WO2018202439A1 - Elektronische baugruppe mit einem zwischen zwei substraten eingebauten bauelement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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Klaus Wilke
Rene Blank
Martin Franke
Peter Frühauf
Stefan Nerreter
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Siemens AG
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Definitions

  • the invention relates to an electronic assembly with a component which is installed between a first substrate and a second substrate.
  • the component is in contact with the first substrate and the second substrate.
  • This may be an electrical contact or another contact, z. B. a thermally conductive contact, act.
  • a gap is provided between the first substrate and the component, which is designed with a joining adjuvant.
  • the joining adjuvant may, for example, be an adhesive, possibly an electrically conductive adhesive, or in particular a solder material.
  • the invention relates to a method for producing an electrical component, in which a component, in particular ⁇ sondere an electronic component is mounted between a first substrate and a second substrate.
  • the component is kontak advantage ⁇ one hand, on the second substrate and on the other hand kontak- advantage also on the first substrate by a Direction is located between the first substrate and the component gap is bridged by a joining adjuvant.
  • Such assemblies of the type described above with a between two substrates held electronic component in the form of a cruhableiters are described for example according to DE 10 2014 206 601 AI and DE 10 2014 206 606 AI.
  • the installation height of the cavity must be adapted to the Di ⁇ bridge of the components. This creates a Tolerance chain, in particular, if several components are arranged between ⁇ the substrates or the substrates themselves are connected directly to each other. If the cavity is to be introduced into one of the substrates, for example into a printed circuit board, from a glass-fiber-resin composite, tolerances occur already during the production of this cavity. In addition, the components are tolerated un ⁇ different high. In the processing of said components can therefore tolerances of more than 100 ym occur.
  • a hood is provided as a substrate, which consists of a thermally softenable or thermally curable material, that is, a resin or a thermoplastic material.
  • the hood can then be heated when joining the connections to the component or the other substrate to the extent that it can be plastically deformed and compensated in this way tolerances in the joining.
  • the structure of this hood ver ⁇ is comparatively complex if to be realized on this electrical circuits.
  • the object of the invention is therefore to provide an electro ⁇ nical assembly with a Lucasbau ⁇ between two substrates ⁇ th component, which can be easily mounted and can be compensated ⁇ reliably in the manufacturing and assembly tolerances occurring.
  • the object of the invention is to provide an assembly method for such an electronic assembly. This object is achieved with the above-mentioned electronic ⁇ assembly according to the invention that the ers ⁇ te substrate has a through hole, which opens into the gap between the device and the first substrate and which is closed by the joining adjuvant.
  • the hole may be completely or partially from ⁇ also filled with the joining auxiliary. But at least the joining adjuvant has to fill in the gap.
  • the hole serves to meter the joining material from the outside into the gap.
  • the electronic assembly can be preassembled, wherein the component is contacted with the second substrate and thereby fixed in position.
  • the gap results with a tolerance-related gap, which is influenced by the sum of all occurring tolerances.
  • Tolerances may primarily at the level of a forming cavity between the first substrate and the second substrate, the height of the component and on the Ver ⁇ binding sites between the component and the second
  • the joining adjuvant is filled through the through-hole into the gap, wherein as much of the joining adjuvant is metered that the desired Connection between the device and the substrate ausbil ⁇ det. It is particularly advantageous if the Fügeanges- material by utilizing the capillary phenomenon in the gap do ⁇ Siert is. The amount to be dispensed is thereby automatically obtained because the joining adjuvant can not escape from the gap and the through hole due to the capillary forces. The joining adjuvant is then solidified. If it is at ⁇ play, be a conductive adhesive, so that hardens. If it is a solder material, it solidifies in the gap.
  • the metering of the joining adjuvant can be carried out by dispensing.
  • the metering can be carried out by selective wave soldering. In this method, the
  • the through hole can advantageously be closed on the outside with an electrical insulating material in order to ensure electrical insulation to the outside.
  • an embodiment of the invention provides that the walls of the through-hole are coated with a metal layer. This metal layer is light by the solder material
  • the metal layer may be designed, for example, as a through-connection of printed circuit boards.
  • the gap is metallized, which is realized on the one hand by a metallization of the device and on the other hand by a metallization of the substrate in the region of the gap.
  • the gap for forming an electrically conductive connection between the device and the substrate serve, wherein on the first substrate a Heidelbergungsanord ⁇ tion for electrical interconnection of the device can be realized.
  • the metal layer is led out to a the gap termelie ⁇ constricting outside of the first substrate around the edge of the through hole ⁇ around.
  • the first substrate or the second substrate consists of a ceramic.
  • This can be metallically coated, for example with silver or copper.
  • This can also be designed as a circuit carrier on which a power ⁇ electronic circuit is realized.
  • the ceramic allows ⁇ light while a comparatively good heat dissipation.
  • the first substrate or the second substrate of a printed circuit board is composed. This can advantageously serve to produce a recess for forming a cavity for the component.
  • the cavity can be produced in the printed circuit board material, which preferably consists of a fiber-reinforced resin, with reasonable manufacturing effort.
  • a so-called FR4 material can be used as circuit board material.
  • the material is typically coated with copper, preferably with a finish of a nickel-gold alloy, tin or silver.
  • the first substrate or the second substrate is made of a heat sink be ⁇ .
  • a heat sink is usually good thermal leit ⁇ capable connected to the device. This can in particular also be done by application of a joining auxiliary.
  • the first substrate may be a printed circuit board and the second substrate may be made of a ceramic.
  • the first substrate is a printed circuit board and the second substrate, a heat sink or vice versa
  • the second substrate is a printed circuit board and the first substrate is a heat sink.
  • FIG. 1 An electronic assembly is shown in which a component 11 is held in the form of a semiconductor chip between a first substrate 12 in the form of a printed circuit board and a second substrate 13 in the form of a ceramic Heidelbergungsträ ⁇ gers.
  • the component 11 is electrically contacted by means of sintered connections 14.
  • the first substrate 12 and the second substrate 13 are electrically contacted directly via solder joints 15.
  • a cavity 16 is formed, which consists of a recess in the first substrate. In this cavity 16 is also the electronic component 11.
  • the gap 18 and the through hole 21 are filled with the joining aid 24, which may be a solder or a conductive adhesive.
  • the joining aid 24 may be a solder or a conductive adhesive.
  • Typical solder materials are SnAgCu alloys, so-called SAC solders.
  • lead grades can be used, for example SnPb or SnPbAg alloys.
  • the through hole 21 is optionally closed on the outer side 22 with an electrical insulating material 25 to provide electrical insulation to ge ⁇ schrangn. This can be done for example with a silicone compound or an epoxy resin adhesive.
  • a heat sink is used as the first substrate 12, and a circuit carrier is used as the second substrate 13, wherein the circuit carrier is in the form of a printed circuit board or
  • Ceramic substrate may be formed. On the second sub ⁇ strat several electronic components 11 are provided, which are due to tolerances t different heights.
  • FIG. 2 shows how the gaps 18, which have a different height due to the tolerance t, are filled evenly with the joining adjuvant. This is preferably made of solder, since the solder is a good conductor of heat.
  • FIG. 3 shows a possible manufacturing method for the electronic module.
  • Step 3 the device 11, the first substrate 12 and the second substrate 13 are assembled in the position shown in Figure 3.
  • the assembled assembly can then go through in a manner not shown a reflow soldering oven, wherein the solder joints 15 as
  • Diffusionslötharmen be formed.
  • the joining auxiliary material can be dispensed into the gap 18 by means of a metering device 26.
  • the required Men ⁇ ge of the joining auxiliary adjusts itself automatically on the basis of the pressure acting in the gap 18 by capillary action.
  • the assembly of Figure 4 can be pre-assembled as described to Figure 3 by reflow soldering. Subsequently, the assembly is turned so that it is aligned with the outside un ⁇ th. To the through hole 21, a Selektivlötkopf 27 is approximated such that a
  • the metal layer is not shown in detail in Figure 4 for reasons of clarity ⁇ friendliness reaches 23 (see FIG. ⁇ Fi gur 1). Due to the capillary forces acting in the through-hole 21 and in the gap 18 and the good wettability of the metal layer, the liquid solder is sucked into the gap and can then solidify there.

Landscapes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe mit einem Bauelement (11), welches zwischen einem ersten Substrat (12) und einem zweiten Substrat (13) gehalten ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Spalt (18) zwischen dem ersten Substrat (12) und dem Bauelement (11) mit einem Durchgangsloch (21) verbunden ist, so dass durch das Durchgangsloch hindurch beispielsweise ein Lotwerkstoff (24) unter Ausnutzung von im Durchgangsloch (21) und im Spalt (18) wirkenden Kapillarkräften dosiert werden kann. Dabei erfolgt die Dosierung automatisch, da die Kapillarkräfte nur im Spalt wirken. Vorteilhaft lässt sich durch die automatische Dosierung des Lotwerkstoffs ein Toleranzausgleich bewerkstelligen, der aufgrund unterschiedlicher Spaltmaße notwendig werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen der beschriebenen Baugruppe, wobei der Fügehilfsstoff (24) insbesondere als Lotwerkstoff durch Selektivwellenlöten appliziert werden kann.

Description

Beschreibung
Elektronische Baugruppe mit einem zwischen zwei Substraten eingebauten Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe mit einem Bauelement, welches zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat eingebaut ist. Dabei steht das Bauelement mit dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat in Kontakt. Hierbei kann es sich um eine elektrische Kontaktierung oder einer anderweitigen Kontaktierung, z. B. eine thermisch leitende Kontaktierung, handeln. Außerdem ist zwischen dem ersten Substrat und dem Bauelement ein Spalt vorgesehen, der mit einem Fügehilfsstoff ausgeführt ist. Bei dem Fügehilfsstoff kann es sich beispielsweise um einen Kleber, evtl. um einen elektrisch leitfähigen Kleber, oder insbesondere um einen Lotwerkstoff handeln.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer elektrischen Baugruppe, bei dem ein Bauelement, insbe¬ sondere ein elektronisches Bauelement, zwischen einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat montiert wird. Dabei wird das Bauelement einerseits auf dem zweiten Substrat kontak¬ tiert und andererseits auch auf dem ersten Substrat kontak- tiert, indem ein sich zwischen dem ersten Substrat und dem Bauelement befindender Spalt mit einem Fügehilfsstoff überbrückt wird.
Solche Baugruppen der eingangs angegebenen Art mit einem zwi- sehen zwei Substraten gehaltenen elektronischen Bauelement in Form eines Leistungshableiters sind beispielsweise gemäß der DE 10 2014 206 601 AI und DE 10 2014 206 606 AI beschrieben.
Bei der beidseitigen Kontaktierung von Bauelementen wie z. B. leistungselektronischen Chips (auch bare dies genannt) in Ka- vitäten, die durch zwei Substrate, wie z. B. Schaltungsträger gebildet werden, muss die Einbauhöhe der Kavität auf die Di¬ cke der Bauelemente angepasst werden. Hierbei entsteht eine Toleranzkette, insbesondere, wenn mehrere Bauelemente zwi¬ schen den Substraten angeordnet werden oder die Substrate selbst direkt miteinander verbunden werden. Soll die Kavität in eines der Substrate, beispielsweise in eine Leiterplatte, aus einem Glasfaser-Harz-Verbundwerkstoff eingebracht werden, so treten bereits beim Herstellen dieser Kavität Toleranzen auf. Außerdem sind auch die Bauelemente toleranzbedingt un¬ terschiedlich hoch. Bei der Verarbeitung der genannten Bauteile können daher Toleranzen von mehr als 100 ym auftreten. Diese Toleranzen sind mit dem Ausgleichsvermögen von gebräuchlichen Sinter- oder Lötverbindungen nicht ohne Weiteres auszugleichen. Deswegen kann es beispielsweise passieren, dass ein Lotwerkstoff bei einem zu kleinen Spalt seitlich aus der Lötverbindung herausquillt oder bei einem zu großen Spalt nicht genügend Lotwerkstoff im Spalt vorhanden ist. Beides beeinträchtigt die thermische und elektrische Leitfähigkeit der ausgebildeten Verbindung.
Um dem entgegenzuwirken, kann die Tiefe jeder Kavität und die Höhe jedes Bauelements vermessen werden, um einen Lotauftrag individuell auf die vorliegenden Toleranzen anzupassen. Bei diesem Verfahren würden aber zwei zusätzliche Prozessschrit¬ te, nämlich die Vermessung und die individuelle Lotdosierung, anfallen, was einen zusätzlichen Fertigungsaufwand bedeuten würde.
Eine andere Möglichkeit liegt darin, einen konstruktiven To¬ leranzausgleich vorzusehen. Gemäß der DE 10 2014 206 608 AI kann beispielsweise vorgesehen werden, dass als Substrat eine Haube vorgesehen wird, die aus einem thermisch erweichbaren oder thermisch aushärtbaren Material, also aus einem Harz oder einem thermoplastischen Kunststoff, besteht. Die Haube kann dann beim Fügen der Verbindungen zu dem Bauelement bzw. dem anderen Substrat soweit erwärmt werden, dass diese sich plastisch verformen lässt und auf diese Weise Toleranzen beim Fügen ausgleicht. Allerdings ist der Aufbau dieser Haube ver¬ gleichsweise komplex, wenn auf dieser elektrische Schaltungen realisiert werden sollen. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine elektro¬ nische Baugruppe mit einem zwischen zwei Substraten eingebau¬ ten Bauelement anzugeben, welche einfach montiert werden kann und bei der auftretende Fertigungs- und Montagetoleranzen zu¬ verlässig ausgeglichen werden können. Außerdem besteht die Aufgabe der Erfindung darin, für eine solche elektronische Baugruppe ein Montageverfahren anzugeben. Diese Aufgabe wird mit der eingangs angegebenen elektroni¬ schen Baugruppe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das ers¬ te Substrat ein Durchgangsloch aufweist, welches in den Spalt zwischen dem Bauelement und dem ersten Substrat mündet und welches durch den Fügehilfsstoff verschlossen ist. Dabei kann das Loch auch mit dem Fügehilfsstoff ganz oder teilweise aus¬ gefüllt sein. Zumindest muss der Fügehilfsstoff aber den Spalt ausfüllen. Das Loch dient dabei der Dosierung des Füge- hilfsstoffs von außen in den Spalt. Dies hat den Vorteil, dass die elektronische Baugruppe vormontiert werden kann, wo- bei das Bauelement mit dem zweiten Substrat kontaktiert wird und dadurch in seiner Position fixiert wird. Dabei ergibt sich der Spalt mit einem toleranzbehafteten Spaltmaß, welches durch die Summe aller auftretenden Toleranzen beeinflusst wird. Toleranzen können vorrangig bei der Höhe einer sich ausbildenden Kavität zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat, der Höhe des Bauelements und bei den Ver¬ bindungsstellen zwischen dem Bauelement und dem zweiten
Schaltungsträger sowie evtl. bei einer Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat entstehen. Diese Toleran- zen können nun durch die Dosierung der richtigen Menge an Fü- gehilfsstoff durch das Durchgangsloch von außen ausgeglichen werden .
Hierbei kommt ein Verfahren zum Erzeugen der elektronischen Baugruppe zum Einsatz, welches die oben angegebene Aufgabe löst. Bei diesem Verfahren wird der Fügehilfsstoff durch das Durchgangsloch in den Spalt eingefüllt, wobei genauso viel des Fügehilfsstoffs dosiert wird, dass sich die gewünschte Verbindung zwischen dem Bauelement und dem Substrat ausbil¬ det. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Fügehilfs- stoff unter Ausnutzung des Kapillareffekts in dem Spalt do¬ siert wird. Die zu dosierende Menge ergibt sich dadurch auto- matisch, weil der Fügehilfsstoff aufgrund der Kapillarkräfte nicht aus dem Spalt und dem Durchgangsloch austreten kann. Der Fügehilfsstoff wird dann verfestigt. Handelt es sich bei¬ spielsweise um einen Leitkleber, so härtet dieser aus. Handelt es sich um einen Lotwerkstoff, so erstarrt dieser in dem Spalt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann das Dosieren des Fügehilfsstoffs durch Dispensen erfolgen. Dabei wird der Fügehilfsstoff mit einer geeigneten
Dosiervorrichtung in das Durchgangsloch eingebracht und durch den Kapillareffekt in den Spalt gesogen. Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann das Dosieren durch Selektiv- wellenlöten erfolgen. Bei diesem Verfahren wird die
Selektivlötwelle aus geschmolzenem Lotwerkstoff an das Durch- gangsloch angenähert und der Lotwerkstoff durch das Durch¬ gangsloch in den Spalt gesogen. Anschließend kann das Durchgangsloch vorteilhaft außen mit einem elektrischen Isolierstoff verschlossen werden, um eine elektrische Isolation nach außen zu gewährleisten.
Soll der Spalt mit einem Lotwerkstoff ausgefüllt werden, so sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Wände des Durchgangslochs mit einer Metallschicht beschichtet sind. Diese Metallschicht ist durch den Lotwerkstoff leicht
benetzbar, so dass dieser aufgrund der Kapillarkräfte leicht in das Durchgangsloch gesogen werden kann. Die Metallschicht kann beispielsweise wie eine Durchkontaktierung von Leiterplatten gestaltet sein. Selbstverständlich ist auch der Spalt metallisiert, was einerseits durch eine Metallisierung des Bauelements und andererseits durch eine Metallisierung des Substrats im Bereich des Spalts realisiert ist. Auf diese Weise kann der Spalt zur Ausbildung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem Bauelement und dem Substrat dienen, wobei auf dem ersten Substrat eine Schaltungsanord¬ nung zur elektrischen Verschaltung des Bauelements realisiert sein kann. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Metallschicht auf eine dem Spalt gegenüberlie¬ gende Außenseite des ersten Substrats um den Rand des Durch¬ gangsloches herum herausgeführt. Dies kann beispielsweise da¬ durch realisiert sein, dass um den Rand des Durchgangslochs eine ringförmige Metallisierung auf der Außenseite ausgebil¬ det ist. Diese steht in Kontakt mit der Metallschicht im Durchgangsloch. Dies unterstützt die Dosierung von Lotwerkstoff in den Spalt und das Durchgangsloch, wenn z. B. die Außenseite des ersten Substrats mit einer Selektivlötwelle in Kontakt gebracht wird.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass erste Substrat oder das zweite Substrat aus einer Keramik besteht. Diese kann metallisch beschichtet sein, zum Beispiel mit Silber oder Kupfer. Diese kann außerdem als Schaltungsträger ausgeführt sein, auf der eine leistungs¬ elektronische Schaltung realisiert ist. Die Keramik ermög¬ licht dabei eine vergleichsweise gute Wärmeabführung. Weiter¬ hin kann vorgesehen werden, dass das erste Substrat oder das zweite Substrat aus einer Leiterplatte besteht. Diese kann vorteilhaft dazu dienen, um eine Aussparung zur Bildung einer Kavität für das Bauelement zu erzeugen. Die Kavität lässt sich in dem Leiterplattenmaterial, welches vorzugsweise aus einem faserverstärkten Harz besteht, mit vertretbarem Ferti- gungsaufwand herstellen. Als Leiterplattenmaterial kann zum Beispiel ein sogenanntes FR4-Material zum Einsatz kommen Hierbei handelt es sich um ein mit Glasfaseren verstärken Kunststoff auf Basis von Epoxidharz, welches schwer entflammbar ist. Das Material ist typischerweise mit Kupfer beschich- tet, bevorzugt mit einem Finish aus einer Nickel-Gold- Legierung, Zinn oder Silber. Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen werden, dass das erste Substrat oder das zweite Substrat aus einem Kühlkörper be¬ steht. Ein Kühlkörper wird üblicherweise thermisch gut leit¬ fähig an das Bauelement angeschlossen. Dies kann insbesondere auch durch Applikation eines FügehilfStoffe geschehen.
Für das erste Substrat und das zweite Substrat gibt es beson¬ ders vorteilhafte Paarungen. Beispielsweise kann das erste Substrat eine Leiterplatte sein und das zweite Substrat aus einer Keramik bestehen. Eine andere Möglichkeit besteht da¬ rin, dass das erste Substrat eine Leiterplatte und das zweite Substrat ein Kühlkörper ist oder andersherum das zweite Substrat eine Leiterplatte und das erste Substrat ein Kühlkörper ist .
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszei¬ chen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen :
Figur 1 und 2 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Baugruppe jeweils geschnitten und
Figur 3 und 4 Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Verfahrens jeweils in einem repräsentativen Fertigungsschritt geschnitten. In Figur 1 ist eine elektronische Baugruppe dargestellt, bei der ein Bauelement 11 in Form eines Halbleiterchips zwischen einem ersten Substrat 12 in Form einer Leiterplatte und einem zweiten Substrat 13 in Form eines keramischen Schaltungsträ¬ gers gehalten ist. Auf dem zweiten Substrat 13 ist das Bau- element 11 mittels Sinterverbindungen 14 elektrisch kontaktiert. Außerdem sind das erste Substrat 12 und das zweite Substrat 13 über Lötverbindungen 15 direkt miteinander elektrisch kontaktiert. Zwischen dem ersten Substrat 12 und dem zweiten Substrat 13 ist eine Kavität 16 ausgebildet, die aus einer Vertiefung im ersten Substrat besteht. In dieser Kavität 16 befindet sich auch das elektronische Bauelement 11. Allerdings ergibt sich zwischen dem elektronischen Bauelement 11 und einem Boden 17 der die Kavität 16 bildenden Vertiefung ein Spalt 18, wobei dieser durch eine Metallisierung 19 des Bauelements 11 und eine Metallisierung 20 des Bodens 17 ausgekleidet ist. Außer- dem mündet in den Spalt 18 eine Durchgangsloch 21, welches eine Außenseite 22 des ersten Substrats 12 mit dem Spalt 18 verbindet. Dieses Durchgangsloch 21 ist mit einer Metall¬ schicht 23 ausgekleidet, die sich am Rand des Durchgangslochs 21 auch auf die Außenseite 22 des ersten Substrats 12 er- streckt. Diese Metallschicht 23 ist als Durchkontaktierung im ersten Substrat 12 hergestellt worden.
Der Spalt 18 sowie das Durchgangsloch 21 sind mit dem Füge- hilfsstoff 24 ausgefüllt, wobei es sich hierbei um ein Lot oder um einen Leitkleber handeln kann. Typische Lotwerkstoffe sind SnAgCu-Legierungen, sogenannte SAC-Lote. Alternativ können Bleilote zum Einsatz kommen, zum Beispiel SnPb- oder SnPbAg- Legierungen. Außerdem ist das Durchgangsloch 21 optional auf der Außenseite 22 mit einem elektrischen Isolier- Stoff 25 verschlossen, um eine elektrische Isolation zu ge¬ währleisten. Dies kann zum Beispiel mit einer Silikonmasse oder einem Epoxidharzkleber erfolgen.
Gemäß Figur 2 kommen als erstes Substrat 12 ein Kühlkörper und als zweites Substrat 13 ein Schaltungsträger zum Einsatz, wobei der Schaltungsträger als Leiterplatte oder als
Keramiksubstrat ausgebildet sein kann. Auf dem zweiten Sub¬ strat sind mehrere elektronische Bauelemente 11 vorgesehen, die aufgrund von Toleranzen t unterschiedlich hoch sind.
Hierbei handelt es sich um Leistungshalbleiter. Um diese zu kühlen, ist das erste Substrat in Form eines Kühlkörpers vor¬ gesehen, wobei dieses über den Fügehilfsstoff 24 mit den Bauelementen 11 verbunden ist (optional kommt auch der Isolier- Stoff 25 zum Einsatz) . In Figur 2 ist dargestellt, wie die aufgrund der Toleranz t unterschiedlich hoch ausgebildeten Spalte 18 gleichmäßig mit dem Fügehilfsstoff ausgefüllt sind. Dieser besteht vorzugsweise aus Lot, da das Lot ein guter Wärmeleiter ist.
Der Figur 3 lässt sich ein mögliches Fertigungsverfahren für die elektronische Baugruppe entnehmen. In einem ersten
Schritt können das Bauelement 11, das erste Substrat 12 und das zweite Substrat 13 in der in Figur 3 dargestellten Lage zusammengesetzt werden. Die so zusammengesetzte Baugruppe kann dann in nicht näher dargestellter Weise einen Reflow- Lötofen durchlaufen, wobei die Lötverbindungen 15 als
Diffusionslötverbindungen ausgebildet werden. Nach dem Erkal- ten kann mittels einer Dosiervorrichtung 26 der Fügehilfs- stoff in den Spalt 18 dispenst werden. Die erforderliche Men¬ ge des Fügehilfsstoffs stellt sich aufgrund des in dem Spalt 18 wirkenden Kapillareffekts automatisch ein. Die Baugruppe gemäß Figur 4 kann wie zu Figur 3 beschrieben durch Reflow-Löten vormontiert werden. Anschließend wird die Baugruppe gewendet, so dass diese mit der Außenseite nach un¬ ten ausgerichtet ist. An das Durchgangsloch 21 wird dann ein Selektivlötkopf 27 derart angenähert, dass eine
Selektivlötwelle 28 die in Figur 4 aus Gründen der Übersicht¬ lichkeit nicht näher dargestellte Metallschicht 23 (vgl. Fi¬ gur 1) erreicht. Aufgrund der im Durchgangsloch 21 und im Spalt 18 wirkenden Kapillarkräfte und der guten Benetzbarkeit der Metallschicht wird das flüssige Lot in den Spalt gesogen und kann dann dort erstarren.

Claims

Patentansprüche
1. Elektronische Baugruppe mit einem Bauelement (11), welches zwischen einem ersten Substrat (12) und einem zweiten Sub- strat (13) eingebaut ist, wobei
• das Bauelement mit dem ersten Substrat (12) und dem
zweiten Substrat (13) in Kontakt steht und
• zwischen dem ersten Substrat (12) und dem Bauelement ein Spalt (18) vorgesehen ist, der mit einem Fügehilfsstoff (24) überbrückt ist,
• das erste Substrat (12) ein Durchgangsloch (21) aufweist, welches in den Spalt (18) mündet und durch den Fügehilfsstoff (24) verschlossen ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das erste Substrat (13) und das zweite Substrat (18) ei¬ ne gegen die Umgebung geschlossene Kavität (16) ausbilden.
2. Baugruppe nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das erste Substrat (12) oder der zweite Substrat (13) aus einer Keramik besteht.
3. Baugruppe nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das erste Substrat (12) oder das zweite Substrat (13) aus einer Leiterplatte besteht.
4. Baugruppe nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das erste Substrat (12) oder das zweite Substrat (13) aus einem Kühlkörper besteht.
5. Baugruppe nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das Bauelement (11) ein Halbleiterchip ist.
6. Baugruppe nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wände des Durchgangsloches (21) mit einer Metall¬ schicht (23) beschichtet sind.
7. Baugruppe nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Metallschicht (23) auf eine dem Spalt (18) gegen¬ überliegende Außenseite (22) des ersten Substrats (12) um den Rand des Durchgangsloches herum herausgeführt ist. 8. Baugruppe nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das Durchgangsloch (21) außen mit einem elektrischen Isolierstoff (25) verschlossen ist. 9. Verfahren zum Erzeugen einer elektronischen Baugruppe, bei dem ein Bauelement (11) zwischen einem ersten Substrat (12) und einem zweiten Substrat (13) montiert wird, wobei
• das Bauelement auf dem zweiten Substrat (13) kontaktiert wird und
· ein sich zwischen dem ersten Substrat (12) und dem Bauelement befindender Spalt (18) mit einem Fügehilfsstoff (24) überbrückt wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das erste Substrat (12) ein Durchgangsloch (21) auf- weist, welches in den Spalt (18) mündet und durch das der Fü- gehilfsstoff (24) in den Spalt (18) eingefüllt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass der Fügehilfsstoff (24) unter Ausnutzung des Kapillareffektes in dem Spalt dosiert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das Dosieren durch Dispensen erfolgt
12. Verfahren nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dosieren durch Selektivwellenlöten erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass das Durchgangsloch (21) nach dem Ausfüllen des Spaltes
(18) mit dem Fügehilfsstoff (24) außen mit einem elektrischen Isolierstoff (25) verschlossen wird.
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