DE102004019431A1 - Hybrid PCB construction for compact construction of electrical components - Google Patents

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Markus Frühauf
Lars Hofmann
Carsten Dr. Rebbereh
Hubert Dr. Schierling
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Abstract

Eine Leiterplatte weist eine Schaltungsträgerplatte auf, die in einer Aussparung der Leiterplatte angeordnet ist.A circuit board has a circuit board disposed in a recess of the circuit board.

Description

Üblicherweise werden heute einzelne Bauelemente, wie beispielsweise Wickel von Kondensatoren oder einzelne Halbleiterchips, jeweils in kleine Gehäuse verpackt, die dann auf geeignete Flächen einer Leiterplatte gelötet werden. Diese Leiterplatte besteht aus einem Trägermaterial, oft FR4, auf dem elektrisch leitende Verbindungen normalerweise in Form von Kupferbahnen aufgebracht sind. Insbesondere große leistungselektronische Bauelemente werden in Form von Modulen oder kleineren Packages auf die Leiterplatte gelötet. Innerhalb der Packages sind im Falle von Halbleiterchips zumeist Federkontakte oder Bond-Verbindungen zu finden.Usually Today, individual components, such as wraps of Capacitors or individual semiconductor chips, each packaged in small packages, which then on suitable surfaces of a Soldered circuit board become. This circuit board consists of a carrier material, often FR4, on the electrical conductive compounds normally applied in the form of copper tracks are. Especially big ones Power electronic components are in the form of modules or modules soldered smaller packages on the PCB. Within the packages are in the case of semiconductor chips mostly spring contacts or bond connections to find.

Solche Lösungen sind in den 1 und 2 dargestellt. Dabei ist jeweils auf eine Leiterplatte 1, die ein Trägermaterial 2 und Leiterbahnen 3 aufweist, ein Bauelement 4 aufgelötet. Das Bauelement 4 weist dazu Kontaktdrähte oder -zungen 5 auf, die über Lot 6 mit den Leiterbahnen 3 der Leiterplatte elektrisch in Kontakt stehen. Bei der in 1 dargestellten Durchgangsloch-Technologie (Through Hole Technology) verlaufen die Kontaktdrähte 5 des Bauelements 4 durch im Trägermaterial 2 der Leiterplatte vorgesehene Durchgangslöcher hindurch. Bei der in 2 dargestellten Oberflächenbefestigungs-Technologie (Surface Mount Technology) verfügt das Bauelement 4 über Kontaktzungen 5, die auf der Seite der Leiterplatte 1 an die Leiterbahnen angelötet werden, an der das Bauelement 4 angeordnet wird.Such solutions are in the 1 and 2 shown. It is always on a circuit board 1 which is a carrier material 2 and tracks 3 has, a component 4 soldered. The component 4 has contact wires or tongues 5 on top of the lot 6 with the tracks 3 the printed circuit board are electrically in contact. At the in 1 Through hole technology (Through Hole Technology) run the contact wires 5 of the component 4 through in the carrier material 2 the printed circuit board provided through holes. At the in 2 surface mounting technology (surface mount technology) has the component 4 about contact tongues 5 on the side of the circuit board 1 are soldered to the conductors, at which the device 4 is arranged.

Eine alternative Aufbautechnik, insbesondere für Leistungsbauelemente, besteht darin, eine Seite der Bauelemente auf einen eigenen Schaltungsträger 7 zu löten und die andere Seite durch Bond-Verbindungen 8 anzuschließen, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Verwendung des eigenen Schaltungsträ gers 7 macht es notwendig, die gesamte Leiterplatte 1 und den Schaltungsträger 7 auf einer zusätzlichen Bodenplatte 9 anzubringen, um mechanische Stabilität zu erreichen.An alternative construction technique, in particular for power components, is to apply one side of the components to a separate circuit carrier 7 to solder and the other side through bond connections 8th to join, like this in 3 is shown. The use of own circuit strä gers 7 makes it necessary the entire circuit board 1 and the circuit carrier 7 on an additional floor plate 9 to achieve mechanical stability.

Eine Leiterplatte 10 wird normalerweise so erzeugt, dass beidseitig auf ein Basismaterial 11, das zumeist FR4 ist, Kupferleiterbahnen 12 galvanisch aufgebracht werden, wie dies in 4 in Schritt S11 dargestellt ist. Anschließend wird in einem Schritt S12 von beiden Seiten jeweils eine äußere Lage 13 aus FR4 an das Basismaterial 11 und den Kupferleiterbahnen 12 der Leiterplatte angeordnet. Auf die äußeren Lagen 13 werden wiederum Kupferleiterbahnen 14 galvanisch aufgebracht, wie dies im Schritt S13 dargestellt ist. So lassen sich theoretisch beliebig viele Lagen herstellen.A circuit board 10 It is usually produced on both sides of a base material 11 , which is mostly FR4, copper conductors 12 be applied galvanically, as in 4 in step S11. Subsequently, in each case an outer layer is formed from both sides in a step S12 13 from FR4 to the base material 11 and the copper conductors 12 the circuit board arranged. On the outer layers 13 turn copper tracks 14 applied galvanically, as shown in step S13. So theoretically any number of layers can be produced.

Die Kontaktierung zwischen den Lagen erfolgt anschließend in einem Schritt S14 beispielsweise durch Bohren von Durchgangslöchern 15 und Einpressen von Hülsen 16 sowie einen weiteren, nicht dargestellten Galvanik-Prozessschritt.The contacting between the layers is then carried out in a step S14, for example by drilling through holes 15 and pressing in of sleeves 16 and another, not shown, electroplating process step.

Aus WO 03/030247 A2 ist eine Kontaktierung eines auf einem Substrat angeordneten Bauelement mittels einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material und einer Schicht aus elektrisch leitendem Material bekannt.Out WO 03/030247 A2 is a contacting of a on a substrate arranged component by means of a layer of electrically insulating Material and a layer of electrically conductive material known.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen vorteilhaften mechanischen Aufbau für eine Leiterplatte und eine zugehörige elektrische Kontaktierung von auf der Leiterplatte angeordneten Bauelementen zur Verfügung zu stellen, um daraus eine elektronische Schaltung zu erzeugen.From that Based on the object of the invention, an advantageous mechanical construction for a circuit board and an associated one electrical contacting of arranged on the circuit board Components available to make it to produce an electronic circuit.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Erfindungen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These The object is achieved by those specified in the independent claims Inventions solved. Advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Dementsprechend weist eine Leiterplatte eine Schaltungsträgerplatte auf, die in einer Aussparung der Leiterplatte angeordnet ist.Accordingly has a circuit board on a circuit board, which in a Recess of the circuit board is arranged.

Zwar ist auch in dem in 3 dargestellten Stand der Technik eine Schaltungsträgerplatte in einer Aussparung einer Leiterplatte angeordnet, allerdings ist die Schaltungsträgerplatte dort nicht Bestandteil der Leiterplatte.Although is also in the in 3 Prior art shown a circuit board disposed in a recess of a circuit board, however, the circuit board is not part of the circuit board there.

Dadurch dass die Leiterplatte die Schaltungsträgerplatte aufweist, ist die Schaltungsträgerplatte in die Leiterplatte selbst integriert. Sie unterscheidet sich von der restlichen Leiterplatte nur noch dadurch, dass sie ihr gegenüber abgegrenzt ist, indem die Schaltungsträgerplatte beispielsweise aus einem anderen Material besteht als die Leiterplatte.Thereby that the circuit board has the circuit board is the Circuit board integrated into the PCB itself. It is different from the rest of the circuit board only by the fact that they demarcated her is by removing the circuit board for example, made of a different material than the circuit board.

Vorzugsweise weist die Schaltungsträgerplatte als Trägermaterial Keramik auf. Dadurch kann die Schaltungsträgerplatte Leistungsbauelemente tragen, ohne von deren Abwärme beschädigt zu werden. Weitere Bauelemente der Schaltung können dagegen auf der restlichen Leiterplatte angeordnet werden, die mechanisch und schaltungstechnisch, beispielsweise durch einen Mehrschichtaufbau, flexibler und meist auch kostengünstiger ist.Preferably has the circuit board as a carrier material Ceramic on. This allows the circuit board to carry power devices, without their waste heat damaged to become. Other components of the circuit, however, on the rest PCB are arranged, the mechanical and circuit technology, for example, by a multi-layer structure, more flexible and usually also cheaper is.

Insbesondere ist die Schaltungsträgerplatte eine DCB-Keramik.Especially is the circuit board one DCB ceramic.

Vorzugsweise ist die Leiterplatte eine Mehrlagenleiterplatte, wobei die Schaltungsträgerplatte in der Aussparung einer inneren Lage der Leiterplatte angeordnet ist und äußere Lagen der Leiterplatte Aussparungen aufweisen, die bezüglich ihren Abmessungen in der Ebene der Leiterplatte kleiner sind als die Schaltungsträgerplatte und die Aussparung in der inneren Lage der Leiterplatte, so dass die äußeren Lagen der Leiterplatte die Schaltungsträgerplatte überlappen und die Schaltungsträgerplatte von den äußeren Lagen der Leiterplatte in der Aussparung der inneren Lage der Leiterplatte fixiert und gehalten wird. So lässt sich die Schaltungsträgerplatte in die Leiterplatte integrieren, ohne dass zusätzliche Befestigungsmittel notwendig wären.Preferably, the printed circuit board is a multilayer printed circuit board, wherein the circuit board is disposed in the recess of an inner layer of the printed circuit board and outer layers of the printed circuit board recesses, which are smaller in size in the plane of the circuit board than the circuit board and the recess in the inner layer of the printed circuit board, so that the outer layers of the printed circuit board overlap the circuit board and the circuit board is fixed and held by the outer layers of the printed circuit board in the recess of the inner layer of the printed circuit board. Thus, the circuit board can be integrated into the circuit board without additional fasteners would be necessary.

Vorteilhaft ist auf der Schaltungsträgerplatte ein Bauelement angeordnet, das eine Kontaktfläche aufweist. Auf dem Bauelement, der Schaltungsträgerplatte und der übrigen Leiterplatte ist eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material angeordnet, die an der Kontaktfläche des Bauelements ein Fenster aufweist. Auf der Kontaktfläche des Bauelements und der Schicht aus elektrisch leitendem Material ist schließlich eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material angeordnet. Diese Art der Kontaktierung des Bauelements und die Integration der Schaltungsträgerplatte in die Leiterplatte erweisen zusammen wichtige Synergieeffekte auf. So werden durch die Integration der Schaltungsträgerplatte in die Leiterplatte Zwischenräume zwischen der Schaltungsträgerplatte und der Leiterplatte ausgeschlossen, wie sie bei der Verwendung der in 3 dargestellten Bodenplatte nicht zu vermeiden sind. Diese Zwischenräume wären aber für die Kontaktierung des Bauelements über Schichten fatal, da sie im Gegensatz zur Kontaktierung mit Bond-Drähten schwer zu überwinden wären und immer die Gefahr bestünde, dass die dünnen Schichten reißen. Darüber hinaus ergibt sich durch die Integration der Schaltungsträgerplatte in die Leiterplatte und das Weglassen der Bodenplatte ebenso wie durch die Kontaktierung des Bauelements über Schichten jeweils ein sehr flacher Aufbau, so dass insgesamt eine extrem geringere Höhe erzielt werden kann.Advantageously, a component is arranged on the circuit board, which has a contact surface. On the component, the circuit board and the rest of the circuit board, a layer of electrically insulating material is arranged, which has a window at the contact surface of the device. Finally, a layer of electrically insulating material is arranged on the contact surface of the component and the layer of electrically conductive material. This type of contacting of the device and the integration of the circuit board in the circuit board together prove important synergy effects. Thus, by the integration of the circuit board in the circuit board gaps between the circuit board and the circuit board are excluded, as in the use of in 3 shown bottom plate can not be avoided. However, these gaps would be fatal for the contacting of the device on layers, as they would be difficult to overcome in contrast to bonding with bond wires and there is always the risk that the thin layers break. In addition, results from the integration of the circuit board in the circuit board and the omission of the bottom plate as well as by the contacting of the device via layers each have a very flat structure, so that a total of an extremely lower height can be achieved.

Die Schicht aus elektrisch isolierendem Material ist insbesondere eine auflaminierte Folie.The Layer of electrically insulating material is in particular a laminated film.

An der Schaltungsträgerplatte kann, insbesondere an ihrer dem Bauelement abgewandten Seite, ein Kühlkörper angeordnet sein, um vom Bauelement abgegebene Verlustwärme abzuführen. Als Trägermaterial der Leiterplatte kommt insbesondere Kunststoff zum Einsatz, beispielsweise FR4.At the circuit board can, in particular on its side facing away from the component, a Heat sink arranged be to dissipate dissipated by the component heat loss. As a carrier material the circuit board is used in particular plastic, for example FR4.

Für eine bessere Wärmespreizung kann die Leiterplatte eine Vielzahl von Schaltungsträgerplatten aufweisen, die in Aussparungen der Leiterplatte angeordnet sind und jeweils eines oder mehrere (Leistungs-)Bauelemente tragen.For a better one heat spreading For example, the circuit board may have a variety of circuit board have, which are arranged in recesses of the circuit board and each carry one or more (power) components.

In einem Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte mit einer integrierten Schaltungsträgerplatte wird die Schaltungsträgerplatte in einer Aussparung der Leiterplatte angeordnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich analog zu den vorteilhaften Ausgestaltungen der Leiterplatte und umgekehrt.In a method of manufacturing a printed circuit board having an integrated circuit Circuit board is the circuit board arranged in a recess of the circuit board. Advantageous embodiments of the method are analogous to the advantageous embodiments the circuit board and vice versa.

Insbesondere wird die Leiterplatte als Mehrlagenleiterplatte hergestellt, die Schaltungsträgerplatte in der Aussparung einer inneren Lage der Leiterplatte angeordnet und äußere Lagen der Leiterplatte an der Leiterplatte angeordnet, die Aussparungen aufweisen, die kleiner sind als die Schaltungsträgerplatte, so dass die äußeren Lagen der Leiterplatte die Schaltungsträgerplatte überlappen und in der Aussparung der inneren Lage der Leiterplatte halten. Alternativ oder ergänzend kann die Schaltungsträgerplatte auch in der Leiterplatte verklebt, verlötet oder anderweitig befestigt sein.Especially the printed circuit board is manufactured as a multilayer printed circuit board, the Circuit board arranged in the recess of an inner layer of the circuit board and outer layers the circuit board arranged on the circuit board, the recesses which are smaller than the circuit board, so that the outer layers the printed circuit board overlap the circuit board and in the recess hold the inner layer of the circuit board. Alternatively or additionally the circuit board also glued in the circuit board, soldered or otherwise secured be.

Vorzugsweise ist ein Bauelement, das eine elektrische Kontaktfläche aufweist, auf der Schaltungsträgerplatte und damit auf der Leiterplatte angeordnet und es wird eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf der Leiterplatte und dem Bauelement aufgebracht. Die elektrische Kontaktfläche des Bauelements bleibt beim Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material frei und/oder wird nach dem Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material freigelegt, insbesondere durch Öffnen eines Fensters. Weiterhin wird eine Schicht aus elektrisch leitendem Material auf der Schicht aus elektrisch isolierendem Material und der elektrischen Kontaktfläche des Bauelements aufgebracht. Die Schicht aus elektrisch isolierendem Material ist also eine Trägerschicht für die Schicht aus elektrisch leitendem Material.Preferably is a device that has an electrical contact surface, on the circuit board and thus arranged on the circuit board and it becomes a layer of electrically insulating material on the circuit board and the Applied component. The electrical contact surface of the Component remains when applying the layer of electrically insulating Material is free and / or is made after the application of the layer electrically insulating material exposed, in particular by opening a Window. Furthermore, a layer of electrically conductive material on the layer of electrically insulating material and the electrical contact surface of the Applied component. The layer of electrically insulating Material is therefore a carrier layer for the Layer of electrically conductive material.

Dadurch dass das Bauelement auf der Leiterplatte angeordnet ist, bilden Leiterplatte und Bauelement eine Oberflächenkontur. Vorzugsweise folgt die Schicht aus elektrisch isolierendem Material in ihrer Gesamtheit der aus Leiterplatte und Bauelement gebildeten Oberflächenkontur folgt, d.h., dass die Schicht aus elektrisch isolierendem Material entsprechend der aus Leiterplatte und Bauelement gebildeten Oberflächenkontur auf der Oberflächenkontur verläuft.Thereby that the component is arranged on the circuit board form Printed circuit board and component a surface contour. Preferably follows Layer of electrically insulating material in its entirety the surface contour formed from printed circuit board and component follows, that is, the layer of electrically insulating material according to the surface contour formed from printed circuit board and component runs on the surface contour.

Dadurch dass die Schicht aus elektrisch isolierendem Material der aus Leiterplatte und Bauelement gebildeten Oberflächenkontur folgt, ergeben sich, insbesondere wenn ein Leistungsbauelement als Bauelement verwendet wird, gleich zwei Vorteile. Zum einen ist eine noch ausreichende Dicke der Schicht aus elektrisch isolierendem Material über den der Leiterplatte abgewandten Kanten des Bauelementes gewährleistet, so dass ein Durchschlag bei hohen Spannungen bzw. Feldstärken verhindert wird. Zum anderen ist die Schicht aus elektrisch isolierendem Material neben dem in der Regel sehr hohen Leistungsbauelement auf der Leiterplatte nicht so dick, dass ein Freilegen und Kontaktieren von Kontaktflächen auf Leiterbahnen der Leiterplatte problematisch wäre.The fact that the layer of electrically insulating material follows the surface contour formed from the printed circuit board and the component results in two advantages, in particular if a power component is used as a component. On the one hand, a still sufficient thickness of the layer of electrically insulating material is ensured over the printed circuit board facing away from the edges of the component, so that a breakdown at high voltages or field strengths is prevented. On the other hand, the layer of electrically insulating material next to the usually very high power device on the circuit board is not so thick that exposing and contacting of contact surfaces on conductor tracks of the circuit board per would be problematic.

Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung bei einer Leiterplatte, auf dem mehrere Bauelemente mit Kontaktflächen angeordnet sind, und/oder bei Bauelementen mit mehreren Kontaktflächen entsprechend vorzugehen.Of course it lies It is also within the scope of the invention in a circuit board on the a plurality of components are arranged with contact surfaces, and / or to proceed accordingly for components with several contact surfaces.

Die Dicke der Schicht aus elektrisch isolierendem Material über der Leiterplatte weicht in ihrem geradlinig verlaufenden Bereich um weniger als 50% von ihrer Dicke über dem Bauelement in ihrem dort geradlinig verlaufenden Bereich ab, insbesondere um weniger als 20%. Vorzugsweise sind die Dicken in etwa gleich, weichen also um weniger als 5% oder sogar weniger als 1% voneinander ab. Die Prozentangaben beziehen sich insbesondere auf die Dicke der Schicht über dem Bauelement in deren geradlinig verlaufenden Bereich, die dementsprechend die 100 angibt. Auf den geradlinig verlaufenden Bereich wird abgestellt, da die Schicht in Innenkanten von Leiterplatte und Bauelement in der Regel dicker, über den der Leiterplatte abgewandten Kanten des Bauelements in der Regel dünner verläuft.The Thickness of the layer of electrically insulating material over the Printed circuit board deviates in its rectilinear area less than 50% of its thickness over the component in its rectilinear area, in particular by less than 20%. Preferably, the thicknesses are in about the same, so deviate by less than 5% or even less than 1% from each other. The percentages are in particular on the thickness of the layer over the device in the rectilinear region, which accordingly the 100 indicates. On the rectilinear area is turned off, since the layer in inner edges of PCB and component in usually thicker, over the printed circuit board facing away from the edge of the component in the rule thinner runs.

Zur Kontaktierung des Bauelements mit der Leiterplatte weist die Leiterplatte vorzugsweise eine elektrische Kontaktfläche auf, die beim Aufbringen der Schicht aus elektrisch leitendem Material frei bleibt oder nach dem Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material freigelegt wird und auf die die Schicht aus elektrisch leitendem Material ebenfalls aufgebracht wird. So wird die Kontaktfläche des Bauelements über die Schicht aus elektrisch leitendem Material mit der Kontaktfläche der Leiterplatte verbunden.to Contacting of the component with the circuit board has the circuit board Preferably, an electrical contact surface which during application of the Layer of electrically conductive material remains free or after the application of the layer of electrically insulating material is exposed and on which the layer of electrically conductive Material is also applied. So the contact surface of the Component over the layer of electrically conductive material with the contact surface of PCB connected.

Die Kontaktfläche des Bauelements und die Kontaktfläche der Leiterplatte sind vorzugsweise in etwa gleich groß, um einen durchgängigen Stromfluss zu gewährleisten.The contact area of the device and the contact surface of the circuit board are preferably about the same size, to a consistent To ensure flow of electricity.

Die elektrische Kontaktfläche des Bauelements kann beim Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material freigelassen und/oder später freigelegt werden. Das vollständige oder partielle Freilassen schon beim Aufbringen lässt sich besonders vorteilhaft verwirklichen, wenn die Schicht aus elektrisch isolierendem Material mit Öffnungen aufgebracht wird. Dann lässt sich nämlich von vornherein eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material mit einer oder mehreren entsprechenden Öffnungen bzw. Fenstern verwenden, die sich beispielsweise zuvor durch kostengünstiges Ausstanzen oder Ausschneiden schaffen lassen.The electrical contact surface of the device can during the application of the layer of electric isolating material released and / or exposed later. The full or partial release already during application can be realize particularly advantageous if the layer of electrical applied insulating material with openings becomes. Then lets Namely from the outset a layer of electrically insulating material use with one or more corresponding openings or windows, for example, previously by cost punching or cutting let create.

Wird durch das Freilegen der Kontaktfläche ein Fenster mit mehr als 60% der Größe der Seite und/oder Fläche des Bauelementes geöffnet, an der das Fenster geöffnet wird, insbesondere mehr als 80%, so kann das Verfahren für Leistungsbauelemente verwendet werden, deren Kontaktfläche ein entsprechende Größe aufweisen. Um eine saubere Kantenverarbeitung zu gewährleisten, sollte die Größe des Fensters aber andererseits nicht mehr als 99,9 der Größe der Seite und/oder Fläche des Bauelementes betragen, an der das Fenster geöffnet wird, insbesondere nicht mehr als 99% und weiter bevorzugt nicht mehr als 95%. Das Fenster wird insbesondere an der größten und/oder an der von der Leiterplatte abgewandten Seite des Bauelements geöffnet und hat vorzugsweise eine absolute Größe von mehr als 50 mm2, insbesondere mehr als 70 mm2.If, by exposing the contact surface, a window with more than 60% of the size of the side and / or surface of the component is opened, at which the window is opened, in particular more than 80%, the method can be used for power components whose contact surface is a have appropriate size. On the other hand, in order to ensure clean edge processing, the size of the window should not be more than 99.9 of the size of the side and / or face of the device at which the window is opened, in particular not more than 99% and more preferably not more than 95%. The window is opened in particular on the largest and / or on the side facing away from the circuit board side of the device and preferably has an absolute size of more than 50 mm 2 , in particular more than 70 mm 2 .

Die Schicht aus elektrisch isolierendem Material ist insbesondere aus Kunststoff. Je nach Weiterverarbeitung kann sie fotoempfindlich oder nicht fotoempfindlich sein.The Layer of electrically insulating material is made in particular Plastic. Depending on the processing, it can be photosensitive or not be photosensitive.

Sie wird vorzugsweise mit einer oder mehreren der folgenden Vorgehensweisen aufgebracht: Auflaminieren einer Folie, Vorhanggießen, Tauchen, insbesondere einseitiges Tauchen, Sprühen, insbesondere elektrostatisches Sprühen, Drucken, insbesondere Siebdrucken, Overmolden, Dispensen, Spincoaten.she is preferably with one or more of the following procedures applied: lamination of a film, curtain coating, dipping, in particular one-sided diving, spraying, in particular electrostatic spraying, printing, in particular Screen printing, overmolding, dispensing, spincoating.

Zum Aufbringen der Schicht aus elektrisch leitendem Material, also zum flächigen Kontaktieren, wird vorteilhaft ein physikalisches oder chemisches Abscheiden des elektrisch leitenden Materials durchgeführt. Derartige physikalische Verfahren sind Sputtern und Bedampfen (Physical Vapor Deposition, PVD). Das chemische Abscheiden kann aus gasförmiger Phase (Chemical Vapor Deposition, CVD) und/oder flüssiger Phase (Liquid Phase Chemical Vapor Deposition) erfolgen. Denkbar ist auch, dass zunächst durch eines dieser Verfahren eine dünne elektrisch leitende Teilschicht beispielsweise aus Titan/Kupfer aufgetragen wird, auf der dann eine dickere elektrisch leitende Teilschicht beispielsweise aus Kupfer galvanisch abgeschieden wird.To the Applying the layer of electrically conductive material, ie to flat Contact, advantageously, a physical or chemical deposition carried out of the electrically conductive material. Such physical Methods are sputtering and vapor deposition (Physical Vapor Deposition, PVD). The chemical deposition can from gaseous phase (Chemical Vapor Deposition, CVD) and / or liquid Phase (Liquid Phase Chemical Vapor Deposition). Conceivable is also that first by one of these methods a thin electrically conductive sublayer for example, is applied from titanium / copper, then on the one thicker electrically conductive sub-layer, for example made of copper is electrodeposited.

Vorzugsweise wird eine Leiterplatte mit einer Oberfläche verwendet, die mit einem oder mehreren Halbleiterchips, insbesondere Leistungshalbleiterchips bestückt ist, auf deren je dem je eine oder mehrere zu kontaktierende Kontaktflächen vorhanden ist oder sind, und wobei die Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf dieser Oberfläche unter Vakuum aufgebracht wird, so dass die Schicht aus elektrisch isolierendem Material diese Oberfläche einschließlich jedes Halbleiterchips und jeder Kontaktfläche eng anliegend bedeckt und auf dieser Oberfläche einschließlich jedes Halbleiterchips haftet.Preferably is a printed circuit board with a surface used with a or a plurality of semiconductor chips, in particular power semiconductor chips stocked is, on each of which ever one or more contact surfaces to be contacted exist is or are, and wherein the layer of electrically insulating Material on this surface is applied under vacuum, so that the layer of electrically insulating Material this surface including each semiconductor chip and each contact surface is tightly covered and covered on this surface including each one Semiconductor chips adheres.

Die Schicht aus elektrisch isolierendem Material ist dabei so gestaltet, dass ein Höhenunterschied von bis zu 1000 μm überwunden werden kann. Der Höhenunterschied ist unter anderem durch die Topologie der Leiterplatte und durch die auf der Leiterplatte angeordneten Halbleiterchips verursacht.The layer of electrically insulating material is designed so that a height difference of up to 1000 microns can be overcome. The difference in altitude is among other things the topology of the circuit board and caused by the arranged on the circuit board semiconductor chips.

Die Dicke der Schicht aus elektrisch isolierendem Material kann 10 μm bis 500 μm betragen. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Schicht aus elektrisch isolierendem Material mit einer Dicke von 25 bis 150 μm aufgebracht.The Thickness of the layer of electrically insulating material may be 10 μm to 500 μm. Preferably is in the inventive method a layer of electrically insulating material having a thickness from 25 to 150 μm applied.

In einer weiteren Ausgestaltung wird das Aufbringen sooft wiederholt, bis eine bestimmte Dicke der Schicht aus elektrisch isolierendem Material erreicht ist. Beispielsweise werden Teilschichten aus elektrisch isolierendem Material geringerer Dicke zu einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material höherer Dicke verarbeitet. Diese Teilschichten aus elektrisch isolierendem Material bestehen vorteilhaft aus einer Art Kunststoffmaterial. Denkbar ist dabei auch, dass die Teilschichten aus elektrisch isolierendem Material aus mehreren unterschiedlichen Kunststoffmaterialen bestehen. Es resultiert eine aus Teilschichten aufgebaute Schicht aus elektrisch isolierendem Material.In In another embodiment, the application is repeated as often, to a certain thickness of the layer of electrically insulating Material is reached. For example, partial layers of electrical insulating material of lesser thickness to a layer of electrical insulating material higher Thickness processed. These sub-layers of electrically insulating Material advantageously consist of a kind of plastic material. It is also conceivable that the sub-layers of electrically insulating Material consist of several different plastic materials. The result is a built up of layers of layers of electrical insulating material.

In einer besonderen Ausgestaltung wird zum Freilegen der elektrischen Kontaktfläche des Bauelements ein Fenster in der Schicht aus elektrisch isolierendem Material durch Laserabla tion geöffnet. Eine Wellenlänge eines dazu verwendeten Lasers beträgt zwischen 0,1 μm und 11 μm. Die Leistung des Lasers beträgt zwischen 1 W und 100 W. Vorzugsweise wird ein CO2-Laser mit einer Wellenlänge von 9,24 μm verwendet. Das Öffnen der Fenster erfolgt dabei ohne eine Beschädigung eines eventuell unter der Schicht aus isolierendem Material liegenden Chipkontakts aus Aluminium, Gold oder Kupfer.In a particular embodiment, a window in the layer of electrically insulating material is opened by Laserabla tion to expose the electrical contact surface of the device. One wavelength of a laser used for this purpose is between 0.1 μm and 11 μm. The power of the laser is between 1 W and 100 W. Preferably, a CO 2 laser with a wavelength of 9.24 microns is used. The windows are opened without damaging a chip contact made of aluminum, gold or copper, which may be under the layer of insulating material.

In einer weiteren Ausgestaltung wird eine fotoempfindliche Schicht aus elektrisch isolierendem Material verwendet und zum Freilegen der elektrischen Kontaktfläche des Bauelements ein Fenster durch einen fotolithographischen Prozess geöffnet. Der fotolithographische Prozess umfasst ein Belichten der fotoempfindlichen Schicht aus elektrisch isolierendem Material und ein Entwickeln und damit Entfernen der belichteten oder nicht-belichteten Stellen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material.In In another embodiment, a photosensitive layer made of electrically insulating material and used for exposure the electrical contact surface of the device a window through a photolithographic process open. Of the Photolithographic process involves exposing the photosensitive Layer of electrically insulating material and developing and thus removing the exposed or unexposed areas of the Layer of electrically insulating material.

Nach dem Öffnen der Fenster erfolgt gegebenenfalls ein Reinigungsschritt, bei dem Reste der Schicht aus elektrisch isolierendem Material entfernt werden. Der Reinigungsschritt erfolgt beispielsweise nasschemisch. Denkbar ist insbesondere auch ein Plasmareinigungsverfahren.To opening the window is optionally carried out a cleaning step in which Remains of the layer of electrically insulating material are removed. The cleaning step takes place, for example, wet-chemically. Conceivable is in particular also a plasma cleaning process.

In einer weiteren Ausgestaltung wird eine Schicht aus elektrisch leitendem Material mit mehreren übereinander angeordneten Teilschichten aus unterschiedlichem, elektrisch leitendem Material verwendet. Es werden beispielsweise verschiedene Metalllagen übereinander aufgetragen. Die Anzahl der Teilschichten beziehungsweise Metalllagen beträgt insbesondere 2 bis 5. Durch die aus mehreren Teilschichten aufgebaute elektrisch leitende Schicht kann beispielsweise eine als Diffusionsbarriere fungierende Teilschicht integriert sein. Eine derartige Teilschicht besteht beispielsweise aus einer Titan-Wolfram-Legierung (TiW). Vorteilhafterweise wird bei einem mehrschichtigen Aufbau direkt auf der zu kontaktierenden Oberfläche eine die Haftung vermittelnde oder verbessernde Teilschicht aufgebracht. Eine derartige Teilschicht besteht beispielsweise aus Titan.In In another embodiment, a layer of electrically conductive Material with several superimposed arranged sub-layers of different, electrically conductive Material used. For example, different metal layers are stacked on top of each other applied. The number of partial layers or metal layers in particular 2 to 5. By the built up of several sub-layers electrically conductive layer, for example, as a diffusion barrier functioning sub-layer to be integrated. Such a sub-layer For example, it consists of a titanium-tungsten alloy (TiW). advantageously, becomes in a multilayer structure directly on the surface to be contacted one applied the adhesion mediating or improving partial layer. A such sub-layer consists for example of titanium.

In einer besonderen Ausgestaltung wird nach dem flächigen Kontaktieren in und/oder auf der Schicht aus dem elektrisch leitenden Material mindestens eine Leiterbahn erzeugt. Die Leiterbahn kann auf der Schicht aufgetragen werden. Insbesondere wird zum Erzeugen der Leiterbahn ein Strukturieren der Schicht durchgeführt. Dies bedeutet, dass die Leiterbahn in dieser Schicht erzeugt wird. Die Leiterbahn dient beispielsweise der elektrischen Kontaktierung eines Halbleiterchips.In a particular embodiment is after the surface contacting in and / or on the layer of the electrically conductive material at least generates a conductor track. The trace can be applied to the layer become. In particular, structuring is used to produce the conductor track the shift performed. This means that the trace is created in this layer. The conductor serves, for example, the electrical contact a semiconductor chip.

Das Strukturieren erfolgt üblicherweise in einem fotolithographischen Prozess. Dazu kann auf der elektrisch leitenden Schicht ein Fotolack aufgetragen, getrocknet und anschließend belichtet und entwickelt werden. Unter Umständen folgt ein Temperschritt, um den aufgetragenen Fotolack gegenüber nachfolgenden Behandlungsprozessen zu stabilisieren. Als Fotolack kommen herkömmliche positive und negative Resists (Beschichtungsmaterialien) in Frage. Das Auftragen des Fotolacks erfolgt beispielsweise durch einen Sprüh- oder Tauchprozess. Electro-Deposition (elektrostatisches oder elektrophoretisches Abscheiden) ist ebenfalls denkbar.The Structuring is usually done in a photolithographic process. This can be done on the electric applied a photoresist layer, dried and then exposed and be developed. Under certain circumstances, an annealing step, to the applied photoresist against subsequent treatment processes to stabilize. The photoresist is conventional positive and negative Resists (coating materials) in question. Applying the photoresist for example, by a spraying or dipping process. Electro-Deposition (electrostatic or electrophoretic deposition) is also conceivable.

Statt eines Fotolacks kann auch ein anderes strukturierbares Material mit einer oder mehreren der folgenden Vorgehensweisen aufgebracht werden: Vorhanggießen, Tauchen, insbesondere einseitiges Tauchen, Sprühen, insbesondere elektrostatisches Sprühen, Drucken, insbesondere Siebdrucken, Overmolden, Dispensen, Spincoaten, Auflaminieren einer Folie.Instead of A photoresist can also be another structurable material applied with one or more of the following procedures be: curtain coating, Dipping, especially one-sided dipping, spraying, in particular electrostatic spraying, printing, especially screen printing, overmolding, dispensing, spincoating, laminating a slide.

Zum Strukturieren können auch fotoempfindliche Folien eingesetzt werden, die auflaminiert und vergleichbar mit der aufgetragenen Fotolackschicht belichtet und entwickelt werden.To the Can structure Also photosensitive films are used, which lamination and exposed comparable to the applied photoresist layer and be developed.

Zum Erzeugen der Leiterbahn kann beispielsweise wie folgt vorgegangen werden: In einem ersten Teilschritt wird die elektrisch leitende Schicht strukturiert und in einem darauf folgenden Teilschritt wird auf der erzeugten Leiterbahn eine weitere Metallisierung aufgebracht. Durch die weitere Metallisierung wird die Leiterbahn verstärkt. Beispielsweise wird auf der durch Strukturieren erzeugten Leiterbahn Kupfer galvanisch in einer Dicke von 1 μm bis 400 μm abgeschieden. Danach wird die Fotolackschicht beziehungsweise die auflaminierte Folie oder das alternativ verwendete strukturierbare Material abgelöst. Dies gelingt beispielsweise mit einem organischen Lösungsmittel, einem alkalischen Entwickler oder dergleichen. Durch nachfolgendes Differenzätzen wird die flächige, nicht mit der Metallisierung verstärkte, metallisch leitende Schicht wieder entfernt. Die verstärkte Leiterbahn bleibt erhalten.For example, the following procedure can be used to produce the conductor track: In a first substep, the electrically conductive layer is patterned, and in a subsequent substep, a further metallization is applied to the generated conductor track. The further metallization strengthens the printed circuit. For example is deposited on the pattern formed by patterning copper electrodeposited in a thickness of 1 micron to 400 microns. Thereafter, the photoresist layer or the laminated film or the alternatively used structurable material is peeled off. This is achieved, for example, with an organic solvent, an alkaline developer or the like. By subsequent differential etching the planar, not reinforced with the metallization, metallically conductive layer is removed. The reinforced track remains intact.

In einer besonderen Ausgestaltung werden zum Herstellen einer mehrlagigen Vorrichtung die Schritte Auflaminieren, Freilegen, Kontaktieren und Erzeugen der Leiterbahn mehrmals durchgeführt.In a particular embodiment are for producing a multilayer Device the steps laminating, exposing, contacting and generating the trace several times.

Vorzugsweise ist die Schicht aus elektrisch isolierendem Material und/oder die Schicht aus elektrisch leitendem Material strukturiert, um beispielsweise gezielte Verbindungen herzustellen. Das Strukturieren kann beispielsweise durch einen Laser oder mittels eines Fotoprozesses geschehen.Preferably is the layer of electrically insulating material and / or the Layer of electrically conductive material structured to, for example make targeted connections. The structuring can be, for example done by a laser or by a photo process.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:Further Advantages and features will be apparent from the description based on Drawing. Showing:

1 eine Verbindung eines Bauelements mit einer Leiterplatte nach dem Stand der Technik; 1 a connection of a device with a circuit board according to the prior art;

2 eine alternative Verbindung eines Bauelements mit einer Leiterplatte nach dem Stand der Technik; 2 an alternative connection of a device with a circuit board according to the prior art;

3 eine weitere alternative Verbindung eines Bauelements mit einer Leiterplatte nach dem Stand der Technik; 3 a further alternative connection of a device with a circuit board according to the prior art;

4 die Herstellung einer Leiterplatte nach dem Stand der Technik; 4 the manufacture of a printed circuit board according to the prior art;

5 die Herstellung einer Leiterplatte, die eine Schaltungsträgerplatte aufweist, als Hybrid-Aufbau; 5 the production of a printed circuit board, which has a circuit board, as a hybrid structure;

6 eine Leiterplatte, die eine Schaltungsträgerplatte aufweist, die Bauelemente und einen Kühlkörper trägt. 6 a circuit board having a circuit board carrying components and a heat sink.

Gemäß 5 werden in einem Schritt 521 für die Herstellung einer Leiterplatte 20 auf eine innere Lage 22 der Leiterplatte Kupferleiterbahnen 26 von beiden Seiten galvanisch aufgebracht. Die innere Lage 22 der Leiterplatte besteht aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere einem FR4-Basismaterial.According to 5 be in one step 521 for the production of a printed circuit board 20 on an inner situation 22 the printed circuit board copper conductor tracks 26 electroplated from both sides. The inner situation 22 the circuit board is made of a plastic material, in particular a FR4 base material.

Im gleichen Schritt S21 wird in eine Aussparung 21 der inneren Lage 22 der Leiterplatte 20 eine Schaltungsträgerplatte 23 in Form einer DCB-Keramik lose eingefügt. Die Schaltungsträgerplatte 23 weist ein plattenförmiges Trägermaterial 24 aus Keramik auf, auf dem auf beiden Seiten jeweils eine Schicht 25 aus Kupfer aufgebracht ist, die beispielsweise zu Leiterbahnen strukturiert ist.In the same step S21 is in a recess 21 the inner situation 22 the circuit board 20 a circuit board 23 loosely inserted in the form of a DCB ceramic. The circuit board 23 has a plate-shaped carrier material 24 made of ceramic, on each side a layer 25 is applied from copper, which is structured, for example, to conductor tracks.

Im folgenden Schritt S22 werden äußere Lagen 27 aus FR4 auf die innere Lage 22 der Leiterplatte und die Kupferleiterbahnen 26 sowie partiell auch auf die Schaltungsträgerplatte 23 aufgepresst. Dieses partielle Aufpressen auf die Schaltungsträgerplatte 23 ergibt sich aus der Tatsache, dass zwar auch die äußeren Lagen 27 der Leiterplatte Aussparungen 28 aufweisen, dass diese Aussparungen 28 aber kleiner sind als die Aussparung 21 der inneren Lage 22 der Leiterplatte und die Schaltungsträgerplatte 23. Dadurch überlappen Ränder der äußeren Lagen 27 der Leiterplatte, wie im Zusammenhang mit Schritt S23 dargestellt, die Schaltungsträgerplatte 23 an ih rem Außenrand und halten sie damit in der Aussparung 21 der inneren Lage 22 der Leiterplatte.In the following step S22, outer layers become 27 from FR4 to the inner situation 22 the circuit board and the copper conductors 26 as well as partially on the circuit board 23 pressed. This partial pressing on the circuit board 23 arises from the fact that although the outer layers 27 the circuit board recesses 28 show that these recesses 28 but smaller than the recess 21 the inner situation 22 the circuit board and the circuit board 23 , As a result, edges of the outer layers overlap 27 the circuit board, as shown in connection with step S23, the circuit board 23 at its outer edge and thus keep it in the recess 21 the inner situation 22 the circuit board.

Im Schritt S23 wird eine weitere Lage von Kupferleiterbahnen 29 auf die Leiterplatte 20 aufgebracht.In step S23, another layer of copper traces is formed 29 on the circuit board 20 applied.

Schließlich werden in einem Schritt S24 Durchgangslöcher 30 in die Leiterplatte 20 gebohrt und in die Durchgangslöcher 30 Hülsen 31 eingepresst. Ein weiterer Galvanik-Prozessschritt kann folgen.Finally, through holes are made in a step S24 30 in the circuit board 20 drilled and into the through holes 30 sleeves 31 pressed. Another electroplating process step can follow.

Der im Zusammenhang mit 4 dargestellte Prozess wird also dahingehend verändert, dass eine Schaltungsträgerplatte 23 mit einem geeigneten Trägermaterial 25 (z.B. Keramik, DCB) vor dem beidseitigen Aufpressen der äußeren Lagen 27 auf die innere Lage 22 der Leiterplatte und insbesondere nach der ersten Galvanik in die Aussparung 21 der inneren Lage 22 der Leiterplatte gelegt wird.The related to 4 The process shown is thus changed so that a circuit board 23 with a suitable carrier material 25 (eg ceramic, DCB) before the two-sided pressing on the outer layers 27 on the inner situation 22 the circuit board and in particular after the first electroplating in the recess 21 the inner situation 22 the PCB is placed.

Die aufgepressten äußeren Lagen 27 überlappen die Schaltungsträgerplatte 23 geringfügig und fixieren sie so innerhalb der Leiterplatte 20. Es wird eine Leiterplatte 20 mit integrierter Schaltungsträgerplatte 23 geschaffen. Auf eine zusätzliche Bodenplatte kann daher verzichtet werden.The pressed-on outer layers 27 overlap the circuit board 23 slightly and fix it so inside the circuit board 20 , It becomes a circuit board 20 with integrated circuit board 23 created. An additional base plate can therefore be dispensed with.

Gemäß der in 6 dargestellten Vorrichtung werden auf die Schaltungsträgerplatte 23 der Leiterplatte Bauelemente 32 in Form von Chips gelötet, wozu Lot 33 verwendet wird. Die Bauelemente 32 sind insbesondere Leistungshalbleiter, IGBTs, Dioden. Die Kontaktierung von Bauelement-Kontaktflächen, die sich auf der Leiterplatte 20 mit dem Schaltungsträger abgewandten Seite der Bauelemente 32 befinden, erfolgt im Ausführungsbeispiel nicht über eine Bond-Technik. Stattdessen wird eine Schicht 34 aus elektrisch isolierendem Material auf die Bauelemente 32 und die Leiterplatte 20 sowohl im Bereich der Schaltungsträgerplatte 23 als auch in einem übrigen Bereich der Leiterplatte 20 aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch Auflaminieren einer Folie geschehen, die eng an den Bauelementen 32 und der Leiterplatte 20 inklusive der Schaltungsträgerplatte 23 anliegt, an dieser haftet und der Kontur der Oberfläche folgt, so dass sich die Dicke der Schicht 34 aus elektrisch isolierendem Material nicht substanziell verändert.According to the in 6 shown device are on the circuit board 23 the printed circuit board components 32 soldered in the form of chips, to which Lot 33 is used. The components 32 are in particular power semiconductors, IGBTs, diodes. The contacting of component contact surfaces, which are located on the circuit board 20 with the circuit carrier side facing away from the components 32 are not carried out in the embodiment via a bonding technique. Instead, it becomes a layer 34 made of electrically insulating material on the components mente 32 and the circuit board 20 both in the area of the circuit board 23 as well as in a remaining area of the circuit board 20 applied. This can be done, for example, by laminating a film that fits tightly to the components 32 and the circuit board 20 including the circuit board 23 abuts, adheres to this and follows the contour of the surface, so that the thickness of the layer 34 made of electrically insulating material not substantially changed.

Die Schicht 34 aus elektrisch isolierendem Material weist im Bereich der Kontaktflächen Fenster auf. Falls sich für die Schicht 34 aus elektrisch isolierendem Material eine Folie verwendet wird, so können diese Fenster vorgestanzt sein bevor die Folie auflaminiert wird. In anderen Fällen oder aber auch ergänzend werden die Fenster geöffnet, nachdem die Schicht 34 aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht ist.The layer 34 made of electrically insulating material has windows in the area of the contact surfaces. If for the shift 34 made of electrically insulating material, a film is used, these windows can be pre-cut before the film is laminated. In other cases or in addition, the windows are opened after the layer 34 is applied from electrically insulating material.

Auf die Kontaktflächen der Bauelemente 32, also in die Fenster der Schicht 34 als elektrisch isolierenden Material, und die Schicht 34 aus elektrischen Material wird eine Schicht 35 aus elektrisch leitendem Material aufgebracht, die sich von den Kontaktflächen der Bauelemente 32 zu den Leiterbahnen 29 der Leiterplatte erstreckt und somit die Bauelemente 32 kontaktiert.On the contact surfaces of the components 32 that is, in the windows of the layer 34 as an electrically insulating material, and the layer 34 Electrical material becomes a layer 35 made of electrically conductive material, extending from the contact surfaces of the components 32 to the tracks 29 the circuit board extends and thus the components 32 contacted.

Die Schicht 34 aus elektrisch isolierendem Material und die Schicht 35 aus elektrisch leitendem Material erstrecken sich also über die Schaltungsträgerplatte 23 hinaus auf die übrige Leiterplatte 20. So wird die Verbindung der Bauelemente 32 auf der Schaltungsträgerplatte 23 mit dem Rest der Leiterplatte 20 erreicht.The layer 34 made of electrically insulating material and the layer 35 made of electrically conductive material thus extend over the circuit board 23 out on the rest of the circuit board 20 , This is how the connection of the components becomes 32 on the circuit board 23 with the rest of the circuit board 20 reached.

Die Schicht 35 aus elektrisch leitendem Material wird beispielsweise durch Aufbringen einer Startschicht, etwa durch Aufsputtern, und nachfolgende galvanische Verstärkung erzeugt. Sie ist vorzugsweise eine Kupferschicht. Wird sie entsprechend strukturiert, so ergeben sich Kupferbahnen.The layer 35 of electrically conductive material is generated for example by applying a starting layer, such as by sputtering, and subsequent galvanic reinforcement. It is preferably a copper layer. If it is structured accordingly, this results in copper tracks.

Auf der den Bauelementen 32 gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 20 ist an deren Schaltungsträgerplatte 23 ein Kühlkörper 36 angeordnet.On the components 32 opposite side of the circuit board 20 is at the circuit board 23 a heat sink 36 arranged.

Die Vorrichtung weist zahlreiche Vorteile auf. Dies ist zunächst die Abwesenheit von Bond-Verbindungen mit entsprechenden Auswirkungen auf die Wechsellastfestigkeit und damit die Lebensdauer. Weiterhin ist der Entfall einer zusätzlichen Bodenplatte sowohl aus Kostengründen als auch aus Entwärmungsgründen günstig. Bei hinreichend geschickter Anordnung der Schicht aus elektrisch isolierendem Material ist es möglich, bestimmte Bereiche gegenüber Umwelteinflüssen zu schützen und so eventuell eine sonst notwendige Lackierung der Baugruppe zu umgehen. Schließlich ist die Möglichkeit zu nennen, größere Verlustleistungsquellen wie IGBTs durch Einsatz mehrerer kleinerer Schaltungsträgerplatten gleichmäßig über die Leiterplatte zu verteilen und so eine bessere Wärmespreizung und erleichterte Entwärmung zu erreichen. Insbesondere werden so genannte Hot-Spots vermieden.The Device has numerous advantages. This is the first one Absence of bond compounds with corresponding effects on the alternating load resistance and thus the life. Farther is the elimination of an extra Base plate both for cost reasons as well as for Entwärmungsgründen low. at sufficiently skillful arrangement of the layer of electrically insulating material Is it possible, facing certain areas environmental influences to protect and thus possibly an otherwise necessary painting of the assembly to get around. After all is the possibility to name, larger power loss sources like IGBTs by using several smaller circuit boards evenly over the Distribute printed circuit board and so better heat spreading and facilitated Cooling to reach. In particular, so-called hot spots are avoided.

Claims (12)

Vorrichtung mit einer Leiterplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) eine Schaltungsträgerplatte (23) aufweist, die in einer Aussparung (21) der Leiterplatte (20) angeordnet ist.Device with a printed circuit board, characterized in that the printed circuit board ( 20 ) a circuit board ( 23 ), which in a recess ( 21 ) of the printed circuit board ( 20 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsträgerplatte (23) als Trägermaterial (24) Keramik aufweist.Device according to claim 1, characterized in that the circuit board ( 23 ) as carrier material ( 24 ) Ceramic. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsträgerplatte (23) eine DCB-Keramik ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the circuit board ( 23 ) is a DCB ceramic. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) eine Mehrlagen-Leiterplatte ist, die Schaltungsträgerplatte (23) in der Aussparung (21) einer inneren Lage (22) der Leiterplatte angeordnet ist und äußere Lagen (27) der Leiterplatte Aussparungen (28) aufweisen, die kleiner sind als die Schaltungsträgerplatte (23), so dass die Schaltungsträgerplatte (23) von den äußeren Lagen (27) der Leiterplatte gehalten wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board ( 20 ) is a multilayer printed circuit board, the circuit board ( 23 ) in the recess ( 21 ) of an internal situation ( 22 ) of the printed circuit board is arranged and outer layers ( 27 ) of the circuit board recesses ( 28 ), which are smaller than the circuit board ( 23 ), so that the circuit board ( 23 ) from the outer layers ( 27 ) of the circuit board is held. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – auf der Schaltungsträgerplatte (23) ein Bauelement (32) angeordnet ist, dass eine Kontaktfläche aufweist, – eine Schicht (34) aus elektrisch isolierendem Material auf dem Bauelement (32), der Leiterplatte (20) sowohl im Bereich der Schaltungsträgerplatte (23) als auch in einem übrigen Bereich der Leiterplatte (20) angeordnet ist, – die Schicht (34) aus elektrisch isolierendem Material an der Kontaktfläche des Bauelements (32) ein Fenster aufweist und – eine Schicht (35) aus elektrisch leitendem Material an der Kontaktfläche des Bauelements (32) und der Schicht (34) aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that - on the circuit board ( 23 ) a component ( 32 ) is arranged, that has a contact surface, - a layer ( 34 ) of electrically insulating material on the component ( 32 ), the circuit board ( 20 ) both in the area of the circuit board ( 23 ) as well as in a remaining area of the printed circuit board ( 20 ), - the layer ( 34 ) of electrically insulating material at the contact surface of the device ( 32 ) has a window and - a layer ( 35 ) made of electrically conductive material at the contact surface of the device ( 32 ) and the layer ( 34 ) is arranged made of electrically insulating material. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (34) aus elektrisch isolierendem Material und/oder die Schicht (35) aus elektrisch leitendem Material strukturiert ist.Device according to claim 5, characterized in that the layer ( 34 ) of electrically insulating material and / or the layer ( 35 ) is structured from electrically conductive material. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (34) aus elektrisch isolierendem Material eine Folie ist.Device according to claim 5 or 6, characterized in that the layer ( 34 ) of electrically insulating material is a film. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaltungsträgerplatte (23) ein Kühlkörper (36) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the circuit board ( 23 ) a heat sink ( 36 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (20) als Trägermaterial Kunststoff aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the printed circuit board ( 20 ) as a carrier material comprises plastic. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte eine Mehrzahl von Schaltungsträgerplatten aufweist, die in Aussparungen der Leiterplatte angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the printed circuit board has a plurality of circuit carrier plates, which are arranged in recesses of the circuit board. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit einer Leiterplatte (20) mit einer integrierten Schaltungsträgerplatte (23), bei dem die Schaltungsträgerplatte (23) in einer Aussparung (21) der Leiterplatte (20) angeordnet wird.Method for producing a device with a printed circuit board ( 20 ) with an integrated circuit board ( 23 ), in which the circuit board ( 23 ) in a recess ( 21 ) of the printed circuit board ( 20 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem – als Leiterplatte (20) eine Mehrlagenleiterplatte hergestellt wird, – die Schaltungsträgerplatte (23) in der Aussparung (21) einer inneren Lage (22) der Leiterplatte angeordnet wird und – äußere Lagen (27) der Leiterplatte an der Leiterplatte angeordnet werden, die Aussparungen (28) aufweisen, die kleiner als die Schaltungsträgerplatte (23) sind, so dass die äußeren Lagen (27) der Leiterplatte die Schaltungsträgerplatte (23) überlappen.Method according to claim 11, in which - as printed circuit board ( 20 ) a multilayer printed circuit board is produced, - the circuit board ( 23 ) in the recess ( 21 ) of an internal situation ( 22 ) of the circuit board is arranged and - outer layers ( 27 ) of the printed circuit board are arranged on the printed circuit board, the recesses ( 28 ), which is smaller than the circuit board ( 23 ), so that the outer layers ( 27 ) of the circuit board, the circuit board ( 23 ) overlap.
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