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DE19516548A1 - Abdeckkappe für elektronisches Bauelement - Google Patents

Abdeckkappe für elektronisches Bauelement

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DE19516548A1
DE19516548A1 DE19516548A DE19516548A DE19516548A1 DE 19516548 A1 DE19516548 A1 DE 19516548A1 DE 19516548 A DE19516548 A DE 19516548A DE 19516548 A DE19516548 A DE 19516548A DE 19516548 A1 DE19516548 A1 DE 19516548A1
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Michael Dr Dobers
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Blaupunkt Werke GmbH
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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Abdeckkappe zur Abdeckung einer Grundplatte mit wenigstens einem auf dieser aufgebrachten elektronisches Bauelement nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon bekannt, elektronische Schaltungen, die auf einer Grundplatte, einer Gehäuseplatte oder einem Substrat aufgebracht sind, zum Schutz gegen äußere mechanische Beschädigungen mit einer Abdeckung zu versehen. Beispielsweise werden auf diese Weise Hybridmodule mit einem Kunststoffverguß als Abdeckung ausgebildet. Bei dieser Art der Abdeckung tritt das Problem auf, daß bei der weiteren Verarbeitung des Bauteils, insbesondere beim Löten im Reflow-Verfahren eine sehr starke thermische und damit mechanische Belastung auftritt, die sich auf die integrierte Schaltung nachteilig auswirken kann. Durch die auftretenden mechanischen Spannungen zwischen dem Kunststoffverguß und dem Halbleiterchip dieser Schaltung können beispielsweise Bonddrähte abgerissen werden, so daß dadurch das Bauelement unbrauchbar wird.
Ein anderes Beispiel für einen mechanischen Schutz elektronischer Komponenten durch eine Abdeckung sind die sogenannten Overmolded Pad Array Carriers (OMPACs) z. B. der Firma Motorola, bei denen ein Halbleiter auf ein Leiterplattensubstrat gesetzt ist und durch Drahtbonden elektrisch kontaktiert ist. Im Spritzgußverfahren wird der Halbleiter mit einem massiven Kunststoffblock umgeben. Ein typisches Problem dieser Bauteile ist der sogenannte Pop-Corn-Effekt: Liegen die Bauteile zu lange in nicht speziell getrockneter Luft, so nehmen sie Feuchtigkeit auf. In einem anschließenden Lötprozeß platzen dann die Bauelemente an der Grenzfläche zwischen Kunststoffblock und Leiterplattensubstrat.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Abdeckkappe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß zwischen dem elektronischen Bauelement auf der Grundplatte, auf der das elektronische Bauelement aufgebracht ist, und der Abdeckkappe ein Hohlraum gebildet wird, so daß bei starker Erwärmung die Abdeckkappe keinen Druck auf das elektronische Bauelement oder die Bonddrähte ausüben kann.
Ebenso ist ein Pop-Corn-Effekt konstruktionsbedingt ausgeschlossen.
Besonders vorteilhaft ist weiter, daß Abdeckkappen sehr preiswert herstellbar sind und des weiteren die Herstellung derartiger Module vereinfachen, da keine aufwendigen Werkzeuge für die Montage erforderlich sind.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Abdeckkappe möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Abdeckkappe und/oder die Grundplatte mit einem Entlüftungskanal ausgebildet ist, so daß beispielsweise beim Reflow- Lötvorgang ein Druckausgleich im Hohlraum stattfindet. Dadurch wird vermieden, daß bei schneller Temperaturerhöhung die Abdeckkappe abgerissen oder beschädigt wird.
Vorteilhaft ist insbesondere, wenn die Abdeckkappe aus Metall, Keramik oder einem temperaturbeständigen Kunststoff hergestellt wird. Derartige Materialien lassen sich in herkömmlichen Tiefzieh-, Spritz- oder Preßverfahren leicht verarbeiten und sind widerstandsfähig gegen thermische und mechanische Beanspruchungen.
Eine besonders einfache Montage der Abdeckkappe kann durch Kleben, Löten oder mittels eines Rastenverschlusses erfolgen.
Die erfindungsgemäße Abdeckkappe eignet sich für elektronische Module mit genormten Abmessungen, da diese insbesondere mit Hilfe von Bestückungsautomaten einfach verarbeitet werden können. Beispielsweise können auf diese Weise PLCC- oder SMD-Module mit der Abdeckkappe gebildet werden. Aber auch Grundplatten, bei denen die Anschlüsse der elektronischen Bauelemente als Grid-Array ausgebildet sind, können mit der Abdeckkappe versehen werden, so daß dieses Modul wie ein simples Bauelement behandelt werden kann.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel, Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung, Fig. 3 zeigt eine Grundplatte mit elektronischen Bauelementen, Fig. 4 zeigt eine Grundplatte mit Anschlußpins, Fig. 5 zeigt ein Modul in Draufsicht, Fig. 6 zeigt das Modul in Seitenansicht und Fig. 7 zeigt die Unterseite des Moduls.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt eine nicht maßstabsgetreue Abdeckkappe, deren Grundfläche rechteckig oder quadratisch ausgebildet ist. Die Abmessungen der Abdeckkappe sind auf die Größe einer Grundplatte 2 abgestimmt, wie sie die Schnittdarstellung der Fig. 2 zeigt. Gemäß der Fig. 2 hat die Abdeckkappe 1 einen Entlüftungskanal 7. Der Entlüftungskanal 7 kann an einer geeigneten Stelle in der Abdeckkappe 1 oder auch an der Grundplatte 2 bzw. im Übergangsbereich zwischen der Abdeckplatte 1 und der Grundplatte 2 angeordnet sein. Die Kanten zwischen der Oberfläche und den Seitenflächen sind vorzugsweise abgerundet oder mit einem vorgegebenen Winkel abgeflacht. Innerhalb des von der Abdeckkappe 1 und der Grundplatte 2 eingeschlossenen Hohlraumes 8 sind elektronische Bauelemente 3, 4 angeordnet. Das Bauelement 3 stellt beispielsweise eine integrierte Schaltung dar, die über Bonddrähte 10 mit Anschlußpins 5 verbunden ist. Das Bauelement 4 ist ein SMD-Bauelement (Surface Mounted Device) oder ein PLCC-Bauelement (Plastic Leaded Chip Carrier), wobei die Anschlüsse ebenfalls mit Anschlußpins 5 verbunden sind. Die einzelnen Leiterbahnen auf der Grundplatte 2 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt. Das Modul kann ebenfalls als PLCC-Bauelement ausgebildet sein.
Fig. 3 zeigt die räumliche Anordnung der einzelnen Bauelement 3, 4 auf der Grundplatte 2. Aus Vereinfachungsgründen sind hier ebenfalls die Leiterbahnen, die auf oder in der Grundplatte angeordnet sind und mit den Anschlußpins 5 Verbindung haben, nicht dargestellt. In Fig. 4 wird die Unterseite der Grundplatte 2 mit Anschlußpins 5 gezeigt. Auf der Rückseite können noch weitere Leiterbahnen und Widerstände 6 aufgebracht sein. Insbesondere kann die Grundplatte 2 als Multilayer-Platine ausgebildet sein.
Die Fig. 5 bis 7 zeigen in schematischer Darstellung drei Ansichten eines fertig verkappten Moduls. Fig. 5 zeigt in Draufsicht die auf der Grundplatte montierte Abdeckkappe 1. Die Abdeckkappe 1 kann dabei auf die Grundplatte 2 gelötet, geklebt oder durch einen Rastenverschluß befestigt sein. Wird für die Abdeckkappe 1 und die Grundplatte 2 ein lötfähiges Material verwendet, kann die Abdeckkappe 1 aufgelötet werden. Insbesondere bei Abdeckkappen 1 aus Kunststoff lassen diese sich vorteilhaft mit bekannten Klebern aufkleben oder durch Rastenverschlüsse mit Rastnasen und Rasthaken befestigen. Dabei sind die verwendeten Materialien für die Abdeckkappe 1 sowie auch für den Kleber so temperaturfest, daß sie einem Reflow-Lötprozeß widerstehen. Geeignete Materialien für Abdeckkappen 1 sind beispielsweise auch Liquidcrystalpolymere oder Keramikverbindungen.
Wie die den Fig. 6 und 7 entnehmbar ist, sind die Anschlußpins an der Grundplatte 2 vorzugsweise als Grid- Array ausgebildet. Derartige Arrays sind als Ball-Grid-Array auf Laminat-Basis, beispielsweise auf einem Keramik ausgebildet. Das Grid-Array 9 zeigt eine Vielzahl von Anschlüssen 5, die auf der Unterseite der Grundplatte 2 angeordnet sind. Ein derartiges Modul kann wie ein handelsübliches elektronisches Bauelement insbesondere auch mit Bestückungsautomaten verarbeitet werden, da wegen der Normung der Gehäuseabmessungen übliche Montageverfahren wie Montageabstände, Kontaktabstände etc. eingehalten werden können. Somit können viele derartige Module auf einer Leiterplatte montiert werden und ergeben somit vorteilhaft eine hohe Packungsdichte.

Claims (7)

1. Abdeckkappe zur Abdeckung einer Grundplatte mit wenigstens einem auf dieser aufgebrachten elektronischen Bauelement, wobei die Grundplatte auf der nicht abgedeckten Seite Anschlußpins für das wenigstens eine elektronische Bauelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (1) in ihrer Form an die Form der Grundplatte angepaßt und derart ausgebildet ist, daß sie mit der Grundplatte (2) fest verbunden ist und einen Hohlraum (8) umschließt, der von dem wenigstens einen elektronischen Bauelement (3, 4) nur teilweise ausgefüllt wird.
2. Abdeckkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (1) und/oder die Grundplatte (2) mit einem Entlüftungskanal (7) ausgebildet sind.
3. Abdeckkappe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (1) ein Metall, Keramik oder einen temperaturbeständigen Kunststoff aufweist.
4. Abdeckkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (1) durch Kleben, Löten oder mittels eines Rastenverschlusses mit der Grundplatte (2) verbindbar ist.
5. Abdeckkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (1) für ein elektronisches Modul mit genormten Abmessungen, vorzugsweise für ein PLCC-Modul verwendbar ist.
6. Abdeckkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (1) zur Abdeckung von SMD-Bauelementen (4) verwendbar ist.
7. Abdeckkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (1) für eine Grundplatte (2) verwendbar ist, bei der Anschlußpins (5) als Grid-Array (9) ausgebildet sind.
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