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DE4108667C2 - Verbundanordnung aus einer metallischen Grundplatte und einer keramischen Leiterplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Verbundanordnung aus einer metallischen Grundplatte und einer keramischen Leiterplatte sowie Verfahren zu deren Herstellung

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DE4108667C2
DE4108667C2 DE19914108667 DE4108667A DE4108667C2 DE 4108667 C2 DE4108667 C2 DE 4108667C2 DE 19914108667 DE19914108667 DE 19914108667 DE 4108667 A DE4108667 A DE 4108667A DE 4108667 C2 DE4108667 C2 DE 4108667C2
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Robert Bosch GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundanordnung aus einer metallischen Grundplatte und einer kera­ mischen Leiterplatte gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundanordnung.
Es sind Verbundanordnungen bekannt, die aus einer metalli­ schen Grundplatte und einer auf dieser aufgeklebten kerami­ schen Leiterplatte bestehen. Eine solche Anordnung ist bei­ spielsweise in der älteren Anmeldung DE 39 32 213 A1 beschrieben. Die dort gezeigte Kleberschicht weist in den Bereichen zwischen der metallischen Grundplatte und der Lei­ terplatte, über denen verlustleistungsbehaftete Bauelemente angeordnet sind, Inseln mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit auf.
Keramische Leiterplatten mit in Dickschichttechnik aufge­ brachten Schaltungsstrukturen weisen beispielsweise eine Fläche von 6 × 4 Zoll auf. Die Grundplatte bringt für die gesamte Verbundanordnung die notwendige Stabilität und dient als Kühlkörper, weshalb die Grundplatte aus einem möglichst gut wärmeleitenden Material, beispielsweise Aluminium, be­ stehen sollte. Bei bekannten Verbundanordnungen kann die Dickschichtleiterplatte unter Verwendung von UV-härtbarem Fixierkleber auf die Grundplatte aufgeklebt werden, wobei eine aufwendige Andruck- und UV-Strahler-Einrichtung erfor­ derlich ist. Außerdem sind auf dem Substrat weiße Flächen ohne Schaltungsstruktur notwendig, da das UV-Licht die Schaltungsstruktur nicht durchdringt. Das heißt, bei Anwen­ dung von UV-härtendem Fixierkleber wird die Packungsdichte reduziert.
Aus der DE 30 36 196 A1 ist weiterhin eine mit Bauelementen bestückte keramische Leiterplatte bekannt geworden, die zur Verbesserung der Wärmeableitung über einen vollflächig auf­ getragenen Kleber auf ein metallisches Kühlblech aufgeklebt ist.
Weiterhin ist aus der DE 38 36 002 A1 die Verwendung eines druckempfindlichen Klebemittels zur mechanischen Befestigung eines Halbleiterbauelementes auf einem Chassis bekannt. Das druckempfindliche Klebemittel wird ganzflächig auf die als Bestückungsseite vorgesehene Unterseite des Halbleiterbau­ elementes aufgebracht. Im Anschluß daran wird das Bauelement auf das Chassis aufgeklebt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige und gut wärmeleitende Befestigung einer keramischen Leiter­ platte an einem Kühlkörper zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbundanordnung mit den Merkmalen des An­ spruchs 1 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Eine Verbundanordnung mit einer Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß ein durch Druck aushärtender Kleber bereits beim Aufsetzen der Leiterplatte auf die Klebe­ schicht eine stabile Verbindung zwischen Lei­ terplatte und Grundplatte entstehen läßt. Die Verbund­ anordnung kann sofort aus der hierfür erforderlichen An­ druckvorrichtung entnommen und weiteren Montageeinrichtun­ gen zugeführt werden. Hierdurch wird eine kontinuierliche Fertigung von Verbundanordnungen ermöglicht. Dadurch, daß der durch Druck aushärtende Fi­ xierkleber stellenweise verwandt wird, wobei der verbleibende Zwischen­ raum zwischen Grundplatte und Leiterplatte mit einem Silikonkleber ausgefüllt wird, wird erreicht, daß der Fixierkleber beim Aufsetzen der Leiterplatte diese für den Weitertransport ausrei­ chend vorfixiert. Dies bedeutet, daß ein nachfolgender Ofenprozeß räumlich getrennt von der Aufsetzeinrichtung durchgeführt werden kann, wodurch die Aufsetzeinrichtung und der Ofenprozeß optimal an ihre jeweilige Funktion an­ gepaßt werden können.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundanordnung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet. Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden bereits oben dargelegt.
Zeichnung
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine Verbundanordnung im Querschnitt. Auf einer metallischen Grundplatte 1 ist eine Dickschicht­ leiterplatte 2 aufgeklebt, auf der ein elektrisches Bau­ element 3 aufgebracht ist. Die Dickschichtleiterplatte 2 besteht aus einem Keramiksubstrat 21 und darauf in Dick­ schichttechnik aufgebrachten Leiterbahnen 22, 23, die über Anschlußdrähte 4, 5 mit dem Bauelement 3 elektrisch lei­ tend verbunden sind.
Auf der Oberseite der metallischen Grundplatte 1 ist stel­ lenweise ein druckgehärteter Fixierkleber 6 und im übrigen ein Silikonkleber 7 aufgebracht, so daß eine gesamte Ober­ fläche der Grundplatte 1 überziehende Klebeschicht aus zwei verschiedenen Klebern vorliegt. Diese Klebeschicht verbindet die Dickschichtleiterplatte 2 fest mit der Grundplatte 1, die beispielsweise aus Aluminium bestehen kann.
Das Verfahren zur Herstellung der Verbundanordnung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, wird nachfolgend erläutert. Zunächst wird auf die Grundplatte 1 punktuell bzw. stellenweise der Fixierkleber 6 aufgebracht, der spä­ ter beim Aufsetzen der Verbundplatte 2 durch Anwendung von Druck aushärtet. Vor dem Aufsetzen der Verbundplatte 2 wird jedoch die restliche Oberfläche der Grundplatte 1 mit einem Silikonkleber 7 überzogen. Erst jetzt wird die Ver­ bundplatte 2 mittels einer Andruckvorrichtung von oben auf die aus den beiden Klebern 6, 7 bestehende Klebeschicht unter Anwendung von Druck aufgesetzt. Dabei härtet der Fi­ xierkleber sofort aus, so daß die vorfixierte Verbund­ anordnung dann einem Ofen zum Härten des Silikonklebers zugeführt werden kann.
Es sei lediglich erwähnt, daß grundsätzlich auch die Mög­ lichkeit besteht, die beiden Kleber 6, 7 nicht auf die Grundplatte 1, sondern auf die Unterseite des Keramiksub­ strats 21 aufzutragen.

Claims (2)

1. Verbundanordnung aus einer metallischen Grundplatte und einer keramischen Leiterplatte, welche mittels einer zwi­ schen Grundplatte und Leiterplatte eingebrachten flächigen Kleberschicht miteinander verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kleberschicht stellenweise aus einem unter Druck aushärtenden Fixierkleber (6) und die verbleibende Fläche aus einem hochelastischen Silikonkleber (7) besteht.
2. Verfahren zur Herstellung einer Verbundanordnung nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch,
  • 1. stellenweises Auftragen eines durch Druckanwendung aus­ härtbaren Fixierklebers (6) auf die Grundplatte (1) oder die keramische Leiterplatte (2),
  • 2. Aufbringen eines elastischen Silikonklebers auf die ver­ bleidende Fläche der Grundplatte (1) oder der keramischen Leiterplatte (2),
  • 3. Beaufschlagen des aus Grundplatte (1) und aufgesetzter Leiterplatte (2) gebildeten Verbundes mit Druck, bis der Fi­ xierkleber (6) ausgehärtet ist und
  • 4. Thermisches Aushärten des Silikonklebers.
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