WO2020038503A1 - Schaltungsmodul aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen komponenten sowie verfahren zur herstellung eines solchen schaltungsmoduls - Google Patents

Schaltungsmodul aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen komponenten sowie verfahren zur herstellung eines solchen schaltungsmoduls Download PDF

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WO2020038503A1
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intermediate carrier
carrier
circuit module
contacts
semiconductor circuit
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Marco Ranalli
Rüdiger SPILLNER
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Gentherm Gmbh
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Definitions

  • Circuit module made of several electrically connected components and method for
  • the present invention relates to a circuit module consisting of a plurality of electrically conductively connected components with the features of independent claim 1 and a method for producing such a circuit module with the features of independent
  • Plastic housings of the semiconductor component are brought out, are usually mechanically overloaded, especially if the flexible cable carrier is strongly deformed in an installation situation or further after its installation
  • DE 41 29 964 A1 discloses a method for producing an electrically conductive fastening of an integrated circuit with contact pieces on a flexible printed circuit.
  • An elastic plastic film carries on its surface conductor tracks which are provided with bump-like thickenings with which the electrical contact to the contact pieces of the electrical circuit can be made.
  • the arrangement formed in this way can be attached to a printed circuit formed as a flat plate with conductor tracks and connected to it in an electrically conductive manner.
  • JP 2000 77 835 A discloses an electronic component with a plurality of connections led out of a housing, which are connected by means of webs or
  • Connection sections are mounted on a circuit board.
  • the webs or connecting sections can be formed by foil sections.
  • the primary aim of the present invention can be seen in providing a universally replaceable mounting option, a method for implementing it and a corresponding arrangement which make it possible to mount circuit components and / or semiconductor components on flexible conductor carriers without the contact connections between the circuit component or semiconductor component and that with conductor tracks
  • equipped flexible cable carrier are mechanically overstressed, especially when the flexible cable carrier is deformed.
  • the invention proposes a component consisting of a plurality of components which are connected to one another in an electrically conductive manner
  • Circuit module which comprises at least one integrated semiconductor circuit which is enclosed or encapsulated in an insulating housing and which has a plurality of electrical connection contacts led out of the insulating housing.
  • the module also includes a flat area
  • the flat intermediate carrier has edge-side external contacts on one of the first sides with the housing of the integrated semiconductor circuit lying or resting thereon opposite second side that with corresponding
  • Connection contacts of a foil-like conductor carrier are electrically conductively connected. It is also provided that the flat intermediate carrier
  • housing inflexible connection contacts of the electrical semiconductor circuit largely require stable installation and use situations, since otherwise the soldered and / or adhesive connections with frequent bending stresses or load changes are hardly able to permanently guarantee the electrical contacts.
  • the connecting lines arranged on, on and / or in the flat intermediate carrier can be arranged and / or run at least superficially on the latter.
  • the connecting lines can optionally run at least along one of the two surfaces of the flat intermediate carrier.
  • the connecting lines are integrated in the flat intermediate carrier and penetrate the intermediate carrier in its course from one surface to the other.
  • the flat intermediate carrier preferably has a thickness that enables transverse and / or diagonal runs of the connecting lines from one surface to another and thus through the material of the intermediate carrier.
  • the relatively rigid intermediate carrier can be made, for example, of a suitable plastic, optionally of a multilayer insulating material or the like, which has the necessary connection contacts and
  • connection lines superficially and if necessary embedded in the material can have at least one crossing point, but preferably also several or numerous crossing points, from one surface to the other.
  • connection contacts of the semiconductor circuit can optionally be connected to the contact surfaces of the intermediate carrier via wire bond connections. It is also possible to use semiconductor circuits, the connection contacts of which are connected to the via rigid wire legs and solder connections
  • the relatively rigid intermediate carrier offers the advantage of a mechanically stable connection of all electrical connection contacts, which makes it possible
  • Semiconductor circuits on relatively flexible, film-like conductor carriers assemble without exposing the electrical connection contacts to high mechanical loads and thereby compromising their stability.
  • Contacting comparatively rough conductor track structures e.g. in the case of foils or the foil-like conductor carrier with large conductor path widths and / or large conductor path spacings (i.e. a wide pitch in the mm range) can be combined with the significantly finer IC contacts of the semiconductor circuit.
  • the flat intermediate carrier of the circuit module according to the invention can preferably be formed by a rigid material such as laminate or the like; However, it is also conceivable if the flat intermediate carrier is formed by a flexible material consisting of a plurality of conductor foil layers joined together. In such a case, the flat intermediate carrier can e.g. not be formed by a printed circuit or a circuit board or the like, but by a multilayer film composite or by a plurality of conductor film layers, these layers being able to be formed by associated film conductor sections or also by individual cuts.
  • a relatively flexible additional sealing compound to be described further below can be used as a stiffening covering for the entire film composite with the plurality
  • connection contacts and / or the contacting between the conductor foil layers can be carried out, for example, using so-called vias (for example as a rivet), but optionally also by Gluing, soldering or welding, possibly also in connection with bending and / or twisting the film, so that its contact surface can turn from bottom to top or vice versa.
  • the plated-through holes can also be produced optionally by removing the insulation layer in places (eg by means of a “kiss-cut”).
  • Circuit module can provide that at least transition areas between the flat intermediate carrier and the film-like line carrier are at least partially embedded in or encased by a casting compound. It is preferably provided here that the potting compound has a flexibility that is greater than that of the flat intermediate carrier and that is equal to or less than the flexibility of the film-like conductor carrier.
  • transition areas between the intermediate carrier and the conductor carrier can prove to be critical, in particular in the immediate vicinity of an edge of the relatively rigid intermediate carrier, since such a configuration causes damage to the conductor tracks (not shown) of the film-like when bending loads occur
  • Lead carrier can lead.
  • the conductor tracks of the film-like conductor carrier bend or break, or their insulation can be damaged.
  • the edges on the long sides of the flat intermediate carrier can be modified as a sensible measure.
  • the circumferential edges on the second side of the intermediate carrier facing the film-like conductor carrier can be chamfered, rounded or otherwise defused, which leads to a reduction in the notch effect in the latter
  • Transition area contributes and can significantly reduce the risk of breakage or damage mentioned.
  • a beveled edge can, for example, resemble a 45 ° bevel.
  • this beveled edge can be on all long sides or only be provided in defined sections.
  • the beveled edge can be produced by suitable shaping in the manufacture of the intermediate carrier or by subsequent processing, ie by
  • an additional potting compound can be used, for example by a suitable laminate or by a
  • Adhesive material can be formed.
  • the potting compound can optionally be applied on both sides in the vicinity of the contact surfaces of the intermediate carrier. Possibly. However, it may also suffice to apply the casting compound only on one side of the intermediate carrier and the line carrier, optionally on the first side or on the second side.
  • the flexibility of this additional casting compound is preferably between that of the
  • the long sides can also be designed and / or bevelled or rounded, in the manner described above, even when such a potting compound is used, with which the alternative protection options can be combined.
  • the additional potting compound it is also possible to use the additional potting compound as an alternative protection variant against breakage.
  • the possible uses of the casting compound can be refined or abhandn.
  • a somewhat more flexible layer of a flexible casting compound can also be applied, which in turn can be formed, for example, by an adhesive material, a suitable laminate or by another suitable material.
  • the casting compound can optionally be applied on both sides in the vicinity of the contact surfaces of the intermediate carrier.
  • the flexibility of the additional casting compound applied in the region of the contact surfaces is preferably between that of the intermediate carrier and the flexibility of the
  • Cable carrier while the flexible potting compound extending to an outer area of the cable carrier is closer to the flexibility of the cable carrier in terms of its flexibility.
  • Potting compound with graduated flexibility or stiffness are used, the stiffness decreasing with increasing distance from the intermediate carrier or the flexibility or bending slack should increase.
  • desired properties can be achieved, for example, by using differently flexible materials, different material thicknesses
  • connection contacts of the semiconductor circuit can be flattened and / or widened at their connecting surfaces (SMD design - surface mounted device) and thus - while avoiding the intermediate carrier - directly to corresponding ones
  • connection contact surfaces of the film-like line carrier may be applied. It At this point it should be explicitly clarified that the intermediate carrier can optionally be dispensed with in this embodiment variant, because the special shape of the connection contacts of the electrical semiconductor circuit allows permanent and reliable mounting directly on a foil-like conductor carrier.
  • Semiconductor circuit can be applied in an electrically conductive manner with the connection contact surfaces of the film-like line carrier.
  • connection contacts can be soldered to the connection contact surfaces of the film-like conductor carrier.
  • connection contacts can be soldered to the connection contact surfaces of the film-like conductor carrier.
  • These stiffening strips are placed. These stiffening strips can, for example, on the connection contacts or on the
  • Connection contacts of the semiconductor circuit can be laminated.
  • connection contacts often cannot otherwise be inserted into their counterparts. Sufficient force can only be applied during the production of the contacts by the stiffening, without the contacts already yielding or bending on their carrier substances. Alternatively, an expensive plug-in tool is often required, which is due to the invention
  • Circuit module several foil conductors or foil conductor sections or the foil-like conductor carriers can be combined, so that multi-row plug contacts are created and multi-row connectors (terminals, housings, ...) can be fitted or connected.
  • the stiffening is preferably between those formed by the adjacent line carriers
  • the invention furthermore proposes a method for producing a circuit module, in particular a circuit module, as has already been explained and defined previously in different embodiment variants.
  • This circuit module according to the invention is formed from a plurality of components which are connected to one another in an electrically conductive manner, namely from at least one integrated semiconductor circuit which is enclosed or encapsulated in an insulating housing and has a plurality of electrical connection contacts which lead out of the insulating housing and which are electrically conductive with contact surfaces of a flat surface
  • Intermediate carrier are connected, from a flat intermediate carrier and a film-like cable carrier.
  • the method provides for the integrated semiconductor circuit with its housing to be placed on or applied to a first side of the flat intermediate carrier, which flat
  • connection contacts of a foil-like line carrier are electrically connected.
  • connection contacts comes. Since the film-like cable carriers typically used are generally relatively thin and very flexible, they can be used in a variety of ways and in a wide variety of assembly situations. Due to their flexibility, however, they are only poorly suited for the direct assembly of integrated semiconductor components such as semiconductor circuits, since their relatively stiff pin legs and contacts require an installation situation with a stable support, since otherwise there is always the risk of contact loss due to damage to the pin legs or contacts and / or electrical contact threatens. In particular in the case of the soldering and / or adhesive connections for electrical contacting that are usually used
  • housing inflexible connection contacts of the electrical semiconductor circuit largely require stable installation and use situations, since otherwise the soldered and / or adhesive connections with frequent bending stresses or load changes are hardly able to permanently guarantee the electrical contacts.
  • the method according to the invention provides a solution that is suitable in practice.
  • connection surfaces are flattened and / or widened (SMD design - surface mounted device) and thus - with the avoidance of the intermediate carrier - can be applied directly to corresponding connection contact surfaces of the film-like conductor carrier.
  • the intermediate carrier can optionally be dispensed with because the special shape of the
  • connection contacts of the electrical semiconductor circuit allows permanent and reliable mounting directly on a foil-like conductor carrier.
  • the connection contacts of the electrical semiconductor circuit can be electrically conductive with the connection contact surfaces of the film-like line carrier be upset.
  • the connection contacts can be soldered to the connection contact surfaces of the film-like conductor carrier.
  • stiffening strips are placed on the top of the flats of the connection contacts of the semiconductor circuit. These stiffening strips can be laminated, for example, on the connection contacts or on the connection contacts of the semiconductor circuit.
  • circuit module may also be related to the circuit module. This also stipulates that the disclosure of the invention is to be regarded as an overall disclosure through the above description, without being binding and
  • Circuit module in its various design variants or for the method according to the invention for producing the circuit module would be given or defined.
  • FIG. 1A shows a schematic top view of an embodiment variant of a circuit module according to the invention.
  • 1B shows a schematic cross section of the structure of a first embodiment of the circuit module from FIG. 1A with its essential components and their interaction.
  • FIG. 1C shows a schematic cross section of the structure of a second embodiment of the circuit module from FIG. 1A with its essential components and their interaction.
  • FIG. 1 D shows in a further schematic cross section the structure of a third embodiment variant of the circuit module from FIG. 1A with its essential components and their interaction.
  • FIG. 1E shows in a further schematic cross section the structure of a fourth embodiment variant of the circuit module from FIG. 1A with its essential components and their interaction.
  • FIG. 1 F shows in a further schematic cross section the structure of a fifth embodiment variant of the circuit module from FIG. 1A with its essential components and their interaction.
  • FIG. 2A shows a side view and a top view of a
  • FIG. 2B shows the connection of the contact variant according to FIG. 2A to the conductor tracks of a foil-like conductor carrier.
  • connection variant for the connection contacts which are stabilized on the cable carrier with the addition of a stiffening strip applied there.
  • 2D shows a schematic side view of an alternative
  • connection variant for the connection contacts which are made in a multi-layer component.
  • FIG. 1A shows a schematic top view of a
  • Embodiment variant of a circuit module 10 according to the invention while the schematic cross section of FIG. 1 B shows a first variant of the structure of the circuit module 10 with its essential components and their
  • FIGS. 1A, 1B, 1C, 1 D, 1 E and 1 F shown
  • Circuit module 10 comprises a plurality of mechanically and electrically conductively connected components, namely an integrated one
  • Semiconductor circuit 12 which is enclosed or encapsulated in an insulating housing 14 and which has a plurality of electrical connection contacts 16 led out of the insulating housing 14. Basically, the semiconductor circuit 12 with its enclosing housing 14
  • the semiconductor circuit can be a so-called ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), with which highly integrated and for specific
  • the circuit module 10 further comprises a flat intermediate carrier 18 with contact surfaces 20, which are electrically conductively connected to the electrical connection contacts 16 led out of the insulating housing 14 of the integrated semiconductor circuit 12.
  • FIG. 1B and FIGS. 1C to 1 E show that the integrated circuit
  • the flat intermediate carrier 18 has edge-side external contacts 24 on one side 22 of the first side 22 with the housing 14 of the integrated semiconductor circuit 12 lying on or resting thereon, which have corresponding connection contacts 28 of a film-like one
  • Line carrier 30 are electrically conductively connected. It is also provided that the flat intermediate carrier 18 connecting lines 32 between its
  • the intermediate carrier 18 shown in the top view of FIG. 1A without the film-like conductor carrier 30, on which the semiconductor circuit 12 with its insulating housing 14 is mounted and contacted, is relatively rigid and thus allows the mechanically sensitive semiconductor circuit 12 with its edges (or possibly also on the upper side) which are led out of the housing 14 and are typically relatively stiff wire contacts and connecting contacts 16 formed from wire by means of the mechanically stable, dimensionally stable and resilient intermediate carrier 18 on the comparatively thin and flexible film-like conductor carrier 30. Since the relatively thin and thus very flexibly usable foil-like conductor carrier 30 is only poorly suited for direct mounting of the integrated semiconductor circuit, the relatively stiff wire legs and contacts 16 of which require an installation situation with a stable carrier, the stable intermediate carrier 18 provides this required carrier structure. Arranged on, on and / or in the flat intermediate carrier 18
  • Connection lines 32 are arranged at least superficially on this and / or run there.
  • the connection lines 32 may be along at least one of the two surfaces, i.e. the first side 22 and / or the second side 26 of the flat intermediate carrier 18 (cf. the view of the first side 22 in FIG. 1A). It is also possible that
  • the flat intermediate carrier 18 expediently has a thickness that enables transverse and / or diagonal runs of the connecting lines 32 from one side to the other or from one surface to another and thus through the material of the intermediate carrier 18.
  • the relatively rigid intermediate carrier 18 can be made, for example, of a suitable plastic, optionally of a multilayer insulating material or the like, which has the necessary connection contacts 20, 24 and
  • the connection lines 32 which run in the material of the intermediate carrier 18 of the more complex circuit module 10 according to the invention and are embedded there, can be particularly advantageous in their course from one surface to the other or from one side 22 to the other side 26 at least one
  • Crossing point but preferably also several or numerous
  • the flat intermediate carrier 18, which also carries the semiconductor circuit 12 has pronounced edges 44 on its longitudinal sides 42.
  • this transition point between the intermediate carrier 18 and the conductor carrier 30 can prove to be critical, in particular in the immediate vicinity of the edge 44, since such a configuration leads to damage to the conductor tracks (not shown) of the film-like conductor carrier 30 when bending loads occur can lead.
  • the conductor tracks of the film-like conductor carrier 30 can kink or break, or their insulation can be damaged.
  • the edges 46 on the long sides 42 of the flat surface can be used as a sensible measure
  • Intermediate carrier 18 may be modified, as shown in the illustration in FIG. 1C, which is to be regarded as the second embodiment of the circuit module 10 according to the invention.
  • the circumferential edges 46 on the second side 26 of the intermediate carrier 18 facing the film-like line carrier 30 can be chamfered, rounded or otherwise defused, which contributes to reducing the notch effect in this transition area and significantly reduces the risk of breakage or damage mentioned.
  • Circuit module 10 does not differ from the first variant shown in FIG. 1B, so that a further explanation of the elements and components denoted by reference numerals can be omitted here.
  • This variant thus provides an additional potting compound 48, which can be formed, for example, by a suitable laminate or also by an adhesive material.
  • the potting compound 48 can optionally, as shown in FIG. 1 D, on both sides in the
  • this additional potting compound 48 is preferably between that of the intermediate carrier 18 and the Flexibility of the lead carrier 30, thereby effectively protecting the contact areas or contact areas 20 between the two elements 18 and 30 and thus effectively protecting against the unwanted
  • Fractures can be created. That the potting compound 48 should be more flexible than the relatively rigid intermediate support 18, but somewhat stiffer than the flexible and flexible cable support 30.
  • the longitudinal sides 42 according to FIG. 1 D can optionally be designed in the same way as in the second variant shown in FIG. 1 C, which combines the alternative protection options. However, it is also possible to design the long sides 42 in the same manner as in the first variant shown in FIG. 1B, so that the additional ones are applied Potting compound 48 can be regarded as an alternative protection variant against breakage.
  • Circuit module 10 does not differ from the first variant shown in FIG. 1B or from the second variant shown in FIG. 1C, so that a further explanation of the elements and components designated by reference numbers can be omitted here.
  • the third variant shown in FIG. 1D can be further refined or graded.
  • this fourth variant provides the additional potting compound 48 corresponding to the third variant according to FIG. 1D and a somewhat more flexible layer of a flexible potting compound 50, which in turn can be formed, for example, by an adhesive material, a suitable laminate or by another suitable material.
  • the potting compound 48 can optionally be applied on both sides in the vicinity of the contact surfaces 20 of the intermediate carrier 18, as in the third variant shown in FIG. 1D. In this case, too, it may alternatively be sufficient to apply the potting compound 48 only on one side of the intermediate carrier 18 and the line carrier 30, optionally on the first side 22 or on the second side 26.
  • the flexibility is preferably in the region of the contact surfaces 20
  • Circuit module 10 the potting compound 48 and 50 with graded flexibility or stiffness are spent, with increasing distance from
  • Intermediate carrier 18 decrease the rigidity or the flexibility or
  • Flexibility should increase. These desired properties can be described, for example, by using differently flexible materials 48 and 50, different material thicknesses (decreasing means more flexible; cf.
  • the longitudinal sides 42 according to FIG. 1E can be designed in the same way as in the second variant shown in FIG. 1C and in the third variant shown in FIG. 1D, with which the alternative protection options are combined.
  • Potting compound 50 can be regarded as an alternative protection variant against breakage.
  • Circuit module 10 does not differ from the first variant shown in FIG. 1B or from the second and third variants shown in FIGS. 1C and 1D, so that at this point a further explanation of the elements and components denoted by reference numerals can be dispensed with.
  • FIG. 1 F further shows a fifth variant of a circuit module 10 according to the invention, in which the flat intermediate carrier 18 is not formed by a printed circuit or a circuit board or the like, but by a multilayer film composite or by a plurality of conductor film layers 52, these Layers 52 can be formed by associated foil conductor sections or also by individual cuts.
  • the relatively flexible additional casting compound 48 can act as a stiffening covering in the manner shown, the entire film composite with the plurality of conductor film layers 52 together with a part of the housing 14 and the semiconductor circuit 12 encased therein. Envelopes with a smaller volume than shown in FIG. 1 F would also be conceivable.
  • connection contacts 16 and / or between the conductor foil layers 52 which, however, the latter are not shown in the drawing, can be carried out, for example, by means of so-called vias (for example as a rivet), but optionally also by gluing, soldering or welding, if necessary also in
  • the plated-through holes can also be removed by removing the
  • Insulation layer e.g. by so-called "kiss-cut”
  • FIG. 2A shows a side view and a top view of an embodiment variant of the connection contacts 16 of the semiconductor circuit 12 of the circuit module 10 according to the invention (cf. FIGS. 1A to 1 F).
  • the schematic top view of FIG. 2B shows the connection of the contact variant according to FIG. 2A to the conductor tracks 38 of the foil-like conductor carrier 30.
  • a laminate material can optionally be used.
  • 2C also shows a schematic side view of a further connection variant for the connection contacts 16, which are stabilized on the conductor carrier 30 with the addition of a stiffening strip 40 applied there.
  • 2D also shows a schematic side view of another one Connection variant for the connection contacts 16, which are designed here as a multi-row plug.
  • connection contacts 16 of the semiconductor circuit 12 which are led out laterally from the housing 14 (cf. the side view of FIG. 2C) are at their ends Contact sides 34 flattened and widened (see FIG. 2A), as is provided in many cases with so-called SMD components (SMD - surface mounted device).
  • SMD components SMD - surface mounted device
  • connection contacts 34 of the electrical semiconductor circuit 12 allows permanent and reliable installation directly on the appropriately designed conductor tracks 38 of the film-like conductor carrier 30 or of the laminate material.
  • connection contacts 16 with their flattened and widened end-side contact sides 34 can be any connection contacts 16 with their flattened and widened end-side contact sides 34 .
  • connection contact surfaces of the conductor tracks 38 of the film-like conductor carrier 30 or of the laminate material can be soldered.
  • stiffening strips 40 are placed or applied to the upper sides of the flattened contact sides 34 of the connection contacts 16 of the semiconductor circuit 12. These stiffening strips 40 can, for example, be laminated to the connection contacts 16, 34 of the semiconductor circuit 12 and ensure mechanical stabilization and stiffening of the electrical conductive connections between the semiconductor circuit 12 and the
  • connection contacts 16 are otherwise often not able to be inserted into their counterparts. Only by stiffening 40 can
  • FIG. 2D illustrates a modified embodiment variant in which a plurality of foil conductors or foil conductor sections or the foil-like ones
  • Cable carriers 30 are combined so that multi-row plug contacts are created and multi-row connectors (terminals, housings, ...) are fitted or
  • the stiffening 40 preferably lies between the planes formed by the adjacent conductor carriers 30.
  • stiffening 40 according to FIGS. 2C and 2D also, alternatively or additionally
  • Potting compound 48 (Fig. 1 D) and / or the flexible that can be used in addition
  • Connection contact surfaces (of the foil-like conductor carrier)
  • Conductor tracks (of the foil-like conductor carrier)

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Abstract

Es ist ein aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen Komponenten bestehendes Schaltungsmodul (10) offenbart, umfassend wenigstens einen integrierten Halbleiterschaltkreis (12), der in einem isolierenden Gehäuse (14) eingeschlossen oder vergossen ist und über mehrere aus dem isolierenden Gehäuse (14) herausgeführte elektrische Anschlusskontakte (16) verfügt, welche elektrisch leitend mit Kontaktflächen (20) eines flächigen Zwischenträgers (18) verbunden sind, wobei der integrierte Halbleiterschaltkreis (12) mit seinem Gehäuse (14) auf einer ersten Seite (22) des flächigen Zwischenträgers (18) auf- oder anliegt, welcher flächige Zwischenträger (18) über randseitige Außenkontakte (24) auf einer der ersten Seite (22) mit dem darauf auf- oder anliegenden Gehäuse (14) des integrierten Halbleiterschaltkreises (12) gegenüberliegenden zweiten Seite (26) verfügt, die mit korrespondierenden Anschlusskontakten (36) eines folienartigen Leitungsträgers (30) elektrisch leitend verbunden sind, und wobei der flächige Zwischenträger (18) Verbindungsleitungen (32) zwischen den Kontaktflächen (20) und den Außenkontakten (24) aufweist. Es ist weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schaltungsmoduls (10) offenbart.

Description

Schaltungsmodul aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen Komponenten sowie Verfahren zur
Herstellung eines solchen Schaltungsmoduls
Die vorliegende Erfindung betrifft ein aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen Komponenten bestehendes Schaltungsmodul mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaltungsmoduls mit den Merkmalen des unabhängigen
Verfahrensanspruchs 13.
Sollen herkömmliche Halbleiterbauelemente wie integrierte
Halbleiterschaltkreise auf flexiblen Leitungsträgern, bspw. auf Folien montiert werden, kann dies zu Problemen führen, da sowohl Drahtbondverbindungen wie auch Lötverbindungen mit relativ steifen Drahtleitungen, die aus einem
Kunststoffgehäuse des Halbleiterbauelements herausgeführt sind, in aller Regel mechanisch überlastet werden, insbesondere wenn der flexible Leitungsträger in einer Einbausituation stark verformt oder nach seinem Einbau weiteren
Bewegungen unterliegt. Um diese Probleme zu beheben, wurden bereits unterschiedliche Lösungsvorschläge gemacht.
So offenbart etwa die DE 41 29 964 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Befestigung einer integrierten Schaltung mit Kontaktstücken auf einer flexiblen gedruckten Schaltung. Eine elastische Kunststofffolie trägt auf ihrer Oberfläche Leiterbahnen, die mit höckerartigen Verdickungen versehen sind, mit denen jeweils der elektrische Kontakt zu den Kontaktstücken der elektrischen Schaltung hergestellt werden kann. Die solchermaßen gebildete Anordnung kann auf einer als ebene Platte mit Leiterbahnen ausgebildeten gedruckten Schaltung befestigt und mit dieser elektrisch leitend verbunden werden. Die JP 2000 77 835 A offenbart ein elektronisches Bauteil mit mehreren aus einem Gehäuse herausgeführten Anschlüssen, die mittels Stegen oder
Verbindungsabschnitten auf einer Leiterplatte montiert sind. Die Stege oder Verbindungsabschnitte können hierbei durch Folienabschnitte gebildet sein.
Das vorrangige Ziel der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen werden, eine universell ersetzbare Montagemöglichkeit, ein Verfahren zu ihrer Realisierung sowie eine entsprechende Anordnung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, Schaltungsbauteile und/oder Halbleiterbauelemente auf flexiblen Leitungsträgern zu montieren, ohne dass die Kontaktverbindungen zwischen dem Schaltungsbauteil oder Halbleiterbauelement und dem mit Leiterbahnen
ausgestatteten flexiblen Leitungsträger hierbei mechanisch überbeansprucht werden, insbesondere bei Verformungen des flexiblen Leitungsträgers.
Das oben genannte Ziel der Erfindung wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die jeweiligen abhängigen Ansprüche beschrieben.
Zur Erreichung des genannten Ziels schlägt die Erfindung ein aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen Komponenten bestehendes
Schaltungsmodul vor, welches wenigstens einen integrierten Halbleiterschaltkreis umfasst, der in einem isolierenden Gehäuse eingeschlossen oder vergossen ist und der über mehrere aus dem isolierenden Gehäuse herausgeführte elektrische Anschlusskontakte verfügt. Zudem umfasst das Modul einen flächigen
Zwischenträger mit Kontaktflächen, die elektrisch leitend mit den aus dem isolierenden Gehäuse des integrierten Halbleiterschaltkreises herausgeführten elektrischen Anschlusskontakten verbunden sind, wobei der integrierte
Halbleiterschaltkreis mit seinem Gehäuse auf einer ersten Seite des flächigen Zwischenträgers auf- oder anliegt. Weiterhin verfügt der flächige Zwischenträger über randseitige Außenkontakte auf einer der ersten Seite mit dem darauf auf- oder anliegenden Gehäuse des integrierten Halbleiterschaltkreises gegenüberliegenden zweiten Seite, die mit korrespondierenden
Anschlusskontakten eines folienartigen Leitungsträgers elektrisch leitend verbunden sind. Zudem ist vorgesehen, dass der flächige Zwischenträger
Verbindungsleitungen zwischen den Kontaktflächen und den Außenkontakten aufweist.
Die Verwendung eines erfindungsgemäßen relativ biegesteifen
Zwischenträgers, auf dem der integrierte Halbleiterschaltkreis montiert ist, erlaubt es in Vorteilhafter Weise, herkömmliche Halbleiterschaltkreise mit ihren
typischerweise relativ steifen Drahtkontakten, die aus einem Gehäuse
herausgeführt sind, mittels eines solchen Zwischenträgers auf biegeweichen folienartigen Leitungsträgern zu montieren. Diese folienartigen Leitungsträger sind in aller Regel relativ dünn und sehr flexibel, wodurch sie äußerst vielfältig und in unterschiedlichsten Montagesituationen eingesetzt werden können. Aufgrund ihrer Flexibilität eignen sie sich allerdings nur schlecht zur direkten Montage von integrierten Halbleiterbauteilen wie Halbleiterschaltkreisen, da deren relativ steife Drahtbeinchen und -kontakte eine Einbausituation mit einem stabilen Träger erfordern, da ansonsten jederzeit die Gefahr von Kontaktverlust durch
Beschädigung der Drahtbeinchen oder -kontakte und/oder der elektrischen Kontaktierungen droht. Insbesondere bei den üblicherweise eingesetzten Löt- und/oder Klebeverbindungen zur elektrischen Kontaktierung der durch sein
Gehäuse unflexiblen Anschlusskontakte des elektrischen Halbleiterschaltkreises sind weitgehend stabile Einbau- und Einsatzsituationen erforderlich, da ansonsten die Löt- und/oder Klebeverbindungen bei häufigen Biegebeanspruchungen oder Lastwechseln kaum in der Lage sind, die elektrischen Kontaktierungen dauerhaft zu gewährleisten.
Bei dem erfindungsgemäßen Schaltungsmodul können die am, auf und/oder im flächigen Zwischenträger angeordneten Verbindungsleitungen zumindest oberflächlich auf diesem angeordnet sein und/oder verlaufen. Wahlweise können die Verbindungsleitungen zumindest entlang einer der beiden Oberflächen des flächigen Zwischenträgers verlaufen. Ebenso möglich ist es jedoch auch, dass die Verbindungsleitungen beidseitig entlang jeder der beiden Oberflächen des flächigen Zwischenträgers verlaufen. Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn die Verbindungsleitungen im flächigen Zwischenträger integriert sind und den Zwischenträger in ihrem Verlauf von einer Oberfläche zur anderen durchdringen. Bei einer solchen komplexeren Ausführungsvariante weist der flächige Zwischenträger vorzugsweise eine Stärke auf, die Quer- und/oder Diagonalverläufe der Verbindungsleitungen von einer Oberfläche zur anderen und damit durch das Material des Zwischenträgers hindurch ermöglicht.
Der relativ biegesteife Zwischenträger kann bspw. aus einem geeigneten Kunststoff, wahlweise aus einem mehrschichtigen isolierenden Material o. dgl. hergestellt sein, der die notwendigen Anschlusskontakte und
Verbindungsleitungen oberflächlich und bedarfsweise im Material eingebettet trägt. Besonders vorteilhaft können die im Material des Zwischenträgers des erfindungsgemäßen komplexeren Schaltungsmoduls verlaufenden und dort eingebetteten Verbindungsleitungen in ihrem Verlauf von einer Oberfläche zur anderen mindestens eine Kreuzungsstelle, vorzugsweise jedoch auch mehrere bzw. zahlreiche Kreuzungsstellen aufweisen.
Wahlweise können die Anschlusskontakte des Halbleiterschaltkreises über Drahtbond-Verbindungen mit den Kontaktflächen des Zwischenträgers verbunden sein. Ebenso möglich ist die Verwendung von Halbleiterschaltkreisen, deren Anschlusskontakte über steife Drahtbeine und Lötverbindungen mit den
Kontaktflächen des Zwischenträgers verbunden sind. Bei beiden Varianten bietet der relativ steife Zwischenträger den Vorteil einer mechanisch stabilen Verbindung aller elektrischen Anschlusskontakte, der es ermöglicht, solche
Halbleiterschaltkreise auf relativ biegeweichen folienartigen Leitungsträgern zu montieren, ohne dass die elektrischen Anschlusskontakte zu hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt und dadurch in ihrer Stabilität gefährdet sind.
Ein weiterer Vorteil der beim erfindungsgemäßen Schaltungsmodul eingesetzten Zwischenschicht des flächigen Zwischenträgers kann darin gesehen werden, dass auf diese Weise nicht nur Kreuzungen von Leitungen ermöglicht sind, die in der Folie schwierig zu realisieren wären, sondern auch das
Kontaktieren vergleichsweise grober Leiterbahnstrukturen, die z.B. bei Folien oder dem folienartigen Leitungsträger mit großen Leiterbahnbreiten und/oder großen Leiterbahnabständen (d.h. einem weiten Pitch im mm-Bereich) mit den deutlich feineren IC-Kontakten des Halbleiterschaltkreises kombinierbar werden.
Vorzugsweise kann der flächige Zwischenträger des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls durch ein steifes Material wie Laminat o. dgl. gebildet sein; ebenso denkbar ist es jedoch auch, wenn der flächige Zwischenträger durch ein flexibles Material, bestehend aus mehreren aneinander gefügte Leiterfolienlagen, gebildet ist. In einem solchen Fall kann der flächige Zwischenträger z.B. nicht durch eine gedruckte Schaltung bzw. eine Platine o. dgl. gebildet sein, sondern durch einen mehrlagigen Folienverbund oder durch mehrere Leiterfolienlagen, wobei diese Lagen durch zusammengehörige Folienleiterabschnitte oder auch durch vereinzelte Zuschnitte gebildet sein können. Wahlweise kann hierbei eine noch weiter unten zu beschreibende relativ flexible zusätzliche Vergussmasse als versteifende Umhüllung den gesamten Folienverbund mit den mehreren
Leiterfolienlagen mitsamt einem Teil des Gehäuses und dem darin eingehüllten Halbleiterschaltkreis ausgestaltet sein. Auch kleinvolumigere Umhüllungen von Teilbereichen, insbesondere eines Übergangsbereichs zwischen flächigem
Zwischenträger und dem folienartigen Leitungsträger, wären denkbar.
Die notwendigen Durchkontaktierungen der Anschlusskontakte und/oder die Kontaktierungen zwischen den Leiterfolienlagen können bei dieser Variante bspw. über sog. Vias (z.B. als Niet) ausgeführt sein, wahlweise jedoch auch durch Kleben, Löten oder Schweißen, ggf. auch in Verbindung mit einem Biegen und/oder Verdrehen der Folie, so dass sich deren Kontaktfläche von unten nach oben wenden kann oder umgekehrt. Auch können die Durchkontaktierungen wahlweise durch stellenweises Entfernen der Isolationsschicht (z.B. durch sog. „kiss-cut“) herstellt werden.
Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen
Schaltungsmoduls kann vorsehen, dass zumindest Übergangsbereiche zwischen dem flächigen Zwischenträger und dem folienartigen Leitungsträger zumindest teilweise in einer Vergussmasse eingebettet oder von dieser umhüllt sind. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Vergussmasse eine Flexibilität aufweist, die größer ist als die des flächigen Zwischenträgers, und die gleich oder kleiner ist als die Flexibilität des folienartigen Leitungsträgers.
Im praktischen Einsatz der Module können sich Übergangsbereiche zwischen dem Zwischenträger und dem Leitungsträger als kritisch erweisen, insbesondere in unmittelbarer Umgebung einer Kante des relativ biegesteifen Zwischenträgers, da eine solche Konfiguration bei auftretenden Biegebelastungen zu Beschädigungen der Leiterbahnen (nicht dargestellt) des folienartigen
Leitungsträgers führen kann. Insbesondere ist es nicht ausgeschlossen, dass die Leiterbahnen des folienartigen Leitungsträgers knicken oder brechen, oder es kann ihre Isolation beschädigt werden. Um eine solche Gefahr zu vermeiden oder zumindest zu verringern, können als sinnvolle Maßnahme die Kanten an den Längsseiten des flächigen Zwischenträgers modifiziert sein. So können die umlaufenden Kanten an der zum folienartigen Leitungsträger weisenden zweiten Seite des Zwischenträgers abgeschrägt, abgerundet oder auf sonstige Weise entschärft sein, was zur Herabsetzung der Kerbwirkung in diesem
Übergangsbereich beiträgt und die erwähnte Bruch- oder Beschädigungsgefahr deutlich reduzieren kann. Eine solche abgeschrägte Kante kann bspw. einer 45°- Fase ähneln. Wahlweise kann diese abgeschrägte Kante an allen Längsseiten oder auch nur in definierten Abschnitten vorgesehen sein. Die Herstellung der abgeschrägten Kante kann durch geeignete Formgebung in der Fertigung des Zwischenträgers oder auch durch nachträgliche Bearbeitung, d.h. durch
Materialabtrag oder durch Materialauftrag erfolgen.
Um die oben erwähnten Gefahren der Leiterbahnbeschädigungen des folienartigen Leitungsträgers zu reduzieren, können auch weitere Maßnahmen getroffen werden. So kann etwa eine zusätzliche Vergussmasse verwendet werden, die bspw. durch ein geeignetes Laminat oder auch durch ein
Klebstoffmaterial gebildet sein kann. Die Vergussmasse kann wahlweise zu beiden Seiten in der Umgebung der Kontaktflächen des Zwischenträgers aufgebracht sein. Ggf. kann es jedoch auch genügen, die Vergussmasse nur an einer Seite des Zwischenträgers sowie des Leitungsträgers aufzubringen, wahlweise an der ersten Seite oder an der zweiten Seite. Vorzugsweise liegt die Flexibilität dieser zusätzlichen Vergussmasse zwischen derjenigen des
Zwischenträgers und der Biegsamkeit des Leitungsträgers, wodurch ein effektiver Schutz der Kontaktbereiche oder Kontaktflächen zwischen den beiden Elementen und damit ein wirksamer Schutz gegen die unerwünschten Brucherscheinungen geschaffen werden kann. D.h. die Vergussmasse sollte flexibler sein als der relativ biegesteife Zwischenträger, jedoch etwas steifer als der flexible und biegeweiche Leitungsträger.
Wahlweise können die Längsseiten auch beim Einsatz einer solchen Vergussmasse zusätzlich in der oben beschriebenen Weise gestaltet und/oder abgeschrägt oder abgerundet sein, womit die alternativen Schutzmöglichkeiten kombiniert sein können. Ebenso möglich ist es jedoch, die Aufbringung der zusätzlichen Vergussmasse als alternative Schutzvariante gegen Brüche einzusetzen.
In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls lassen sich die Einsatzmöglichkeiten der Vergussmasse weiter verfeinern oder abstufen. So kann auch zusätzlich eine etwas flexiblere Schicht einer flexiblen Vergussmasse aufgebracht sein, die bspw. wiederum durch ein Klebstoffmaterial, ein geeignetes Laminat oder durch ein anderes geeignetes Material gebildet sein kann. Auch bei dieser Variante kann die Vergussmasse wahlweise zu beiden Seiten in der Umgebung der Kontaktflächen des Zwischenträgers aufgebracht sein. Auch hierbei kann es alternativ genügen, die Vergussmasse nur an einer Seite des Zwischenträgers sowie des Leitungsträgers aufzubringen, wahlweise an der ersten Seite oder an der zweiten Seite. Vorzugsweise liegt die Flexibilität der im Bereich der Kontaktflächen aufgebrachten zusätzlichen Vergussmasse zwischen derjenigen des Zwischenträgers und der Biegsamkeit des
Leitungsträgers, während die sich auf einen äußeren Bereich des Leitungsträgers erstreckende flexible Vergussmasse hinsichtlich ihrer Flexibilität näher an der Flexibilität des Leitungsträgers liegt.
Somit kann bei einer solchen Variante des Schaltungsmoduls die
Vergussmasse mit abgestufter Flexibilität bzw. Steifigkeit eingesetzt werden, wobei mit zunehmender Entfernung vom Zwischenträger die Steifigkeit abnehmen bzw. die Flexibilität oder Biegeschlaffheit zunehmen sollte. Diese gewünschten Eigenschaften können etwa in beschriebener Weise durch Verwendung unterschiedlich flexibler Materialien, unterschiedlicher Materialstärken
(abnehmend bedeutet flexibler), Ausnehmungen in der Materialverteilung oder lokal unterschiedlicher Aushärtung oder Vernetzung (z.B. UV-Belichtungszeit) erfolgen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls können die Anschlusskontakte des Halbleiterschaltkreises an ihren Verbindungsflächen abgeflacht und/oder verbreitert sein (SMD-Design - surface mounted device) und damit - unter Vermeidung des Zwischenträgers - direkt auf korrespondierende
Anschlusskontaktflächen des folienartigen Leitungsträgers aufgebracht sein. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich klargestellt, dass bei dieser Ausführungsvariante wahlweise auf den Zwischenträger verzichtet werden kann, weil die besondere Form der Anschlusskontakte des elektrischen Halbleiterschaltkreises eine dauerhafte und zuverlässige Montage direkt auf einem folienartigen Leitungsträger erlaubt. Hierbei können die Anschlusskontakte des elektrischen
Halbleiterschaltkreises elektrisch leitend mit den Anschlusskontaktflächen des folienartigen Leitungsträgers aufgebracht sein.
Wahlweise können die Anschlusskontakte mit den Anschlusskontaktflächen des folienartigen Leitungsträgers verlötet sein. Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn auf die Oberseite der Abflachungen der Anschlusskontakte des
Halbleiterschaltkreises versteifende Streifen gelegt sind. Diese versteifenden Streifen können bspw. auf den Anschlusskontakten oder auf die
Anschlusskontakte des Halbleiterschaltkreises laminiert sein.
Eine weitere Funktion des erwähnten versteifenden Streifens kann darin liegen, dass die Anschlusskontakte ansonsten oftmals nicht in ihre Gegenstücke eingesteckt werden können. Erst durch die Versteifung kann bei der Herstellung der Kontakte genügend Kraft aufgebracht werden, ohne dass die Kontakte schon an ihren Trägersubstanzen ausweichen oder verbiegen. Alternativ wird häufig ein aufwändiges Steckwerkzeug benötigt, was durch die erfindungsgemäße
Gestaltung entfallen kann.
Bei einer abgewandelten Ausführungsvariante eines solchen
Schaltungsmoduls können mehrere Folienleiter oder Folienleiterabschnitte bzw. die folienartigen Leitungsträger zusammengefasst sein, so dass mehrreihige Steckkontakte entstehen und mehrreihige Stecker (Terminals, Gehäuse,...) bestückt bzw. angeschlossen werden können. Dabei liegt die Versteifung bevorzugt zwischen den durch die benachbarten Leitungsträger gebildeten
Ebenen. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass auch bei der Versteifung ersatzweise oder zusätzlich die Maßnahmen zur Reduzierung der Bruchgefahren im Bereich der Kontaktflächen in Form von abgeschrägten Kanten, zusätzlicher Vergussmassen oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen vorgesehen sein können.
Zur Erreichung des oben genannten Ziels schlägt die Erfindung weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Schaltungsmoduls vor, insbesondere eines Schaltungsmoduls, wie es zuvor in unterschiedlichen Ausführungsvarianten bereits erläutert und definiert wurde. Dieses erfindungsgemäße Schaltungsmodul wird aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen Komponenten gebildet, nämlich aus wenigstens einem integrierten Halbleiterschaltkreis, der in einem isolierenden Gehäuse eingeschlossen oder vergossen ist und über mehrere aus dem isolierenden Gehäuse herausgeführte elektrische Anschlusskontakte verfügt, welche elektrisch leitend mit Kontaktflächen eines flächigen
Zwischenträgers verbunden werden, aus einem flächigen Zwischenträger sowie aus einem folienartigen Leitungsträger. Dabei sieht das Verfahren vor, dass der integrierte Halbleiterschaltkreis mit seinem Gehäuse auf einer ersten Seite des flächigen Zwischenträgers auf- oder angelegt wird, welcher flächige
Zwischenträger über randseitige Außenkontakte auf einer der ersten Seite mit dem darauf auf- oder anliegenden Gehäuse des integrierten
Halbleiterschaltkreises gegenüberliegenden zweiten Seite und über
Verbindungsleitungen zwischen den Kontaktflächen und den Außenkontakten verfügt, welche Außenkontakte des Zwischenträgers wiederum mit
korrespondierenden Anschlusskontakten eines folienartigen Leitungsträgers elektrisch leitend verbunden werden.
Der Einsatz des den integrierten Halbleiterschaltkreis tragenden und mitsamt all seinen elektrischen Anschlüssen stabilisierenden relativ biegesteifen Zwischenträgers ermöglicht es, herkömmliche Halbleiterschaltkreise auf biegeweichen folienartigen Leitungsträgern zu montieren, ohne dass es zu
Brüchen oder Beschädigungen der elektrischen Anschlussdrähte und
Anschlusskontakte kommt. Da die typischenweise eingesetzten folienartigen Leitungsträger in aller Regel relativ dünn und sehr flexibel sind, können sie in vielfältiger Weise und in unterschiedlichsten Montagesituationen eingesetzt werden. Aufgrund ihrer Flexibilität eignen sie sich allerdings nur schlecht zur direkten Montage von integrierten Halbleiterbauteilen wie Halbleiterschaltkreisen, da deren relativ steife Drahtbeinchen und -kontakte eine Einbausituation mit einem stabilen Träger erfordern, da ansonsten jederzeit die Gefahr von Kontaktverlust durch Beschädigung der Drahtbeinchen oder -kontakte und/oder der elektrischen Kontaktierungen droht. Insbesondere bei den üblicherweise eingesetzten Löt- und/oder Klebeverbindungen zur elektrischen Kontaktierung der durch sein
Gehäuse unflexiblen Anschlusskontakte des elektrischen Halbleiterschaltkreises sind weitgehend stabile Einbau- und Einsatzsituationen erforderlich, da ansonsten die Löt- und/oder Klebeverbindungen bei häufigen Biegebeanspruchungen oder Lastwechseln kaum in der Lage sind, die elektrischen Kontaktierungen dauerhaft zu gewährleisten. Hierfür liefert das erfindungsgemäße Verfahren eine in der Praxis taugliche Lösung.
Eine alternative Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Anschlusskontakte des Halbleiterschaltkreises an ihren
Verbindungsflächen abgeflacht und/oder verbreitert sind (SMD-Design - surface mounted device) und damit - unter Vermeidung des Zwischenträgers - direkt auf korrespondierende Anschlusskontaktflächen des folienartigen Leitungsträgers aufgebracht werden können. Bei dieser Ausführungsvariante kann wahlweise auf den Zwischenträger verzichtet werden, weil die besondere Form der
Anschlusskontakte des elektrischen Halbleiterschaltkreises eine dauerhafte und zuverlässige Montage direkt auf einem folienartigen Leitungsträger erlaubt. Hierbei können die Anschlusskontakte des elektrischen Halbleiterschaltkreises elektrisch leitend mit den Anschlusskontaktflächen des folienartigen Leitungsträgers aufgebracht sein. Wahlweise können die Anschlusskontakte mit den Anschlusskontaktflächen des folienartigen Leitungsträgers verlötet sein. Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn auf die Oberseite der Abflachungen der Anschlusskontakte des Halbleiterschaltkreises versteifende Streifen gelegt sind. Diese versteifenden Streifen können bspw. auf den Anschlusskontakten oder auf die Anschlusskontakte des Halbleiterschaltkreises laminiert sein.
Ergänzend sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass alle Aspekte, Varianten und Spezifika, die im Zusammenhang mit den verschiedenen
Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls genannt und beschrieben wurden, ebenso im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaltungsmoduls gesehen werden können. Gleiches gilt auch umgekehrt, so dass diejenigen Aspekte, die im
Zusammenhang mit dem oben beschriebenen Verfahren erwähnt wurden, ebenso im Zusammenhang mit dem Schaltungsmodul stehen können. Damit ist auch festgelegt, dass die Offenbarung der Erfindung durch die obige Beschreibung als Gesamtoffenbarung anzusehen ist, ohne dass eine zwingende und sich
gegenseitig ausschließende Zuordnung zum erfindungsgemäßen
Schaltungsmodul in seinen verschiedenen Ausführungsvarianten oder zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Schaltungsmoduls gegeben oder definiert wäre.
Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind.
Fig. 1 A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls. Fig. 1 B zeigt in einem schematischen Querschnitt den Aufbau einer ersten Ausführungsvariante des Schaltungsmoduls aus Fig. 1A mit seinen wesentlichen Komponenten und ihrem Zusammenwirken.
Fig. 1C zeigt in einem schematischen Querschnitt den Aufbau einer zweiten Ausführungsvariante des Schaltungsmoduls aus Fig. 1A mit seinen wesentlichen Komponenten und ihrem Zusammenwirken.
Fig. 1 D zeigt in einem weiteren schematischen Querschnitt den Aufbau einer dritten Ausführungsvariante des Schaltungsmoduls aus Fig. 1A mit seinen wesentlichen Komponenten und ihrem Zusammenwirken. Fig. 1 E zeigt in einem weiteren schematischen Querschnitt den Aufbau einer vierten Ausführungsvariante des Schaltungsmoduls aus Fig. 1 A mit seinen wesentlichen Komponenten und ihrem Zusammenwirken.
Fig. 1 F zeigt in einem weiteren schematischen Querschnitt den Aufbau einer fünften Ausführungsvariante des Schaltungsmoduls aus Fig. 1A mit seinen wesentlichen Komponenten und ihrem Zusammenwirken.
Fig. 2A zeigt eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine
Ausführungsvariante von Anschlusskontakten eines Halbleiterschaltkreises des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls.
Fig. 2B zeigt die Verbindung der Kontaktvariante gemäß Fig. 2A mit den Leiterbahnen eines folienartigen Leitungsträgers.
Fig. 2C zeigt eine schematische Seitenansicht einer weiteren
Verbindungsvariante für die Anschlusskontakte, die unter Hinzufügung eines dort aufgebrachten versteifenden Streifens auf dem Leitungsträger stabilisiert werden. Fig. 2D zeigt eine schematische Seitenansicht einer alternativen
Verbindungsvariante für die Anschlusskontakte, die in einem mehrlagigen Bauteil ausgeführt sind.
Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur
Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung oder das
erfindungsgemäße Verfahren ausgestaltet sein können und stellen keine abschließende Begrenzung dar.
Die Fig. 1 A zeigt eine schematische Draufsicht auf eine
Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10, während der schematische Querschnitt der Fig. 1 B eine erste Variante des Aufbaus des Schaltungsmoduls 10 mit seinen wesentlichen Komponenten und ihrem
Zusammenwirken verdeutlicht.
Das solchermaßen in den Figuren 1A,
Figure imgf000016_0001
1B, 1C, 1 D, 1 E und 1 F gezeigte
Schaltungsmodul 10 umfasst mehrere mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbundene Komponenten, nämlich einen integrierten
Halbleiterschaltkreis 12, der in einem isolierenden Gehäuse 14 eingeschlossen oder vergossen ist und der über mehrere aus dem isolierenden Gehäuse 14 herausgeführte elektrische Anschlusskontakte 16 verfügt. Grundsätzlich kann der Halbleiterschaltkreis 12 mit seinem umschließenden Gehäuse 14 die
unterschiedlichsten integrierten elektronischen Bauteile repräsentieren. So kann es sich bei dem Halbleiterschaltkreis bspw. um ein sog. ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) handeln, womit hochintegrierte und für spezifische
Anwendungs- bzw. Einsatzfälle konstruierte Rechnerschaltkreise (sog. SoC, System-on-Chip) oder andere integrierte Schaltkreise gemeint sein können. Das Schaltungsmodul 10 umfasst weiterhin einen flächigen Zwischenträger 18 mit Kontaktflächen 20, die elektrisch leitend mit den aus dem isolierenden Gehäuse 14 des integrierten Halbleiterschaltkreises 12 herausgeführten elektrischen Anschlusskontakten 16 verbunden sind. Zudem lässt die Fig. 1 B und lassen auch die Figuren 1C bis 1 E erkennen, dass der integrierte
Halbleiterschaltkreis 12 mit der Unterseite seines Gehäuses 14 normalerweise auf einer ersten Seite 22 des flächigen Zwischenträgers 18 auf- oder anliegt. Der flächige Zwischenträger 18 verfügt über randseitige Außenkontakte 24 auf einer der ersten Seite 22 mit dem darauf auf- oder anliegenden Gehäuse 14 des integrierten Halbleiterschaltkreises 12 gegenüberliegenden zweiten Seite 26, die mit korrespondierenden Anschlusskontakten 28 eines folienartigen
Leitungsträgers 30 elektrisch leitend verbunden sind. Zudem ist vorgesehen, dass der flächige Zwischenträger 18 Verbindungsleitungen 32 zwischen seinen
Kontaktflächen zum Halbleiterschaltkreis 12 und seinen Außenkontakten 24 zum folienartigen Leitungsträgers 30 aufweist.
Der in der Draufsicht der Fig. 1A ohne den folienartigen Leitungsträger 30 gezeigte Zwischenträger 18, auf dem der Halbleiterschaltkreis 12 mit seinem isolierenden Gehäuse 14 montiert und kontaktiert ist, ist relativ biegesteif und erlaubt es auf diese Weise, den mechanisch empfindlichen Halbleiterschaltkreis 12 mit seinen randseitig (oder ggf. auch oberseitig) aus dem Gehäuse 14 herausgeführten und typischerweise relativ steifen Drahtkontakten und aus Draht gebildeten Anschlusskontakten 16 mittels des mechanisch stabilen, formsteifen und belastbaren Zwischenträgers 18 auf dem vergleichsweise dünnen und biegeweichen folienartigen Leitungsträger 30 zu montieren. Da sich der relativ dünne und damit sehr flexibel einsetzbare folienartige Leitungsträger 30 nur schlecht zur direkten Montage des integrierten Halbleiterschaltkreises eignet, dessen relativ steife Drahtbeinchen und -kontakte 16 eine Einbausituation mit einem stabilen Träger erfordert, liefert der stabile Zwischenträger 18 diese erforderliche Trägerstruktur. Die am, auf und/oder im flächigen Zwischenträger 18 angeordneten
Verbindungsleitungen 32 sind zumindest oberflächlich auf diesem angeordnet und/oder verlaufen dort. Wahlweise können die Verbindungsleitungen 32 zumindest entlang einer der beiden Oberflächen, d.h. der ersten Seite 22 und/oder der zweiten Seite 26 des flächigen Zwischenträgers 18 verlaufen (vgl. die Ansicht der ersten Seite 22 in Fig. 1A). Zudem ist es auch möglich, die
Verbindungsleitungen 32 im flächigen Zwischenträger 18 zu integrieren, so dass sie den Zwischenträger 18 in ihrem Verlauf von einer Oberfläche bzw. von einer Seite 22 zur anderen Seite 26 durchdringen. Bei einer solchen komplexeren Ausführungsvariante weist der flächige Zwischenträger 18 sinnvollerweise eine Stärke auf, die Quer- und/oder Diagonalverläufe der Verbindungsleitungen 32 von einer Seite zur anderen bzw. von einer Oberfläche zur anderen und damit durch das Material des Zwischenträgers 18 hindurch ermöglicht.
Der relativ biegesteife Zwischenträger 18 kann bspw. aus einem geeigneten Kunststoff, wahlweise aus einem mehrschichtigen isolierenden Material o. dgl. hergestellt sein, der/das die notwendigen Anschlusskontakte 20, 24 und
Verbindungsleitungen 32 oberflächlich und bedarfsweise im Material eingebettet trägt. Besonders vorteilhaft können die im Material des Zwischenträgers 18 des erfindungsgemäßen komplexeren Schaltungsmoduls 10 verlaufenden und dort eingebetteten Verbindungsleitungen 32 in ihrem Verlauf von einer Oberfläche zur anderen bzw. von einer Seite 22 zur anderen Seite 26 mindestens eine
Kreuzungsstelle, vorzugsweise jedoch auch mehrere bzw. zahlreiche
Kreuzungsstellen aufweisen, die bedarfsweise voneinander isoliert sind oder einen elektrisch leitenden Kontakt hersteilen.
Ein weiterer Vorteil der eingesetzten Zwischenschicht des flächigen
Zwischenträgers 18 kann darin gesehen werden, dass auf diese Weise nicht nur Kreuzungen von Leitungen ermöglicht sind, die in der Folie schwierig zu
realisieren wären, sondern auch das Kontaktieren vergleichsweise grober Leiterbahnstrukturen, die z.B. bei Folien oder dem folienartigen Leitungsträger 30 mit großen Leiterbahnbreiten und/oder großen Leiterbahnabständen (d.h. einem weiten Pitch im mm-Bereich) mit den deutlich feineren IC-Kontakten des
Halbleiterschaltkreises 14 kombinierbar werden. Bei der in Fig. 1 B gezeigten ersten Ausführungsvariante des
erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10 weist der flächige Zwischenträger 18, der auch den Halbleiterschaltkreis 12 trägt, an seinen Längsseiten 42 ausgeprägte Kanten 44 auf. Allerdings kann sich im praktischen Einsatz der Module 10 diese Übergangsstelle zwischen dem Zwischenträger 18 und dem Leitungsträger 30 als kritisch erweisen, insbesondere in unmittelbarer Umgebung der Kante 44, da eine solche Konfiguration bei auftretenden Biegebelastungen zu Beschädigungen der Leiterbahnen (nicht dargestellt) des folienartigen Leitungsträgers 30 führen kann. Insbesondere können die Leiterbahnen des folienartigen Leitungsträgers 30 knicken oder brechen, öder es kann ihre Isolation beschädigt werden. Um diese Gefahr zu vermeiden oder zumindest zu verringern, können als sinnvolle Maßnahme die Kanten 46 an den Längsseiten 42 des flächigen
Zwischenträgers 18 modifiziert sein, wie dies die Darstellung der Fig. 1 C zeigt, die als zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10 zu betrachten ist. Bei dieser Variante können die umlaufenden Kanten 46 an der zum folienartigen Leitungsträger 30 weisenden zweiten Seite 26 des Zwischenträgers 18 abgeschrägt, abgerundet oder auf sonstige Weise entschärft sein, was zur Herabsetzung der Kerbwirkung in diesem Übergangsbereich beiträgt und die erwähnte Bruch- oder Beschädigungsgefahr deutlich reduziert.
In der Darstellung der Fig. 1 C ist lediglich die linke Seite als abgeschrägte Kante 46 gezeichnet, ähnlich einer 45°-Fase. Allerdings kann diese abgeschrägte Kante 46 an allen Längsseiten 42 oder wahlweise nur in definierten Abschnitten vorgesehen sein. Die Herstellung der abgeschrägten Kante 46 kann durch geeignete Formgebung in der Fertigung des Zwischenträgers 18 oder auch durch nachträgliche Bearbeitung, d.h. durch Materialabtrag oder durch Materialauftrag erfolgen. Der übrige Aufbau der in Fig. 1C gezeigten zweiten Variante des
Schaltungsmoduls 10 unterscheidet sich nicht von der in Fig. 1 B gezeigten ersten Variante, so dass an dieser Stelle auf eine nochmalige Erläuterung der mit Bezugsziffern bezeichneten Elemente und Komponenten verzichtet werden kann.
Um die oben erwähnten Gefahren der Leiterbahnbeschädigungen des folienartigen Leitungsträgers 30 zu reduzieren, können auch weitere Maßnahmen getroffen werden, wie dies die schematische Darstellung der Fig. 1D verdeutlicht, die eine dritte Variante des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10 zeigt. So sieht diese Variante eine zusätzliche Vergussmasse 48 vor, die bspw. durch ein geeignetes Laminat oder auch durch ein Klebstoffmaterial gebildet sein kann. Die Vergussmasse 48 kann wahlweise gemäß Fig. 1 D zu beiden Seiten in der
Umgebung der Kontaktflächen 20 des Zwischenträgers 18 aufgebracht sein. Ggf. kann es jedoch auch genügen, die Vergussmasse 48 nur an einer Seite des Zwischenträgers 18 sowie des Leitungsträgers 30 aufzubringen, wahlweise an der ersten Seite 22 oder an der zweiten Seite 26. Vorzugsweise liegt die Flexibilität dieser zusätzlichen Vergussmasse 48 zwischen derjenigen des Zwischenträgers 18 und der Biegsamkeit des Leitungsträgers 30, wodurch ein effektiver Schutz der Kontaktbereiche oder Kontaktflächen 20 zwischen den beiden Elementen 18 und 30 und damit ein wirksamer Schutz gegen die unerwünschten
Brucherscheinungen geschaffen werden kann. D.h. die Vergussmasse 48 sollte flexibler sein als der relativ biegesteife Zwischenträger 18, jedoch etwas steifer als der flexible und biegeweiche Leitungsträger 30.
Wahlweise können die Längsseiten 42 gemäß Fig. 1 D in gleicher weise gestaltet sein wie bei der in Fig. 1 C gezeigten zweiten Variante, womit die alternativen Schutzmöglichkeiten kombiniert sind. Ebenso möglich ist es jedoch, die Längsseiten 42 in gleicher weise auszugestalten wie bei der in Fig. 1 B gezeigten ersten Variante, so dass die Aufbringung der zusätzlichen Vergussmasse 48 als alternative Schutzvariante gegen Brüche angesehen werden kann.
Der übrige Aufbau der in Fig. 1 D gezeigten dritten Variante des
Schaltungsmoduls 10 unterscheidet sich nicht von der in Fig. 1B gezeigten ersten Variante bzw. von der in Fig. 1C gezeigten zweiten Variante, so dass an dieser Stelle auf eine nochmalige Erläuterung der mit Bezugsziffern bezeichneten Elemente und Komponenten verzichtet werden kann.
Wie es die schematische Darstellung der Fig. 1 E verdeutlicht, die eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10 zeigt, kann die in Fig. 1 D gezeigte dritte Variante weiter verfeinert oder abgestuft sein. So sieht diese vierte Variante die zusätzliche Vergussmasse 48 entsprechend der dritten Variante gemäß Fig. 1 D sowie eine etwas flexiblere Schicht einer flexiblen Vergussmasse 50 vor, die bspw. wiederum durch ein Klebstoffmaterial, ein geeignetes Laminat oder durch ein anderes geeignetes Material gebildet sein kann. Auch bei der vierten Variante kann die Vergussmasse 48 wahlweise gemäß Fig. 1 E wie auch schon bei der in Fig. 1 D gezeigten dritten Variante zu beiden Seiten in der Umgebung der Kontaktflächen 20 des Zwischenträgers 18 aufgebracht sein. Auch hierbei kann es alternativ genügen, die Vergussmasse 48 nur an einer Seite des Zwischenträgers 18 sowie des Leitungsträgers 30 aufzubringen, wahlweise an der ersten Seite 22 oder an der zweiten Seite 26. Vorzugsweise liegt die Flexibilität der im Bereich der Kontaktflächen 20
aufgebrachten zusätzlichen Vergussmasse 48 zwischen derjenigen des
Zwischenträgers 18 und der Biegsamkeit des Leitungsträgers 30, während die sich auf einen äußeren Bereich des Leitungsträgers 30 erstreckende flexible Vergussmasse 50 hinsichtlich ihrer Flexibilität näher an der Flexibilität des Leitungsträgers 30 liegt.
Somit kann bei der in Fig. 1 E gezeigten vierten Variante des
Schaltungsmoduls 10 die Vergussmasse 48 und 50 mit abgestufter Flexibilität bzw. Steifigkeit verbracht werden, wobei mit zunehmender Entfernung vom
Zwischenträger 18 die Steifigkeit abnehmen bzw. die Flexibilität oder
Biegeschlaffheit zunehmen sollte. Diese gewünschten Eigenschaften können etwa in beschriebener Weise durch Verwendung unterschiedlich flexibler Materialien 48 und 50, unterschiedlicher Materialstärken (abnehmend bedeutet flexibler; vgl. Fig.
1 E), Ausnehmungen in der Materialverteilung (nicht gezeigt) oder lokal
unterschiedlicher Aushärtung oder Vernetzung (z.B. UV-Belichtungszeit) erfolgen.
Wahlweise können die Längsseiten 42 gemäß Fig. 1 E in gleicher weise gestaltet sein wie bei der in Fig. 1C gezeigten zweiten Variante sowie bei der in Fig. 1 D gezeigten dritten Variante, womit die alternativen Schutzmöglichkeiten kombiniert sind. Ebenso möglich ist es jedoch, die Längsseiten 42 in gleicher Weise auszugestalten wie bei der in Fig. 1 B gezeigten ersten Variante, so dass die Aufbringung der zusätzlichen Vergussmasse 48 sowie der flexiblen
Vergussmasse 50 als alternative Schutzvariante gegen Brüche angesehen werden kann.
Der übrige Aufbau der in Fig. 1 E gezeigten vierten Variante des
Schaltungsmoduls 10 unterscheidet sich nicht von der in Fig. 1 B gezeigten ersten Variante bzw. von den in Fig. 1C und Fig. 1 D gezeigten zweiten und dritten Varianten, so dass an dieser Stelle auf eine nochmalige Erläuterung der mit Bezugsziffern bezeichneten Elemente und Komponenten verzichtet werden kann.
Die Fig. 1 F zeigt weiterhin eine fünfte Variante eines erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10, bei dem der flächige Zwischenträger 18 nicht durch eine gedruckte Schaltung bzw. eine Platine o. dgl. gebildet ist, sondern durch einen mehrlagigen Folienverbund oder durch mehrere Leiterfolienlagen 52, wobei diese Lagen 52 durch zusammengehörige Folienleiterabschnitte oder auch durch vereinzelte Zuschnitte gebildet sein können. Wahlweise kann hierbei die relativ flexible zusätzliche Vergussmasse 48 in der gezeigten Weise als versteifende Umhüllung den gesamten Folienverbund mit den mehreren Leiterfolienlagen 52 mitsamt einem Teil des Gehäuses 14 und dem darin eingehüllten Halbleiterschaltkreis 12 ausgestaltet sein. Auch kleinvolumigere Umhüllungen als in Fig. 1 F gezeigt, wären denkbar.
Die notwendigen Durchkontaktierungen der Anschlusskontakte 16 und/oder zwischen den Leiterfolienlagen 52, welche letzteren jedoch hier nicht zeichnerisch dargestellt sind, können bspw. über sog. Vias (z.B. als Niet) ausgeführt sein, wahlweise jedoch auch durch Kleben, Löten oder Schweißen, ggf. auch in
Verbindung mit einem Biegen und/oder Verdrehen der Folie, so dass sich deren Kontaktfläche von unten nach oben wenden kann oder umgekehrt. Auch können die Durchkontaktierungen wahlweise durch stellenweises Entfernen der
Isolationsschicht (z.B. durch sog.„kiss-cut“) herstellt werden.
Der übrige Aufbau der in Fig. 1 F gezeigten fünften Variante entspricht weitgehend den bereits zuvror erläuterten Varianten, wobei auch hier wiederum eine abgestufte Ausgestaltung der Verbussmasse 48 und 50 hinsichtlich ihrer Flexibilität entsprechend der in Fig. 1 E gezeigten vierten Variante möglich ist, so dass optional ein äußerer Abschnitt einer flexibleren Vergussmasse 50 im Bereich des folienartigen Leitungsträgers 30 aufgebracht sein kann.
Die schematische Detailansicht der Fig. 2A zeigt eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf eine Ausführungsvariante der Anschlusskontakte 16 des Halbleiterschaltkreises 12 des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10 (vgl. Figuren 1A bis 1 F). Die schematische Draufsicht der Fig. 2B zeigt die Verbindung der Kontaktvariante gemäß Fig. 2A mit den Leiterbahnen 38 des folienartigen Leitungsträgers 30. Wahlweise kann jedoch anstelle eines solchen folienartigen Leitungsträgers 30 ein Laminatmaterial eingesetzt werden. Die Fig. 2C zeigt zudem eine schematische Seitenansicht einer weiteren Verbindungsvariante für die Anschlusskontakte 16, die unter Hinzufügung eines dort aufgebrachten versteifenden Streifens 40 auf dem Leitungsträger 30 stabilisiert werden. Zudem zeigt die Fig. 2D eine schematische Seitenansicht einer weiteren Verbindungsvariante für die Anschlusskontakte 16, die hier als mehrreihiger Stecker ausgebildet sind.
Bei den in den Figuren 2A, 2B, 2C und 2D in verschiedenen Details und Ansichten gezeigten weiteren Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Schaltungsmoduls 10 sind die aus dem Gehäuse 14 seitlich herausgeführten Anschlusskontakte 16 des Halbleiterschaltkreises 12 (vgl. die Seitenansicht der Fig. 2C) an ihren endseitigen Kontaktseiten 34 abgeflacht und verbreitert (vgl. Fig. 2A), wie dies bei sog. SMD-Bauteilen (SMD - surface mounted device) in vielen Fällen vorgesehen ist. Mit diesen verbreiterten und abgeflachten Kontaktseiten 34 ihrer Anschlusskontakte 16 sind die Halbleiterschaltkreise 12 unter Vermeidung des in den Figuren 1A und 1 B gezeigten stabilen Zwischenträgers direkt auf korrespondierende Anschlusskontaktflächen 36 des folienartigen Leitungsträgers 30 oder des Laminatmaterials aufgebracht und dort angelötet. Bei dieser
Ausführungsvariante kann auf den Zwischenträger 18 gemäß Fig. 1 verzichtet werden, weil die besondere Form der Anschlusskontakte 34 des elektrischen Halbleiterschaltkreises 12 eine dauerhafte und zuverlässige Montage direkt auf den entsprechend gestalteten Leiterbahnen 38 des folienartigen Leitungsträgers 30 oder des Laminatmaterials erlaubt.
Wie dies die Fig. 2C verdeutlicht, können die Anschlusskontakte 16 mit ihren abgeflachten und verbreiterten endseitigen Kontaktseiten 34 auf
entsprechenden Anschlusskontaktflächen der Leiterbahnen 38 des folienartigen Leitungsträgers 30 oder des Laminatmaterials verlötet sein. Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn auf die Oberseiten der abgeflachten Kontaktseiten 34 der Anschlusskontakte 16 des Halbleiterschaltkreises 12 versteifende Streifen 40 gelegt bzw. aufgebracht sind. Diese versteifenden Streifen 40 können bspw. auf die Anschlusskontakte 16, 34 des Halbleiterschaltkreises 12 laminiert sein und sorgen für eine mechanische Stabilisierung und Versteifung der elektrisch leitenden Verbindungen zwischen dem Halbleiterschaltkreis 12 und dem
biegeweichen oder flexiblen Leitungsträger 30.
Eine weitere Funktion des versteifenden Streifens 40 in Fig. 2C liegt darin, dass die Anschlusskontakte 16 ansonsten oftmals nicht in ihre Gegenstücke eingesteckt werden können. Erst durch die Versteifung 40 kann bei der
Herstellung der Kontakte genügend Kraft aufgebracht werden, ohne dass die Kontakte 16 schon an ihren Trägersubstanzen ausweichen oder verbiegen.
Alternativ wird häufig ein aufwändiges Steckwerkzeug benötigt, was durch die Gestaltung gemäß Fig. 2C sowie auch gemäß Fig. 2D entfallen kann. Die Fig. 2D verdeutlicht eine abgewandelte Ausführungsvariante, bei der mehrere Folienleiter oder Folienleiterabschnitte bzw. die folienartigen
Leitungsträger 30 zusammengefasst sind, so dass mehrreihige Steckkontakte entstehen und mehrreihige Stecker (Terminals, Gehäuse,...) bestückt bzw.
angeschlossen werden können. Dabei liegt die Versteifung 40 in der gezeigten Weise bevorzugt zwischen den durch die benachbarten Leitungsträger 30 gebildeten Ebenen.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass auch bei der Versteifung 40 entsprechend den Figuren 2C und 2D ersatzweise oder zusätzlich die
Maßnahmen zur Reduzierung der Bruchgefahren im Bereich der Kontaktflächen 20 entsprechend der Figuren 1 C, 1 D, 1 E und/oder 1 F sinnvoll anwendbar sinnvoll sind. Dies betrifft die abgeschrägte Kante 46 (Fig. 1C), die zusätzliche
Vergussmasse 48 (Fig. 1 D) und/oder die ergänzend einsetzbare flexible
Vergussmasse 50 (Fig. 1 E sowie Fig. 1 F).
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte
Ausführungsform beschrieben. Es ist jedoch für einen Fachmann vorstellbar, dass Abwandlungen oder Änderungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen. Bezugszeichenliste Modul, Schaltungsmodul
Halbleiterschaltkreis
Gehäuse
Anschlusskontakte (des Halbleiterschaltkreises)
Zwischenträger, flächiger Zwischenträger
Kontaktflächen (des Zwischenträgers)
erste Seite (des Zwischenträgers)
Außenkontakte, randseitige Außenkontakte (des
Zwischenträgers)
zweite Seite (des Zwischenträgers)
Anschlusskontakte (des Leitungsträgers)
Leitungsträger, folienartiger Leitungsträger
Verbindungsleitungen (des Zwischenträgers)
Kontaktseiten, endseitige Kontaktseiten
Anschlusskontaktflächen (des folienartigen Leitungsträgers) Leiterbahnen (des folienartigen Leitungsträgers)
Streifen, versteifender Streifen, laminierter Streifen
Längsseite (des Zwischenträgers)
Kante (der Längsseite)
abgeschrägte Kante
Vergussmasse, zusätzliche Vergussmasse
flexible Vergussmasse
Lage, Leiterfolienlage

Claims

Ansprüche
1. Aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen Komponenten
bestehendes Schaltungsmodul (10), umfassend wenigstens einen integrierten Halbleiterschaltkreis (12), der in einem isolierenden Gehäuse (14)
eingeschlossen oder vergossen ist und über mehrere aus dem isolierenden Gehäuse (14) herausgeführte elektrische Anschlusskontakte (16) verfügt, welche elektrisch leitend mit Kontaktflächen (20) eines flächigen
Zwischenträgers (18) verbunden sind, wobei der integrierte
Halbleiterschaltkreis (12) mit seinem Gehäuse (14) auf einer ersten Seite (22) des flächigen Zwischenträgers (18) auf- oder anliegt, welcher flächige
Zwischenträger (18) über randseitige Außenkontakte (24) auf einer der ersten Seite (22) mit dem darauf auf- oder anliegenden Gehäuse (14) des integrierten Halbleiterschaltkreises (12) gegenüberliegenden zweiten Seite (26) verfügt, die mit korrespondierenden Anschlusskontakten (36) eines folienartigen
Leitungsträgers (30) elektrisch leitend verbunden sind, und wobei der flächige Zwischenträger (18) Verbindungsleitungen (32) zwischen den Kontaktflächen (20) und den Außenkontakten (24) aufweist.
2. Schaltungsmodul nach Anspruch 1 , bei dem die Verbindungsleitungen (32) des flächigen Zwischenträgers (18) zumindest oberflächlich auf diesem angeordnet sind und/oder verlaufen, insbesondere entlang einer der beiden Oberflächen oder Seiten (22, 26) oder beidseitig entlang jeder der beiden Oberflächen oder Seiten (22, 26) des flächigen Zwischenträgers (18) verlaufen.
3. Schaltungsmodul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Verbindungsleitungen (32) im flächigen Zwischenträger (18) integriert sind und den Zwischenträger (18) in ihrem Verlauf von einer Oberfläche zur anderen bzw. von einer Seite (22 oder 26) zur anderen (26 oder 22) durchdringen.
4. Schaltungsmodul nach Anspruch 3, bei dem die Verbindungsleitungen (32) in ihrem Verlauf von einer Oberfläche zur anderen bzw. von einer Seite zur anderen (22; 26) mindestens eine Kreuzungsstelle aufweisen.
5. Schaltungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die
Anschlusskontakte (16) des Halbleiterschaltkreises (12) über Drahtbond- Verbindungen und/oder über steife Drahtbeine und Lötverbindungen mit den Kontaktflächen (20) des Zwischenträgers (18) verbunden sind.
6. Schaltungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der flächige Zwischenträger (18) durch ein steifes Material wie Laminat o. dgl. oder durch ein flexibles Material, bestehend aus mehreren aneinander gefügte
Leiterfolienlagen (52), gebildet ist.
7. Schaltungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zumindest Übergangsbereiche zwischen dem flächigen Zwischenträger (18) und dem folienartigen Leitungsträger (30) zumindest teilweise in einer Vergussmasse (48; 50) eingebettet oder von dieser umhüllt sind.
8. Schaltungsmodul nach Anspruch 7, bei dem die Vergussmasse (48; 50) eine Flexibilität aufweist, die größer ist als die des flächigen Zwischenträgers (18), und die gleich oder kleiner ist als die Flexibilität des folienartigen
Leitungsträgers (30).
9. Schaltungsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die
Anschlusskontakte (16) des Halbleiterschaltkreises (12) an ihren
Verbindungsflächen (34) abgeflacht und/oder verbreitert und damit unter Vermeidung eines Zwischenträgers (18) direkt auf korrespondierende
Anschlusskontaktflächen (36) des folienartigen Leitungsträgers (30) aufgebracht sind.
10. Schaltungsmodul nach Anspruch 9, bei dem die Anschlusskontakte (16) elektrisch leitend mit den Anschlusskontaktflächen (36) des folienartigen Leitungsträgers (30) verbunden und dort flächig aufgebracht, insbesondere verlötet und/oder anderweitig verbunden sind.
11. Schaltungsmodul nach Anspruch 9 oder 10, bei dem auf die Oberseiten der Abflachungen (34) der Anschlusskontakte (16) des Halbleiterschaltkreises (12) versteifende Streifen (40) gelegt sind.
12. Schaltungsmodul nach Anspruch 11 , bei dem die versteifenden Streifen (40) auf den Anschlusskontakten (16) des Halbleiterschaltkreises (12) laminiert sind.
13. Verfahren zur Herstellung eines Schaltungsmoduls (10), das aus mehreren elektrisch leitend miteinander verbundenen Komponenten gebildet wird, nämlich aus wenigstens einem integrierten Halbleiterschaltkreis (12), der in einem isolierenden Gehäuse (14) eingeschlossen oder vergossen ist und über mehrere aus dem isolierenden Gehäuse (14) herausgeführte elektrische Anschlusskontakte (16) verfügt, welche elektrisch leitend mit Kontaktflächen (20) eines flächigen Zwischenträgers (18) verbunden werden, wobei der integrierte Halbleiterschaltkreis (12) mit seinem Gehäuse (14) auf einer ersten Seite (22) des flächigen Zwischenträgers (18) auf- oder angelegt wird, welcher flächige Zwischenträger (18) über randseitige Außenkontakte (24) auf einer der ersten Seite (22) mit dem darauf auf- oder anliegenden Gehäuse (14) des integrierten Halbleiterschaltkreises (12) gegenüberliegenden zweiten Seite (26) und über Verbindungsleitungen (32) zwischen den Kontaktflächen (20) und den Außenkontakten (24) verfügt, welche Außenkontakte (24) des
Zwischenträgers (18) mit korrespondierenden Anschlusskontakten (36) eines folienartigen Leitungsträgers (30) elektrisch leitend verbunden werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Anschlusskontakte (16) des Halbleiterschaltkreises (12) an ihren Verbindungsflächen (34) abgeflacht und/oder verbreitert sind und damit unter Vermeidung eines Zwischenträgers (18) direkt auf korrespondierende Anschlusskontaktflächen (36) des folienartigen Leitungsträgers (30) aufgebracht werden.
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