專利名稱：電子組件以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子組件，所述電子組件帶有至少一個(gè)用于支撐組件的、被機(jī)械 保護(hù)件包圍的導(dǎo)體襯底。此外本發(fā)明還涉及一種目標(biāo)在于所述電子組件的制造方法。
背景技術(shù)：
為了保護(hù)電子組件，該電子組件被封裝在殼體中。特別是在混合技術(shù)中，通過(guò)昂貴 的安裝過(guò)程將裝配的和壓焊的襯底襯板安裝在預(yù)先制造的殼體中，為此通常的步驟順序是 將襯底粘貼在底板上、安裝殼體、壓焊襯底、鋪設(shè)襯底、裝配蓋板以及殼體完整性安裝。對(duì) 此，一方面，相對(duì)高的制造費(fèi)用和高的加工深度是不利的，其分別與極高的成本相聯(lián)系。另 一方面，由于給定的殼體形式而可能導(dǎo)致的尺寸很大，這是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種電子組件，該電子組件在小空間上提供在給予保護(hù)的 殼體中盡可能大的線路密度，并且能簡(jiǎn)單地且低成本地制造。特別是在此還會(huì)實(shí)現(xiàn)所述電 路元件良好的散熱。對(duì)此提出了一種電子組件，所述電子組件帶有至少一個(gè)用于支撐組件的、被機(jī)械 保護(hù)件包圍的導(dǎo)體襯底。規(guī)定，所述導(dǎo)體襯底被作為機(jī)械保護(hù)件的模制材料包圍并且借助 于至少一個(gè)固有剛性的、彈性的電連接導(dǎo)體被接觸，其中所述連接導(dǎo)體還至少部分地嵌入 模制材料中。通過(guò)將所述連接導(dǎo)體(例如沖壓柵格)嵌入模制材料中，實(shí)現(xiàn)了其就位正確 的、不能移動(dòng)的布置。所述導(dǎo)體襯底本身被作為機(jī)械保護(hù)件的模制材料包圍，從而將如由現(xiàn) 有技術(shù)已知的、單獨(dú)的殼體完全地取消。在一種實(shí)施方式中規(guī)定，為了散熱，使所述導(dǎo)體襯底的外側(cè)至少部分地從所述模 制材料中伸出。通過(guò)外側(cè)從模制材料中伸出，可以以非常簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)電路布置的散熱。 在此通過(guò)在伸出的外側(cè)的區(qū)域包圍所述電子組件的空氣進(jìn)行散熱，并且穿過(guò)所述導(dǎo)體襯 底。如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于散熱的特殊殼體可以被取消。在另一實(shí)施方式中，所述導(dǎo)體襯底的外側(cè)或者側(cè)面設(shè)置在基體上，特別是在底板 上，該底板至少部分地從模制材料中伸出，用于散熱。通過(guò)在底板或者基體上的設(shè)置，可以 將熱量大面積地散發(fā)到基體中或者經(jīng)過(guò)基體散發(fā)，特別是當(dāng)所述基體由導(dǎo)熱性非常好的材 料，例如由金屬制成時(shí)。如果將所述基體設(shè)置為從模制材料中伸出，則能實(shí)現(xiàn)電子組件特別 好的散熱，而為此不需要特別的制造費(fèi)用。在另一實(shí)施方式中，將至少兩個(gè)導(dǎo)體襯底設(shè)置為互相間隔，其中所述連接導(dǎo)體被 設(shè)置在所述導(dǎo)體襯底之間并且與兩個(gè)導(dǎo)體襯底電連接。如此實(shí)現(xiàn)了電子組件特別高的封裝 密度，其中通過(guò)將所述連接導(dǎo)體設(shè)置在所述導(dǎo)體襯底之間以及兩個(gè)導(dǎo)體襯底的同時(shí)接觸確 保了非常簡(jiǎn)單的、成本非常低的多倍接觸。優(yōu)選地將所述兩個(gè)導(dǎo)體襯底設(shè)置為互相平行或 者幾乎互相平行，其中將所述連接導(dǎo)體設(shè)置為大致在導(dǎo)體襯底中間，互相間隔開。盡管如 此，通過(guò)這個(gè)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)非常好的散熱。
優(yōu)選的是，所述連接導(dǎo)體的至少一段從模制材料中伸出，作為電接口。通過(guò)這種方 式不僅能實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單的多倍接觸，而且同時(shí)集成了用于所述電子組件的插接器功能。對(duì) 此不需要附加的部件，例如刀形開關(guān)。在另一種實(shí)施方式中，所述導(dǎo)體襯底是電路板。所述電路板在現(xiàn)有技術(shù)中是充分 地已知的。這些電路板可以用特別簡(jiǎn)單的方法安裝并集成到所述組件中。在另一種實(shí)施方式中規(guī)定，所述連接導(dǎo)體通過(guò)偏壓貼靠在所述導(dǎo)體襯底上。所述 連接導(dǎo)體為了接觸的目的通過(guò)偏壓貼靠在所述導(dǎo)體襯底上，從而可以通過(guò)連接導(dǎo)體的彈性 結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與所述導(dǎo)體襯底的接觸。偏壓可通過(guò)導(dǎo)體襯底和連接導(dǎo)體相對(duì)彼此的空間布置以 非常簡(jiǎn)單的方式產(chǎn)生。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)燒結(jié)連接使所述連接導(dǎo)體與導(dǎo)體襯底燒結(jié)并且由 此電連接以及機(jī)械連接。特別地，在可靠性和在極端條件下的使用方面，通過(guò)燒結(jié)材料的內(nèi) 擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的燒結(jié)連接特別有利于連接導(dǎo)體和導(dǎo)體襯底的機(jī)械固定以及電接觸。在少數(shù)要求 高的應(yīng)用中可以如上面所描述的、通過(guò)純機(jī)械的彈簧接觸進(jìn)行接觸，而對(duì)于溫度經(jīng)常變化 和大溫度范圍以及例如在機(jī)械負(fù)載下(振動(dòng)等)的應(yīng)用，用于實(shí)現(xiàn)更高的工作可靠性的燒 結(jié)連接是極其有利的。特別優(yōu)選的是，所述燒結(jié)連接為低溫?zé)Y(jié)連接。在此低溫?zé)Y(jié)連接是一種可以通 過(guò)在低溫時(shí)燒結(jié)的金屬例如銀-納米粉引起的燒結(jié)連接，該金屬在典型地大約200°c的溫 度下通過(guò)需接觸的燒結(jié)位置之間的內(nèi)擴(kuò)散產(chǎn)生機(jī)械連接。理想的是，在此，為插入件，也就 是連接導(dǎo)體和/或?qū)w襯底，在其各接觸位置上鍍上鎳和/或金，用于促進(jìn)銀的內(nèi)擴(kuò)散并由 此加強(qiáng)機(jī)械固定。還可以選擇性地為所述接觸位置鍍上鎳和/或鈀和/或金和/或這些金 屬的合金。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述導(dǎo)體襯底為低溫共燒陶瓷(LTCC)。低溫共燒陶瓷 是這樣一種陶瓷，其中所述導(dǎo)體襯底構(gòu)造為多層，所述多層與在所謂的厚膜工藝中不同，可 以以單一的過(guò)程產(chǎn)生(共燒)。在現(xiàn)有技術(shù)中，這種混合模塊的封裝與極高的費(fèi)用和相對(duì)大 的殼體構(gòu)造形式相關(guān)聯(lián)，其中僅通過(guò)設(shè)計(jì)復(fù)雜的殼體實(shí)現(xiàn)散熱。這個(gè)缺點(diǎn)可以通過(guò)依據(jù)本 發(fā)明的這種實(shí)施方式得以解決。此外提出了一種用于制造電子組件的方法，該電子組件具有至少一個(gè)用于支撐組 件的、被機(jī)械保護(hù)體包圍的導(dǎo)體襯底，其中實(shí)施下列步驟a)將所述導(dǎo)體襯底布置在模具中，b)將固有剛性的、彈性的電連接導(dǎo)體布置在所述導(dǎo)體襯底的對(duì)面位置，其中所述 連接導(dǎo)體至少部分地與所述導(dǎo)體襯底預(yù)緊地接觸，c)用模制材料模注前面所獲得的布置結(jié)構(gòu)，用于構(gòu)成機(jī)械保護(hù)體。因此將所述導(dǎo)體襯底布置在模具中，隨后在該模具中實(shí)現(xiàn)模制。與此相對(duì)地，所述 連接導(dǎo)體被布置在所述導(dǎo)體襯底的對(duì)面位置，其中所述連接導(dǎo)體與導(dǎo)體襯底相接觸，但在 連接導(dǎo)體和導(dǎo)體襯底之間的接觸應(yīng)在的位置處。如果這種布置存在，那么將模制材料放入 所述模具中，對(duì)這樣獲得的導(dǎo)體襯底和連接導(dǎo)體的布置結(jié)構(gòu)進(jìn)行模注構(gòu)成機(jī)械保護(hù)件。與 在現(xiàn)有技術(shù)中不同的是，也就是不在現(xiàn)成的作為單獨(dú)零件的殼體中插入任何部件。在對(duì)所 描述的布置結(jié)構(gòu)用模制材料模注時(shí)產(chǎn)生所述機(jī)械保護(hù)件(在最廣泛的意義上也就是需新 建立的殼體)。
優(yōu)選地提供一種方法，在此方法中，在前面所描述的方法順序之前，借助于在低溫 下燒結(jié)的用于在連接導(dǎo)體的區(qū)域中燒結(jié)的金屬，特別是銀-納米粉和/或鎳和/或鈀和/ 或金以及金屬的化合物，在所述導(dǎo)體襯底上形成接觸位置。優(yōu)選的是，在用模制材料壓力注塑包封時(shí)和/或在模制材料散熱時(shí)，進(jìn)行所述區(qū) 域的燒結(jié)。不需要特殊的方法步驟用于燒結(jié)，這里即涉及低溫?zé)Y(jié)，該低溫?zé)Y(jié)是在模注 的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。所述模制材料具有例如大約為300°C的溫度，其中燒結(jié)在溫度大約為 200°C已經(jīng)開始。在一種優(yōu)選的方法方案中，所述導(dǎo)體襯底在模制之前與基體，特別是能導(dǎo)熱的底 板連接或者設(shè)置在其上面和/或旁邊。由此實(shí)現(xiàn)輕微的散熱。在一種特別優(yōu)選的方法方案 中，為了實(shí)現(xiàn)高封裝密度，在模注之前各在相對(duì)的位置設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)體襯底，其中為了使兩個(gè) 導(dǎo)體襯底至少部分地同時(shí)接觸，將所述連接導(dǎo)體設(shè)置在兩個(gè)導(dǎo)體襯底之間。當(dāng)然也可以將 所述連接導(dǎo)體設(shè)置為至少部分性地從所述模制材料伸出，用于構(gòu)成插接器。當(dāng)然在此這種方法方案也是可能的，在此方法中，分別在相對(duì)位置設(shè)置多于兩個(gè) (例如三個(gè)、四個(gè)或者更多)的導(dǎo)體襯底，并且其中可以在這些導(dǎo)體襯底之間分別設(shè)置用于 使相對(duì)的導(dǎo)體襯底至少部分地同時(shí)接觸的連接導(dǎo)體，其中還可以同時(shí)將相應(yīng)的連接導(dǎo)體設(shè) 置為從模制材料中伸出用于外部接觸。為了盡可能好的散熱，分別在這種堆疊的上側(cè)和下 側(cè)設(shè)置需要最大溫度散發(fā)的導(dǎo)體襯底，因此，該導(dǎo)體襯底可以至少部分地從模制材料中伸 出或者通過(guò)底板被構(gòu)造為至少部分地從模制材料中伸出。在另一特別優(yōu)選的方法方案中，在關(guān)閉模具時(shí)偏壓所述連接導(dǎo)體使其貼靠在至少 一個(gè)導(dǎo)體襯底上。這意思是，所述連接導(dǎo)體松松地放置在或者貼靠在所述至少一個(gè)導(dǎo)體襯 底上，并且通過(guò)下列方式產(chǎn)生偏壓用于在連接導(dǎo)體和導(dǎo)體襯底之間建立可靠接觸將所述 模具關(guān)閉而且通過(guò)模具的關(guān)閉改變連接導(dǎo)體和導(dǎo)體襯底之間的相對(duì)位置，即距離縮短；這 樣產(chǎn)生所期望的偏壓。其它有利的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求和它們的組合產(chǎn)生。


下面將借助于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地闡述，但不限于此。附圖中示出了帶有兩個(gè)導(dǎo)體襯底和布置在其間的連接導(dǎo)體的電子組件，該連接導(dǎo) 體還被構(gòu)成為插接器。
具體實(shí)施例方式附圖示出了電子組件1，所述電子組件帶有兩個(gè)大致上平行對(duì)置地設(shè)置的導(dǎo)體襯 底2，即低溫共燒陶瓷(LCTT)3。電子模塊4例如半導(dǎo)體5設(shè)置在所述導(dǎo)體襯底上。這些電 子模塊例如通過(guò)壓焊絲6釬焊或壓焊在所述導(dǎo)體襯底2上。在此所述導(dǎo)體襯底2這樣平面 平行地且互相間隔地設(shè)置，從而在所述導(dǎo)體襯底之間設(shè)置連接導(dǎo)體7，該連接導(dǎo)體例如至少 部分地被構(gòu)造成沖壓柵格8的形式。這個(gè)連接導(dǎo)體7具有彈性的接觸彈簧9，用于接觸所述 導(dǎo)體襯底2，所述接觸彈簧優(yōu)選地例如通過(guò)沖壓和成型與所述連接導(dǎo)體7構(gòu)成為一體。以所 述導(dǎo)體襯底2彼此間的間隔為條件，所述接觸彈簧9通過(guò)偏壓貼靠在各所述導(dǎo)體襯底2的 接觸位置10上。在所述接觸位置10的區(qū)域中在所述導(dǎo)體襯底2上涂覆在低溫下燒結(jié)的金屬，特別是銀-納米粉和/或鎳和/或鈀和/或金。優(yōu)選地也在接觸彈簧9的與所述接觸 位置10處于接觸的端部11上涂覆這種金屬。通過(guò)模制材料12將之前所描述的由導(dǎo)體襯 底2和連接導(dǎo)體7所組成的布置結(jié)構(gòu)模注，其中將用于導(dǎo)體襯底2和嵌入的連接導(dǎo)體7的 機(jī)械保護(hù)件13構(gòu)造為通過(guò)模注所產(chǎn)生的殼體14的形式，由此構(gòu)成所述電子組件1。因此不 需要作為獨(dú)立零件的單獨(dú)的殼體。通過(guò)用模制材料12模注，在所述接觸彈簧9和所述接觸 位置10的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱導(dǎo)入，從而在那里使在低溫下燒結(jié)的金屬形成燒結(jié)連接15。優(yōu)選的 是低溫?zé)Y(jié)連接16。由此不僅在所述接觸彈簧9之間產(chǎn)生非常好的電連接并且由此通過(guò) 所述接觸位置10產(chǎn)生與所述連接導(dǎo)體7的非常好的電連接，而且還產(chǎn)生所述連接導(dǎo)體7的 機(jī)械固定，即通過(guò)所述接觸彈簧9與各導(dǎo)體襯底2的機(jī)械固定。這種結(jié)構(gòu)特別是在有機(jī)械 負(fù)載如振動(dòng)時(shí)工作非?？煽俊Ｋ鰧?dǎo)體襯底2以其背面17平放在基體18上，即在由導(dǎo)熱 材料20制成的底板19上。在模制材料冷卻后，這些基體超過(guò)模制材料伸出，而且更確切地 說(shuō)，其背向所安裝的導(dǎo)體襯底2的側(cè)面21伸出。由此實(shí)現(xiàn)所述電子組件1非常好的散熱， 而不需要附加的冷卻體或者特別設(shè)置的且為相應(yīng)的應(yīng)用情況設(shè)計(jì)的、單獨(dú)的殼體，從而以 有利的方式提高了工作可靠性。在此通過(guò)模具(未示出)實(shí)現(xiàn)了所示電子組件1的特別簡(jiǎn) 單且成本低的制造，特別是在模注時(shí)或者更確切地說(shuō)在關(guān)閉模具時(shí)產(chǎn)生所提及的偏壓，通 過(guò)該偏壓連接導(dǎo)體7或者更確切地說(shuō)其接觸彈簧9貼靠在所述導(dǎo)體襯底2或者更確切地說(shuō) 其接觸位置10上。此外通過(guò)所述連接導(dǎo)體7可以產(chǎn)生所述電子組件1的電接口 22，其中， 即所述連接導(dǎo)體7被設(shè)置為至少部分從所述模制材料12伸出。由此以非常有利和低成本 的方式省去附加的接觸裝置，例如由現(xiàn)有技術(shù)已知的刀形開關(guān)。特別是在微混合電路技術(shù) 領(lǐng)域能制造這樣成本低且運(yùn)行十分可靠的電子組件。
權(quán)利要求
1.一種電子組件，所述電子組件帶有至少一個(gè)用于支撐組件的、被機(jī)械保護(hù)件包圍的 導(dǎo)體襯底，其特征在于，所述導(dǎo)體襯底( 被作為機(jī)械保護(hù)件(1 的模制材料(1 所包圍 并且借助于至少一個(gè)固有剛性的、彈性的電連接導(dǎo)體(7)被接觸，其中所述連接導(dǎo)體(7)至 少部分地嵌入到所述模制材料(1 中。
2.按照權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于，為了散熱，所述導(dǎo)體襯底O)的外側(cè)至少 部分地從所述模制材料(1 中伸出。
3.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述導(dǎo)體襯底O)的外側(cè) 或者側(cè)面設(shè)置在基體(18)上，特別是底板(19)上，該底板為了散熱至少部分地從所述模制 材料(12)中伸出。
4.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，具有至少兩個(gè)被設(shè)置為彼 此間隔的導(dǎo)體襯底O)，其中所述連接導(dǎo)體(7)設(shè)置在所述導(dǎo)體襯底( 之間并且與兩個(gè)導(dǎo) 體襯底⑵電連接。
5.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述連接導(dǎo)體(7)的至少 一段從所述模制材料(12)中伸出作為電接口。
6.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述導(dǎo)體襯底(2)是電路板。
7.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述連接導(dǎo)體(7)通過(guò)偏 壓貼靠在所述導(dǎo)體襯底( 上。
8.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述連接導(dǎo)體(7)與所述 導(dǎo)體襯底( 通過(guò)燒結(jié)連接(1 燒結(jié)。
9.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述燒結(jié)連接(15)是低溫 燒結(jié)連接(16)。
10.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的組件，其特征在于，所述導(dǎo)體襯底( 是低溫 共燒陶瓷(LTCC) (3)。
11.一種用于制造電子組件的方法，該電子組件具有至少一個(gè)用于支撐組件的、被機(jī)械 保護(hù)件包圍的導(dǎo)體襯底，所述方法包括以下步驟a)將所述導(dǎo)體襯底布置在模具中，b)將固有剛性的、彈性的電子連接導(dǎo)體布置在所述導(dǎo)體襯底的對(duì)面位置，其中所述連 接導(dǎo)體至少部分地與所述導(dǎo)體襯底預(yù)緊地接觸，c)用模制材料模注前面所獲得的布置結(jié)構(gòu)，用于形成機(jī)械保護(hù)件。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟a)之前，借助于在低溫下燒結(jié)的 用于與所述連接導(dǎo)體的區(qū)域燒結(jié)的金屬，特別是銀-納米粉和/或鎳和/或鈀和/或金，在 所述導(dǎo)體襯底上構(gòu)成接觸位置。
13.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在用模制材料壓力注塑包 封時(shí)和/或在所述模制材料散熱時(shí)實(shí)現(xiàn)所述燒結(jié)。
14.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在模制之前，將所述導(dǎo)體 襯底與基體，特別是能導(dǎo)熱的底板相連接或設(shè)置在基體上面和/或基體旁邊。
15.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在模注之前，將兩個(gè)導(dǎo)體 襯底分別設(shè)置在對(duì)面位置，其中將用于使兩個(gè)導(dǎo)體襯底至少部分地同時(shí)接觸的所述連接導(dǎo)體設(shè)置在所述兩個(gè)導(dǎo)體襯底之間。
16.按照上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在關(guān)閉模具時(shí)偏壓所述連 接導(dǎo)體使其貼靠在至少一個(gè)導(dǎo)體襯底上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子組件，所述電子組件帶有至少一個(gè)用于支撐組件的、被機(jī)械保護(hù)件(13)所包圍的導(dǎo)體襯底(2)。規(guī)定所述導(dǎo)體襯底(2)被作為機(jī)械保護(hù)件(13)的模制材料(12)包圍并且借助于至少一個(gè)固有剛性的、彈性的電連接導(dǎo)體(7)被接觸，其中所述連接導(dǎo)體(7)還至少部分地嵌入所述模制材料(12)中。此外本發(fā)明涉及一種目標(biāo)在于此的制造方法。
文檔編號(hào)H05K3/28GK102090156SQ200980127396
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者U·格貝爾, W·勒特林施奧埃費(fèi) 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司