MÓDULO ELECTRÓNICO Y PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE UN MÓDULO ELECTRÓNICO.

Módulo electrónico con un primer sustrato, que presenta al menos un componente electrónico,

y con una carcasa que envuelve el sustrato y que está configurada como carcasa moldeada por inyección o carcasa moldeada por transferencia, y con conexiones eléctricas, que sobresalen desde la carcasa y que están conectadas con el primer sustrato, las cuales están configurados como rejilla estampada, caracterizado porque en la carcasa (25) está incrustado al menos otro segundo sustrato (13), provisto con segundas conexiones eléctricas (15), en el que las segundas conexiones (15) están configuradas como segunda rejilla estampada (14) y las dos rejillas estampadas (3, 14) están conectadas directamente entre sí al menos en un lugar (19)

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/057123.

Solicitante: ROBERT BOSCH GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: POSTFACH 30 02 20 70442 STUTTGART ALEMANIA.

Inventor/es: KIMMICH,PETER, NGUYEN,QUOC-DAT.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 6 de Junio de 2008.

Fecha Concesión Europea: 1 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01L23/495C8
  • H01L23/495F
  • H01L25/16 ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctricas en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 25/00 Conjuntos consistentes en una pluralidad de dispositivos semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes de estado sólido formados en o sobre un sustrato común H01L 27/00; módulos fotovoltaicos o conjuntos de células fotovoltaicas H01L 31/042). › siendo los dispositivos de los tipos cubiertos por varios de los grupos principales H01L 27/00 - H01L 51/00, p. ej. circuitos híbridos.
  • H05K1/14D

Clasificación PCT:

  • H01L23/31 H01L […] › H01L 23/00 Detalles de dispositivos semiconductores o de otros dispositivos de estado sólido (H01L 25/00 tiene prioridad). › caracterizados por su disposición.
  • H01L25/065 H01L 25/00 […] › siendo los dispositivos de un tipo previsto en el grupo H01L 27/00.
  • H05K1/14 H […] › H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05K CIRCUITOS IMPRESOS; ENCAPSULADOS O DETALLES DE LA CONSTRUCCIÓN DE APARATOS ELECTRICOS; FABRICACION DE CONJUNTOS DE COMPONENTES ELECTRICOS.H05K 1/00 Circuitos impresos. › Asociación estructural de varios circuitos impresos (medios de conexión eléctrica de circuitos con o entre circuitos impresos H05K 1/11, H01R 12/00).
  • H05K3/36 H05K […] › H05K 3/00 Aparatos o procedimientos para la fabricación de circuitos impresos. › Acoplamiento de circuitos impresos con otros circuitos impresos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

MÓDULO ELECTRÓNICO Y PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE UN MÓDULO ELECTRÓNICO.

Fragmento de la descripción:

5 [0001] La invención se refiere a un módulo electrónico con un primer sustrato, que presenta al menos un componente electrónico, y con una carcasa que incrusta el sustrato y que está configurada como carcasa moldeada por inyección o carcasa moldeada por transferencia, y con conexiones eléctricas, que sobresalen desde la carcasa y que están conectadas con el primer sustrato, las cuales están configurados como rejilla estampada.

Estado de la técnica

Se conoce un módulo electrónico de este tipo. El sustrato del módulo electrónico presenta al menos un componente electrónico de potencia y/o componente lógico. El sustrato está conectado de forma conductora de electricidad para su contacto eléctrico con conexiones, que están configuradas como rejilla estampada. Para la protección del sustrato equipado con el componente electrónico, éste junto con las zonas de las conexiones, que están conectadas con el sustrato, está incrustado en una carcasa moldeada por inyección o bien carcasa moldeada por transferencia. Los módulos rodeados por inyección de esta manera están limitados por las condiciones técnicas durante la conformación, como por ejemplo la geometría del útil de moldeo por inyección, las vías de relleno y el comportamiento de fluencia del plástico utilizado durante la inyección y por las particularidades del espacio de construcción en su superficie de base. Una ampliación del módulo electrónico sobre varios planos requiere una estructura compleja con planos de cableado adicionales, con lo que se eleva en gran medida el número de las etapas de fabricación para la fabricación del módulo electrónico.

30 Publicación de la invención

Para la elevación de la densidad de los componentes con respecto a una superficie de base del módulo electrónico está previsto que en la carcasa esté incrustado al menos otro segundo sustrato provisto con segundas conexiones 35 eléctricas, de manera que las segundas conexiones están configuradas como segunda rejilla estampada y las dos rejillas estampadas están conectadas directamente entre sí en al menos un lugar. El primer sustrato y la primera rejilla estampada forman una primera unidad de construcción y el segundo sustrato forma con la segunda rejilla estampada una segunda unidad de construcción. El cableado de los sustratos 5 dispuestos sobre planos diferentes se realiza a través de las rejillas estampadas asociadas. Por lo tanto, éstas tienen el cometido de posibilitar un contacto exterior de los sustratos y de sus componentes electrónicos y de manera alternativa y/o adicional pueden poner en contacto los sustratos entre sí. Además, las rejillas de estampación proporcionan retención adicional a los sustratos asociados. Esto es especialmente ventajoso antes de la incrustación de los sustratos en la carcasa. [0004] La carcasa es por sí misma una envoltura que incrusta las unidades de construcción. Para la configuración de la carcasa como una carcasa moldeada por transferencia que incrusta las unidades de construcción, las unidades de construcción son envueltas por medio de moldeo por transferencia (RTM: Resin Transfer Molding = Moldeo por Transferencia de Resina) en común con un material de moldeo, que forma a continuación la carcasa moldeada por transferencia. Como material de moldeo para la configuración de la carcasa se utiliza especialmente material duroplástico un material de elastómero. Para la configuración de la carcasa como una carcasa moldeada por inyección que incrusta las unidades de construcción, las unidades de construcción son envueltas, por ejemplo, por medio de un procedimiento de moldeo por inyección conocido. [0005] Además, con ventaja está previsto que al menos uno de los sustratos es un sustrato cerámico, en particular un sustrato LTCC o un sustrato DBC. Tales sustratos posibilitan corrientes más altas, aíslan mejor y posibilitan un funcionamiento en un intervalo de temperatura mayor que los sustratos convencionales. En particular, el sustrato cerámico es una cerámica de combustión a baja temperatura (LTCC = Low Temperatura Confired Ceramics) o sustratos de cobre adheridos directamente (DBC = Direct Bonded Copper). [0006] En una configuración ventajosa de la invención está previsto que la unión de los sustratos con las rejillas estampadas respectivas sea una unión eléctrica y/o una unión mecánica. A través de la unión mecánica de la rejilla estampada y el sustrato resulta una unidad de construcción estable, bien manipulable. El sustrato está configurado especialmente como soporte de circuito con bandas de conductores. Para el contacto exterior de los soportes de contacto a través de las conexiones respectivas, éstas están conectadas con preferencia eléctricamente con las bandas de conductores. [0007] De acuerdo con un desarrollo de la invención, está previsto que la unión de los sustratos con las rejillas estampadas respectivas sea una unión encolada y/o una unión adhesiva y/o una unión soldada. La unión encolada es una unión mecánica que es aislante de electricidad, pero también es conductora de electricidad (por ejemplo utilizando plata conductora). A través de la unión adhesiva resulta una unidad de construcción estable del sustrato y la rejilla estampada. La unión adhesiva es una conexión eléctrica, a través de la cual se unen el sustrato y la rejilla estampada de manera flexible entre sí. La unión soldada es una conexión eléctrica y mecánica del sustrato y la rejilla estampada. Los componentes electrónicos se sueldan o encolan especialmente sobre los sustratos. Con ventaja, se encola un sustrato LTCC con componentes encolados sobre la rejilla estampada y se conecta eléctricamente a través de adhesión y un sustrato DBC está equipado para soldadura con los componentes y la rejilla estampada. En particular, está previsto que dos sustratos DBC o dos sustratos LTCC o un sustrato LTCC y un sustrato DBC sean combinados en un módulo electrónico. En una configuración ventajosa de la invención está previsto que la unión de la primera rejilla estampada con la segunda rejilla estampada sea una conexión que pone en contacto eléctrico las rejillas estampadas. [0008] Con ventaja está previsto que la conexión de contacto eléctrico sea una unión soldada o unión de sujeción. Las rejillas estampadas se conectan a través de un proceso de unión que posibilita un contacto eléctrico. [0009] La invención se refiere, además, a un procedimiento para la producción de un módulo electrónico. En este caso está previsto que el módulo electrónico presente un primero y al menos un segundo sustrato, que presenta, respectivamente, al menos un componente electrónico, previendo el procedimiento las siguientes etapas:

- unión del primer sustrato con una primera rejilla estampada para formar una primera unidad de construcción y unión del segundo sustrato con una segunda rejilla estampada para formar una segunda unidad de construcción,

30 -disposición de las unidades de construcción una junto a la otra, de manera que sus rejillas estampadas entran en contacto entre sí al menos en una zona, -unión de la primera y de la segunda rejilla estampada en al menos un punto de una zona, e -incrustación común de las unidades de construcción en una carcasa 35 configurada como carcasa moldeada por inyección o carcasa moldeada por

transferencia.

A través de la unión de los sustratos con las rejillas estampadas respectivas se consiguen unidades fáciles de manejar. Las unidades de construcción se disponen 5 unas junto a las otras o bien unas sobre las otras, por ejemplo, a través de superposición, de manera que sus rejillas estampadas entran en contacto entre sí al menos en una zona. Con preferencia, la rejilla estampada es una rejilla estampada que rodea totalmente el sustrato, cuyas conexiones están formadas de tal manera que los sustratos están colocados opuestos, distanciados durante el contacto mutuo de al 10 menos una zona de las rejillas estampadas. De acuerdo con esta disposición de las unidades de construcción, éstas conectan las dos unidades de construcción entre sí entre sí a través de la unión de la primera y de la segunda rejilla estampada y de esta manera resulta una unidad común. Las unidades de construcción unidas de esta manera se incrustan en común en la carcasa. Para la configuración de la carcasa 15 como una carcasa moldeada por transferencia que incrusta las unidades de construcción, las unidades de construcción son rodeadas mediante moldeo por transferencia (RTM: Resin Transfer Molding = Moldeo por Transferencia de Resina) en común con un material de moldeo, que forma a continuación la carcasa moldeada por transferencia. Como material de moldeo para la configuración...

 


Reivindicaciones:

1. Módulo electrónico con un primer sustrato, que presenta al menos un componente electrónico, y con una carcasa que envuelve el sustrato y que está configurada como carcasa moldeada por inyección o carcasa moldeada por transferencia, y con conexiones eléctricas, que sobresalen desde la carcasa y que están conectadas con el primer sustrato, las cuales están configurados como rejilla estampada, caracterizado porque en la carcasa (25) está incrustado al menos otro segundo sustrato (13), provisto con segundas conexiones eléctricas (15), en el que las segundas conexiones (15) están configuradas como segunda rejilla estampada (14) y

10 las dos rejillas estampadas (3, 14) están conectadas directamente entre sí al menos en un lugar (19). 2. Módulo electrónico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de los sustratos (2, 13) es un sustrato cerámico (10, 17), en particular un sustrato LTCC (10) o un sustrato DBC (17).

15 3. Módulo electrónico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unión de los sustratos (2, 13) con las rejillas estampadas (3, 14) respectivas es una unión eléctrica y/o una unión mecánica.

4. Módulo electrónico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unión de los sustratos (2, 13) con las rejillas estampadas (3, 20 14) respectivas es una unión adhesiva y/o una unión encolada y/o una unión soldada.

5. Módulo electrónico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unión de la primera rejilla estampada (3) con la segunda rejilla estampada (14) es una unión que pone en contacto eléctrico las rejillas estampadas (3, 14).

25 6. Módulo electrónico de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unión de contacto eléctrico es una unión soldada, unión Tox y/o unión de sujeción.

7. Procedimiento para la fabricación de un módulo electrónico con un primer sustrato y al menos un segundo sustrato, que presentan, respectivamente, al menos un 30 componente electrónico, con las siguientes etapas:

- unión del primer sustrato con una primera rejilla estampada para formar una primera unidad de construcción y unión del segundo sustrato con una segunda rejilla estampada para formar una segunda unidad de construcción,

- disposición de las unidades de construcción una junto a la otra, de manera que sus rejillas estampadas entran en contacto entre sí al menos en una zona, -unión de la primera y de la segunda rejilla estampada en al menos un punto de una zona, e

5 -incrustación común de las unidades de construcción en una carcasa configurada como carcasa moldeada por inyección o carcasa moldeada por transferencia.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, 10 caracterizado porque los sustratos se conectan con las rejillas estampadas asociadas por medio de encolado y/o adhesión y/o soldadura.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dos rejillas estampadas se ponen en contacto eléctrico entre sí durante la conexión.

15 10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades de construcción dispuestas adyacentes entre sí son recibidas en una cavidad formada por segmentos de herramienta de un útil de moldeo por inyección y se incrustan a través de moldeo por transferencia. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una de las rejillas estampadas presenta, adicionalmente a las conexiones, al menos una estructura adicional (7, 16) que configura al mismo tiempo la cavidad, que se retira, al menos parcialmente, después de la incrustación de las unidades de construcción en la carcasa de moldeo por inyección.

25 12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque la estructura adicional es separada para su retirada del resto de la rejilla estampada a través de estampación y/o corte por láser y/o cizallamiento. Siguen dos páginas de dibujos.


 

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