DE10023220C2

DE10023220C2 - Verbindungsanordnung

Info

Publication number: DE10023220C2
Application number: DE10023220A
Authority: DE
Inventors: Martin Franke; Eugen Faist
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Finisar Corp
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2002-06-13
Anticipated expiration: 2020-05-09
Also published as: DE10023220A1

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Leitkleber- Verbindungen zwischen einem elektrischen Anschlußkontakt auf einem Träger oder einer Leiterplatte einerseits und einem korrespondierenden Anschluß eines elektrischen oder elektronischen Bauelements andererseits.

Eine derartige Verbindungsanordnung geht prinzipiell aus dem Aufsatz "Flip Chip Bonding Using Isotropically Conductive Adhesives" von V. Rösner, J. Liu und Z. Lai in 1996 ECTC/IEEE, Seiten 578 bis 581 hervor. Bei derartigen Verbindungsanordnungen sind auf der Oberfläche oder Oberseite eines beispielsweise als Epoxy-Leiterplatte ausgebildeten Trägers ein oder mehrere Anschlußkontaktflächen ausgebildet. Derartige Anschlußkontakte werden auch als "Pads" bezeichnet und dienen zur Fixierung und zum elektrischen Anschluß von Bauelementen bzw. deren Anschlußkontakten. Die Bauelemente sind üblicherweise als sogenannte oberflächenmontierbare Bauelemente (SMD) ausgebildet und haben dem Anschlußkontakt zugewandte Kontaktflächen, die über einen elektrisch leitfähigen Klebstoff mit dem Anschlußkontakt des Trägers elektrisch und mechanisch verbunden werden. An diese Verbindungen werden sowohl hinsichtlich der elektrischen als auch der mechanischen Zuverlässigkeit hohe Anforderungen gestellt.

Diese Verbindungsanordnungen haben gegenüber konventionellen Verbindungsarten, beispielsweise Löten, erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile; der Verbindungsprozeß ist vergleichsweise einfach und bedarf insbesondere im Vergleich zum Lötverfahren keiner weiteren Hilfsmittel, z. B. Flußmittel. Gewisse Probleme können sich hinsichtlich einer ausreichenden Haftung des Klebstoffes auf den Anschlußkontaktflächen bzw. auf dem Träger selbst ergeben, die notwendig ist, um eine hinreichende mechanische Stabilität der Verbindungsanordnung zu gewährleisten.

Aus der DE 198 60 716 C1, veröffentlicht am 28.09.2001, ist eine Verbindungsanordnung bekannt, bei der ein Bauteil mit seinem elektrischen Kontakt über einen elektrisch leitfähigen Klebstoff mit einem Anschlußkontakt verbunden ist. Der Anschlußkontakt befindet sich auf einem Trägerelement und weist Ausnehmungen auf, die mit dem elektrisch leitfähigen Klebstoff gefüllt sind.

Die DE 36 33 926 A1 beschreibt eine Verbindungsanordnung für eine PIN-Diode mit einer auf einer Oberseite eines Trägersubstrates angeordneten Leiterbahn. Die PIN-Diode ist durch Kleben elektrisch leitend auf der Leiterbahn fixiert. Das Trägersubstrat, auf dem die Leiterbahn angeordnet ist, weist Durchgangsöffnungen auf, über die die Leiterbahnen an der Oberseite elektrisch mit Leiterbahnen der Unterseite verbunden sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung einer eingangs genannten Verbindungsanordnung dahin, daß zwischen dem Abschlußkontakt auf dem Träger und dem Klebstoff eine mechanisch und elektronisch zuverlässige und hochwertige Verbindung geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Erfindungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger eine Vertiefung aufweist, die wenigstens teilweise im Bereich des elektrischen Anschlußkontakts ausgebildet und zumindest teilweise von dem leitfähigen Klebstoff ausgefüllt ist.

Der Erfindung liegt als eine wesentliche Erkenntnis der Aspekt zugrunde, daß mit Hilfe der Vertiefung eine Berührungsfläche zwischen dem Klebstoff und dem Träger vergrößert ist, so daß die Eigenschaften der Verbindung zwischen dem Klebstoff und dem Abschlußkontakt hinsichtlich einer mechanischen Belastbarkeit, insbesondere durch Scherkräfte wesentlich verbessert sind. Das teilweise Eingreifen des leitfähigen Klebstoffs in die Vertiefung führt zu einer mechanisch stabileren Verbindungsanordnung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zumindest auf einem Teil einer Oberfläche der Vertiefung eine Metallisierung gebildet ist, die wenigstens teilweise von dem leitfähigen Klebstoff bedeckt ist. Hierdurch wird der von dem leitfähigen Klebstoff überdeckte Bereich des Anschlußkontakts gezielt vergrößert, so daß die Verbindungsanordnung hinsichtlich der Ausbildung eines elektrischen Kontakts zwischen dem Anschlußkontakt und dem Klebstoff verbessert ist.

Eine hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit bevorzugte Gestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung sieht vor, daß die Vertiefung als eine Durchgangsöffnung durch den Träger hindurch ausgebildet ist. Hierdurch kann eine größere Menge des Klebstoffs in die Vertiefung fließen.

Zweckmäßig kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, daß mit Hilfe der Metallisierung der Oberfläche der Vertiefung eine Durchkontaktierung ausgebildet ist. Hierdurch können elektrische oder elektronische Bauelemente, die mit Hilfe des leitfähigen Klebstoffs auf einer Seite des Trägers montiert sind, mit Leiterbahnen oder Kontakten anderer elektrischer oder elektronischer Bauelemenet verbunden werden, die auf einer anderen Seite des Trägers angeordnet sind.

Vorteilhaft weist die Vertiefung in einem oberen Randbereich eine Wulst auf, die zumindest teilweise von dem leitfähigen Klebstoff formschlüssig bedeckt ist, wodurch die Verbindungsanordnung hinsichtlich der mechanischen Stabilität, insbesondere gegenüber Zugkräften verbessert ist, die in einer Richtung von der Oberfläche des Trägers weg wirken, auf welcher der Anschlußkontakt angeordnet ist.

Eine hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung sieht vor, daß die Wulst wenigstens teilweise als ein Abschnitt der Metallisierung der Oberfläche der Vertiefung ausgebildet ist.

Die Vertiefung kann ohne größeren Mehraufwand bei der Herstellung des Trägers auf einfache Weise geschaffen werden, wenn die Vertiefung eine Bohrung ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Träger, auf dem ein elektrisches oder ein elektronisches Bauelement mit Hilfe eines leitfähigen Klebstoffs befestigt ist; und

Fig. 2 einen weitere Ausführungsform eines Trägers, auf dem ein elektrisches oder ein elektronisches Bauelement mit Hilfe eines leitfähigen Klebstoffs befestigt ist.

Gemäß Fig. 1 ist ein elektrisches oder ein elektronisches Bauelement 1 auf einem Träger 2 montiert. Bei dem Bauelement 1 handelt es sich beispielsweise um eine Sende- oder eine Empfangsdiode eines optischen Moduls. Als Träger 2 sind beispielsweise Leiterplatten, insbesondere aus Epoxy einsetzbar.

Das Bauelement 1 weist auf einer Unterseite 3 Anschlußkontakte 4 auf und ist mit Hilfe eines leitfähigen Klebstoffs 5 auf einem elektrischen Anschlußkontakt 6 des Trägers 2 befestigt. Der Anschlußkontakt 6 des Trägers 2 ist mit Hilfe einer Metallisierung gebildet, die bei der Herstellung des Trägers 2 aufgebracht wird. Die Metallisierung ist beispielsweise aus einem Kupfermaterial gebildet.

Gemäß Fig. 1 ist mit Hilfe der Metallisierung des Anschlußkontakts 6 in einer Durchgangsöffnung 7 in dem Träger 2 eine Durchkontaktierung 8 gebildet. Die Durchgangsöffnung 7 ist bei der Herstellung des Trägers 2, der beispielsweise als eine Leiterplatte ausgeführt ist, ohne größeren Mehraufwand erzeugbar. Bei der Durchgangsöffnung 7 kann es sich beispielsweise um eine Bohrung handeln.

Um nach dem Ausbilden der Durchgangsöffnung 7 in dem Träger 2 die Durchkontaktierung 8 zu schaffen, wird der Träger 2 im Bereich der Durchgangsöffnung 7 metallisiert. Hierbei bildet sich prozeßbedingt in einem oberen Randbereich 9 und einem unteren Randbereich 10 der Durchgangsöffnung 7 jeweils eine Wulst 11, 12.

Beim späteren Aufsetzen des Bauelements 1 auf den teilweise metallisierten Träger 2 läuft der leifähige Klebstoff 5 aufgrund der materialspezifischen Viskosität des Klebstoffs 5 und des beim Aufsetzen des Bauelements 1 ausgübten Drucks in die Durchgangsöffnung 7 und umschließt die Wulst 11 im oberen Randbereich 9. Die Durchgangsöffnung 7 kann nach dem Aufsetzen des Bauelements 1 teilweise oder Vollständig mit dem leitfähigen Klebstoff 5 ausgefüllt sein.

Über die Anschlußkontakte 4, den leitfähigen Klebstoff 5 und die Durchkontaktierung 8 kann das Bauelement 1 mit Leitungsbahnen oder anderen elektrischen/elektronischen Bauelementen (nicht dargestellt) elektrisch verbunden werden, die auf einer von dem Bauelement 1 abgewandten Seite 13 des Trägers 2 angeordnet sein können.

Das wenigstens teilweise formschlüssige Umfassen der Wulst 11 durch den leitfähiggen Klebstoff 5 sichert eine mechanische Stabilität der Anordnung des Bauelements 1 auf dem Anschlußkontakt 6 des Trägers 2.

Die vorteilhafte mechanische Belastbarkeit der Verbindungsanordnung ergibt sich auch, wenn in dem Träger 2 anstelle der Durchgangsöffnung 7 eine Vertiefung 14 vorgesehen ist. Dieses ist in Fig. 2 dargestellt. Auch in diesem Fall bildet sich in einem oberen Randbereich 15 der Vertiefung 14 eine Wulst 16. Der leitfähige Klebstoff 5 gelangt beim Aufbringen des Bauelements 1 in die Vertiefung 14 und umfaßt die Wulst 16 im oberen Randbereich 15 der Vertiefung 14 ist. Die Vertiefung 14 ist bevorzugt als eine Bohrung ausgebildet.

Claims

1. Verbindungsanordnung mit einem Träger (2), auf dem ein elektrischer Anschlußkontakt (6) ausgebildet ist, und einem elektrisch leitfähigen Klebstoff (5), der auf den elektrischen Anschlußkontakt (6) aufgebracht ist, dadu rch gekennzeichnet, daß der Träger (2) eine Vertiefung (7; 14) aufweist, die wenigstens teilweise im Bereich des elektrischen Anschlußkontakts (6) ausgebildet und zumindest teilweise von dem leitfähigen Klebstoff (5) ausgefüllt ist.

2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß zumindest auf einem Teil einer Oberfläche der Vertiefung (7; 14) eine Metallisierung gebildet ist, die wenigstens teilweise von dem leitfähigen Klebstoff (5) bedeckt ist.

3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung als eine Durchgangsöffnung (7) durch den Träger (2) hindurch ausgebildet ist.

4. Verbindungsanordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Metallisierung der Oberfläche der Vertiefung (7) eine Durchkontaktierung (8) ausgebildet ist.

5. Verbindungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (7; 14) in einem oberen Randbereich (9) eine Wulst (11; 15) aufweist, die zumindest teilweise von dem leitfähigen Klebstoff (5) formschlüssig bedeckt ist.

6. Verbindungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wulst (11) als ein Abschnitt der Metallisierung der Oberfläche der Vertiefung (7; 14) ausgebildet ist.

7. Verbindungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (7; 14) eine Bohrung ist.