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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil, das eine Leiterplatte
aufweist, die an mindestens einer definierten Stelle elektrisch
mit einem ein Halbleiterelement tragendes Trägerelement verbunden ist, wobei
zumindest die der Leiterplatte zugewandte Oberfläche des Trägerelements mit einer Schicht
aus einem Schutzmaterial versehen ist.
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Um
eine Leiterplatte einerseits und ein ein Halbleiterelement tragendes
Trägerelement
andererseits, das auch als Halbleitermodul bezeichnet wird, miteinander
elektrisch zu verbinden, sind im Stand der Technik verschiedene
Lösungen
bekannt.
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Meist
wird eine Technik eingesetzt, bei der durch die Leiterplatte (als
PCB – Printed
Circuit Board – ausgebildet)
zylindrische Stifte (Pins) durch entsprechende Bohrungen durchgesteckt
werden, die mittel einer Lötverbindung
festgelegt werden, womit sowohl eine mechanische als auch eine elektrische
Verbindung hergestellt wird. Dafür
werden verschiedene Lötverfahren
angewendet, beispielsweise das sog. selektive Löten oder das Schwallbadlöten. Dieser
Prozessschritt stellt einen zusätzlichen
Lötprozess
dar, der nach dem sog. Reflowlöten
(s. unten) erfolgt, durch das die sonstigen Bauelemente auf der
Leiterplatte festgelegt werden.
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Insbesondere
in Frequenzumrichtern ist häufig
eine Verbindung zwischen der Leiterplatte und einem mit Halbleiterelementen
bestückten
Trägerelement
(Halbleitermodul) herzustellen, wobei die elektrische und mechanische
Verbindung im Betrieb starken Belastungen ausgesetzt ist, beispielsweise durch
thermomechanische Spannungen, durch Rüttelbeanspruchung und durch
Verschmutzung. Dafür ist
eine besonders gute elektrische und mechanische Verbindungstechnik
nötig,
um die Betriebssicherheit des elektrischen Geräts sicherzustellen.
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US 5096227 A zeigt
ein Steckelement mit einem unteren Gehäuse und einer oberen Abdeckung. Dieses
beinhaltet eine Leiterplatte, welche von beiden Seiten zur Isolierung
der verschiedenen elektrischen Einheiten von Füllmaterial umgeben ist. Ein elektrisches
Kontaktelement wird nach außen
zu einer Stecker aufnehmenden Einheit geführt und innerhalb, anhand eines
Clipelements, an der Leiterplatte angeklemmt. Die Clipverbindung
ist auf Grund ihrer zweiteiligen Ausführung unter Beanspruchung leicht lösbar.
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In
DE 103 57 999 A1 wird
ein Federverbinder für
elektronische Geräte
offenbart. Dieser umfasst ein Gehäuse, leitende Filme, eine Schraubenfeder und
ein Sperrelement. Zum verbinden elektronischer Bauteile in einem
elektronischen Gerät
mit einem Schaltungssubstrat, wird ein Federverbinder mit einem
Schieber welcher gleitend in einem Rohr angebracht ist, durch eine
Feder nach außen
gedrängt. Der
Federverbinder wird an dem Schaltungssubstrat befestigt und der
Schieber gegen eine Polelektrode des elektronischen Bauteils gedrückt, um
das Bauteil mit dem Schaltungssubstrat elektronisch zu verbinden.
Nachteilig ist hier, dass ein Schaltungssubstrat erst an die Polelektroden
befestigt werden muss und somit der sichere Kontakt nicht gewährleistet
ist.
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DE 103 43 256 A1 befasst
sich mit der elektrischen Verbindung zwischen einem BGA – Package und
einer Signalquelle. Die Kontaktstrukturen gehören zu einer flexiblen Leiterplatte
die Cu-Leiterbahnen aufweist, die zwischen flexiblen Kunststoffschichten
angeordnet sind, dass sich durch die Leiterplatte säulen- oder
hülsenförmige Kontaktelemente
erstrecken, die mit den Cu-Leiterbahnen elektrisch verbunden sind
und einseitig nach oben aus einer der Kunststoffschichten hervorstehen.
Der Kontakt zwischen dem Chip und den Kontaktelementen wird nur durch
einen definierten Druck auf das Chip realisiert und lässt sich
nicht ohne weiteres wieder lösen.
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Bekannt
ist es insbesondere zur Sicherstellung einer besonders guten Verbindung,
ein Druckkontaktsystem mit Federn zwi schen der Leiterplatte und
dem Trägerelement
des Halbleiterelements einzusetzen, das neben der elektrischen und
mechanischen Verbindung auch die thermische Anbindung an einen Kühlkörper gewährleistet.
Realisiert wird dies meist durch in das Gehäuse integrierte Kunststoffstege
und ein Verschraubungssystem.
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Bekannt
geworden ist des weiteren eine Lösung,
bei der federelastische Kontaktelemente, die am einen Bauteil (Leiterplatte)
angeordnet sind, gegen das andere Bauteil (Trägerelement) gedrückt werden,
wodurch der elektrische Kontakt hergestellt wird.
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Problematisch
ist bei der zuletzt genannten Lösung,
dass es oft erforderlich ist, zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit
der auf dem Trägerelement
angeordneten Halbleiterchips auf der Oberfläche des Trägerelements eine Schicht aus
isolierendem Material aufzubringen, die die Halbleiterchips einschließt.
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Nach
einer typischen Ausgestaltung wird das Trägerelement mit einer Silikon-Weichverguss-Schicht
versehen. In diesem Falle müssen
die Federelemente zur Herstellung des elektrischen Kontakts den
Weichverguss durchdringen, was in nachteiliger Weise zu Rissen in
der Schicht führen kann.
Ferner können
Vergussreste zwischen der Feder und dem Trägerelement verbleiben, die
den elektrischen Kontakt beeinflussen.
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DE 103 40 297 A1 offenbart
ein solches Leistungshalbleiterbauelement. Es wird mittels jeweils
einem Druckstück
sowie einer Schraubverbindung mit dem Grundkörper verbunden. Durch Druckeinleitung auf
die Federelemente wird der elektrische Kontakt zwischen den Kontaktflächen der
Leiterplatte und den metallischen Kaschierungen, die als Kontaktflächen im
Inneren der Gehäuse
wirken, hergestellt. Über
die metallischen Kaschierungen ist der Kontakt zu den Bauelementen
hergestellt.
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Nach
einer anderen Lösung
wird das Trägerelement
mit einer Schicht aus Epoxidharz versehen. Diese Masse ist hart,
so dass in diesem Falle eine Kontaktierung mittels der bevorzugt
eingesetzten Kontaktfedern nicht mehr in Betracht kommt.
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In
DE 39 31 551 A1 wird
die Herstellung eines mehrschichtigen Substrates beschrieben, bei dem
miteinander Schichten teilweise aus Kupfer, sowie teilweise aus
Keramik bestehen, wobei die Schichten zumindest in einem Verfahrensschritt
aneinander benachbarten Oberflächenseiten
miteinander verbunden werden. Das Substrat sowie das den aktiven
Teil des Leistungs-Moduls bildende Halbleiterelement sind in einer
Kunststoffmasse eingebettet, die das eigentliche Gehäuse des
Moduls bildet.
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Nachteilig
ist also, dass bei der Ummantelung des Trägerelements mit einer Isolationsschicht die
an sich sehr günstige
Verbindungstechnologie mit federelastischen Kontakten nicht verwendet
werden kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Bauteil
der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass es möglich ist,
die Vorteile bekannter Verbindungstechniken auch zu nutzen, wenn
mit einer Isolationsschicht versehene Trägerelemente zum Einsatz kommen.
Es soll damit möglich
werden, ein Bauteil bereitzustellen, das unter allen Einsatzbedingungen
die elektrische Verbindung sehr zuverlässig gewährleistet.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen elektrischen Bauteil durch
die Erfindung, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Trägerelement
mindestens ein elektrischer Kontakt angeordnet ist, der sich, die
Schicht vollständig
durchdringend, in Richtung der Leiterplatte erstreckt, wobei im montierten
Zustand des Bauteils ein mit der Leiterplatte mechanisch und elektrisch
verbundenes Federelement an dem elektrischen Kontakt anliegt, wobei
zwischen dem Trägerelement
und der Leiterplatte ein Deckel angeordnet ist und wobei der elektrische Kontakt
in seiner Erstreckungsrichtung zu der Leiterplatte gegenüber der
dem Trägerelement
mit seiner Schicht aus Schutzmaterial gegenüberliegender Seite des Deckels
zurückversetzt
ist.
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Die
Erfindung sieht also vor, dass trotz der Isolationsschicht, die
auf dem Trägerelement
angeordnet ist, ein zuverlässiger
und sicherer Kontakt hergestellt werden kann, indem der erfindungsgemäße elektrische
Kontakt vorgesehen wird, der die Isolationsschicht vollständig durchsetzt
und damit an seinem von dem Trägerelement
abgewandten Bereich einen guten elektrischen Kontakt für das Kontaktelement
bereitstellt.
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Das
Kontaktelement ist ein Federelement. Dabei ist mit Vorteil vorgesehen,
dass das Federelement im montierten Zustand des Bauteils unter Vorspannung
am elektrischen Kontakt anliegt. Das Federelement ist nach einer
Ausgestaltung als Schraubenfeder ausgebildet. Es kann auch als gebogener Federdraht
ausgebildet sein. In dem letztgenannten Fall ist bevorzugt vorgesehen,
dass mindestens ein gebogener Abschnitt des Federelements in der
Ausnehmung eines Halteelements, s. unten, angeordnet ist.
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Die
Schicht besteht bevorzugt aus Silikon oder aus Epoxidharz bzw. sie
weist zumindest diese Materialien auf.
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Der
elektrische Kontakt kann bügelförmig ausgebildet
sein, um eine gewisse Elastizität
zu haben. Er kann im Schnitt eine zylindrische oder hohlzylindrische
Form aufweisen. Hinsichtlich der Formgebung sind beliebige Ausgestaltungen
möglich,
wobei bevorzugt an eine kegelige, eine hohlkegelige, eine kegelstumpfartige
oder eine hohlkegelstumpfartige Form gedacht ist. Weiterhin kann
der elektrische Kontakt als massives Teil oder auch als Hohlteil
ausgeführt
sein.
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Um
die sich auf dem Trägerelement
befindlichen Elemente insbesondere vor Verschmutzung zu schützen, ist
zwischen dem Trägerelement
und der Leiterplatte der Deckel angeordnet. Dabei kann der Deckel
mit dem Trägerelement
verbunden sein. In dem Deckel kann mindestens eine Durchtrittsöffnung für das Federelement
eingebracht sein, die etwas größer ausgebildet
ist als das Federelement, so dass es bei der Montage einfach eingeführt werden
kann.
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Der
elektrische Kontakt ist bevorzugt auf dem Trägerelement angelötet. Das
Federelement kann sich rechtwinklig von der Oberfläche der
Leiterplatte erstrecken. Weiter ist es möglich, dass das eine Ende des
Federelements mit der Leiterplatte verlötet ist. Hierbei kommt bevorzugt
in Frage, dass das Federelement mit der Leiterplatte durch Reflowlöten verbunden
ist.
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Eine
gute Führung
des Federelements zur Erleichterung der Montage wird sichergestellt,
wenn das Federelement von einer an der Leiterplatte angeordneten
Führungshülse umgeben
ist. Die Führungshülse kann
dabei an ihrem einen Ende einen flanschartig verbreiterten Abschnitt
aufweisen, der mit der Leiterplatte verbunden ist.
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Die
Führungshülse ist
dabei vorzugsweise mit der Leiterplatte verlötet; es kann auch vorgesehen
werden, dass die Führungshülse mit
der Leiterplatte verklebt ist.
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Die
Führungshülse ist
gemäß einer
Ausgestaltung einteilig ausgebildet. Sie kann aber auch zweiteilig
oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei die mindestens zwei Teile
koaxial zueinander angeordnet sind und wobei das eine Teil teleskopartig
in das andere Teil einschiebbar ist.
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Schließlich kann
ein Verbindungselement vorgesehen werden, das die Leiterplatte und
das Trägerelement
auf vorgegebenem Abstand hält.
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Das
Verbindungselement kann beispielsweise eine Schraube aufweisen,
also Leiterplatte und Trägerelement
durch eine Schraubverbindung zusammenfügen. Eine alternative Ausgestaltung
sieht als Verbindungselement eine Klammer vor.
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Das
Federelement kann auch von einem Halteelement relativ zur Leiterplatte
zumindest in vorausgerichteter Position gehalten werden. Hierzu kann
das Halteelement eine Ausnehmung für das Federelement aufweisen;
die Ausnehmung kann mindestens einen Hinterschnitt aufweisen, der
zur Halterung des Federelements dient und es in vorpositionierter
Stellung hält,
bis der Montagevorgang abgeschlossen ist.
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Durch
den Erfindungsvorschlag werden die bei vorbekannten Verbindungstechniken
bekannten Probleme verhindert, insbesondere, wenn eine Beschichtung
mit Isolationsmaterial vorgesehen ist. Es wird dadurch ein sehr
zuverlässiger
elektrischer Kontakt hergestellt, der auch unter ungünstigen
Umgebungsbedingungen keine Probleme verursacht. Dies gilt insbesondere
mit Blick auf die Belastung mit Schmutz und durch Feuchtigkeit.
Dies wird einerseits durch den bevorzugten Lötkontakt des Federelements
und andererseits durch die Federelastizität desselben erreicht, wobei
dank der Flexibilität
des Federelements keine Einschränkungen
bezüglich der
Temperatur und bezüglich
Lastwechseln gegeben sind und so ein hohen Grad an Zuverlässigkeit erreicht
wird. Der Federkontakt besteht an einer unkritischen Stelle im Inneren
des Bauteils.
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Bei
Mikrobewegungen finden diese auf einer unkritischen Oberfläche statt,
so dass dadurch keine Kontaktschwäche entsteht.
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Die
vorbekannten Lötverfahren
können
ohne Modifikation weiterhin eingesetzt werden. Wird das Reflowlöten eingesetzt,
ist ein zusätzlicher
Prozessschritt nicht erforderlich, um die Verbindung herzustellen.
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Der
Vorschlag erlaubt die freie Gestaltung bei dem Design der Leiterplatte.
Damit kann eine optimale Stromtragfähigkeit am Rand der zum Einsatz kommenden
Module erreicht werden. Die Verbindung ist auch in Kombination mit
vorbekannten Lösungen
kompatibel.
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Es
kann durch den Einsatz von Pick-and-Place-Automaten für die Bestückung mit Bauteilen
eine automatische Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile erfolgen, so dass
auch unter Kostengesichtspunkten eine günstige Lösung geschaffen ist.
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Der
Vorschlag ermöglicht
die Materialeinsparung und eine Optimierung des benötigten Bauraums.
Ungünstige
oder benachteiligte Kontakte oder Teile können vermieden werden.
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Von
Vorteil ist weiterhin, dass in einfacher Weise Reparaturen oder
ein Austausch von Bauteilen möglich
wird. Es werden dabei Schädigungen
der Leiterplatte vermieden, was oft bei den vorbekannten Lösungen nicht
gewährleistet
ist.
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Die
Handhabung des Bauteils bzw. dessen Modulen ist erleichtert, insbesondere
während
des Transports, der Lagerung und der Montage.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1a den
Schnitt durch ein elektronisches Bauteil, wobei die Leiterplatte
relativ zu einem Trägerelement
noch nicht in der Endposition der Montage ist,
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1b die
zu 1a entsprechende Darstellung, wobei sich die Leiterplatte
relativ zum Trägerelement
in der Endposition befindet,
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2 einen
Ausschnitt aus der in 1b zu sehenden Lösung, wobei
eine einteilige Führungshülse zum
Einsatz kommt und
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3 eine
zu 2 entsprechende Darstellung, wobei eine zweiteilige
Führungshülse zum
Einsatz kommt.
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In 1a ist
ein elektronisches Bauteil 1 zu sehen, und zwar vor der
Endmontage. Das elektronische Bauteil 1 umfasst eine Leiterplatte 2 in
Form eines PCB – Printed
Circuit Board – und
ein Trägerelement 5,
das aus einer Kupferplatte und einem DCB (Direct Copper Bonded Element)
bestehen kann, was nicht im Detail dargestellt ist. Unterhalb des
Trägerelements 5 kann
eine nicht dargestellte Bodenplatte angeordnet sein. Auf dem Trägerelement 5 ist ein
Halbleiterelement 4 in Form eines Chips angeordnet.
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Damit
die Spannungsfestigkeit des Chips 4 erhöht ist, ist die Oberfläche 6 des
Trägerelements 5 mit
einer Schicht 7 aus Kunststoffmaterial versehen. Es handelt
sich hierbei bevorzugt um Silikon-Weichverguss oder um Epoxidharz.
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Wie
ersichtlich, erstreckt sich die Schicht 7 über eine
gewisse Höhe
h und ummantelt den Chip 4. Das Trägerelement 5 weist
weiterhin einen Deckel 10 auf, der seitlich abgestützt und
mit dem Trägerelement 5 verbunden
ist. Der Deckel 10 hat eine Durchtrittsöffnung 11, die als
Bohrung ausgebildet ist.
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Das
Trägerelement 5 ist
elektrisch mit der Leiterplatte 2 zu verbinden, wozu an
der Unterseite der Leiterplatte 2 ein Federelement 9 angelötet ist. Die
Lötstelle
ist mit 16 bezeichnet.
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Zur
Herstellung einer elektrischen Verbindung ist ein elektrischer Kontakt 8 vorgesehen,
der als Bügel
ausgebildet ist. Die Form des Kontakts kann dabei beliebig sein.
Er kann zylindrisch oder hohlzylindrisch sowie kegelig bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet
sein. Weiterhin kann der Kontakt 8 hohl oder massiv ausgebildet
sein.
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Wesentlich
ist, dass der elektrische Kontakt 8 an seiner Unterseite
elektrisch mit dem Trägerelement 5 und
den dort vorgesehenen Kontakten (nicht dargestellt) verbunden ist
und dass er sich nach oben über
die Höhe
h der Schicht 7 hinaus erstreckt, so dass der Kontakt 8 an
seiner Oberseite eine elektrische Kontaktfläche bildet.
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Wird – wie aus
dem Vergleich der 1a und 1b zu
sehen – die
Leiterplatte 2 abgesenkt (s. vertikalen Pfeil in 1a)
tritt das an einer definierten Stelle 3 angeordnete Federelement 9 durch die
Durchtrittsöffnung 11 des
Deckels 10 und kommt auf der Oberseite des elektrischen
Kontakts 8 zu liegen. Hierdurch wird die elektrische und
die mechanische Verbindung zwischen Federelement 9 und
elektrischem Kontakt 8 und damit zwischen der Leiterplatte 2 und
Trägerelement 5 hergestellt.
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Nicht
dargestellt sind Mittel, mit denen die Leiterplatte 2 und
das Trägerelement 5 im
montierten Zustand gemäß 1b auf
einem definierten Abstand a gehalten werden.
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Das
Federelement 9 ist vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildet,
was zur Folge hat, dass nach Anordnung der Leiterplatte 2 relativ
zum Trägerelement 5 in
Montageposition die Feder 9 vorgespannt auf der Oberseite
des elektrischen Kontakts 8 aufliegt. Kommt es zu Vibrationen
oder anderen Störungen,
bleibt der elektrische Kontakt zuverlässig erhalten.
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Wie
in den 2 und 3 zu sehen ist, kann zur Verbesserung
der Führung
der Feder 9 eine Führungshülse 12 vorgesehen
werden, die an der Unterseite der Leiterplatte 2 angeordnet
ist, beispielsweise festgeklebt oder festgelötet. Die Führungshülse 12 weist einen
flanschartig verbreiterten Abschnitt 13 auf, der die Festlegung
der Hülse 12 an der
Leiterplatte 2 unterstützt.
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Die
Führungshülse 12 ist
beim Ausführungsbeispiel
gemäß 2 einteilig
ausgebildet. Sie kann aber auch – was in 3 dargestellt
ist – mehrteilig ausgeführt sein.
Die beiden Teile 14 und 15 der Führungshülse 12 sind
vorliegend konzentrisch zueinander angeordnet und können sich
nach Art eines Teleskops relativ zueinander in Achsrichtung bewegen. Im
montierten Zustand ergibt sich damit die in 3 skizzierte
Anordnung, die einen optimalen Schutz vor Verschmutzung bietet.
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Die
Länge der
Führungshülse 12 kann
bei der Lösung
gemäß 2 so
gewählt
werden, dass sie den gewünschten
Abstand a zwischen den Teilen 2 und 5 definiert,
in dem sich Leiterplatte 2 und Trägerelement 5 im montierten
Zustand befinden sollen. Bei der alternativen Ausführungsform
gemäß 3 können unterschiedliche
Abstände
a eingestellt werden.
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Während in
den Ausführungsbeispielen
eine Schraubenfeder als Federelement 9 zum Einsatz kommt,
kann dies beispielsweise auch ein bogenförmig ausgebildeter Federdraht
sein. Der Federdraht kann einen gebogenen Abschnitt aufweisen und
an der Lötstelle 16 an
der Unterseite der Leiterplatte 2 festgelegt sein. Im entspannten
Zustand kann das axiale untere Ende des Federdrahts geringfügig über die
axiale Erstreckung der Führungshülse 12 hinausragen.
Wird die Anordnung montiert, wird der Federdraht geringfügig verformt,
so dass er federvorgespannt an der oberen Seite des elektrischen
Kontakts 8 aufliegt.
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Das
bevorzugt zum Einsatz kommende Reflowlötverfahren wird zur Lötung von
SMD-Bauteilen (Surface Mount Device – Bauteilen) angewandt. Die für das Reflow-Löten verwendete
Lötpaste
enthält meist
Lötzinn
in Kugelform, gemischt mit einem Fluxer, der während des Lötprozesses aktiviert wird,
und einem Lösungsmittel.
Die Größe der in
der Lötpaste verwendeten
Kugeln richtet sich nach der Pitchgröße der Bauteile. (ca. 60 μm bei Pitch
von 0,5 mm, ca. 40 μm
bei Pitch von 0,3 mm und 30 μm
bei Pitch von 0,2 mm).
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Vor
Beginn der Bestückung
wird auf die Leiterplatte die Lötpaste
mittels eines Dispensers oder im Siebdruck aufgetragen. Die Lötpaste darf
nur auf das jeweilige Pad aufgetragen werden. Benachbarte Pads dürfen nicht
durch Lötpastenbrücken verbunden
werden.
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Über die
Größe der Pads
in der Lötpastenschablone,
deren Dicke bzw. über
die Anzahl und Größe der Dispenserpunkte
kann die auf ein Pad aufgetragene Lötpastenmenge bestimmt werden.
Die aufgetragene Lotpastenmenge muss dem zu lötenden Bauteilpad entsprechen.
Die Leiterplatte befindet sich während
des Durchlaufes durch den Lötofen
auf einem Transportband.
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Die
Bauteile werden während
des Durchlaufs durch den Löt-Ofen
mit konstanter Geschwindigkeit durch verschiedene Heizzonen des
Lötofens bewegt.
Zunächst
erfolgt eine Vorheizphase (z. B. stetige Erhitzung binnen 30 s bis
ca. 80 °C
zur Aktivierung des in der Lötpaste
enthaltenen Fluxers); dann folgt eine Plateauzone (Halten dieser
Temperatur über
ca. 30 s zur Aktivierung des Fluxers, also Beseitigung von Oxidschichten);
hieran schließt
sich die Erhitzung bis zum Schmelzpunkt an (Erhitzung des Lötzinns bis über die
Schmelztemperatur in ca. 45 s); in der Peakzone werden alle Lötstellen
ca. 12 bis 20 s oberhalb der Schmelztemperatur gehalten; schließlich folgt
die Abkühlzone
mit einer schnellen Abkühlung
des Lötzinnes
bis unter die Schmelztemperatur.
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Die
Erhitzung der Bauteile, der Leiterplatte und der Lötstellen
erfolgen sowohl über
Strahlungswärme
als auch über
Konvektion. Große
dunkle Bauteilgehäuse
erhalten durch Strahlung mehr Wärme, als
z. B. an breite Leiterbahnen oder Masseflächen angebundene SMD-Kleinteile.
Zur Vermeidung der Oxidation der Lötpads und der Pads auf der
Leiterplatte kann dieser Prozess auch unter Schutzgas erfolgen.
Das Temperaturprofil lässt
sich mittels spezieller Messgeräte
an den zu lötenden
Bauteilpins messen. Die Lötparameter
können
beim Löten
der auf der zweiten Seite der Platine aufgebrachten SMD-Bauteile
so eingestellt werden, dass sich die Bauteile von der ersten Seite
der Platine nicht wieder ablösen.
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Das
Federelement 9 kann wie ein übliches Bauteil mittels der
Pick-and-Place-Technologie auf der Leiterplatte 2 positioniert
und dann festgelötet werden.
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Bei
der vorgeschlagenen Lösung
wird also bevorzugt ein leitfähiger
Bügel vorgesehen,
der aus der Vergussmasse herausragt und der der Herstellung des
elektrischen Kontakts dient. Das Federelement 9 kontaktiert
also nicht direkt das Trägerelement 5,
sondern den elektrischen Kontakt 8. Der Bügel 8 kann
vor dem Vergießen
(Aufbringen der Schicht 7) auf dem Trägerelement 5 aufgelötet werden.
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Der
Bügel 8 ist
vorzugsweise biegesteif ausgeführt,
so dass durch das Federelement 9 ein mechanischer Druck
auf das Trägerelement 5 ausgeübt werden
kann. Damit wird der thermische Kontakt des Trägerelements 5 zu einem
unterhalb des Elements angeordneten Kühlkörper (nicht dargestellt) verbessert.
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Die
Form des metallischen Kontakts 8 kann verschieden ausgebildet
sein, wobei eine kegelförmige
Ausführung
des Kontakts 8 für
das Federelement 9 eine Zentrierung bietet (Kegelöffnung in
Richtung zum Kontaktelement 9).
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Bei
der dargestellten Lösung
befindet sich der Kontakt zwischen Federelement 9 und elektrischem
Kontakt 8 im Inneren des Halbleitermoduls, so dass die
Kontaktfläche
weitgehend geschützt
bleibt. Das Federelement 9 dringt durch die Durchtrittsöffnung 11 im
Deckel 10, wobei die Öffnung 11 bevorzugt
nur unwesentlich größer ist
als der Außendurchmesser
des Federelements 9 (in den Figuren ist die Größe der Durchtrittsöffnung 11 stark übertrieben dargestellt).