DE4240996C1

DE4240996C1 - Circuit board assembly with islands of rapid setting fusible adhesive - positioned in adhesive layer before components are positioned for rapid assembly and mounting irrespective of adhesive setting time

Info

Publication number: DE4240996C1
Application number: DE19924240996
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl I Roethlingshoefer; Ulrich Dr Goebel; Roland Dipl Ing Gerstner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-12-05
Filing date: 1992-12-05
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2012-12-06

Abstract

For the prodn. of compound and hybrid circuits, and the like, islands (31) of rapid setting fusible adhesive (33) are provided at the adhesive layer (14, 24) before the circuit components (18) are positioned on the adhesive layer (14, 24). USE/ADVANTAGE - Assembly of circuit boards and other circuit structures, where the circuit components are adhesive bonded in place. Gives fixing and positioning of components on circuit board or cooling plate in shortest possible time, irrespective of adhesive hardening time.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel lung einer Verbundanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method of manufacture development of a composite arrangement according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, mit elektronischen Bauelementen be stückte Schaltungsanordnungen, beispielsweise Lei terplatten oder Hybridelemente, mittels eines geeigneten Klebers auf einen Kühlkörper flächig aufzukleben.It is known to be with electronic components pieced circuitry, such as Lei terplatten or hybrid elements, by means of a suitable adhesive on a heat sink stick on.

An die hierfür verwendeten Kleber werden hohe An forderungen gestellt, da sie einerseits aus reichend elastisch sein müssen, um die unterschied liche Wärmeausdehnung von Leiterplatte bzw. Hybridelement und Kühlkörper auszugleichen, und andererseits über gute Wärmeleitfähigkeiten ver fügen müssen, damit die auftretende Verlustwärme sicher abgeleitet werden kann. There are high demands on the adhesives used for this demands because they are made up of one hand must be sufficiently elastic to make the difference thermal expansion of the circuit board or Compensate hybrid element and heat sink, and on the other hand ver good thermal conductivity must add so that the occurring heat loss can be derived safely.

Um diesen Bedingungen möglichst optimal gerecht zu werden, ist in der DE-OS 39 32 213 bereits vor geschlagen worden, zwischen Leiterplatte und Kühl körper Abstandselemente anzuordnen, die eine gleichmäßig starke Kleberschicht zwischen Leiter platte und Kühlkörper garantieren und in der Kleberschicht mit Wärmeleitpaste ausgefüllte Inseln vorzusehen. Die Inseln sind dabei im Bereich der auftretenden Verlustwärme angeordnet.To meet these conditions as optimally as possible are already in DE-OS 39 32 213 before been struck between circuit board and cooling body spacer to arrange the one evenly thick adhesive layer between conductors plate and heatsink guarantee and in the Adhesive layer with islands filled with thermal paste to provide. The islands are in the area of occurring heat loss arranged.

Es ist weiterhin vorgesehen, die Leiterplatte während des Aushärtens des Klebers so lange unter Druck mittels einer mechanischen Vorrichtung auf den Kühlkörper zu halten, bis der Kleber abgebunden hat.There is also provision for the circuit board while the adhesive is curing Pressure by means of a mechanical device hold the heat sink until the glue sets Has.

Hierbei ist nachteilig, daß aufgrund dieses tech nischen Fertigungsschrittes eine so große Anzahl von Niederdrückvorrichtungen eingesetzt werden muß, wie in der relativ langen Aushärtezeit weitere Schaltungsanordnungen gefertigt werden.The disadvantage here is that due to this tech African manufacturing step such a large number must be used by depressors, as in the relatively long curing time Circuit arrangements are manufactured.

Aus Saechtling-Zebrowski, "Kunststoff-Taschenbuch", 17. Auflage, München, Carl Hanser Verlag, 1967, Seite 356, sind Schmelzklebstoffe verschiedener Zusammensetzungen bekannt.From Saechtling-Zebrowski, "Kunststoff-Taschenbuch", 17th edition, Munich, Carl Hanser Verlag, 1967, page 356, are hot melt adhesives different compositions known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem eine Fixierung der Leiterplatte auf einer Grund platte bzw. einem Kühlkörper innerhalb kürzester Zeit, unabhängig von der Aushärtezeit des Klebers, erfolgen kann.The invention has for its object a Ver drive of the generic type to create with a fixation of the circuit board on a ground plate or a heat sink within the shortest Time, regardless of the curing time of the adhesive, can be done.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kenn zeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.According to the invention, the task is characterized by the Drawing features of the main claim solved.

Es wurde gefunden, daß wenn zwischen der Leiter platte und der die mit Wärmeleitpaste ausgefüllten Inseln aufweisenden Kleberschicht weitere Inseln aus Schmelzkleber vorgesehen werden, diese inner halb weniger Sekunden abbinden und die Leiterplatte in der vorherbestimmten Position fixieren.It was found that when between the ladder plate and the one filled with thermal paste Islands with adhesive layer further islands are provided from hot melt adhesive, this inner tie off half a second and the circuit board fix in the predetermined position.

Es hat sich gezeigt, daß wenn die Schmelzkleber inseln im Verhältnis zur bereits aufgebrachten Wärmeleitkleberschicht klein gehalten werden und außerhalb der Zonen der großen Verlustleistung angeordnet werden, keinerlei Beeinflussung der Wärmeleitfähigkeit und der mechanischen Haftungs fähigkeit der gesamten Verbundkonstruktion erfolgt.It has been shown that when the hot melt adhesive islands in relation to the already applied Thermal conductive adhesive layer can be kept small and outside the zones of large power loss be arranged, no influence on the Thermal conductivity and mechanical liability the entire composite structure.

Dieses Verfahren bietet den Vorteil, da die Füge teile innerhalb kürzester Zeit fixiert sind, daß für den weiteren Montageablauf keine zusätzlichen mechanischen Hilfseinrichtungen benötigt werden.This procedure offers the advantage of joining parts are fixed within a very short time that no additional for the further assembly process mechanical auxiliary devices are required.

Die Erfindung soll nachfolgend in einem Aus führungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die im Längsschnitt eine Schaltungsanordnung, beispielsweise eine Leiterplattenanordnung zeigt, näher erläutert werden.The invention is intended below in one management example based on the associated drawing, which in longitudinal section a circuit arrangement, shows for example a circuit board arrangement, are explained in more detail.

Die Figur zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete Verbundanordnung, die aus einer als Kühlkörper dienenden Grundplatte 12, einer Zwischenschicht 14 und einer Leiterplatte 18 besteht. An der Oberseite der Leiterplatte 18 sind elektronische Bauelemente 20 mit hoher Verlustleistung angeordnet.The figure shows a composite arrangement, generally designated 10 , which consists of a base plate 12 serving as a heat sink, an intermediate layer 14 and a printed circuit board 18 . Electronic components 20 with high power dissipation are arranged on the upper side of the printed circuit board 18 .

Der Abstand zwischen der Grundplatte 12 und der Leiterplatte 18 ist über Abstandshalter 22 ein gestellt. Die Zwischenschicht 14 besteht aus einem Kleber 24, der Inseln 26 aufweist, die mit einer Wärmeleitpaste 28 gefüllt sind. Die Inseln 26 sind so angeordnet, daß sie im Bereich der auf der Leiterplatte 18 befestigten elektronischen Bau elemente 20 liegen.The distance between the base plate 12 and the circuit board 18 is set via a spacer 22 . The intermediate layer 14 consists of an adhesive 24 which has islands 26 which are filled with a thermal paste 28 . The islands 26 are arranged so that they are in the region of the electronic construction 20 attached to the circuit board 18 .

Die Zwischenschicht 14 enthält weiterhin Inseln 31, die aus Schmelzkleber 33 bestehen.The intermediate layer 14 further contains islands 31 , which consist of hot melt adhesive 33 .

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nunmehr fol gendermaßen ab:The method according to the invention now runs fol from:

Auf die Grundplatte 12 wird die mit den Inseln 26 und 31 versehene Kleberschicht 24, beispielsweise im Siebdruckverfahren, angeordnet. Die Inseln 26 werden im folgenden mit einer Wärmeleitpaste 28 und die Inseln 31 mit Schmelzkleber 33 gefüllt. In die Kleberschicht 24 werden nunmehr die Abstandshalter 22 eingedrückt. Über die Abstandshalter 22 kann sowohl die Dicke der Kleberschicht 24 als auch die Dicke der Wärmeleitpaste 28 eingestellt werden. Die mit den elektronischen Bauelementen 20 bestückte Leiterplatte 18 wird paßgenau auf die Grundplatte aufgesetzt und leicht angedrückt.The adhesive layer 24 provided with the islands 26 and 31 is arranged on the base plate 12 , for example using the screen printing method. In the following, the islands 26 are filled with a thermal paste 28 and the islands 31 with hot melt adhesive 33 . The spacers 22 are now pressed into the adhesive layer 24 . Both the thickness of the adhesive layer 24 and the thickness of the thermal paste 28 can be adjusted via the spacers 22 . The printed circuit board 18 equipped with the electronic components 20 is placed on the base plate with a precise fit and is lightly pressed on.

Da als Schmelzkleber 33 ein raumtemperaturhärtender Kleber verwendet wird, bindet dieser innerhalb weniger Sekunden ab und fixiert die gesamte Anord nung in der Lage, bis die eigentliche Schicht 14 mit dem Kleber 24 ausgehärtet ist.Since a room temperature curing adhesive is used as the hot melt adhesive 33, it sets within a few seconds and fixes the entire arrangement in position until the actual layer 14 has hardened with the adhesive 24 .

Obwohl keine von außen an die Anordnung angreifende Justier- und/oder Druckelemente vorgesehen sind, ist eine Lageverschiebung der Leiterplatte aus geschlossen.Although not an attack on the arrangement from the outside Adjustment and / or pressure elements are provided, is a shift in the position of the circuit board closed.

Claims

1. A method for producing a composite arrangement with a circuit arrangement applied to a base plate by means of an adhesive layer having islands filled with heat-conducting paste, characterized in that islands ( 31 ) made of quickly fixing material are placed on the adhesive layer ( 14 ; 24 ) before the circuit arrangement ( 18 ) is placed on it Hot melt adhesive ( 33 ) can be provided in the adhesive layer ( 14 ; 24 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the circuit arrangement ( 18 ) is only briefly fixed on the islands ( 31 ) and taps the external mechanical position positioning of the circuit arrangement ( 18 ) before the adhesive ( 24 ) of the layer ( 14 ) hardens .

3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the islands ( 31 ) made of hot melt adhesive ( 33 ) are arranged outside the islands ( 26 ) filled with the thermal paste ( 28 ).