WO2017089213A1 - Circuit carrier for an electrical circuit and associated production method - Google Patents

Circuit carrier for an electrical circuit and associated production method Download PDF

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WO2017089213A1
WO2017089213A1 PCT/EP2016/077945 EP2016077945W WO2017089213A1 WO 2017089213 A1 WO2017089213 A1 WO 2017089213A1 EP 2016077945 W EP2016077945 W EP 2016077945W WO 2017089213 A1 WO2017089213 A1 WO 2017089213A1
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sub
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Dietmar Schaible
Steffen Orso
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a circuit carrier for an electrical circuit according to the preamble of independent claim 1.
  • the present invention is also a method for producing such a circuit carrier.
  • circuit boards constructed as PCB substrates (printed circuit boards) are used for electrical components with low power dissipation.
  • the components used are usually packaged as S MD components (Surface Mounted Device) or THT (Through-Hole Technology) soldered or glued to the PCB.
  • the circuit boards are inexpensively made, for example, from a FR4 material, but are limited in their thermal fatigue and electrical resistance.
  • the FR4 material is limited to a service temperature of approx. 125 ° C for a maximum duration.
  • LTCC Low Temperature Cofired Ceramics
  • DBC Direct Bonded Copper
  • AMB Active Metal Brazing
  • the components with high power dissipation such as power semiconductors or logic components as unpackaged components, so-called bare The, soldered or glued to the substrate.
  • LTCC ceramics have the advantage of thermal resistance over PCB substrates, but are somewhat more costly.
  • the electronic circuit arrangement comprises a heat sink for dissipating heat, a thermally coupled first circuit carrier lying flat on an upper side of the heat sink for wiring electronic components of the circuit arrangement, a second circuit carrier, which passes in a direction to the upper side of the heat sink
  • Recess of the first circuit substrate is accommodated, and arranged between the second circuit carrier and the heat sink electronic component, of which component terminals with lower-side contact points of the second circuit substrate are electrically connected and the underside of which is thermally coupled to the top of the heat sink.
  • a connection arrangement is provided, by means of which upper-side contact points of the first circuit carrier are electrically connected to upper-side contact points of the second circuit carrier. Disclosure of the invention
  • the circuit carrier for an electrical circuit having the features of independent claim 1 has the advantage that the at least one sub-carrier designed as an insert can be adapted individually to the needs of the associated subcircuit or the circuit components of the subcircuit.
  • inexpensive finely structured substrates such as PCB substrates, can be realized as a base substrate for the main carrier plate and used for areas in which logic and / or control and / or regulating circuits are realized that do not produce high heat loss.
  • Power semiconductors generate high thermal loss lines, preferably ceramic substrates can be used.
  • Low-loss subcircuits and high-loss subcircuits can be combined on the "main carrier plate" with the aid of the subcarriers embodied as inserts.
  • heat loss is only generated on the ceramic subcarriers which are designed for a high heat loss, so that advantageously a containment of the " hot "areas on the main panel can be achieved.
  • Embodiments of the present invention by the combination of different substrates, can each provide the optimum choice for the components mounted thereon. represent electrical components, so that no compromise must be made of thermal, structural or electrical requirements.
  • a cost optimization is possible because simple substrates can be combined with more expensive, but in the total area reduced substrates. For example, on a relatively simple and therefore cheap PCB
  • Substrate with few layers be represented by a LTCC insert a complex circuit, which requires multiple layers for rewiring.
  • the entire electrical circuit is arranged on a high-priced multilayer PCB substrate.
  • embodiments of the invention with local inserts can optimally map the requirements of the electrical circuit on a "circuit carrier" formed as a self-supporting hybrid substrate
  • subassemblies can be realized on the subcarriers, which then also electrically tested prior to embedding in the main substrate of the main carrier plate This increases the yield since only components are installed which are electrically tested and in order.
  • the complete electrical circuit can be combined on a "circuit carrier.”
  • Miniaturization can also be advantageously achieved by combining the various inserts optimized for the respective subcircuit of the electrical circuit
  • the distances between the sub-carriers embodied as inserts and the surrounding base substrate of the main carrier plate are smaller than when the respective sub-circuit is carried out in individual sub-carriers, which must each be mounted individually and connected to each other, in particular when, in addition to the mechanical connection between the sub-carrier and the Hauptlichpl Atte also realized an electrical contact or connection.
  • This can be achieved by laminating the main carrier plate with its conductor tracks directly onto the contact surfaces of the partial carrier designed as an insert or by adding it to a later Liehen contacting example by means of vias in the main carrier plate comes.
  • Embodiments of the present invention provide a circuit carrier for an electrical circuit having a main carrier plate from a multi-layered base substrate.
  • at least one sub-carrier for a partial circuit of the electrical circuit is embodied as an insert, which occupies a partial area relative to a lateral extent of the multilayer base substrate of the main carrier plate and is integrated and / or embedded at least within a thickness dimension of the multilayer base substrate of the main carrier plate, so that a self-supporting Hybrid substrate is formed.
  • At least one sub-carrier for a sub-circuit of the electrical circuit is designed as a deposit and with several semi-finished products, which are each composed of epoxy resin and a substrate and etched electrical conductor layers, pressed under the influence of heat, so that a self-supporting hybrid substrate is formed, in which the at least one Insert executed sub-carrier based on a lateral extent of the multilayer base substrate of the main carrier plate occupies a partial area and at least integrated and / or embedded within a thickness dimension of the multilayer base substrate of the main carrier plate.
  • the multilayer base substrate of the carrier plate can be a composite of epoxy resin and a carrier material.
  • the at least one partial carrier can be used, for example, as LTCC substrate or as DBC substrate.
  • the at least one sub-carrier embodied as an insert can be completely embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate with respect to its lateral extension, i. laminated all around.
  • the at least one sub-carrier embodied as an insert can be integrated and / or embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate such that a lower side and / or an upper side of the sub-carrier are freely accessible.
  • the top and bottom of the sub-carrier may be freely accessible and only the edge of the sub-carrier embedded in the main substrate of the main support plate.
  • the bottom of the sub-carrier may be embedded in the main substrate of the main carrier plate and only the top of the sub-carrier exposed.
  • the top of the sub-carrier may be embedded in the base substrate of the main carrier plate and only the bottom of the sub-carrier exposed.
  • the at least one sub-carrier embodied as an insert can terminate with a top side and / or a bottom side of the multilayer base substrate of the main carrier plate. For electrical contacting then the
  • Base substrate layers are removed above and / or below to be contacted pads of the running as insert subcarrier.
  • combinations of the abovementioned embodiments on a circuit carrier are also conceivable.
  • the circuit carrier of the sub-carrier may have a separate from the main carrier plate independent conductor track structure.
  • the electrical circuit may include at least one low-loss subcircuit, the components of which are arranged on the main carrier plate, and at least one loss-rich subcircuit whose electrical components are arranged on the at least one subcarrier.
  • the at least one lossy subcircuit can comprise, for example, a heat generating power stage.
  • the at least one low-loss subcircuit can comprise, for example, a logic and / or control and / or regulating circuit.
  • the subcircuit on the subcarrier can via electrical contact elements with the arranged on the main carrier plate subcircuit are connected.
  • the electrical contact elements can be embodied, for example, as wire and / or ribbon bonds, metal clips and / or interconnects bridging the subcarrier and the main carrier plate, which via via contacts with the interconnect structures or the electrical components of the
  • Subcircuits can be electrically connected.
  • the underside and / or top of the subcarrier for cooling the subcircuit can be at least partially contacted by at least one heat sink.
  • the heat sink may cover the subcarrier over the entire surface or only in predetermined areas.
  • the heat sink for example, as a flat portion of a housing and / or as a dome and / or base and / or Lammellen emotions and / or pin-fin cooler can be performed.
  • the substrate or the power stage of the embedded subcarrier can be mounted directly on the heat sink. Depending on
  • the housing bottom can for example be designed as a heat sink.
  • Subcarrier are provided, which serve as a cooling connection.
  • the heat sinks can be structured accordingly and, for example, have fins. In the design of the heat sink as a pin-fin cooler, the heat loss can be transferred to an air, water or other media flow.
  • the solutions for top or bottom cooling of the subcarrier are basically the same structure. The solutions apply to both the unilateral and the bilateral open subcarriers. In addition, combinations of the solutions are conceivable.
  • the subcircuit of the subcarrier can be, for example, at the bottom over a flat housing portion and at the top of a slat body to be cooled.
  • the at least one sub-carrier designed as insert and the semi-finished products can be arranged prior to pressing so that the semi-finished only in one edge region on the at least one as an insert. led partial beams to be laminated.
  • the at least one sub-carrier designed as a deposit and the semi-finished products can be arranged prior to pressing so that the semi-finished products are laminated either on a bottom and / or top of the at least one designed as a sub-carrier part.
  • the at least one partial carrier embodied as an insert can be integrated or embedded in the basic substrate of the main carrier plate as a prepackaged module or as a prefabricated module.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a circuit substrate according to the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional representation of components of the circuit carrier of FIG. 1 during the course of a production method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of the circuit carrier according to the invention for an electrical circuit from FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional representation of a third exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
  • 6 shows a schematic sectional illustration of a fourth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of a fifth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
  • FIG. 8 shows a schematic sectional view of a sixth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
  • FIG. 9 shows a schematic sectional representation of the first exemplary embodiment of the circuit carrier according to the invention for an electrical circuit from FIG. 1.
  • FIG. 10 shows a schematic sectional illustration of the fourth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
  • the illustrated embodiments of a circuit substrate 1, 1A, 1B, IC, 1D, IE according to the invention for an electrical circuit 3 each comprise a main support plate 10, 10 A, 10 B of a multilayer base substrate PCB.
  • at least one partial carrier 20 for a subcircuit 3A, 3B of the electrical circuit 3 is embodied as insert 20A, 20B, which occupies a partial area relative to a lateral extension of the multilayer base substrate PCB of the main carrier plate 10, 10A, 10B and at least within a thickness dimension of the multilayer Base substrate of the main support plate 10, 10A, 10B integrated and / or embedded, so that a self-supporting hybrid substrate is formed.
  • the multilayer base substrate PCB of the main support plate 10, 10A, 10B is a composite of epoxy resin and glass fiber fabric and etched electrical outer and inner conductor layers 16, 16A, respectively.
  • electrical components 12, 14 are soldered or glued onto corresponding contacting surfaces of the outer conductor layers 16.
  • the components 12, 14 are embodied, for example, packaged as SM D (Surface Mounted Device) or in THT (Through-Hole Technology).
  • the at least one sub-carrier 20 can be embodied, for example, as an LTCC substrate or as a DBC substrate or as an AMB substrate or as an HDI printed circuit board or as an IMS substrate or as an MID substrate.
  • a first sub-carrier insert 20A is designed as a DBC substrate and a second sub-carrier insert 20B as an LTCC substrate.
  • the different substrates can be electrically contacted with one another via wire connections, tapes, bonds 18, soldered clips, plug connections or electrodeposited conductors 16, 16A, etc.
  • the at least one sub-carrier 20 designed as insert 20A, 20B is completely embedded with respect to its lateral extension in the multilayer base substrate of the main carrier plate 10, 10A, 10B, i. peripherally laminated, and has a separate from the main support plate 10, 10A, 10B independent trace structure.
  • the at least one sub-carrier 20 embodied as an insert 20A, 20B can be integrated and / or embedded in the basic substrate of the main carrier plate 10, 10A, 10B as a dummy or as a prefabricated subassembly.
  • the components 12, 14 of a low-loss subcircuit 3C of the electrical circuit 3 are preferably arranged on the main carrier plate 10, 10A, 10B.
  • the electrical components of the at least one lossy subcircuit 3A, 3B are preferably arranged on the at least one subcarrier 20.
  • the at least one lossy subcircuit 3A, 3B comprises a heat generating power stage.
  • the at least one low-loss subcircuit 3C comprises a logic and / or control and / or regulating circuit.
  • the circuit substrate 1, 1A, IB, IC, 1D, IE For the production of the circuit substrate 1, 1A, IB, IC, 1D, IE, first of all a plurality of semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 or so-called prepregs are produced. by mixing base resin, solvent, hardener, accelerator and applied to carriers such as paper, glass cloth, aramid fabric, etc. Subsequently, the material is dried in an oven. It not only evaporates the solvent, but also the resin reached by the heat supply an intermediate state in which the resin is not fully cured. With renewed heat supply, it is initially sticky again and then hardens. To produce the multi-layer main support plate 10, 10A, 10B, several layers of the base material and copper are successively pressed and etched.
  • a plurality of semifinished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 with at least one sub-carrier 20 embodied as an insert 20A, 20B are pressed under the influence of heat in the illustrated exemplary embodiments.
  • FIG. 2 shows the embedding of the first sub-carrier insert 20A embodied as a DBC substrate into the base substrate of the main carrier plate 10, 10A, 10B. How out
  • a plurality of semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 and the first partial support insert 20A embodied as a DBC substrate are inserted between two press punches 42, 44 of a pressing tool 40 and then pressed under the influence of heat and with a predeterminable pressure P, then in that a self-supporting hybrid substrate is formed, in which partial carrier 20 designed for insert 20A occupies a partial area relative to a lateral extent of the multilayer base substrate of main carrier plate 10, 10A, 10B and at least within a thickness dimension of the multilayer base substrate of main carrier plate 10, 10A, 10 B is integrated and / or embedded.
  • the embedding of the partial carrier insert 20B embodied as an LTCC substrate proceeds analogously and can take place in the same way as the embedding of the first partial carrier layer 20A.
  • sub-carriers 20 designed as inserts 20A, 20B are in the exemplary embodiments illustrated
  • Circuit substrate 1, 1A, 1B so integrated in the multilayer base substrate of the main support plate 10 and / or embedded that a bottom and an upper side of the respective sub-carrier insert 20A, 20B are freely accessible.
  • the undersides of the sub-carrier inserts 20A, 20B respectively terminate with the underside of the main carrier plate 10. Therefore, the deposits 20A, 20B Guided sub-carrier 20 and the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 arranged in the pressing tool 40, that the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 only in an edge region circumferentially on the insert 20A, 20B designed partial carrier 20 are laminated.
  • the underside of the sub-carrier 20 designed as insert 20A for cooling the sub-circuit 3A in the illustrated exemplary embodiments of the circuit carrier 1A, 1B is contacted over the whole area by a heat sink 7, 7A, 7B.
  • the heat sink 7 in the illustrated embodiment of the circuit carrier 1A is designed as a planar section 7A of a housing 5.
  • the substrate or the power stage of the embedded sub-carrier 20 designed as insert 20A can be mounted directly on the heat sink 7. Depending on the material combination of substrate and heat sink 7, these can be connected to each other by soldering, sintering, gluing, laminating and / or by a combination of thermal paste 7.1 and mechanical fixation.
  • the sub-carrier 20 designed as insert 20A is mounted via a thermal paste 7.1 on a flat portion 7A of the housing bottom, which derives the resulting heat loss.
  • the heat sink 7 in the illustrated embodiment of the circuit substrate 1B is designed as a dome 7B which is connected to the housing 5A and bonds the partial support 20 designed as an insert 20A thermally to the housing 5A.
  • the sub-carriers 20 embodied as inserts 20A, 20B are integrated and / or embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate 10A in the illustrated exemplary embodiment of the circuit carrier IC such that only the upper side of the respective sub-carrier insert 20A, 20B is freely accessible. Therefore, the partial supports 20 and the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 designed as inserts 20A, 20B are arranged in the pressing tool 40 in such a way that the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 are respectively placed on the underside of the insert 20A, 20B Part carrier 20 are laminated. As is further apparent from FIGS.
  • the sub-carriers 20 embodied as inserts 20A, 20B are integrated and / or embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate 10B in the illustrated exemplary embodiments of the circuit carrier 1D, IE, such that only the underside of the respective Operaure Läge 20A, 20B is freely accessible. Therefore, the partial supports 20 and the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 designed as inserts 20A, 20B are arranged in the pressing tool 40 in such a way that the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 are respectively placed on the upper side of the partial supports 20 designed as inserts 20A, 20B be laminated.
  • the first sub-carrier 20 designed as insert 20A may be circumferentially embedded in the base substrate and freely accessible from the top and bottom, while the second sub-carrier 20 embodied as insert 20B may be embedded in the base substrate only on three sides, and only from the top or only from the bottom can be freely accessible.
  • the underside of the partial carrier 20 embodied as insert 20A for cooling the subcircuit 3A in the illustrated exemplary embodiment of the circuit carrier 1D is contacted at a region of a heat sink 7, 7C.
  • the heat sink 7 is designed as a plate body 7C in the illustrated embodiment of the circuit substrate 1D.
  • the Lamel len redesign 7C can transfer the heat loss of the sub-circuit 3A to an air flow, which dissipates the heat loss.
  • the underside of the sub-carrier 20 designed as insert 20A is contacted over the whole area by a heat sink 7, 7D for cooling the sub-circuit 3A in the illustrated embodiment of the circuit carrier IE.
  • the heat sink 7 is designed as a plate body 7D in the illustrated embodiment of the circuit substrate IE.
  • the fin body 7D can transmit the waste heat of the subcircuit 3A to an air flow which dissipates the heat loss.
  • the heat sink 7 is designed as a pin-fin cooler, which can transmit the heat loss to an air, water or other media flow.
  • Embodiments of the present invention combine various individual substrates in a circuit carrier as a self-supporting hybrid substrate. The different substrates can advantageously be individually adapted to the needs of the circuit components and combined so that in each case the optimal choice for the baud elements mounted thereon is possible and no compromise from thermal, structural, or electrical requirements must be received.

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  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

The invention relates to a circuit carrier (1) for an electrical circuit (3) having a main carrier board (10) composed of a multi-layer base substrate, and to a method for producing such a circuit carrier (1). Here, at least one subcarrier (20) for a subcircuit (3A, 3B) of the electrical circuit (3) is embodied as an inlay (20A, 20B) which occupies a subregion with respect to a lateral extent of the multi-layer base substrate of the main carrier board (10) and is integrated and/or embedded at least within a thickness dimension of the multi-layer base substrate of the main carrier board (10, 10A, 10B), with the result that a self-supporting hybrid substrate is formed.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Schaltungsträger für eine elektrische Schaltung und zugehöriges Herstellungsverfahren  Circuit carrier for an electrical circuit and associated manufacturing method
Die Erfindung geht aus von einem Schaltungsträger für eine elektrische Schaltung nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaltungsträgers. The invention relates to a circuit carrier for an electrical circuit according to the preamble of independent claim 1. The present invention is also a method for producing such a circuit carrier.
Elektrische Schaltungen wie sie in elektronischen Steuergeräten Verwendung finden, sind oftmals in zwei unterschiedlichen Substrattechniken aufgebaut. So werden beispielsweise als PCB-Substrate (Printed Circuit Board) aufgebaute Leiterplatten für elektrische Bauelemente mit geringer Verlustleistung eingesetzt. Die verwendeten Bauelemente sind zumeist verpackt als S MD- Bauteile (Surface Mounted Device) oder in THT (Through-Hole Technology) auf die Leiterplatte gelötet oder geklebt. Die Leiterplatten werden preisgünstig beispielsweise aus einem FR4 Material hergestellt, sind jedoch in Ihrer thermischen Dauerfestigkeit und elektrischen Belastbarkeit begrenzt. Das FR4 Material ist für eine maximale Dauer auf eine Einsatztemperatur von ca. 125°C begrenzt. Bei keramischen Substraten, wie beispielsweise LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics), DBC (Direct Bonded Copper) oder AMB (Aktive Metal Brazing) Substraten werden die Bauelement mit hoher Verlustleistung, wie beispielsweise Leistungshalbleiter o- der Logikbauelemente als unverpackte Bauelemente, so genannte Bare-Die, auf das Substrat gelötet oder geklebt. LTCC Keramiken haben gegenüber den PCB Substraten den Vorteil der thermischen Beständigkeit, sind allerdings etwas kostenintensiver. Electrical circuits as used in electronic control devices are often constructed in two different substrate techniques. For example, circuit boards constructed as PCB substrates (printed circuit boards) are used for electrical components with low power dissipation. The components used are usually packaged as S MD components (Surface Mounted Device) or THT (Through-Hole Technology) soldered or glued to the PCB. The circuit boards are inexpensively made, for example, from a FR4 material, but are limited in their thermal fatigue and electrical resistance. The FR4 material is limited to a service temperature of approx. 125 ° C for a maximum duration. In the case of ceramic substrates, such as LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics), DBC (Direct Bonded Copper) or AMB (Active Metal Brazing) substrates, the components with high power dissipation, such as power semiconductors or logic components as unpackaged components, so-called bare The, soldered or glued to the substrate. LTCC ceramics have the advantage of thermal resistance over PCB substrates, but are somewhat more costly.
Aus der DE 10 2005 053 974 B3 sind eine elektrische Schaltungsanordnung und ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Schaltungsanordnung be- kannt. Die elektronische Schaltungsanordnung umfasst eine Wärmesenke zur Ableitung von Wärme, einen an einer Oberseite der Wärmesenke flächig aufliegenden thermisch gekoppelten ersten Schaltungsträger zur Verdrahtung von elektronischen Bauelementen der Schaltungsanordnung, einen zweiten Schal- tungsträger, der in einer zur Oberseite der Wärmesenke hin durchgehendenDE 10 2005 053 974 B3 discloses an electrical circuit arrangement and a method for producing an electronic circuit arrangement. known. The electronic circuit arrangement comprises a heat sink for dissipating heat, a thermally coupled first circuit carrier lying flat on an upper side of the heat sink for wiring electronic components of the circuit arrangement, a second circuit carrier, which passes in a direction to the upper side of the heat sink
Aussparung des ersten Schaltungsträgers aufgenommen ist, und ein zwischen dem zweiten Schaltungsträger und der Wärmesenke angeordnetes elektronisches Bauelement, von welchem Bauelementanschlüsse mit unterseitigen Kontaktstellen des zweiten Schaltungsträgers elektrisch verbunden sind und dessen Unterseite mit der Oberseite der Wärmesenke thermisch gekoppelt ist. Zudem ist eine Verbindungsanordnung vorgesehen, mittels welcher oberseitige Kontaktstellen des ersten Schaltungsträgers mit oberseitigen Kontaktstellen des zweiten Schaltungsträgers elektrisch verbunden sind. Offenbarung der Erfindung Recess of the first circuit substrate is accommodated, and arranged between the second circuit carrier and the heat sink electronic component, of which component terminals with lower-side contact points of the second circuit substrate are electrically connected and the underside of which is thermally coupled to the top of the heat sink. In addition, a connection arrangement is provided, by means of which upper-side contact points of the first circuit carrier are electrically connected to upper-side contact points of the second circuit carrier. Disclosure of the invention
Der Schaltungsträger für eine elektrische Schaltung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger individuell an die Bedürfnisse der zugehörigen Teilschaltung bzw. der Schaltungskomponenten der Teilschaltung angepasst werden kann. So können beispielsweise kostengünstige fein strukturierbare Substrate, wie beispielsweise PCB-Substrate, als Grundsubstrat für die Hauptträgerplatte realisiert werden und für Bereiche eingesetzt werden, in welchen Logik- und/oder Ansteuer- und/oder Regelschaltungen realisiert werden, die keine hohe Verlustwärme produzieren. Für Teilschaltungen, welche beispielsweise durchThe circuit carrier for an electrical circuit having the features of independent claim 1 has the advantage that the at least one sub-carrier designed as an insert can be adapted individually to the needs of the associated subcircuit or the circuit components of the subcircuit. Thus, for example, inexpensive finely structured substrates, such as PCB substrates, can be realized as a base substrate for the main carrier plate and used for areas in which logic and / or control and / or regulating circuits are realized that do not produce high heat loss. For subcircuits, which, for example, by
Leistungshalbleiter hohe thermische Verlustleitungen generieren, können vorzugsweise keramische Substrate verwendet werden. Mit Hilfe der als Einlagen ausgeführten Teilträger können verlustarme Teilschaltungen und verlustreiche Teilschaltungen auf der„Hauptträgerplatte" kombiniert werden Dadurch wird Ver- lustwärme nur auf den keramischen Teilträgern generiert, die für eine hohe Verlustwärme ausgelegt sind, so dass in vorteilhafter Weise auch eine Eindämmung der„heißen" Bereiche auf der Hauptträgerplatte erzielt werden kann. Power semiconductors generate high thermal loss lines, preferably ceramic substrates can be used. Low-loss subcircuits and high-loss subcircuits can be combined on the "main carrier plate" with the aid of the subcarriers embodied as inserts. As a result, heat loss is only generated on the ceramic subcarriers which are designed for a high heat loss, so that advantageously a containment of the " hot "areas on the main panel can be achieved.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können durch die Kombination von verschiedenen Substraten die jeweils optimale Wahl für die darauf montier- ten elektrischen Bauelemente darstellen, so dass kein Kompromiss aus thermischen, strukturellen oder elektrischen Anforderungen gemacht werden muss. Zudem ist eine Kostenoptimierung möglich, da einfache Substrate mit teureren, aber in der Gesamtfläche reduzierten Substraten kombiniert werden können. So kann beispielsweise auf einem relativ einfachen und damit günstigen PCB-Embodiments of the present invention, by the combination of different substrates, can each provide the optimum choice for the components mounted thereon. represent electrical components, so that no compromise must be made of thermal, structural or electrical requirements. In addition, a cost optimization is possible because simple substrates can be combined with more expensive, but in the total area reduced substrates. For example, on a relatively simple and therefore cheap PCB
Substrat mit wenigen Lagen, durch eine LTCC-Einlage eine komplexe Schaltung abgebildet werden, welche mehrere Lagen zur Umverdrahtung erfordert. Mit den bekannten Schaltungsträgern wird die gesamte elektrische Schaltung auf einem hochpreisigen mehrlagigen PCB-Substrat angeordnet. Somit können Ausfüh- rungsformen der Erfindung mit lokalen Einlagen die Anforderungen der elektrischen Schaltung auf einem als selbstragendes Hybridsubstrat ausgebildeten „Schaltungsträger" optimal abbilden. Des Weiteren können auf den Teilträgern Vorbaugruppen realisiert werden, die dann auch vor dem Einbetten in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte elektrisch getestet werden können. Dies er- höht die Ausbeute, da nur Komponenten verbaut werden die elektrisch geprüft und in Ordnung sind. Substrate with few layers, be represented by a LTCC insert a complex circuit, which requires multiple layers for rewiring. With the known circuit carriers, the entire electrical circuit is arranged on a high-priced multilayer PCB substrate. Thus, embodiments of the invention with local inserts can optimally map the requirements of the electrical circuit on a "circuit carrier" formed as a self-supporting hybrid substrate Furthermore, subassemblies can be realized on the subcarriers, which then also electrically tested prior to embedding in the main substrate of the main carrier plate This increases the yield since only components are installed which are electrically tested and in order.
Durch das Einbetten von den Teilträgern in die Hauptträgerplatte kann die komplette elektrische Schaltung auf einem„Schaltungsträger" kombiniert werden. Das bedeutet, dass neben den technischen Vorteilen auch noch Verfahrensschritte, wie beispielsweise Klebeprozesse, beim Aufbau der elektrischen Schaltung kombiniert werden können. Dies spart Arbeitsschritte und somit Zeit und Kosten. Durch die Kombination der verschiedenen auf die jeweilige Teilschaltung der elektrischen Schaltung optimierten Einlagen, kann in vorteilhafter Weise auch eine Miniaturisierung erreicht werden. Die Distanzen zwischen den als Einlagen ausgeführten Teilträgern und dem umgebenden Grundsubstrat der Hauptträgerplatte sind geringer, als wenn die jeweilige Teilschaltung in einzelnen Teilträgern ausgeführt wird, die jeweils einzeln montiert und untereinander verbunden werden müssen. Insbesondere dann, wenn man gleichzeitig neben der mechanischen Verbindung zwischen dem Teilträger und der Hauptträgerplatte auch eine elektrische Kontaktierung bzw. Verbindung realisiert. Dies kann erreicht werden, indem die Hauptträgerplatte mit Ihren Leiterbahnen direkt auf die Kontaktflächen des als Einlage ausgeführten Teilträgers laminiert wird oder es zu einer nachträg- liehen Kontaktierung beispielsweise mittels Durchkontaktierungen in der Hauptträgerplatte kommt. By embedding the sub-carriers in the main carrier plate, the complete electrical circuit can be combined on a "circuit carrier." This means that not only the technical advantages but also process steps, such as adhesive processes, can be combined in the construction of the electrical circuit Miniaturization can also be advantageously achieved by combining the various inserts optimized for the respective subcircuit of the electrical circuit The distances between the sub-carriers embodied as inserts and the surrounding base substrate of the main carrier plate are smaller than when the respective sub-circuit is carried out in individual sub-carriers, which must each be mounted individually and connected to each other, in particular when, in addition to the mechanical connection between the sub-carrier and the Hauptträgerpl Atte also realized an electrical contact or connection. This can be achieved by laminating the main carrier plate with its conductor tracks directly onto the contact surfaces of the partial carrier designed as an insert or by adding it to a later Liehen contacting example by means of vias in the main carrier plate comes.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Schaltungsträger für eine elektrische Schaltung mit einer Hauptträgerplatte aus einem mehrlagigen Grundsubstrat zur Verfügung. Hierbei ist mindestens ein Teilträger für eine Teilschaltung der elektrischen Schaltung als Einlage ausgeführt, welche bezogen auf eine laterale Erstreckung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte einen Teilbereich einnimmt und zumindest innerhalb einer Dickenabmessung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte integriert und/oder eingebettet ist, so dass ein selbstragendes Hybridsubstrat ausgebildet ist. Embodiments of the present invention provide a circuit carrier for an electrical circuit having a main carrier plate from a multi-layered base substrate. In this case, at least one sub-carrier for a partial circuit of the electrical circuit is embodied as an insert, which occupies a partial area relative to a lateral extent of the multilayer base substrate of the main carrier plate and is integrated and / or embedded at least within a thickness dimension of the multilayer base substrate of the main carrier plate, so that a self-supporting Hybrid substrate is formed.
Zudem wird ein mögliches Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung mit einer Hauptträgerplatte aus einem mehrlagigen Grundsubstrat vorgeschlagen. Mindestens ein Teilträger für eine Teilschaltung der elektrischen Schaltung wird als Einlage ausgeführt und mit mehreren Halbzeugen, welche jeweils aus Epoxidharz und einem Trägermaterial und geätzten elektrischen Leiterlagen aufgebaut werden, unter Wärmeeinfluss verpresst, so dass ein selbstragendes Hybridsubstrat ausgebildet wird, in welchem der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger bezogen auf eine laterale Erstreckung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte einen Teilbereich einnimmt und zumindest innerhalb einer Dickenabmessung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte integriert und/oder eingebettet ist. In addition, a possible method for producing such a circuit carrier for an electrical circuit with a main carrier plate of a multilayer base substrate is proposed. At least one sub-carrier for a sub-circuit of the electrical circuit is designed as a deposit and with several semi-finished products, which are each composed of epoxy resin and a substrate and etched electrical conductor layers, pressed under the influence of heat, so that a self-supporting hybrid substrate is formed, in which the at least one Insert executed sub-carrier based on a lateral extent of the multilayer base substrate of the main carrier plate occupies a partial area and at least integrated and / or embedded within a thickness dimension of the multilayer base substrate of the main carrier plate.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung und des im unabhängigen Patentanspruch 15 angegebenen Verfahrens zur Herstellung eines Schaltungsträgers möglich. The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 circuit substrate for an electrical circuit and the method specified in the independent claim 15 for the production of a circuit substrate are possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass das mehrlagige Grundsubstrat der Trägerplatte ein Verbundwerkstoff aus Epoxidharz und einem Trägermaterial sein kann. Der mindestens eine Teilträger kann beispielsweise als LTCC-Substrat oder als DBC- Substrat oder als AM B-Substrat oder als HDI-Leiterplatte oder als IMS -Substrat oder als MID-Substrat ausgeführt werden. It is particularly advantageous that the multilayer base substrate of the carrier plate can be a composite of epoxy resin and a carrier material. The at least one partial carrier can be used, for example, as LTCC substrate or as DBC substrate. Substrate or as AM B substrate or as an HDI circuit board or as an IMS substrate or as an MID substrate.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Schaltungsträgers kann der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger bezogen auf seine laterale Erstreckung vollständig in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte eingebettet, d.h. umlaufend einlaminiert werden. Zudem kann der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger so in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte integriert und/oder eingebettet werden, dass eine Unterseite und/oder eine Ober- seite des Teilträgers frei zugänglich sind. Das bedeutet, dass verschiedene Ausführungsformen möglich sind. So kann beispielsweise die Oberseite und die Unterseite des Teilträgers frei zugänglich sein und nur der Rand des Teilträgers in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte eingebettet werden. Alternativ kann die Unterseite des Teilträgers in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte eingebettet werden und nur die Oberseite des Teilträgers freiliegen. Als weitere Alternative kann die Oberseite des Teilträgers in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte eingebettet werden und nur die Unterseite des Teilträgers freiliegen. Des Weiteren kann der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger mit einer Oberseite und/oder einer Unterseite des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträ- gerplatte abschließen. Zur elektrischen Kontaktierung können anschließend dieIn an advantageous embodiment of the circuit carrier, the at least one sub-carrier embodied as an insert can be completely embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate with respect to its lateral extension, i. laminated all around. In addition, the at least one sub-carrier embodied as an insert can be integrated and / or embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate such that a lower side and / or an upper side of the sub-carrier are freely accessible. This means that various embodiments are possible. For example, the top and bottom of the sub-carrier may be freely accessible and only the edge of the sub-carrier embedded in the main substrate of the main support plate. Alternatively, the bottom of the sub-carrier may be embedded in the main substrate of the main carrier plate and only the top of the sub-carrier exposed. As a further alternative, the top of the sub-carrier may be embedded in the base substrate of the main carrier plate and only the bottom of the sub-carrier exposed. Furthermore, the at least one sub-carrier embodied as an insert can terminate with a top side and / or a bottom side of the multilayer base substrate of the main carrier plate. For electrical contacting then the
Grundsubstratlagen oberhalb und/oder unterhalb von zu kontaktierenden Anschlussflächen des als Einlage ausgeführten Teilträgers entfernt werden. Selbstverständlich sind auch Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen auf einem Schaltungsträger denkbar. Base substrate layers are removed above and / or below to be contacted pads of the running as insert subcarrier. Of course, combinations of the abovementioned embodiments on a circuit carrier are also conceivable.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Schaltungsträgers kann der Teilträger eine von der Hauptträgerplatte getrennte eigenständige Leiterbahnstruktur aufweisen. Zudem kann die elektrische Schaltung mindestens eine verlustarme Teilschaltung, deren Bauteile auf der Hauptträgerplatte angeordnet sind, und mindestens eine verlustreiche Teilschaltung umfassen, deren elektrischen Bauteile auf dem mindestens einen Teilträger angeordnet sind. Die mindestens eine verlustreiche Teilschaltung kann beispielsweise eine Wärme erzeugende Leistungsstufe umfassen. Die mindestens eine verlustarme Teilschaltung kann beispielsweise eine Logik- und/oder Ansteuer- und/oder Regelschaltung umfassen. Die Teilschaltung auf dem Teilträger kann über elektrische Kontaktelemente mit der auf der Hauptträgerplatte angeordneten Teilschaltung verbunden werden. Die elektrischen Kontaktelemente können beispielsweise als Draht- und/oder Bändchenbonds, Metallclips und/oder als den Teilträger und die Hauptträgerplatte überbrückende Leiterbahnen ausgeführt werden, welche über Durchkontaktie- rungen mit den Leiterbahnstrukturen oder den elektrischen Komponenten derIn a further advantageous embodiment of the circuit carrier of the sub-carrier may have a separate from the main carrier plate independent conductor track structure. In addition, the electrical circuit may include at least one low-loss subcircuit, the components of which are arranged on the main carrier plate, and at least one loss-rich subcircuit whose electrical components are arranged on the at least one subcarrier. The at least one lossy subcircuit can comprise, for example, a heat generating power stage. The at least one low-loss subcircuit can comprise, for example, a logic and / or control and / or regulating circuit. The subcircuit on the subcarrier can via electrical contact elements with the arranged on the main carrier plate subcircuit are connected. The electrical contact elements can be embodied, for example, as wire and / or ribbon bonds, metal clips and / or interconnects bridging the subcarrier and the main carrier plate, which via via contacts with the interconnect structures or the electrical components of the
Teilschaltungen elektrisch verbunden werden können. Subcircuits can be electrically connected.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Schaltungsträgers kann die Unterseite und/oder Oberseite des Teilträgers zur Entwärmung der Teilschaltung zumindest teilweise von mindestens einem Kühlkörper kontaktiert werden. Der Kühlkörper kann den Teilträger ganzflächig oder nur in vorgegebenen Bereichen bedecken. Zudem kann der Kühlkörper beispielsweise als ebener Abschnitt eines Gehäuses und/oder als Dom und/oder Sockel und/oder Lammellenkörper und/oder Pin-Fin- Kühler ausgeführt werden. Das Substrat bzw. die Leistungsstufe des eingebette- ten Teilträgers kann dabei direkt auf den Kühlkörper montiert werden. Je nachIn a further advantageous embodiment of the circuit substrate, the underside and / or top of the subcarrier for cooling the subcircuit can be at least partially contacted by at least one heat sink. The heat sink may cover the subcarrier over the entire surface or only in predetermined areas. In addition, the heat sink, for example, as a flat portion of a housing and / or as a dome and / or base and / or Lammellenkörper and / or pin-fin cooler can be performed. The substrate or the power stage of the embedded subcarrier can be mounted directly on the heat sink. Depending on
Materialkombination von Substrat und Kühlkörper, können diese durch Löten, Sintern, Kleben, Laminieren und/oder durch eine Kombination aus Wärmeleitpaste und mechanischer Fixierung miteinander verbunden werden. Der Gehäuseboden kann beispielsweise eben als Kühlkörper ausgeführt werden. Alternativ kön- nen im Gehäuse Dome und/oder Sockel für die Aufnahme der Substrate desMaterial combination of substrate and heat sink, these can be connected to each other by soldering, sintering, gluing, laminating and / or by a combination of thermal grease and mechanical fixation. The housing bottom can for example be designed as a heat sink. Alternatively, in the housing dome and / or base for receiving the substrates of the
Teilträgers vorgesehen werden, welche als Kühlanbindung dienen. Die Kühlkörper können entsprechend strukturiert werden und beispielsweise Lamellen aufweisen. Bei der Ausführung des Kühlkörpers als Pin-Fin-Kühler kann die Verlustwärme an eine Luft-, Wasser- oder eine andere Medienströmung übertragen werden. Dabei sind die Lösungen für eine ober- oder unterseitige Entwärmung des Teilträgers prinzipiell gleich aufgebaut. Die Lösungen gelten sowohl für die einseitigen als auch für die beidseitigen offenen Teilträger. Zudem sind auch Kombinationen der Lösungen denkbar. So kann die Teilschaltung des Teilträgers beispielsweise an der Unterseite über einen ebenen Gehäuseabschnitt und an der Oberseite über einen Lamellenkörper entwärmt werden. Subcarrier are provided, which serve as a cooling connection. The heat sinks can be structured accordingly and, for example, have fins. In the design of the heat sink as a pin-fin cooler, the heat loss can be transferred to an air, water or other media flow. The solutions for top or bottom cooling of the subcarrier are basically the same structure. The solutions apply to both the unilateral and the bilateral open subcarriers. In addition, combinations of the solutions are conceivable. Thus, the subcircuit of the subcarrier can be, for example, at the bottom over a flat housing portion and at the top of a slat body to be cooled.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens eines Schaltungsträgers können der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger und die Halbzeuge vor dem Verpressen so angeordnet werden, dass die Halbzeuge nur in einem Randbereich umlaufend auf den mindestens einen als Einlage ausge- führten Teilträger laminiert werden. Alternativ können der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger und die Halbzeuge vor dem Verpressen so angeordnet werden, dass die Halbzeuge entweder auf eine Unterseite und/oder eine Oberseite des mindestens einen als Einlage ausgeführten Teilträgers laminiert werden. In an advantageous embodiment of the production method of a circuit carrier, the at least one sub-carrier designed as insert and the semi-finished products can be arranged prior to pressing so that the semi-finished only in one edge region on the at least one as an insert. led partial beams to be laminated. Alternatively, the at least one sub-carrier designed as a deposit and the semi-finished products can be arranged prior to pressing so that the semi-finished products are laminated either on a bottom and / or top of the at least one designed as a sub-carrier part.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens eines Schaltungsträgers kann der mindestens eine als Einlage ausgeführte Teilträger unbe- stückt oder als vorkonfektionierte Baugruppe in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte integriert und/oder eingebettet werden. In a further advantageous refinement of the production method of a circuit carrier, the at least one partial carrier embodied as an insert can be integrated or embedded in the basic substrate of the main carrier plate as a prepackaged module or as a prefabricated module.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawing, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers. Fig. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of a circuit substrate according to the invention.
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung von Komponenten des Schaltungsträgers aus Fig. 1 während des Ablaufs eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens. FIG. 2 shows a schematic sectional representation of components of the circuit carrier of FIG. 1 during the course of a production method according to the invention.
Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung aus Fig. 1. FIG. 3 shows a schematic sectional illustration of the circuit carrier according to the invention for an electrical circuit from FIG. 1.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung. 4 shows a schematic sectional illustration of a second exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung. Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung. 5 shows a schematic sectional representation of a third exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit. 6 shows a schematic sectional illustration of a fourth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
Fig. 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung. 7 shows a schematic sectional view of a fifth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
Fig. 8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung. 8 shows a schematic sectional view of a sixth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schaltungsträger für eine elektrische Schaltung aus Fig. 1. 9 shows a schematic sectional representation of the first exemplary embodiment of the circuit carrier according to the invention for an electrical circuit from FIG. 1.
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers für eine elektrische Schaltung. 10 shows a schematic sectional illustration of the fourth exemplary embodiment of a circuit carrier according to the invention for an electrical circuit.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
Wie aus Fig. 1 bis 10 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Schaltungsträgers 1, 1A, 1B, IC, 1D, IE für eine elektrische Schaltung 3 jeweils eine Hauptträgerplatte 10, 10 A, 10 B aus einem mehrlagigen Grundsubstrat PCB. Hierbei ist mindestens ein Teilträger 20 für eine Teilschaltung 3A, 3B der elektrischen Schaltung 3 als Einlage 20A, 20B ausgeführt, welche bezogen auf eine laterale Erstreckung des mehrlagigen Grundsubstrat PCB der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B einen Teilbereich einnimmt und zumindest innerhalb einer Dickenabmessung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B integriert und/oder eingebettet ist, so dass ein selbstragendes Hybridsubstrat ausgebildet ist. In den dargestellten Ausführungsbeispielen des Schaltungsträgers 1, 1A, IB, IC, 1D, IE ist das mehrlagige Grundsubstrat PCB der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B jeweils ein Verbundwerkstoff aus Epoxidharz und Glasfasergewebe und geätzten elektrischen äußeren und inneren Leiterlagen 16, 16A. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind elektrische Bauteile 12, 14 auf korrespondierende Kontaktierflächen der äußeren Leiterlagen 16 gelötet oder geklebt. Die Bauelemente 12, 14 sind beispielsweise verpackt als SM D (Surface Mounted Device) oder in THT (Through-Hole Technology) ausgeführt. Der mindestens eine Teilträger 20 kann beispielsweise als LTCC-Substrat oder als DBC-Substrat oder als AMB-Substrat oder als HDI-Leiterplatte oder als IMS-Substrat oder als MID-Substrat ausgeführt werden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine erste Teilträgereinlage 20A als DBC-Substrat und eine zweite Teilträgereinlage 20B als LTCC- Substrat ausgeführt. Die unterschiedlichen Substrate können über Drahtverbindungen, Bändchen, Bonds 18, gelötete Clips, Steckverbindungen oder galvanisch abgeschiedene Leiterbahnen 16, 16A usw. untereinander elektrisch kontaktiert werden. As is apparent from FIGS. 1 to 10, the illustrated embodiments of a circuit substrate 1, 1A, 1B, IC, 1D, IE according to the invention for an electrical circuit 3 each comprise a main support plate 10, 10 A, 10 B of a multilayer base substrate PCB. In this case, at least one partial carrier 20 for a subcircuit 3A, 3B of the electrical circuit 3 is embodied as insert 20A, 20B, which occupies a partial area relative to a lateral extension of the multilayer base substrate PCB of the main carrier plate 10, 10A, 10B and at least within a thickness dimension of the multilayer Base substrate of the main support plate 10, 10A, 10B integrated and / or embedded, so that a self-supporting hybrid substrate is formed. In the illustrated embodiments of the circuit substrate 1, 1A, 1B, IC, 1D, IE, the multilayer base substrate PCB of the main support plate 10, 10A, 10B is a composite of epoxy resin and glass fiber fabric and etched electrical outer and inner conductor layers 16, 16A, respectively. As is further apparent from FIG. 1, electrical components 12, 14 are soldered or glued onto corresponding contacting surfaces of the outer conductor layers 16. The components 12, 14 are embodied, for example, packaged as SM D (Surface Mounted Device) or in THT (Through-Hole Technology). The at least one sub-carrier 20 can be embodied, for example, as an LTCC substrate or as a DBC substrate or as an AMB substrate or as an HDI printed circuit board or as an IMS substrate or as an MID substrate. In the illustrated embodiments, a first sub-carrier insert 20A is designed as a DBC substrate and a second sub-carrier insert 20B as an LTCC substrate. The different substrates can be electrically contacted with one another via wire connections, tapes, bonds 18, soldered clips, plug connections or electrodeposited conductors 16, 16A, etc.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen des Schaltungsträgers 1, 1A, IB, IC, 1D, IE ist der mindestens eine als Einlage 20A, 20B ausgeführte Teilträger 20 bezogen auf seine laterale Erstreckung vollständig in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B eingebettet, d.h. umlaufend einlaminiert, und weist eine von der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B getrennte eigenständige Leiterbahnstruktur auf. Der mindestens eine als Einlage 20A, 20B ausgeführte Teilträger 20 kann unbestückt oder als vorkonfektionierte Baugruppe in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B integriert und/oder eingebettet werden. Vorzugsweise sind die Bauteile 12, 14 einer verlustarmen Teilschaltung 3C der elektrischen Schaltung 3 auf der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B angeordnet. Die elektrischen Bauteile der mindestens einen verlustreichen Teilschaltung 3A, 3B sind vorzugsweise auf dem mindestens einen Teilträger 20 angeordnet. Die mindestens eine verlustreiche Teilschaltung 3A, 3B umfasst eine Wärme erzeugende Leistungsstufe. Die mindestens eine verlustarme Teilschaltung 3C umfasst eine Logik- und/oder Ansteuer- und/oder Regelschaltung. In the illustrated embodiments of the circuit substrate 1, 1A, IB, IC, 1D, IE, the at least one sub-carrier 20 designed as insert 20A, 20B is completely embedded with respect to its lateral extension in the multilayer base substrate of the main carrier plate 10, 10A, 10B, i. peripherally laminated, and has a separate from the main support plate 10, 10A, 10B independent trace structure. The at least one sub-carrier 20 embodied as an insert 20A, 20B can be integrated and / or embedded in the basic substrate of the main carrier plate 10, 10A, 10B as a dummy or as a prefabricated subassembly. The components 12, 14 of a low-loss subcircuit 3C of the electrical circuit 3 are preferably arranged on the main carrier plate 10, 10A, 10B. The electrical components of the at least one lossy subcircuit 3A, 3B are preferably arranged on the at least one subcarrier 20. The at least one lossy subcircuit 3A, 3B comprises a heat generating power stage. The at least one low-loss subcircuit 3C comprises a logic and / or control and / or regulating circuit.
Zur Herstellung des Schaltungsträgers 1, 1A, IB, IC, 1D, IE werden zunächst mehrere Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 oder so genannte Prepregs herge- stellt, indem Grundharz, Lösungsmittel, Härter, Beschleuniger gemischt und auf Trägerstoffe, wie beispielsweise Papier, Glasgewebe, Aramidgewebe usw. aufgebracht werden. Anschließend wird das Material in einem Ofen getrocknet. Dabei verdunstet nicht nur das Lösungsmittel, sondern auch das Harz erreicht durch die Wärmezufuhr einen Zwischenzustand, in welchem das Harz noch nicht vollständig ausgehärtet ist. Bei erneuter Wärmezufuhr wird es zunächst wieder klebrig und härtet erst dann aus. Zur Herstellung der mehrlagigen Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B werden mehrere Schichten des Basismaterials und Kupfer nacheinander verpresst und geätzt. Anstatt nur mehrerer Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 untereinander zu laminieren werden bei den dargestellten Ausführungsbeispielen mehrere Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 mit mindestens einem als Einlage 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 unter Wärmeeinfluss verpresst. For the production of the circuit substrate 1, 1A, IB, IC, 1D, IE, first of all a plurality of semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 or so-called prepregs are produced. by mixing base resin, solvent, hardener, accelerator and applied to carriers such as paper, glass cloth, aramid fabric, etc. Subsequently, the material is dried in an oven. It not only evaporates the solvent, but also the resin reached by the heat supply an intermediate state in which the resin is not fully cured. With renewed heat supply, it is initially sticky again and then hardens. To produce the multi-layer main support plate 10, 10A, 10B, several layers of the base material and copper are successively pressed and etched. Instead of only laminating several semifinished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 with one another, a plurality of semifinished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 with at least one sub-carrier 20 embodied as an insert 20A, 20B are pressed under the influence of heat in the illustrated exemplary embodiments.
Fig. 2 zeigt das Einbetten der als DBC-Substrat ausgeführten ersten Teilträger- einlage 20A in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B. Wie ausFIG. 2 shows the embedding of the first sub-carrier insert 20A embodied as a DBC substrate into the base substrate of the main carrier plate 10, 10A, 10B. How out
Fig. 2 weiter ersichtlich ist, werden mehrere Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 und die als DBC-Substrat ausgeführte erste Teilträgereinlage 20A zwischen zwei Pressstempel 42, 44 eines Presswerkzeugs 40 eingelegt und anschließend unter Wärmeinfluss und mit einem vorgebbaren Druck P verpresst, so dass ein selbst- ragendes Hybridsubstrat ausgebildet wird, in welchem der Einlage 20A ausgeführte Teilträger 20 bezogen auf eine laterale Erstreckung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte 10, 10A, 10B einen Teilbereich einnimmt und zumindest innerhalb einer Dickenabmessung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte 10, 10 A, 10 B integriert und/oder eingebettet ist. Das Einbetten der als LTCC-Substrat ausgeführten Teilträgereinlage 20B verläuft analog und kann gleichzeigt mit dem Einbetten der ersten Teilträgerlage 20A erfolgen. 2, a plurality of semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 and the first partial support insert 20A embodied as a DBC substrate are inserted between two press punches 42, 44 of a pressing tool 40 and then pressed under the influence of heat and with a predeterminable pressure P, then in that a self-supporting hybrid substrate is formed, in which partial carrier 20 designed for insert 20A occupies a partial area relative to a lateral extent of the multilayer base substrate of main carrier plate 10, 10A, 10B and at least within a thickness dimension of the multilayer base substrate of main carrier plate 10, 10A, 10 B is integrated and / or embedded. The embedding of the partial carrier insert 20B embodied as an LTCC substrate proceeds analogously and can take place in the same way as the embedding of the first partial carrier layer 20A.
Wie aus Fig. 1, 3 bis 5 und 9 weiter ersichtlich ist, sind die als Einlagen 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 in den dargestellten Ausführungsbeispielen desAs can be seen further from FIGS. 1, 3 to 5 and 9, the sub-carriers 20 designed as inserts 20A, 20B are in the exemplary embodiments illustrated
Schaltungsträgers 1, 1A, 1B so in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte 10 integriert und/oder eingebettet, dass eine Unterseite und eine Oberseite der jeweiligen Teilträgereinlage 20A, 20B frei zugänglich sind. Zudem schließen die Unterseiten der Teilträgereinlagen 20A, 20B jeweils mit der Unter- seite der Hauptträgerplatte 10 ab. Daher werden die als Einlagen 20A, 20B aus- geführten Teilträger 20 und die Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 so im Presswerkzeug 40 angeordnet, dass die Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 nur in einem Randbereich umlaufend auf die als Einlage 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 laminiert werden. Circuit substrate 1, 1A, 1B so integrated in the multilayer base substrate of the main support plate 10 and / or embedded that a bottom and an upper side of the respective sub-carrier insert 20A, 20B are freely accessible. In addition, the undersides of the sub-carrier inserts 20A, 20B respectively terminate with the underside of the main carrier plate 10. Therefore, the deposits 20A, 20B Guided sub-carrier 20 and the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 arranged in the pressing tool 40, that the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 only in an edge region circumferentially on the insert 20A, 20B designed partial carrier 20 are laminated.
Wie aus Fig. 4 und 5 weiter ersichtlich ist, ist die Unterseite des als Einlage 20A ausgeführten Teilträgers 20 zur Entwärmung der Teilschaltung 3A in den dargestellten Ausführungsbeispielen des Schaltungsträgers 1A, 1B ganzflächig von einem Kühlkörper 7, 7A, 7B kontaktiert. As can also be seen from FIGS. 4 and 5, the underside of the sub-carrier 20 designed as insert 20A for cooling the sub-circuit 3A in the illustrated exemplary embodiments of the circuit carrier 1A, 1B is contacted over the whole area by a heat sink 7, 7A, 7B.
Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, ist der Kühlkörper 7 im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträgers 1A als ebener Abschnitt 7A eines Gehäuses 5 ausgeführt. Das Substrat bzw. die Leistungsstufe des eingebetteten als Einlage 20A ausgeführten Teilträgers 20 kann dabei direkt auf den Kühlkörper 7 montiert werden. Je nach Materialkombination von Substrat und Kühlkörper 7, können diese durch Löten, Sintern, Kleben, Laminieren und/oder durch eine Kombination aus Wärmeleitpaste 7.1 und mechanischer Fixierung miteinander verbunden werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträgers 1A ist der als Einlage 20A ausgeführte Teilträger 20 über eine Wärmeleitpaste 7.1 auf ei- nem ebenen Abschnitt 7A des Gehäusebodens montiert, welcher die entstehende Verlustwärme ableitet. As is further apparent from FIG. 4, the heat sink 7 in the illustrated embodiment of the circuit carrier 1A is designed as a planar section 7A of a housing 5. The substrate or the power stage of the embedded sub-carrier 20 designed as insert 20A can be mounted directly on the heat sink 7. Depending on the material combination of substrate and heat sink 7, these can be connected to each other by soldering, sintering, gluing, laminating and / or by a combination of thermal paste 7.1 and mechanical fixation. In the illustrated embodiment of the circuit substrate 1A, the sub-carrier 20 designed as insert 20A is mounted via a thermal paste 7.1 on a flat portion 7A of the housing bottom, which derives the resulting heat loss.
Wie aus Fig. 5 weiter ersichtlich ist, ist der Kühlkörper 7 im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträgers 1B als Dom 7B ausgeführt, welcher mit dem Gehäuse 5A verbunden ist und den als Einlage 20A ausgeführten Teilträger 20 wärmetechnisch an das Gehäuse 5A anbindet. 5, the heat sink 7 in the illustrated embodiment of the circuit substrate 1B is designed as a dome 7B which is connected to the housing 5A and bonds the partial support 20 designed as an insert 20A thermally to the housing 5A.
Wie aus Fig. 6 und 10 weiter ersichtlich ist, sind die als Einlagen 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträ- gers IC so in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte 10A integriert und/oder eingebettet, dass nur die Oberseite der jeweiligen Teilträgereinlage 20A, 20B frei zugänglich ist. Daher werden die als Einlagen 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 und die Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 so im Presswerkzeug 40 angeordnet, dass die Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 jeweils auf die Unter- seite der als Einlage 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 laminiert werden. Wie aus Fig. 7 und 8 weiter ersichtlich ist, sind die als Einlagen 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 in den dargestellten Ausführungsbeispielen des Schaltungs trägers 1D, IE so in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte 10B integriert und/oder eingebettet, dass nur die Unterseite der jeweiligen Teilträgerein läge 20A, 20B frei zugänglich ist. Daher werden die als Einlagen 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 und die Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 so im Presswerkzeug 40 angeordnet, dass die Halbzeuge 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 jeweils auf die Oberseite der als Einlage 20A, 20B ausgeführten Teilträger 20 laminiert werden. Selbstverständlich sind auch beliebige Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen auf einem Schaltungsträger 1, 1A, 1B, IC, 1D, IE denkbar. So kann beispielsweise der als Einlage 20A ausgeführte erste Teilträger 20 umlaufend in das Grundsubstrat eingebettet werden und von der Oberseite und von der Unterseite frei zugänglich sein, während der als Einlage 20B ausgeführte zweite Teilträger 20 nur an drei Seiten in das Grundsubstrat eingebettet werden kann und nur von der Oberseite oder nur von der Unterseite frei zugänglich sein kann. As can also be seen from FIGS. 6 and 10, the sub-carriers 20 embodied as inserts 20A, 20B are integrated and / or embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate 10A in the illustrated exemplary embodiment of the circuit carrier IC such that only the upper side of the respective sub-carrier insert 20A, 20B is freely accessible. Therefore, the partial supports 20 and the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 designed as inserts 20A, 20B are arranged in the pressing tool 40 in such a way that the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 are respectively placed on the underside of the insert 20A, 20B Part carrier 20 are laminated. As is further apparent from FIGS. 7 and 8, the sub-carriers 20 embodied as inserts 20A, 20B are integrated and / or embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate 10B in the illustrated exemplary embodiments of the circuit carrier 1D, IE, such that only the underside of the respective Teilträgerein Läge 20A, 20B is freely accessible. Therefore, the partial supports 20 and the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 designed as inserts 20A, 20B are arranged in the pressing tool 40 in such a way that the semi-finished products 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 are respectively placed on the upper side of the partial supports 20 designed as inserts 20A, 20B be laminated. Of course, any combination of the above embodiments on a circuit substrate 1, 1A, 1B, IC, 1D, IE are conceivable. For example, the first sub-carrier 20 designed as insert 20A may be circumferentially embedded in the base substrate and freely accessible from the top and bottom, while the second sub-carrier 20 embodied as insert 20B may be embedded in the base substrate only on three sides, and only from the top or only from the bottom can be freely accessible.
Wie aus Fig. 7 weiter ersichtlich ist, ist die Unterseite des als Einlage 20A ausgeführten Teilträgers 20 zur Entwärmung der Teilschaltung 3A im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträgers 1D an einem Bereich von einem Kühlkörper 7, 7C kontaktiert. Der Kühlkörper 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträgers 1D als Lamellenkörper 7C ausgeführt. Der Lamel lenkörper 7C kann die Verlustwärme der Teilschaltung 3A an eine Luftströmung übertragen, welche die Verlustwärme ableitet. As can also be seen from FIG. 7, the underside of the partial carrier 20 embodied as insert 20A for cooling the subcircuit 3A in the illustrated exemplary embodiment of the circuit carrier 1D is contacted at a region of a heat sink 7, 7C. The heat sink 7 is designed as a plate body 7C in the illustrated embodiment of the circuit substrate 1D. The Lamel lenkörper 7C can transfer the heat loss of the sub-circuit 3A to an air flow, which dissipates the heat loss.
Wie aus Fig. 8 weiter ersichtlich ist, ist die Unterseite des als Einlage 20A ausgeführten Teilträgers 20 zur Entwärmung der Teilschaltung 3A im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträgers IE ganzflächig von einem Kühlkörper 7, 7D kontaktiert. Der Kühlkörper 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel des Schaltungsträgers IE als Lamellenkörper 7D ausgeführt. Der Lamellenkörper 7D kann die Verlustwärme der Teilschaltung 3A an eine Luftströmung übertragen, welche die Verlustwärme ableitet. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kühlkörper 7 als Pin-Fin-Kühler ausgeführt, welcher die Verlustwärme an eine Luft-, Wasseroder eine andere Medienströmung übertragen kann. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kombinieren verschiedene Einzelsubstrate in einem Schaltungsträger als selbstragendes Hybridsubstrat. Die unterschiedlichen Substrate können in vorteilhafter Weise individuell an die Bedürfnisse der Schaltungskomponenten angepasst und so kombiniert werden, dass jeweils die optimale Wahl für die darauf montierten Baudelemente möglich ist und kein Kompromiss aus thermischen, strukturellen, oder elektrischen Anforderungen eingegangen werden muss. As is further apparent from FIG. 8, the underside of the sub-carrier 20 designed as insert 20A is contacted over the whole area by a heat sink 7, 7D for cooling the sub-circuit 3A in the illustrated embodiment of the circuit carrier IE. The heat sink 7 is designed as a plate body 7D in the illustrated embodiment of the circuit substrate IE. The fin body 7D can transmit the waste heat of the subcircuit 3A to an air flow which dissipates the heat loss. In an alternative embodiment, not shown, the heat sink 7 is designed as a pin-fin cooler, which can transmit the heat loss to an air, water or other media flow. Embodiments of the present invention combine various individual substrates in a circuit carrier as a self-supporting hybrid substrate. The different substrates can advantageously be individually adapted to the needs of the circuit components and combined so that in each case the optimal choice for the baud elements mounted thereon is possible and no compromise from thermal, structural, or electrical requirements must be received.

Claims

Ansprüche claims
1. Schaltungsträger (1, 1A, 1B, IC, 1D, IE) für eine elektrische Schaltung (3) mit einer Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) aus einem mehrlagigen Grundsubstrat, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilträger (20) für eine Teilschaltung (3A, 3B) der elektrischen Schaltung (3) als Einlage (20A, 20B) ausgeführt, welche bezogen auf eine laterale Erstre- ckung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) einen Teilbereich einnimmt und zumindest innerhalb einer Dickenabmessung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) integriert und/oder eingebettet ist, so dass ein selbstragendes Hybridsubstrat ausgebildet ist. 1. circuit carrier (1, 1A, 1B, IC, 1D, IE) for an electrical circuit (3) with a main carrier plate (10, 10A, 10B) of a multilayer base substrate, characterized in that at least one sub-carrier (20) for a Subcircuit (3A, 3B) of the electrical circuit (3) designed as insert (20A, 20B), which with respect to a lateral Erstre- ckung of the multilayer base substrate of the main carrier plate (10, 10A, 10B) occupies a partial area and at least within a thickness dimension of multi-layered base substrate of the main carrier plate (10, 10A, 10B) is integrated and / or embedded, so that a self-supporting hybrid substrate is formed.
2. Schaltungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrlagige Grundsubstrat der Trägerplatte (10, 10A, 10B) ein Verbundwerkstoff aus Epoxidharz und einem Trägermaterial ist. 2. The circuit carrier according to claim 1, characterized in that the multilayer base substrate of the carrier plate (10, 10A, 10B) is a composite of epoxy resin and a carrier material.
3. Schaltungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Teilträger (20) als LTCC-Substrat oder als DBC-Substrat oder als AM B-Substrat oder als HDI-Leiterplatte oder als IMS-Substrat oder als MI D-Substrat ausgeführt ist. 3. A circuit carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one sub-carrier (20) as LTCC substrate or DBC substrate or as AM B substrate or HDI circuit board or as IMS substrate or as MI D Substrate is executed.
4. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine als Einlage (20A, 20B) ausgeführte Teilträger (20) bezogen auf seine laterale Erstreckung vollständig in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) eingebettet ist. 4. circuit carrier according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one as insert (20A, 20B) executed partial carrier (20) with respect to its lateral extent completely embedded in the multilayer base substrate of the main carrier plate (10, 10A, 10B) is.
5. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine als Einlage (20A, 20B) ausgeführte Teilträger (20) so in das mehrlagige Grundsubstrat der Hauptträgerplatte (10, 10A, lOB) integriert und/oder eingebettet ist, dass eine Unterseite und/oder eine Oberseite des Teilträgers (20) frei zugänglich sind. 5. Circuit carrier according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one insert (20A, 20B) designed partial carrier (20) into the multilayer base substrate of the main carrier plate (10, 10A, 10B) integrated and / or embedded, that a bottom and / or top of the sub-carrier (20) are freely accessible.
Schaltungsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine als Einlage (20 A, 20 B) ausgeführte Teilträger (20) mit einer Oberseite und/oder einer Unterseite des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte (10, 10 B) abschließt. Circuit carrier according to claim 5, characterized in that the at least one insert (20 A, 20 B) designed partial carrier (20) terminates with an upper side and / or a lower side of the multilayer base substrate of the main carrier plate (10, 10 B).
Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilträger (20) eine von der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) getrennte eigenständige Leiterbahnstruktur aufweist. Circuit carrier according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sub-carrier (20) has a separate from the main carrier plate (10, 10A, 10B) independent conductor track structure.
Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schaltung (3) mindestens eine verlustarme Teilschaltung (3C), deren Bauteile (12, 14) auf der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) angeordnet sind, und mindestens eine verlustreiche Teilschaltung (3A, 3B) umfasst, deren elektrischen Bauteile auf dem mindestens einen Teilträger (20) angeordnet sind. Circuit carrier according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrical circuit (3) at least one low-loss subcircuit (3C), whose components (12, 14) on the main carrier plate (10, 10A, 10B) are arranged, and at least one lossy subcircuit (3A, 3B), whose electrical components are arranged on the at least one sub-carrier (20).
Schaltungsträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine verlustreiche Teilschaltung (3A, 3B) eine Wärme erzeugende Leistungsstufe umfasst. A circuit carrier according to claim 8, characterized in that the at least one lossy subcircuit (3A, 3B) comprises a heat generating power stage.
Schaltungsträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine verlustarme Teilschaltung (3C) eine Logik- und/oder Ansteuer- und/oder Regelschaltung umfasst. Circuit carrier according to claim 7, characterized in that the at least one low-loss subcircuit (3C) comprises a logic and / or drive and / or control circuit.
Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilschaltung (3A, 3B) auf dem Teilträger (20) über elektrische Kontaktelemente (18) mit der auf der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) angeordneten Teilschaltung (3C) verbunden ist. Circuit carrier according to one of claims 8 to 10, characterized in that the subcircuit (3A, 3B) on the sub-carrier (20) via electrical contact elements (18) with the on the main carrier plate (10, 10A, 10B) arranged subcircuit (3C) is.
Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite und/oder Oberseite des Teilträgers (20) zur Entwärmung der Teilschaltung (3A, 3B) zumindest teilweise von mindestens einem Kühlkörper (7, 7A, 7B, 7C, 7D) kontaktiert ist. Circuit carrier according to one of claims 5 to 11, characterized in that the underside and / or top of the sub-carrier (20) for cooling the subcircuit (3A, 3B) is at least partially contacted by at least one heat sink (7, 7A, 7B, 7C, 7D).
Schaltungsträger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (7, 7A, 7B, 7D) den Teilträger (20, 20A) ganzflächig bedeckt. Circuit carrier according to claim 12, characterized in that the cooling body (7, 7A, 7B, 7D) covers the partial carrier (20, 20A) over its entire surface.
Schaltungsträger nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (7) als ebener Abschnitt (7A) eines Gehäuses (5) und/oder als Dom (7B) und/oder Sockel und/oder Lammellenkörper (7C, 7D) und/oder Pin-Fin-Kühler ausgeführt ist. Circuit carrier according to claim 12 or 13, characterized in that the cooling body (7) as a planar portion (7A) of a housing (5) and / or as a dome (7B) and / or base and / or Lammellenkörper (7C, 7D) and / or pin-fin cooler is executed.
Verfahren zur Herstellung eines Schaltungsträger (1, 1A, 1B, IC, 1D, IE) für eine elektrische Schaltung (3) mit einer Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) aus einem mehrlagigen Grundsubstrat, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilträger (20) für eine Teilschaltung (3A, 3B) der elektrischen Schaltung (3) als Einlage (20A, 20B) ausgeführt und mit mehreren Halbzeugen (10.1, 10.2, 10.3, 10.4), welche jeweils aus Epoxidharz und einem Trägermaterial und geätzten elektrischen Leiterlagen (16, 16A) aufgebaut werden, unter Wärmeeinfluss verpresst wird, so dass ein selbstragendes Hybridsubstrat ausgebildet wird, in welchem der mindestens eine als Einlage (20A, 20B) ausgeführte Teilträger (20) bezogen auf eine laterale Erstreckung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) einen Teilbereich einnimmt und zumindest innerhalb einer Dickenabmessung des mehrlagigen Grundsubstrats der Hauptträgerplatte (10, 10 A, 10 B) integriert und/oder eingebettet ist. Method for producing a circuit carrier (1, 1A, 1B, IC, 1D, IE) for an electrical circuit (3) with a main carrier plate (10, 10A, 10B) comprising a multilayer base substrate, characterized in that at least one sub-carrier (20) for a subcircuit (3A, 3B) of the electrical circuit (3) as an insert (20A, 20B) and with a plurality of semi-finished products (10.1, 10.2, 10.3, 10.4), each made of epoxy resin and a substrate material and etched electrical conductor layers (16, 16A), is pressed under the influence of heat, so that a self-supporting hybrid substrate is formed, in which the at least one insert (20A, 20B) designed partial carrier (20) with respect to a lateral extent of the multilayer base substrate of the main carrier plate (10, 10A, 10B) assumes a partial area and is integrated and / or embedded at least within a thickness dimension of the multilayer base substrate of the main carrier plate (10, 10 A, 10 B).
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine als Einlage (20A, 20B) ausgeführte Teilträger (20) und die Halbzeuge (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) so angeordnet werden, dass die Halbzeuge (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) nur in einem Randbereich umlaufend auf den mindestens einen als Einlage (20A, 20B) ausgeführten Teilträger (20) laminiert werden. Method according to claim 15, characterized in that the at least one sub-carrier (20) designed as an insert (20A, 20B) and the semi-finished products (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) are arranged so that the semi-finished products (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) are laminated circumferentially on the at least one partial carrier (20) designed as an insert (20A, 20B) only in an edge region.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine als Einlage (20A, 20B) ausgeführte Teilträger (20) und die Halbzeuge (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) so angeordnet werden, dass die Halbzeuge (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) entweder auf eine Unterseite oder eine Oberseite des mindestens einen als Einlage (20A, 20B) ausgeführten Teilträgers (20) laminiert werden. 17. The method according to claim 15, characterized in that the at least one insert (20A, 20B) designed partial carrier (20) and the semi-finished products (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) are arranged so that the semi-finished products (10.1, 10.2, 10.3, 10.4) either on a lower side or an upper side of the at least one insert (20A, 20B) designed partial carrier (20) are laminated.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine als Einlage (20A, 20B) ausgeführte Teilträger (20) unbestückt oder als vorkonfektionierte Baugruppe in das Grundsubstrat der Hauptträgerplatte (10, 10A, 10B) integriert und/oder eingebettet wird. 18. The method according to any one of claims 15 to 17, characterized in that the at least one insert (20A, 20B) designed sub-carrier (20) unpopulated or as a prefabricated assembly in the main substrate of the main carrier plate (10, 10A, 10B) integrated and / / or embedded.
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