DE4240996C1 - Verfahren zur Herstellung einer Verbundanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel­ lung einer Verbundanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, mit elektronischen Bauelementen be­ stückte Schaltungsanordnungen, beispielsweise Lei­ terplatten oder Hybridelemente, mittels eines geeigneten Klebers auf einen Kühlkörper flächig aufzukleben.

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.

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.

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.

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.

Aus Saechtling-Zebrowski, "Kunststoff-Taschenbuch", 17. Auflage, München, Carl Hanser Verlag, 1967, Seite 356, sind Schmelzklebstoffe verschiedener Zusammensetzungen bekannt.

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.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

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.

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.

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.

Die Erfindung soll nachfolgend in einem Aus­ führungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnung, die im Längsschnitt eine Schaltungsanordnung, beispielsweise eine Leiterplattenanordnung zeigt, näher erläutert werden.

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.

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.

Die Zwischenschicht 14 enthält weiterhin Inseln 31, die aus Schmelzkleber 33 bestehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nunmehr fol­ gendermaßen ab:

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.

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.

Obwohl keine von außen an die Anordnung angreifende Justier- und/oder Druckelemente vorgesehen sind, ist eine Lageverschiebung der Leiterplatte aus­ geschlossen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbundanordnung mit einer auf einer Grundplatte mittels einer mit Wärmeleitpaste ausgefüllten Inseln aufweisenden Kleberschicht aufgebrachten Schaltungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufsetzen der Schaltungsanordnung (18) auf die Kleberschicht (14; 24) Inseln (31) aus schnell fixierendem Schmelzkleber (33) in der Kleberschicht (14; 24) vorgesehen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (18) nur kurz auf den Inseln (31) fixiert wird und die äußere mechanische Lagepositionierung der Schaltungsanordnung (18) abgreift, bevor der Kleber (24) der Schicht (14) aushärtet.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Inseln (31) aus Schmelzkleber (33) außerhalb der mit der Wärmeleitpaste (28) aufgefüllten Inseln (26) angeordnet werden.