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Stress kompensierende Befestigung von Halbleiterkomponenten

IP.com Disclosure Number: IPCOM000130309D
Original Publication Date: 2005-Nov-25
Included in the Prior Art Database: 2005-Nov-25
Document File: 2 page(s) / 49K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei hybriden Aufbauten (Modulen) werden Halbleiterkomponenten mit unterschiedlichen Aufgaben auf einem Traeger (z.B. Platine) befestigt. Die Komponenten besitzen aufgrund ihrer Aufgabe verschiedene Materialien, welche in der Regel unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dadurch kommt es zu mechanischen Spannungen zwischen den Komponenten. Diese muessen je nach mechanischen Gegebenheiten vom Verbindungsmaterial (z.B. Lot) alleine ertragen werden. Wechselnde mechanische Spannungszustaende fuehren mit der Zeit zu einer Zerstoerung der Verbindung. In Abbildung 1 ist ein Beispiel fuer eine aufgeloetete Komponente auf einer Platine gezeigt. Das Problem kann dadurch geloest werden, indem ausgehend von der Darstellung in Abbildung 1 nur noch auf einer Seite (Kontaktpad) die jeweilige Komponente angeloetet wird. Der andere Kontakt wird mittels einer leitfaehigen Klebeverbindung flexibel ausgefuehrt (siehe Abb. 2). Beispielsweise sieht der Befestigungsvorgang fuer eine passive Komponente wie einem Widerstand mit zwei Kontakten wie folgt aus:

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S

Stress kompensierende Befestigung von Halbleiterkomponenten

Idee: Thomas Killer, DE-Regensburg; Erich Syri, DE-Regensburg; Gerold Gruendler, DE-

Regensburg; Juergen Hoegerl, DE-Regensburg; Volker Strutz, DE-Regensburg

Bei hybriden Aufbauten (Modulen) werden Halbleiterkomponenten mit unterschiedlichen Aufgaben auf einem Traeger (z.B. Platine) befestigt. Die Komponenten besitzen aufgrund ihrer Aufgabe verschiedene Materialien, welche in der Regel unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dadurch kommt es zu mechanischen Spannungen zwischen den Komponenten. Diese muessen je nach mechanischen Gegebenheiten vom Verbindungsmaterial (z.B. Lot) alleine ertragen werden. Wechselnde mechanische Spannungszustaende fuehren mit der Zeit zu einer Zerstoerung der Verbindung. In Abbildung 1 ist ein Beispiel fuer eine aufgeloetete Komponente auf einer Platine gezeigt.

Das Problem kann dadurch geloest werden, indem ausgehend von der Darstellung in Abbildung 1 nur noch auf einer Seite (Kontaktpad) die jeweilige Komponente angeloetet wird. Der andere Kontakt wird mittels einer leitfaehigen Klebeverbindung flexibel ausgefuehrt (siehe Abb. 2).

Beispielsweise sieht der Befestigungsvorgang fuer eine passive Komponente wie einem Widerstand mit zwei Kontakten wie folgt aus:

1. Lotpaste auf eine der Kontaktflaechen der Platine aufbringen (z.B. Siebdruck)

2. Leitfaehigen Klebstoff auf zweite Kontaktflaeche aufbringen (z.B. Inkjet)

3. Komponente platzieren

4. Optional Klebstoff durch Wartezeit, thermisch oder durch UV-Licht anhaerten

5. Konventionellen Loetvorgang in Loetofen durchfuehren

Damit ist die jeweilige Komponente durch eine relativ starre (Lot) und eine relativ flexible (leitfaehiger Klebstoff) Verbindung elektrisch und mechanisch mit dem Schaltungstraeger (Platine) verbunden.

Ueber die Lotverbindung wird eine elektrisch niederohmige Kontaktierung der Komponente erreicht. Zudem ist die Verbindung mechanisch dauerh...