WO2009098033A1 - Verfahren zum herstellen einer leiterplatte - Google Patents

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WO2009098033A1
WO2009098033A1 PCT/EP2009/000727 EP2009000727W WO2009098033A1 WO 2009098033 A1 WO2009098033 A1 WO 2009098033A1 EP 2009000727 W EP2009000727 W EP 2009000727W WO 2009098033 A1 WO2009098033 A1 WO 2009098033A1
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electronic component
conductive
electronic
film
conductive foil
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PCT/EP2009/000727
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English (en)
French (fr)
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Jan Kostelnik
Frank Ebling
Ulrich Schaal
Andreas Kugler
Original Assignee
Würth Elektronik Rot am See GmbH & Co. KG
Robert Bosch Gmbh
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    • H05K3/4652—Adding a circuit layer by laminating a metal foil or a preformed metal foil pattern

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electronic assembly having at least one electronic component which is contacted within the electronic assembly.
  • a known electronic assembly is made so that the electronic components are glued with their passive sides on a support plate. Subsequently, the space between them and above their active side is laminated with a filling material into which holes are then introduced for connection to the terminals (US 6972964).
  • the invention is based on the object to provide a way for simple and cost-effective production of electronic assemblies that allow a large packing density.
  • the invention proposes a method with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.
  • the method uses as its starting point a conductive foil which is uncoated.
  • the multiple or at least one electronic component is then attached to this film.
  • the conductive foil is laminated with a printed circuit board carrier.
  • the carrier film may be made of metal, ceramic or polymer.
  • At the starting point forming conductive film structuring is carried out for the production of individual conductor tracks.
  • the connections of the conductive foil facing the conductive foil are then contacted electronic component.
  • the contacting can be carried out so that at the corresponding locations of the terminals of the electronic components holes are performed using lasers.
  • the drilled holes can then be metallized, which then produces the conductive connection between tracks and terminals of the devices.
  • the method can be carried out, for example, in a further development in the so-called reel-to-reel method.
  • the attachment of the at least one or more electronic components to the conductive foil can be done in a further development that the components are glued to the film.
  • the adhesive may be, for example, an adhesive that cures under application of heat.
  • the adhesive may be applied to the conductive foil by metering or stamping, at precisely those locations where the electronic components are to be later attached. Using known methods, the adhesive can be precisely dosed as well as applied in exactly the right place.
  • Another possibility also proposed by the invention is to apply the adhesive to the electronic components, to which also known methods can be used.
  • the components are then pressed under the interposition of the adhesive to the film.
  • heat such as hot air, furnace process or the like, the adhesive can then be cured. It is also possible that the attachment is done solely by pressure.
  • the adhesive which is present only where the electronic components are, in addition to the attachment also forms a dielectric.
  • spacer elements can be provided between the conductive foil and the electronic components, in particular spacer elements, which are contained in the adhesive. In this way it is also possible to set different dielectric thicknesses.
  • the envelope surrounds only one electronic component, or even several components, or even all electronic components of a group of components.
  • the wrapper may also be used to create three-dimensional structures, especially when such a combination of wrapper and conductive foil is to be assembled into further assemblies.
  • the conductive foil is provided with markings which enable or effect an adjustment.
  • These alignment marks can be produced for example by etching, stamping, drilling or the like. In particular, they can be used to position the devices in relation to the locations at which the components are to be attached and to which the adhesive is therefore to be applied.
  • the Justagemark isten can also be used to tailor the application of the components and the filling material, the electronic assemblies from the film strip.
  • a mechanical part for example a heat sink, can also be connected and fastened to the conductive foil and / or the components fastened thereto.
  • a mechanical part for example a heat sink
  • the wiring of the electronic components is produced by an electroless metal deposition.
  • the invention may be provided in a development to summarize several provided with electronic components, optionally a sheath and a printed circuit board carrier foils to a multilayer structure.
  • electronic components optionally a sheath and a printed circuit board carrier foils to a multilayer structure.
  • a sheath and a printed circuit board carrier foils to a multilayer structure.
  • the mentioned metallic layer is arranged for heat dissipation.
  • the invention also proposes an electronic assembly producible by a method as described and described in detail herein.
  • Figure 1 shows schematically the side view of a conductive film as a starting material for the process
  • FIG. 2 shows the same section of the film with applied adhesive dots
  • FIG. 3 shows the same view with two electronic components glued by means of the glue dots
  • Figure 4 shows the state of manufacture after the application of a sheath
  • Figure 5 shows the state after cutting an electronic assembly
  • Figure 6 is a schematic representation after preparation of the structuring of the conductive film
  • FIG. 7 shows the state after production of the contacting
  • FIG. 8 shows the final state of a multilayer printed circuit board produced by the method
  • Figure 9 is a schematic side view of a starting material according to a second embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 10 shows the state after a further method step
  • FIG. 11 shows the state after a further method step of the second embodiment
  • FIG. 12 shows a further method step
  • FIG. 13 shows the removal of the carrier film
  • Figure 14 is a representation corresponding to Figure 13 in a modification
  • FIG. 15 shows a starting situation in a still further embodiment
  • FIG. 16 shows the state of the embodiment according to FIG. 15 corresponding to FIG.
  • FIG. 17 is an illustration, corresponding to FIG. 15, of an intermediate state of a method according to a further embodiment
  • FIG. 18 shows a second state of the method
  • Figure 19 shows the result of attachment of the electronic component to the conductive foil.
  • FIG. 1 shows a highly simplified section of a conductive foil 1 unwound from a roll.
  • This foil 1 has adjustment markings 2 at certain precisely defined locations, for example in the form of holes passing through the foil 1.
  • the film 1 is uncoated on both sides. It is for example a copper foil.
  • adhesive is applied to the upper side 3 in FIGS. 1 to 4 at specific locations, which are fixed in position relative to the adjustment markings 2.
  • the application can be done by printing, spraying, dripping or the like.
  • individual spacers 5 for example, glass beads of a certain size, mixed. With the size of the spacers, it is possible to set different thicknesses of the dielectric.
  • a further method step which is not absolutely necessary, around the electronic components 6 around a sheath 7 are applied from a polymer composition, which in the example, all electronic components wrapped in a common enclosure 7.
  • the envelope 7 extends outside of the electronic components 6 up to the upper side 3 of the film 1 in FIGS. 1 to 4.
  • the alignment markings 2 can also serve for dimensioning and arranging the envelope 7 from the polyester mass relative to the electronic components 6. Since the envelope 7 encloses components 6 and extends to the film 1, optionally also forms a type of bonding with the film 1, a mechanically stable block is thereby formed.
  • the electronic assembly can now be cut to size, that is, cut out of the film 1.
  • the result of the previous process is reversed, so that now the free side 8 of the film 1 comes to lie up.
  • the film 1 provided with the envelope 7 is laminated with a printed circuit board carrier 9, which comes to lie on the side of the film 1, on which the electronic components 6 are arranged.
  • Figure 6 shows the result in an example where a wrapper 7 is absent.
  • the film 1 is now structured on its free side 8, so that conductor tracks are now produced.
  • holes 10 are then drilled, which lead from the free side of the film 1 to the terminals of the electronic components 6. This is also shown in FIG.
  • FIG. Figure 7 shows an already complete electronic assembly.
  • this electronic module can be further processed and further developed.
  • Figure 8 shows such a further embodiment of an electronic module, wherein practically two modules, as shown in Figure 7, back to back are connected to each other with the interposition of a metallic layer 12 which is disposed between the two circuit board carriers 9.
  • This metallic layer 12 is used for example for heat dissipation of the heat generated in the electronic components 6.
  • the two assemblies summarized here differ from the simple assembly of FIG. 7 in that a further metallic conductive layer 14 is applied to the metallic layer 1, which is still upper in FIG. 7, with the interposition of an insulating layer 13, which again penetrates through openings in the insulating layer 13 Produces contacts with conductor tracks of the originally upper conductive layer 1.
  • FIG. 8 shows by way of example that the upper of the two layers comprises electronic components 6 without an envelope, while the lower inverted arrangement contains an envelope 7.
  • FIGS. 9 to 13 show a further embodiment of the method proposed by the invention.
  • Figures 9 to 13 show states in the implementation of the method, which correspond approximately to Figures 1 to 7. While in FIG. 1 a film 1 which is uncoated on both sides is used as the starting material, the embodiment shown in FIGS. 9 to 13 uses as the starting material a film 21 which is attached to a carrier film 22.
  • the carrier film 22 may be made of metal, ceramic or polymer.
  • the conductive foil 21 is made of copper, for example.
  • the conductive foil 21 is structured in such a way that connection pads 23 are formed on the carrier foil 22, which correspond to the connection points of the electronic components to be fastened.
  • Such an electronic component 6 is shown in FIG.
  • This electronic component 6 is now connected with its connection points 24 with the connection pads 23.
  • the adhesive is a conductive adhesive.
  • an adhesive layer 25 is formed, which is present between the connection pads 23 and the connection points 24 of the electronic component 6. If this layer 25 is a solder layer, the attachment is carried out in the usual way by supplying heat. The same applies to a thermosetting adhesive. In this way, the electronic component 6 with its connection points 24 of the conductive foil 21 facing with this directly connected.
  • the electronic component 6 can be surrounded by a sheath 7, again made of polymer compound, which surrounds the entire electronic component 6, including the connection pads 23, and extends as far as the carrier foil 22.
  • a sheath 7, again made of polymer compound which surrounds the entire electronic component 6, including the connection pads 23, and extends as far as the carrier foil 22.
  • the carrier film 22 can be separated, which is shown in FIG 13 is indicated.
  • the further treatment of the envelope 7 or a lamination and the electronic component 6 contained therein is done in the usual manner with printed circuit boards.
  • FIG. 13 shows the detachment of the carrier layer 22.
  • detaching the carrier layer 22 it is also possible not to detach the carrier layer 22 but to further structure it, for example by etching, by ablation or the like. This is shown in FIG.
  • FIG. 15 shows a possibility of using a thicker film 31 as the starting film to be used, which is then first patterned on its side facing the electronic components, as in FIG. 10, to thereby form connection pads 23.
  • a thicker film 31 is shown on the left in FIG. 15
  • the result of the structuring is shown on the right in FIG. 15.
  • the electronic component 6 is then placed, connected and secured in the same way on the structured film produced in this way, as shown in FIG. 11. Again, after fixing the electronic component 6 and the envelope 7, structuring of the now exposed lower side of the conductive foil 31 in FIGS. 9 to 16 can take place.
  • FIG. 17 shows a further embodiment of the of the Invention proposed method.
  • the starting point is a resin-coated conductive foil, which is shown in FIG.
  • This resin-coated film contains a conductive layer 41, for example made of copper.
  • a resin layer 42 into which holes 43 are introduced from the top side.
  • FIG. 17 shows in the left half the still untreated film, while in the right half the holes 43 have already been produced.
  • an electronic component 6 With this conductive foil 41, an electronic component 6 is connected, which has so-called bumps as connection points.
  • the arrangement of these bumps 45 corresponds to the arrangement of the holes 43.
  • the electronic component 6 is pressed with its bumps 45 into the openings 43 of the film and heated. This results in a connection of the bumps 45 with the conductive foil 41.
  • the contact can be made by the compression itself.
  • connection between the electronic component 6 and the conductive foil 41 shown in FIG. 19 can then be further processed in the manner described in the preceding embodiments.
  • the method proposed by the invention makes it possible to realize a significantly increased land use on electronic circuit boards. It can be made with additional layers in a confined space components, both active and passive components.
  • the passive and active electronic components can be encapsulated cost-effectively, whereby a high reliability is achieved. There are risky mixing techniques ken, namely soldering, gluing and wire bonding in manufacturing avoided.
  • a planar output structure allows reproducible RF transitions to be realized.

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Abstract

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe vor. Ausgangspunkt ist eine metallisch leitende Folie, die mindestens einseitig nicht beschichtet ist. Auf dieser Folie werden elektronische Bauteile mit ihrer aktiven Seite der Folie zugewandt befestigt, insbesondere verklebt. Die Verklebung geschieht dadurch, dass nur an den Stellen, wo die elektronischen Bauteile befestigt werden sollen, Klebstoff aufgebracht wird. Der Klebstoff kann entweder auf die Folie oder auf die elektronischen Bauteile aufgebracht werden. Die Bauteile werden dann gegen die Folie angedrückt und verklebt. Anschließend wird die Folie mit den verklebten Bauteilen auf der Seite der Bauteile mit einem Leiterplattenträger laminiert. Erst dann wird auf der gegenüberliegenden Seite eine Leiterbahnenstruktur hergestellt, und die Anschlüsse der elektronischen Bauteile werden durch die leitende Folie hindurch kontaktiert. Auf die strukturierte leitende Folie können weitere Ebenen zur Kontaktierung aufgebracht werden.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe mit mindestens einem elektronischen Bauelement, das innerhalb der elektronischen Baugruppe kontaktiert ist.
Eine bekannte elektronische Baugruppe wird so hergestellt, dass die elektronischen Bauelemente mit ihren passiven Seiten auf eine Trägerplatte geklebt werden. Anschließend wird der Raum zwischen ihnen und oberhalb ihrer aktiven Seite mit einem Füllmaterial laminiert, in das dann Löcher zur Herstellung einer Verbindung mit den Anschlüssen eingebracht werden (US 6972964).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Möglichkeit zur einfachen und kostengünstigen Herstellung von elektronischen Baugruppen zu schaffen, die eine große Packungsdichte ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das Verfahren verwendet als Ausgangspunkt eine leitfähige Folie, die unbeschichtet ist. An dieser Folie werden dann die mehreren oder das mindestens eine elektronische Bauelement befestigt. Auf der Seite, an der die elektronischen Bauelemente angebracht sind, wird die leitfähige Folie mit einem Leiterplattenträger laminiert. Die Trägerfolie kann aus Metall, Keramik oder Polymer bestehen. An der den Ausgangspunkt bildenden leitfähigen Folie wird eine Strukturierung zur Herstellung von einzelnen Leiterbahnen durchgeführt. Anschließend oder gleichzeitig werden dann die dieser leitfähigen Folie zugewandten Anschlüsse des elektronischen Bauelements kontaktiert. Die Kontaktierung kann so erfolgen, dass an den den Anschlüssen der elektronischen Bauelemente entsprechenden Stellen Bohrungen mithilfe von Lasern durchgeführt werden. Die gebohrten Löcher können dann metallisiert werden, wodurch dann die leitende Verbindung zwischen Leiterbahnen und Anschlüssen der Bauelemente hergestellt werden.
Aufgrund der Verwendung einer einfachen leitfähigen unbeschichteten Folie lässt sich das Verfahren beispielsweise in Weiterbildung im so genannten Reel-to-Reel-Verfahren durchführen.
Die Befestigung des mindestens einen beziehungsweise der mehreren elektronischen Bauelemente an der leitfähigen Folie kann in Weiterbildung dadurch geschehen, dass die Bauelemente mit der Folie verklebt werden. Der Klebstoff kann beispielsweise ein Klebstoff sein, der unter Wärmeanwendung aushärtet.
Der Klebstoff kann beispielsweise auf die leitfähige Folie durch Dosieren oder Stempeln aufgebracht werden, und zwar genau an den Stellen, an denen später die elektronischen Bauelemente angebracht werden sollen. Mithilfe bekannter Verfahren lässt sich der Klebstoff sowohl genau dosieren als auch an genau der richtigen Stelle aufbringen.
Eine andere von der Erfindung ebenfalls vorgeschlagene Möglichkeit besteht darin, den Klebstoff auf die elektronischen Bauelemente aufzubringen, wozu ebenfalls bekannte Verfahren verwendet werden können.
Die Bauelemente werden dann unter der Zwischenlage des Klebstoffs auf die Folie angedrückt. Durch Anwendung von Wärme, beispielsweise Heißluft, Ofenprozess oder dergleichen kann der Klebstoff dann ausgehärtet werden. Ebenfalls möglich ist es, dass die Befestigung allein durch Druck erfolgt.
Der Klebstoff, der nur dort vorhanden ist, wo auch die elektronischen Bauelemente sind, bildet neben der Befestigung auch ein Dielektrikum. Zur Sicherstellung einer geeigneten Dicke der Dielektrikumsschicht können Abstandselemente zwischen der leitfähigen Folie und den elektronischen Bauelementen vorgesehen werden, insbesondere Abstandselemente, die in dem Klebstoff enthalten sind. Auf diese Weise ist es auch möglich, verschiedene Dielektrika-Dicken einzustellen.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nach dem Befestigen der elektronischen Bauelemente an der leitfähigen Folie diese von einem Polymermaterial umhüllt werden, das die elektronischen Bauelemente bis auf die leitfähige Folie umgibt. Insbesondere kann dabei Material verwendet werden, das mit der leitfähigen Folie eine Verbindung in Form einer Befestigung eingeht. Dadurch wird eine mechanisch wirksame zusätzliche Sicherung der elektronischen Bauelemente an der Leiterfolie erreicht.
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Umhüllung nur jeweils ein elektronisches Bauelement umgibt, oder auch mehrere Bauelemente, oder auch alle elektronischen Bauelemente einer Bauteilgruppe.
Die Umhüllung kann auch dazu verwendet werden, dreidimensionale Strukturen zu erstellen, insbesondere dann, wenn eine solche Kombination aus Umhüllung und leitfähiger Folie zu weiteren Baugruppen zusammengesetzt werden soll.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die leitfähige Folie mit Markierungen versehen wird, die eine Justierung ermöglichen oder bewirken sollen. Diese Justagemarkierungen können beispielsweise durch Ätzen, Stanzen, Bohren oder dergleichen hergestellt werden. Sie können insbesondere dazu dienen, die Einrichtungen gegenüber den Stellen zu positionieren, an denen die Bauelemente angebracht werden sollen und an denen daher der Kleber aufgebracht werden soll.
Die Justagemarkierungen können auch dazu verwendet werden, nach dem Aufbringen der Bauelemente und des Füllmaterials die elektronischen Baugruppen aus dem Folienband zuzuschneiden.
Erfindungsgemäß kann mit der leitfähigen Folie und/oder den daran befestigten Bauelementen auch ein mechanisches Teil, beispielsweise ein Kühlkörper, verbunden und befestigt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auch solche mechanischen Teile in der Umhüllung untergebracht sind.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, dass die Verdrahtung der elektronischen Bauelemente durch eine stromlose Metall- abscheidung hergestellt wird.
In nochmaliger Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit dem Leiterplattenträger eine weitere metallische Schicht verbunden wird, die zur Wärmeabfuhr dienen kann. Es kann ebenfalls vorgesehen sein, dass zwischen den elektronischen Bauelementen und dieser metallischen Schicht Kühlkanäle oder Wärmeleiter untergebracht werden, die durch die Umhüllung hindurch gehen. Auch sie können dazu dienen, die in den elektronischen Bauteilen entstehende Wärme von den Bauteilen wegzuführen. Dadurch lässt sich die Packungsdichte weiter verbessern.
Erfindungsgemäß kann in Weiterbildung vorgesehen sein, mehrere mit elektronischen Bauteilen, gegebenenfalls einer Umhüllung und einem Leiterplattenträger versehene Folien zu einem Mehrlagenaufbau zusammenzufassen. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass zwi- sehen zwei Leiterplattenträgern die erwähnte metallische Schicht zur Wärmeableitung angeordnet wird.
Die Erfindung schlägt ebenfalls eine elektronische Baugruppe vor, die durch ein Verfahren herstellbar ist, wie es hierin im Einzelnen beschrieben wurde und wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
Figur 1 schematisch die Seitenansicht einer leitenden Folie als Ausgangsmaterial für das Verfahren;
Figur 2 den gleichen Abschnitt der Folie mit aufgebrachten Klebstoffpunkten;
Figur 3 die gleiche Ansicht mit zwei mithilfe der Klebstoffpunkte verklebten elektronischen Bauteilen;
Figur 4 den Zustand der Herstellung nach dem Aufbringen einer Umhüllung;
Figur 5 den Zustand nach dem Zuschneiden einer elektronischen Baugruppe;
Figur 6 eine schematische Darstellung nach Herstellung der Strukturierung der leitfähigen Folie;
Figur 7 den Zustand nach Herstellung der Kontaktierung; Figur 8 den Endzustand einer nach dem Verfahren hergestellten Mehrlagenleiterplatte;
Figur 9 die schematische Seitenansicht eines Ausgangsmaterials nach einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 10 den Zustand nach einem weiteren Verfahrensschritt;
Figur 11 den Zustand nach einem weiteren Verfahrensschritt der zweiten Ausführungsform;
Figur 12 einen weiteren Verfahrensschritt;
Figur 13 das Abziehen der Trägerfolie;
Figur 14 eine der Figur 13 entsprechende Darstellung bei einer Abwandlung;
Figur 15 eine Ausgangssituation bei einer nochmals weiteren Ausführungsform;
Figur 16 den der Figur 14 entsprechenden Zustand der Ausführungsform nach Figur 15;
Figur 17 eine der Figur 15 entsprechende Darstellung eines Zwi- schenzustands eines Verfahrens nach einer weiteren Ausführungsform;
Figur 18 einen zweiten Zustand des Verfahrens; Figur 19 das Ergebnis der Befestigung des elektronischen Bauteils an der leitfähigen Folie.
Figur 1 zeigt stark vereinfacht einen Ausschnitt aus einer von einer Rolle abgewickelten leitfähigen Folie 1. Diese Folie 1 hat an bestimmten genau definierten Stellen Justagemarkierungen 2, beispielsweise in Form von durch die Folie 1 hindurchgehende Löchern. Die Folie 1 ist auf beiden Seiten unbeschichtet. Es handelt sich beispielsweise um eine Kupferfolie.
Auf der Folie 1 wird auf der in den Figuren 1 bis 4 oberen Seite 3 an bestimmten Stellen, die in ihrer Position gegenüber den Justagemarkierungen 2 festgelegt sind, Klebstoff aufgebracht. Das Aufbringen kann durch Drucken, Spritzen, Tropfen oder dergleichen geschehen. In dem Klebstoff sind einzelne Abstandselemente 5, beispielsweise Glaskugeln einer bestimmten Größe, eingemischt. Mit der Größe der Spacer ist es möglich, verschiedene Dicken des Dielektrikums einzustellen.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden nun elektronische Bauelemente 6 mithilfe von geeigneten Einrichtungen auf die Stellen aufgesetzt, an denen vorher die Klebstoffpunkte 5 angebracht waren. Diese elektronischen Bauteile 6 werden angedrückt, so dass die Klebstoffpunkte 5 verquetscht werden und die gesamte aktive Fläche der elektronischen Bauelemente 6 abdecken und gegenüber der Folie 1 verkleben. Dieser Zustand ist in Figur 3 dargestellt. Je nach Art des verwendeten Klebstoffs können weitere Maßnahmen ergriffen werden, um das Aushärten des Klebstoffs zu beschleunigen, beispielsweise eine zusätzliche oder ausschließliche UV-Härtung.
Anschließend kann in einem weiteren Verfahrensschritt, der nicht unbedingt erforderlich ist, um die elektronischen Bauelemente 6 herum eine Umhüllung 7 aus einer Polymermasse aufgebracht werden, die in dem dargestellten Beispiel alle elektronischen Bauelemente in einer gemeinsamen Umhüllung 7 umhüllt. Die Umhüllung 7 reicht außerhalb der elektronischen Bauelemente 6 bis zu der in den Figuren 1 bis 4 oberen Seite 3 der Folie 1. Auch zur Dimensionierung und Anordnung der Umhüllung 7 aus der Polyestermasse gegenüber den elektronischen Bauelementen 6 können die Justagemarkierungen 2 dienen. Da die Umhüllung 7 Bauelemente 6 umhüllt und bis zur Folie 1 reicht, gegebenenfalls auch mit der Folie 1 eine Art Verklebung eingeht, ist dadurch ein mechanisch stabiler Block gebildet.
Anschließend an den Verfahrensschritt, dessen Ergebnis in Figur 4 dargestellt wurde, kann nun die elektronische Baugruppe zugeschnitten werden, das heißt aus der Folie 1 herausgeschnitten werden. Nun wird das Ergebnis des bisherigen Verfahrens umgedreht, so dass jetzt die freie Seite 8 der Folie 1 nach oben zu liegen kommt. In einem weiteren Schritt wird die mit der Umhüllung 7 versehene Folie 1 mit einem Leiterplattenträger 9 laminiert, der auf der Seite der Folie 1 zu liegen kommt, auf der auch die elektronischen Bauteile 6 angeordnet sind. Figur 6 zeigt das Ergebnis in einem Beispiel, bei dem eine Umhüllung 7 nicht vorhanden ist.
In einem weiteren Schritt wird nun die Folie 1 auf ihrer freien Seite 8 strukturiert, so dass jetzt Leiterbahnen erzeugt sind. In diesem Schritt oder anschließend werden dann Löcher 10 gebohrt, die von der freien Seite der Folie 1 zu den Anschlüssen der elektronischen Bauelemente 6 führen. Dies ist ebenfalls in Figur 6 dargestellt.
Die zu den Anschlüssen der Bauelemente 6 führenden Löcher 10 werden nun in einem weiteren Schritt metallisiert, so dass jetzt die Anschlüsse durch die ausgefüllten Löcher mit den Leiterbahnen verbunden sind. Dies ist in Figur 7 dargestellt. Figur 7 zeigt also eine schon vollständige elektronische Baugruppe. Diese elektronische Baugruppe kann aber weiterverarbeitet und weiter ausgestaltet werden. Figur 8 zeigt eine solche weitere Ausgestaltung einer elektronischen Baugruppe, wobei praktisch zwei Baugruppen, wie in Figur 7 dargestellt, Rücken an Rücken miteinander verbunden werden unter Zwischenlage einer metallischen Schicht 12, die zwischen den beiden Leiterplattenträgern 9 angeordnet ist. Diese metallische Schicht 12 dient beispielsweise zur Wärmeabfuhr der in den elektronischen Bauteilen 6 erzeugten Wärme.
Die beiden hier zusammengefassten Baugruppen unterscheiden sich von der einfachen Baugruppe der Figur 7 noch darin, dass auf die in Figur 7 noch obere metallische Schicht 1 unter Zwischenlage einer Isolierungsschicht 13 eine weitere metallische leitende Schicht 14 aufgebracht ist, die durch Öffnungen in der Isolierungsschicht 13 wiederum Kontakte mit Leiterbahnen der ursprünglich oberen leitenden Schicht 1 herstellt.
Von der nicht aktiven Seite der elektronischen Bauteile 6 führen metallisierte Kühlkanäle 15 durch den Leiterplattenträger 9 hindurch zu der mittleren Kühlschicht 12, so dass die Wärme hier abgeleitet werden kann.
In Figur 8 ist als Beispiel gezeigt, dass die obere der beiden Lagen elektronische Bauelemente 6 ohne eine Umhüllung aufweist, während die untere umgedrehte Anordnung eine Umhüllung 7 enthält.
In den Figuren 9 bis 13 wird eine weitere Ausführungsform des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens dargestellt. Die Figuren 9 bis 13 zeigen Zustände bei der Durchführung des Verfahrens, die etwa den Figuren 1 bis 7 entsprechen. Während in Figur 1 eine beidseits unbeschichtete Folie 1 als Ausgangsmaterial verwendet wird, verwendet die in den Figuren 9 bis 13 dargestellte Ausführungsform als Ausgangsmaterial eine Folie 21 , die an einer Trägerfolie 22 angebracht ist. Die Trägerfolie 22 kann aus Metall, aus Keramik oder auch aus Polymer bestehen. Die leitende Folie 21 besteht beispielsweise aus Kupfer. In einem ersten Verfahrensschritt wird die leitende Folie 21 in der Weise strukturiert, dass Anschlusspads 23 auf der Trägerfolie 22 ausgebildet werden, die den Anschlussstellen der zu befestigenden elektronischen Bauteile entsprechen.
Ein solches elektronisches Bauteil 6 ist in Figur 11 dargestellt. Dieses elektronische Bauteil 6 wird nun mit seinen Anschlussstellen 24 mit den Anschlusspads 23 verbunden. Dies kann beispielsweise in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform dadurch geschehen, dass auf die Anschlusspads 23 oder die diesen zugewandten Seiten der Anschlussstellen 24 des elektronischen Bauteils 6 Klebstoff aufgebracht wird, oder aber auch Lot. Bei dem Klebstoff handelt es sich um einen leitfähigen Klebstoff. Dadurch wird eine Klebschicht 25 gebildet, die zwischen den Anschlusspads 23 und den Anschlussstellen 24 des elektronischen Bauelements 6 vorhanden ist. Falls es sich bei dieser Schicht 25 um eine Lotschicht handelt, wird die Befestigung in der üblichen Weise durch Wärmezufuhr durchgeführt. Das gleiche gilt auch für einen durch Wärme aushärtenden Klebstoff. Auf diese Weise wird das elektronische Bauelement 6 mit seinen Anschlussstellen 24 der leitenden Folie 21 zugewandt mit dieser direkt verbunden.
Anschließend kann das elektronische Bauelement 6 mit einer Umhüllung 7, wiederum aus Polymermasse, umgeben werden, die das gesamte elektronische Bauteil 6 einschließlich der Anschlusspads 23 umgibt und bis zu der Trägerfolie 22 reicht. Das Ergebnis ist in Figur 12 dargestellt.
Anschließend kann die Trägerfolie 22 abgetrennt werden, was in Figur 13 angedeutet ist. Die weitere Behandlung der Umhüllung 7 oder einer Laminierung und des darin enthaltenen elektronischen Bauelements 6 geschieht in der bei Leiterplatten üblichen Weise.
Figur 13 zeigt das Ablösen der Trägerschicht 22. Anstelle des Ablösens der Trägerschicht 22 ist es auch möglich, die Trägerschicht 22 nicht abzulösen, sondern weiter zu strukturieren, beispielsweise durch Ätzen, durch Abtragen oder dergleichen. Dies ist in Figur 14 dargestellt.
Während bei der in Figur 9 als Ausgangsmaterial dargestellten Folie davon ausgegangen wird, dass es sich um eine auf einer Trägerfolie 22 angebrachte leitende Folie 21 handelt, wobei die leitende Folie 21 sehr dünn ist, zeigt Figur 15 eine Möglichkeit, als Ausgangsfolie eine dickere Folie 31 zu verwenden, die dann ähnlich wie in Figur 10 auf ihrer den elektronischen Bauteilen zugewandten Seite zunächst strukturiert wird, um dadurch Anschlusspads 23 zu bilden. Links in Figur 15 ist der Ausgangszustand dieser dickeren Folie 31 dargestellt, während rechts in Figur 15 das Ergebnis der Strukturierung dargestellt ist.
Auf die so hergestellte strukturierte Folie wird dann das elektronische Bauelement 6 in der gleichen Weise aufgesetzt, verbunden und befestigt, wie dies in Figur 11 dargestellt wurde. Auch hier kann nach dem Befestigen des elektronischen Bauteils 6 und der Umhüllung 7 eine Strukturierung der jetzt freiliegenden in Figur 9 bis 16 unteren Seite der leitenden Folie 31 erfolgen.
Die elektronischen Baugruppen, wie sie in Figur 13, Figur 14 und Figur 16 dargestellt sind, können dann in der gleichen Weise zu Mehrlagenbaugruppen zusammengefasst werden, wie dies bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Die Figuren 17 bis 19 zeigen eine weitere Ausführungsform des von der Erfindung vorgeschlagenen Verfahrens. Ausgangspunkt ist eine harzbeschichtete leitende Folie, die in Figur 17 dargestellt ist. Diese harzbeschichtete Folie enthält eine leitende Schicht 41 , beispielsweise aus Kupfer. Mit dieser verbunden ist eine Harzschicht 42, in die von der Oberseite her Löcher 43 eingebracht werden. Figur 17 zeigt in der linken Hälfte die noch unbehandelte Folie, während in der rechten Hälfte die Löcher 43 schon hergestellt wurden.
Mit dieser leitfähigen Folie 41 wird ein elektronisches Bauelement 6 verbunden, das als Anschlussstellen so genannte Bumps aufweist. Die Anordnung dieser Bumps 45 entspricht der Anordnung der Löcher 43. Das elektronische Bauelement 6 wird mit seinen Bumps 45 in die Öffnungen 43 der Folie eingepresst und erwärmt. Dadurch entsteht eine Verbindung der Bumps 45 mit der leitfähigen Folie 41. Der Kontakt kann durch das Verpressen selbst hergestellt werden.
Es ist ebenfalls möglich, die Bumps zu umschmelzen, oder aber auch die leitfähige Folie 41 mit Löchern zu versehen, in die die Spitzen der Bumps 45 eingreifen. Dann kann eine Verlötung erfolgen.
Das in Figur 19 dargestellte Ergebnis der Verbindung zwischen dem elektronischen Bauelement 6 und der leitenden Folie 41 kann dann in der bei den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Weise weiterverarbeitet werden.
Das von der Erfindung vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, auf elektronischen Schaltungsträgern eine erheblich gesteigerte Flächennutzung zu verwirklichen. Es können zusätzliche Lagen mit auf engstem Raum bestückten Bauelementen hergestellt werden, sowohl aktiven als auch passiven Bauelementen. Die passiven und aktiven elektronischen Bauelemente können kostengünstig verkapselt werden, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit erreicht wird. Es werden risikoreiche Mischtechni- ken, nämlich Löten, Kleben und Drahtbonden in der Fertigung vermieden. Durch eine planare Ausgangsstruktur lassen sich reproduzierbare HF- Übergänge verwirklichen.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe mit mindestens einem elektronischen Bauelement (6), mit folgenden Verfahrensschritten:
1.1 als Ausgangsmaterial wird eine leitfähige Folie (1 ) verwendet,
1.2 auf der leitfähigen Folie (1 ) wird das mindestens eine elektronische Bauelement (6) mit seiner aktiven Seite der Folie (1) zugewandt befestigt,
1.3 die leitfähige Folie (1 ) wird mit dem daran befestigten mindestens einen elektronischen Bauelement (6) mit einem Leiterplattenträger (9) auf der Seite des mindestens einen elektronischen Bauelements (6) laminiert,
1.4 die leitfähige Folie (1 ) wird zur Bildung einer Leiterbahnenstruktur strukturiert,
1.5 die Anschlüsse des mindestens einen elektronischen Bauelements (6) werden ankontaktiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem die leitfähige Folie (1 ) von der dem Leiterplattenträger (9) abgewandten Seite her zur Bildung der Leiterbahnenstruktur strukturiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Anschlüsse des mindestens einen elektronischen Bauelements (6) von der strukturierten Seite (8) der leitfähigen Folie (1 ) her ankontaktiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , durchgeführt im Reel-to-Reel Verfahren.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das mindestens eine elektronische Bauelement (6) auf der elektrisch leitenden Folie (1 ) lokal verklebt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem Klebstoff auf die leitende Folie (1 ) an den für das mindestens eine elektronische Bauelement (6) vorgesehenen Stellen aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem der Klebstoff auf die aktive Seite des elektronischen Bauelements (6) aufgebracht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem Abstandselemente (5) zwischen der leitfähigen Folie (1 ) und dem mindestens einen elektronischen Bauelement (6) vorgesehen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Abstandselemente (5) dem Kleber beigefügt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem durch Auswahl unterschiedlich großer Abstandselemente (5) verschiedene Dicken des Dielektrikums hergestellt werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die als Ausgangsmaterial verwendete leitende Folie eine durch eine Trägerfolie verstärkte Folie ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die leitende Folie vor dem Befestigen des elektronischen Bauelements (6) zur Bildung von Anschlusspads (23) für die Anschlüsse des elektronischen Bauelements (6) strukturiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das elektronische Bauelement (6) mit seinen Anschlüssen mit den Anschlusspads (23) der leitenden Folie verbunden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem das elektronische Bauelement (6) mit einem leitenden Klebstoff befestigt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei dem das elektronische Bauelement (6) mit Lot befestigt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem nach der Befestigung des elektronischen Bauelements (6) die Trägerfolie abgezogen wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem nach der Befestigung des mindestens einen elektronischen Bauelements (6) die Trägerfolie strukturiert wird.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die leitende Folie nach der Befestigung des mindestens einen elektronischen Bauelements (6) strukturiert wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die auf der leitfähigen Folie (1 ) befestigten elektronischen Bauelemente (6) mit einem Füllmaterial umhüllt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem mehrere elektronische Bauelemente (6) gemeinsam umhüllt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, bei dem die Umhüllung (7) zur Bildung dreidimensionaler Strukturen ausgebildet wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die leitfähige Folie (1 ) vor dem Befestigen der Bauelemente (6) mit Justagemarkierungen (2) versehen wird.
23. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die elektronische Baugruppe vor und/oder nach dem Auflaminie- ren auf den Leiterplattenträger (9) zugeschnitten wird.
24. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Kühlkörper mit der leitfähigen Folie (1 ) und/oder mindestens einem elektronischen Bauelement (6) verbunden werden.
25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mechanische Elemente mit eingebaut werden, die vorzugsweise in einer gemeinsamen Umhüllung (7) angeordnet werden.
26. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verdrahtung der elektronischen Bauelemente (6) durch stromlose Metallabscheidung erzeugt wird.
27. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Leiterplattenträger (9) mit einer metallischen Schicht (12) verbunden wird.
28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem zwischen den elektronischen Bauteilen (6) und/oder einem Kühlkörper und der metallischen Schicht (12) Kühlkanäle (15) ausgebildet werden.
29. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mehrere mit jeweils mindestens einem elektronischen Bauelement (6) versehene leitende Folien (1 , 14) zu einem Mehrlagenaufbau zusammengefasst werden.
30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem der Mehrlagenaufbau zwei Leiterplattenträger (9) aufweist.
31. Verfahren nach Anspruch 30, bei dem zwischen den beiden Leiterplattenträgern (9) eine metallische Kühlschicht (12) angeordnet ist.
32. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als Ausgangsmaterial eine harzbeschichtete Kupferfolie verwendet wird, durch deren Harzschicht Löcher gebohrt werden, durch die das mindestens eine elektronische Bauelement (6) mit Bumps (45) an der darunter liegenden leitenden Schicht befestigt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem das elektronische Bauelement (6) in die gebildeten Öffnungen unter Temperatureinfluss eingepresst wird.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, bei dem der elektrische Kontakt durch das Verpressen hergestellt wird.
35. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, bei dem die Bumps (45) umschmolzen werden.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 35, bei dem die Kupferfolie in Verlängerung der Löcher der Harzschicht mit Löchern versehen wird, in die die Bumps (45) eingesteckt und verlötet werden.
37. Elektronische Baugruppe, enthaltend
37.1 einen Leiterplattenträger (9),
37.2 mindestens ein darin eingebettetes elektronisches Bauelement (6), sowie
37.3 eine Verdrahtungsstruktur, die
37.4 mit der aktiven Seite des elektronischen Bauelements (6) lokal verklebt ist.
38. Elektronische Baugruppe, insbesondere nach Anspruch 37, herstellbar durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 36.
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