferner kann ein Absenken zusätzlich durch einen Materialschwund des Lotmaterials erfolgen, welcher beim Verfestigen von Lotmaterialien beobachtet werden kann. Ein Absenken des elektrischen Bauelements 40 kann aber nur bis zu einem Anliegen auf der Anschlagsfläche 32 des Abstandshalters 30 erfolgen. Bei einem Anliegen wird zwischen der Anschlagfläche 32 und dem elektrischen Bauelement 30 ein Anlagenkontakt 34 ausgebildet. Ein Anlagenkontakt 34 kann auch durch eine zusätzliche Kraftbeaufschlagung F von oben auf das elektrische Bauelement 40 mittels einer Druckvorrichtung 90 auch erzwungen werden. In allen diesen Fällen weist das verfestigte Lotmaterial 20 dann mindestens eine Materialstärke auf, welche dem Blockmaß a2 des Abstandhalters 30 entspricht. Fällt die Absenkung geringer aus, so dass kein Anlagenkontakt ausgebildet wird, bildet sich eine Materialstärke des verfestigten Lotmaterials 20 oberhalb der festgelegten Schichtmindeststärke a2 aus. In diesen Fall kann auch noch ein Luftspalt 33 bestehen bleiben. Alternativ ist der Luftspalt aber auch vom verfestigten Lotmaterial 20 ausgefüllt, welcher noch im fließfähigen Zustand dort eingeflossen ist. Ferner kann das verfestigte Lotmaterial 20 im noch fließfähigen Zustand lateral in Richtung des Abstandshalters 30 fließen und die ursprünglich in der 1d noch dargestellte Beabstandung unter Beibehaltung eines Luftspaltes verkleinern. Je nach aufgebrachter Lotdepotmenge kann das Lotmaterial 20 im dann verfestigten Zustand bis an den Abstandshalter 30 reichen und diesen teilweise oder vollständig- wie in der 1e dargestellt - berührend umschließen. Die hier ausgebildete Verbindungsanordnung 100 zeigt daher einen Strompfad als elektrische Verbindung des Anschlusskontaktes 41 des elektrischen Bauelementes 40 mit einem korrespondierenden Kontaktpad des Schaltungsträgers 10 mittels dem Lotmaterial als einem beispielhaften Verbindungsmaterial 20. Ist das gesinterte Material des Abstandshalters 30 elektrisch leitfähig, kann der Abstandshalter 30 einen Teil des Strompfades stellen.
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Die 2a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein weiterer Anschlusskontakt 41 des elektrischen Bauelementes 40 in gleicher Weise elektrisch kontaktiert ist. Die hierbei angeordneten zwei Abstandshalter 30 wirken in der Art von Brückenpfeiler. Schematisch ist ein weiterer dritter Abstandshalter 40 gestrichelt dargestellt. Dieser kann einen weiteren Anschlusskontakt 41 des elektrischen Bauelementes 40 kontaktieren oder auch eine andere Stelle des Bauelementes 40. Die drei Abstandhalter 30 können hierbei eine Dreipunktauflage ausbilden, indem jede Anschlagsfläche 32 eines jeden Abstandshalters 30 einen Anlagenkontakt 34 zum elektrischen Bauelement 40 ausbildet. Optional können mehr als drei Abstandshalter 30 angeordnet sein.
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Die 2b zeigt im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 2a durch das Verbindungsmaterial 20 gebildete Strompfade, wobei nun lediglich der zumindest eine Abstandshalter 30 zwischen den potentialführenden Strompfaden an diese unmittelbar angrenzend angeordnet ist. Das gesinterte Material des Abstandshalters 30 ist in diesem Fall elektrisch isolierend, so dass mit dem Abstandshalter 30 zusätzlich eine Isolationsbarriere zwischen beiden Potentialen ausgebildet ist. Eine Entwärmung des elektrischen Bauelementes 40 kann im Falle eines Anlagenkontaktes 34 des Abstandshalters 30 mit dem elektrischen Bauelement 40 begünstigt werden, wenn das gesinterte Material des Abstandshalters 30 thermisch leitfähig ist und damit einen Wärmepfad ausbildet.
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Die 2c zeigt im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß der 2b eine jeweilige Beabstandung der ausgebildeten Strompfade zu dem zumindest einen zwischen diesen angeordneten Abstandshalter 30. Die Beabstandung ist derart gewählt, dass eine elektrische Isolation durch den vorliegenden Luftspalt resultierend aus der Beabstandung gegeben ist - auch für den Fall, dass das gesinterte Material des Abstandshalters 30 elektrisch leitfähig sein sollte.
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Das in der 2d gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2c. Allerdings sind nun zwei, drei oder mehr voneinander beabstandete Abstandshalter angeordnet.
