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DE9113276U1 - Electronic circuit arrangement - Google Patents

Electronic circuit arrangement

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Publication number
DE9113276U1
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electronic circuit
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EXPORT-CONTOR AUSSENHANDELSGESELLSCHAFT MBH 8500 NUERNBERG DE
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Description

BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electronic circuit arrangement according to the preamble of claim 1.

Es ist bekannt, daß beim Aufbau insbesondere von Leistungs-Halbleiter-Bauelemente-Chips zu diskreten Bauelementen aber in noch stärkerem Maße zu integrierten Bauelementen erhöhte Aufmerksamkeit auf das Abführen der sich beim Betrieb im Einsatzfall bildenden Wärmemengen zu legen ist. Dieses Problem setzt hauptsächlich die Grenzen der oberen Leistungsfähigkeit und Dimensionierung. Diese Grenzen zu erweitern ist Gegenstand des Bemühens bei der Konzipierung neuer elektronischer Schaltungsanordnungen.It is known that when constructing power semiconductor component chips, in particular, into discrete components, but even more so into integrated components, increased attention must be paid to dissipating the heat generated during operation. This problem mainly sets the limits of the upper performance and dimensions. Expanding these limits is the subject of efforts when designing new electronic circuit arrangements.

Die Wärmeübergänge zu entsprechenden Kühlflächen sind folglichyheben der zuverlässigen dauer- und wechselbelastbaren elektrischen Verbindung mit besonderer Sorgfalt bei der konstruktiven Gestaltung der Bauelemente zu berücksichtigen. Bei immer weiterer Integration von Chips in ein einziges Schaltungselement sind die Wärmeübergänge auf die Kühlflächen ausschlaggebend für die funktionssichere Lebensdauer.The heat transfer to the corresponding cooling surfaces must therefore be taken into account with particular care in the structural design of the components in order to ensure a reliable electrical connection that can withstand continuous and alternating loads. With the increasing integration of chips into a single circuit element, the heat transfer to the cooling surfaces is crucial for the reliable service life.

In diesem Bestreben ist ein wechsellastbeständiges schaltbares Leistungs-Halbleiter-Bauelement in der Vormontage seines Chips zu einem druckkontaktbelastbaren "Sandwich" aus der DE-PS 34 21 672 nennenswert. Dieses Bauelement bietet beim druckkontaktierten Aufbau einen niedrigen Wärmewi-derstand und besitzt somit die Voraussetzungen für eine hohe Strombelastbarkeit für Wechselbelastungen bei guter Langzeitstabilität.In this endeavor, an alternating load-resistant switchable power semiconductor component in the pre-assembly of its chip to form a pressure-contact loadable "sandwich" from DE-PS 34 21 672 is worth mentioning. This component offers a low thermal resistance in the pressure-contacted structure and thus has the prerequisites for a high current load capacity for alternating loads with good long-term stability.

Die technologisch sinnvolle Kombination von form- und stoffschlüssiger Verbindungstechnik der für den Aufbau von elektronischen Schaltungsanordnungen benötigten Einzelbauteile istThe technologically sensible combination of form-fitting and material-locking connection technology of the individual components required for the construction of electronic circuit arrangements is

aus der Literatur bekannt. So beschreibt DE-PS 36 28 556 eine Halbleiteranordnung, bei der Stromleiterteile wenigstens teilweise zur Druckkontaktierung ausgebildet sind, da hier eine wirtschaftliche Möglichkeit des Auswechselns einzelner Schaltungsteile gegeben ist, wie das auch bei Bauelementen nach DE-PS 30 05 313 möglich ist.known from the literature. For example, DE-PS 36 28 556 describes a semiconductor arrangement in which current conductor parts are at least partially designed for pressure contact, since this provides an economical possibility of exchanging individual circuit parts, as is also possible with components according to DE-PS 30 05 313.

Auch in DE-PS 35 08 456 wird ein druckkontaktiertes Leistungs-Halbleiter-Bauelement beschrieben, hier, wie auch in den vorgenannten Schriften, wird d elektrische Isolation gegenüber dem äußeren Kühlbauteil über Metalloxidkeramiken erreichtDE-PS 35 08 456 also describes a pressure-contacted power semiconductor component. Here, as in the aforementioned documents, the electrical insulation from the external cooling component is achieved using metal oxide ceramics.

Stoffschlüssige Verbindungen der einzelnen Bauteile einer elektronischen Anordnung untereinander, insbesondere das hauptsächlich geübte Löten, haben eine obere Grenze der Anwendbarkeit bezüglich der Größe der gelöteten Fläche, wie das bereits in DE-PS 37 36 671 festgestellt wird. Die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Bauteile untereinander und zu der eingesetzten Metalloxid-Keramik als Isolatorschicht führt zur Verwölbung mit hohen Scherkräften an den Verbindungsstellen insbesondere bei wechselnden Temperaturen.Material-locking connections between the individual components of an electronic arrangement, in particular the mainly practiced soldering, have an upper limit of applicability in terms of the size of the soldered surface, as already stated in DE-PS 37 36 671. The different expansion coefficients of the components between each other and of the metal oxide ceramic used as an insulating layer lead to warping with high shear forces at the connection points, especially at changing temperatures.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungs-Halbleiter-Bauelement ohne den Einsatz von Metall-Oxid-Keramiken zu formulieren und dabei die Isolation der stromführenden Bauteile gegenüber dem Kühlbauteil bei guter Wärmeleitfähigkeit sicherzustellen, die elektrischen Verbindungsteile in der Menge zu reduzieren, eine höhere Integrationsdichte in den elektronischen Schaltungsanordnungen zu ermöglichen und die Vorteile der form- und stoffschlüssigen Verbindungstechniken auf einfache Art auch kombiniert zu nutzen. The invention is based on the task of formulating a power semiconductor component without the use of metal oxide ceramics and thereby ensuring the insulation of the current-carrying components from the cooling component with good thermal conductivity, reducing the number of electrical connecting parts, enabling a higher integration density in the electronic circuit arrangements and using the advantages of the form-fitting and material-fitting connection techniques in a simple way, even in combination.

Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer solchen elektronischen Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Merkmalen der Ansprüche 2 bisThe solution to the problem in such an electronic circuit arrangement of the type mentioned at the outset consists in the characterizing features of claim 1. Advantageous further developments are set out in the features of claims 2 to

13 gegeben.13 given.

Anhand der in den Figuren 1 bis 5 vergrößert dargestellten Skizzen einzelner Schnitte von Teilansichten möglicher Schaltungsanordnungen wird der Gegenstand der Erfindung erläutert.The subject matter of the invention is explained using the sketches of individual sections of partial views of possible circuit arrangements shown enlarged in Figures 1 to 5.

Fig. 1 zeigt einen Schaltungsausschnitt, in dem der erfindungsgemäße Isolationsaufbau mit bekannten Verbindungstechniken kombiniert ist.Fig. 1 shows a circuit section in which the insulation structure according to the invention is combined with known connection techniques.

Fig. 2 zeigt eine Einzelheit der Schichtfolge zwischen dem Kühlbauteil und Leistungs-Halbleiter-Bauelement in stoffschlüssiger Aufbauart. Fig. 2 shows a detail of the layer sequence between the cooling component and the power semiconductor component in a material-fit construction.

Fig. 3 veranschaulicht den Aufbau eines Halbleiter-Chips in formschlüssiger Aufbauweise. Fig. 3 illustrates the structure of a semiconductor chip in a form-fitting design.

Fig. 4 stellt eine analoge Einzelheit mit druckkontaktiertem Verbindungselement dar und inFig. 4 shows an analogous detail with pressure-contacted connecting element and in

Fig. 5 ist der Einsatz einer zweiten flexiblen Leiterplatte als Einzelheit skizziert.
GleicheTeile haben in allen Figuren die gleiche Benennung.Fig. 5 shows the use of a second flexible circuit board as a detail.
Identical parts have the same name in all figures.

Die elektronische Schaltungsanordnung hat gemäß Fig. 1 den folgenden erfindungsgemäß relevanten Schichtaufbau: Auf einem Kühlbauteil(12), dessen Geometrie unbeachtlich bleiben soll, wird auf der für den Schaltungsaufbau vorgesehenen Fläche vorzugsweise im Siebdruck verfahren eine Paste (14) in durch das Sieb vorgegebenen Kontur und gleichmäßiger Dicke aufgetragen. Diese Paste (14) hat die Aufgabe, einen guten Übergang für die im Halbleiterkörper im Arbeitszustand entstehende Wärme zum Kühlbauteil (12) zu ermöglichen Ein blasenfreier Auftrag der elektrisch isolierenden Paste (14) ist für die späteren guten Eigenschaften wichtig. Eine Verbesserung der Wärmeleitung kann bei der vorzugsweise aus organischen Esterölen hergestellten Paste durch Zumischen von pulverisierten Metalloxiden, vorzugsweise Zinkoxid, erzielt werde. Dabei ist der Anteil des Füllstoffes in GrenzenAccording to Fig. 1, the electronic circuit arrangement has the following layer structure relevant to the invention: On a cooling component (12), the geometry of which is to remain unimportant, a paste (14) is applied, preferably by screen printing, to the area intended for the circuit structure in the contour specified by the screen and with a uniform thickness. This paste (14) has the task of enabling a good transfer of the heat generated in the semiconductor body in the working state to the cooling component (12). A bubble-free application of the electrically insulating paste (14) is important for the later good properties. An improvement in heat conduction can be achieved in the paste, which is preferably made from organic ester oils, by mixing in powdered metal oxides, preferably zinc oxide. The proportion of filler is limited.

variierbar, wobei ein höherer Metalloxid-Anteil die Wärmeleitung fördert.variable, whereby a higher metal oxide content promotes heat conduction.

Die Paste (14) besitzt die Eigenschaft, auch bei den wiederholt auftretenden Betriebstemperaturen nahe dem erlaubten oberen Maximalpegel dauerplastisch zu bleiben, ohne "auszubluten", d.h. die Paste läuft auch bei Druckkontakten nicht von der Kontaktstelle in nicht unter Druck stehende Bereiche.The paste (14) has the property of remaining permanently plastic even at the repeatedly occurring operating temperatures close to the permitted upper maximum level without "bleeding", i.e. the paste does not run from the contact point into areas not under pressure, even in the case of pressure contacts.

Auf diese strukturierte und pastöse Schicht (14) ist erfindungsgemäß eine flexible Folie (16) aus organischen Polymeren, vorzugsweise Polyimid- oder Ployesterfolie fixiert. Diese ansich bekannten Folien bilden in hevorragender WeiseAccording to the invention, a flexible film (16) made of organic polymers, preferably polyimide or polyester film, is fixed to this structured and pasty layer (14). These films, which are known per se, form in an excellent manner

zusammen mit der pastösen Schicht die Isolationsschicht der darauf aufgebauten stromführenden Bauteile zu dem Kuhlbauteil. Der Vorteil des Einsatzes einer solchen Folie (16) mit den Eigenschaften der Formstabilität und Wärmebeständigkeit liegt in deren Flexibilität in den für den Aufbau von elektronischen Schaltungsanordnungen kritischen Bereichen.together with the pasty layer, the insulation layer of the current-carrying components built on it forms the cooling component. The advantage of using such a film (16) with the properties of dimensional stability and heat resistance lies in its flexibility in the areas critical for the construction of electronic circuit arrangements.

Gegenüber jeder starren Isolationsschicht, gleich ob aus anorganischen (Metalloxiden) oder organischen Verbundwerkstoffen (z.B. Epoxidharz-Glasgewebe) ist hier der Vorteil gegeben, daß eine ausdehnungsbedingte Verschiebung der Schichten untereinander auch bei vorher beauflagtem Druck spannungsfrei möglich ist.Compared to any rigid insulation layer, whether made of inorganic (metal oxides) or organic composite materials (e.g. epoxy resin-glass fabric), this has the advantage that an expansion-related displacement of the layers among each other is possible without stress, even when pressure has previously been applied.

Die ansich gegebenen schlechteren Wärmeübergangswerte der Folie können durch verschiedene Methoden gegenüber den guten Wärmeleitwerten von Keramiken ausgeglichen werden. Durch Zugabe von Füllstoffen vor dem Ausbilden der Folie kann die Spannungsfestigkeit, die bei diesen Folien wesentlich besser als bei Keramiken ist, aufrechterhalten werden,während die Wärmeleitfähigkeit erhöht wird. Die Folien dürfen wesentlichThe inherently poorer heat transfer values of the film can be compensated for by various methods compared to the good thermal conductivity values of ceramics. By adding fillers before forming the film, the dielectric strength, which is significantly better in these films than in ceramics, can be maintained while the thermal conductivity is increased. The films can be significantly

dünner als Keramiken gestaltet werden und es ist möglich, diese dünnere Schicht aus zwei oder mehreren Lagen mit dazwischenlaminierter vorzugsweise Kupferfolie einzusetzen. In bestimmten Fällen ist es letztlich auch möglich, eine Schichtfolge aus Folien mit dazwischenliegenden Pasteschichten zu bilden, wobei diese Pasten dann elektrisch leitende Metalle als Füllstoff aufweisen sollten, da dann der Wärmeleitwert besser als bei der Zumischung von Metalloxiden ist. Solcher Art gebildete flexible Mehrlagenfolien in der die Durchschlagsfestigkeit erfordernder Stärke sind in den Figuren nicht gesondert aufgeführt, sondern mit der summarischen Bezeichnung (16) benannt.thinner than ceramics and it is possible to use this thinner layer made up of two or more layers with preferably copper foil laminated between them. In certain cases it is ultimately also possible to form a layer sequence of foils with intermediate paste layers, whereby these pastes should then contain electrically conductive metals as fillers, since the thermal conductivity is then better than when metal oxides are added. Flexible multilayer foils formed in this way in the thickness required for the dielectric strength are not listed separately in the figures, but are given the summary designation (16).

Im weiteren Aufbau ist in Fig. 1 eine Metallfläche (34) in Form von drei Inseln dargestellt. Diese Inseln des Schaltungsausschnittes sind räumlich betrachtet das Schaltungsbild der strukturierten Metallkaschierung, die wegen der vorzüglichen elektrischen und wärmeleitenden Eigenschaften vorzugsweise aus Kupfer besteht, das vor dem Einsatz in die elektronische Schaltungsanordnung, aber nach dem Laminieren auf die flexible Folie, in bekannter Weise schaltungsgerecht strukturiert wurde. Die Leiterzüge, Löt- und Bondinseln so wie die Positionsstellen für den späteren Druckkontakt ermöglichen im Zusammenwirken eine einfache und platzsparende Anordnung bei hohem Integrationsgrad der für die Schaltung erforderlichen Bauteile. Die Metallkaschierung kann in der Dicke, entsprechend der geforderten elektrischen Leistungsaufnahme, unterschiedlich definiert werden. In the further structure, a metal surface (34) in the form of three islands is shown in Fig. 1. These islands of the circuit section are, in spatial terms, the circuit diagram of the structured metal lamination, which, due to its excellent electrical and heat-conducting properties, is preferably made of copper, which was structured in a known manner to suit the circuit before being used in the electronic circuit arrangement, but after being laminated onto the flexible film. The conductor tracks, soldering and bonding islands, as well as the positions for the subsequent pressure contact, work together to enable a simple and space-saving arrangement with a high degree of integration of the components required for the circuit. The thickness of the metal lamination can be defined differently, depending on the required electrical power consumption.

Der weitere Aufbau in Fig. 1 beinhaltet das stoffschlüssige Befestigen von Verbindungselementen (24) durch Bonden oder das direkte oder indirekte (über eine metallische Schicht, z.B. Molybdän (38)) Befestigen von Bauelementen (22) auf der Metallkaschierung (34). Das Bauelement (22) kann durch z.B. Bonden stoffschlüssig auf der dem Kühlbauteil (12) abgewnandten Seite mit Verbindungdelementen (24),The further structure in Fig. 1 includes the material-locking fastening of connecting elements (24) by bonding or the direct or indirect (via a metallic layer, e.g. molybdenum (38)) fastening of components (22) to the metal lamination (34). The component (22) can be material-locked on the side facing away from the cooling component (12) with connecting elements (24), for example by bonding.

die ihrerseits in gleicher Weise stoffschlüssig mit anderen stromleitenden Verbindungselementen (26) kontaktiert sind, verbunden werden.which in turn are connected in the same way in a materially bonded manner to other current-conducting connecting elements (26).

In Fig. 2 ist das Wesentliche des Schaltungsaufbaus mit stoffschlüssigen Verbindungen dargestellt. Das Leistungs-Halbleiter- Bauelement (22) ist auf z.B. Molybdän (38) gelötet (36). Das Molybdän wiederum ist auf die Lötfläche der strukturierten Metallkaschierung (34) der flexiblen Folie (16) gelötet (36). Damit ist ein guter Wärmeübergang vom Bauelement (22) zur z.B. Kupferschicht (34) der Folie (16) hergestellt. Die Folie (16) und die Paste (14) sorgen für den notwendigen guten Wärmeabfluß zum Kühlbauteil (12). Fig. 2 shows the essentials of the circuit structure with material-locking connections. The power semiconductor component (22) is soldered (36) to molybdenum (38), for example. The molybdenum is in turn soldered (36) to the soldering surface of the structured metal lamination (34) of the flexible foil (16). This creates a good heat transfer from the component (22) to the copper layer (34) of the foil (16), for example. The foil (16) and the paste (14) ensure the necessary good heat flow to the cooling component (12).

An geeigneten Stellen der elektronischen Schaltungsanordnung ist es möglich, den Aufbau nach Fig. 2 durch die Ausbildung von Druckkontakten zu vereinfachen. Das wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, wie in Fig. 3 dargestellt, daß auf das Kühlbauteil (12) die Paste (14) und die Folie (16) mit der Metallkaschierung (34) in der bereits beschriebenen Weise aufgebaut wird. Auf die Kontaktfläche der Metallkaschierung (34) wird nun eine elektrisch leitende Paste (30) in geeigneter Weise punktuell oder flächenhaft gleichmäßig aufgetragen. Diese Paste (30) ist wie die früher beschriebene Paste (14) wärmeleitend, hat jedoch Metalle, wie beispielhaft Aluminium, Silber oder Kohlenstoff,in Form von Graphit, als Füllstoffbeimengung , so daß der schaltungsgerechte elektrische Stromfluß niederohmig oder praktisch widerstandslos von dem dort plazierten Bauelement (22) zu der Metalleiterbahn (34) der flexiblen Folie (16) möglich ist.At suitable points on the electronic circuit arrangement, it is possible to simplify the structure according to Fig. 2 by forming pressure contacts. This is achieved according to the invention, as shown in Fig. 3 , by applying the paste (14) and the film (16) with the metal lamination (34) to the cooling component (12) in the manner already described. An electrically conductive paste (30) is then applied uniformly in a suitable manner to the contact surface of the metal lamination (34) in a point-by-point or area-by-area manner. This paste (30) is thermally conductive like the paste (14) described previously, but has metals, such as aluminum, silver or carbon in the form of graphite, as fillers, so that the circuit-appropriate electrical current flow is possible with low resistance or practically no resistance from the component (22) placed there to the metal conductor track (34) of the flexible film (16).

Eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird beispielhaft auch in dem Schaltungsausschnitt der Fig. 4 dargestellt. Auf dem Kühlbauteil (12) wird wiederum die Paste (14) und die Folie (16) positioniert. Die Folie (16) hat auch in die-A circuit arrangement according to the invention is also shown as an example in the circuit section of Fig. 4. The paste (14) and the film (16) are again positioned on the cooling component (12). The film (16) also has

ser Darstellung mindestens eine Metallschicht zur Befestigung von Bauelementen auf einer Stromleitbahn (34). Hierauf ist stoffschlüssig (36) das Bauelement (22) befestigt. Die Kontaktierung der dem Kühlbauteil (12) abgewandten Seite des Bauelementes (22) wird mittels wärmeleitender Paste (30), die z.B. durch Silber als Füllstoff elektrisch leitend gestaltet wurde, zum Verbindungsteil (26) vorgenommen.This illustration shows at least one metal layer for fastening components to a current conductor (34). The component (22) is fastened to this in a material-locking manner (36). The side of the component (22) facing away from the cooling component (12) is contacted to the connecting part (26) by means of heat-conducting paste (30), which has been made electrically conductive, for example, by using silver as a filler.

Fig. 5 skizziert einen Schaltungsausschnitt mit zwei eingesetzten flexiblen Folien. Dabei ist der Aufbau bis zum Halbleiterchip bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig.l bis 4 dargestellt. Speziell in den Einsatzfällen von Ansteuerbauelemente (32) mit geringer Strom- und folglich Wärmebelastung, aber auch bestimmte Leistungs-Halbleiter-Bauelemente (22) können über eine Leitpaste (30), wie bereits dargestellt wurde, auf der dem Kühlbauteil (12) abgewandten Seite direkt mit den Metalleitbahnen (34) einer zweiten flexiblen Folie (28) druckkontaktiert werden. Über Durchmetallisierungen (40) können so elektrische Verbindungen auf beiden Seiten der Folie (28) zur kreuzungsfreien Verdrahtung mit hoher Packungsdichte realisiert werden. Dabei ist es auch möglich, durch andere Dimensonierung der dargestellten oberen Metallkaschierung (18) die schaltungsgemäßen elektrischen Forderungen nach hoher Stromdichte zu erfüllen.Fig. 5 outlines a circuit section with two flexible foils inserted. The structure up to the semiconductor chip has already been shown in connection with the description of Figs. 1 to 4. Especially in the application cases of control components (32) with low current and consequently heat load, but also certain power semiconductor components (22) can be pressure-contacted directly with the metal conductors (34) of a second flexible foil (28) on the side facing away from the cooling component (12) via a conductive paste (30), as already shown. Through-metallizations (40) can thus be used to create electrical connections on both sides of the foil (28) for crossover-free wiring with high packing density. It is also possible to meet the circuit-related electrical requirements for high current density by using different dimensions of the upper metal cladding (18) shown.

Durch den Einsatz dieser zweiten flexiblen Folie (28) ist es vorzüglich möglich, Ebenenunterschiede der einzelnen Aufbauinseln, wie sie durch den Zusammenbau der unterschiedlichsten Elemente der Schaltungsanordnung auftreten, auszugleichen. Weiterhin kann die Geometrie der oberen (28), aber auch der unteren Folie (16) durch Stanzen oder Fräsen so gestaltet werden, daß Aussparungen, Rundungen und Durchbrüche allen erdenklichen geometrischen Erfordernissen entsprechend eingearbeitet wurden und so für jede elektronische Schaltungsanordnung passgerechte Folien hergestellt werden können.By using this second flexible film (28) it is possible to compensate for differences in the level of the individual assembly islands, as they occur when assembling the most diverse elements of the circuit arrangement. In addition, the geometry of the upper (28) and also the lower film (16) can be designed by punching or milling in such a way that recesses, curves and openings are incorporated in accordance with all conceivable geometric requirements, and thus suitable films can be produced for every electronic circuit arrangement.

Der erfindungsgemäße Einsatz von flexiblen Leiterplatten in Leistungs-Halbleiter-Bauelementen eröffnet eine neue Dimension der Erhöhung der Packungsdichte, eine wirtschaftliche Großserienfertigung gepaart mit den Vorteilen der zerstörungsfreien Demontage von Teilbezirken der Schaltung und entsprechend wirtschaftlich vorteilhaftem Wiederaufbau bzw. Sekundärverwertung einzelner Schaltungselemente .The inventive use of flexible printed circuit boards in power semiconductor components opens up a new dimension of increasing the packing density, economical large-scale production coupled with the advantages of non-destructive disassembly of sub-areas of the circuit and correspondingly economically advantageous reconstruction or secondary utilization of individual circuit elements .

Die Löttechnik und Druckkontaktierung sind in dem Zusammenhang dieser Erfindung nicht beschrieben, es werden die dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren und Methoden genutzt, um die elektronische Schaltungsanordnung zu komplettieren. Die Abschirmung und Hermetisierung war gleichfalls irrelevant im Zusammenhang mit der Darstellung des erfinderischen Gedankens.The soldering technique and pressure contact are not described in the context of this invention; the processes and methods corresponding to the state of the art are used to complete the electronic circuit arrangement. The shielding and hermetic sealing were also irrelevant in the context of the presentation of the inventive concept.

Claims (13)

ANSPRÜCHEEXPECTATIONS 1. Elektronische Schaltungsanordnung mit einem Kühlbauteil (12), auf dem thermisch leitend und elektrisch isolierend ein Substratträger (16) aufgebracht ist, auf dem mindestens ein zu kühlendes Leistungs-Halbleiter-Bauelement (22) befestigt ist, das über Anschlußflächen zur elektrischen Verbindung mit den äußeren und schaltungsgerechten notwendigen internen Verbindungselementen (24,26) kontaktiert ist,1. Electronic circuit arrangement with a cooling component (12) on which a substrate carrier (16) is applied in a thermally conductive and electrically insulating manner, on which at least one power semiconductor component (22) to be cooled is fastened, which is contacted via connection surfaces for electrical connection with the external and circuit-appropriate necessary internal connecting elements (24, 26), dadurch gekennzeichnet , daßcharacterized in that wärmeleitende Pasten (14,30) in definierter Dicke und Geometrie in dem Schichtaufbau vorgesehen sind undthermally conductive pastes (14,30) of defined thickness and geometry are provided in the layer structure and formstabile und wärmebeständige flexible Folien (16,28), die aus organischen Polymeren hergestellt und auch mit strukturierten Metallkaschierungen versehen sind, sog. flexible Leiterplatten mit ein oder mehrschichtiger Folge , abwechselnd Folie und Metall, auch mit metallischen Verbindungen zwischen zwei oder mehreren Schichten über metallisierte Durchbrüche, als Substratträger (16) und/oder Verbindungselemente (28) eingebaut sind.dimensionally stable and heat-resistant flexible films (16,28) which are made from organic polymers and also provided with structured metal laminations, so-called flexible printed circuit boards with a single or multi-layer sequence, alternating film and metal, also with metallic connections between two or more layers via metallized openings, installed as substrate carriers (16) and/or connecting elements (28). 2. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Paste (14) eine Schicht aus einem Gemisch geeigneter organischer Verbindungen mit einem definierten Anteil von Füllstoffen ist, die gleichzeitig ein guter elektrischer Isolator ist.2. Electronic circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the heat-conducting paste (14) is a layer made of a mixture of suitable organic compounds with a defined proportion of fillers which is simultaneously a good electrical insulator. 3. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste (14) auf Esterölbasis, mit Metalloxiden als Füllstoff, hergestellt ist.3. Electronic circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the paste (14) is made on an ester oil basis, with metal oxides as filler. 4. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitende Paste (30) aus einem Gemisch geeigneter organischer Verbindungen mit einem definierten Anteil von Füllstoffen aus Materialien, die den elfktrischen Strom auch im Gemisch mit der organischen Trägersubstanz leiten, besteht.4. Electronic circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the heat-conducting paste (30) consists of a mixture of suitable organic compounds with a defined proportion of fillers made of materials which conduct the electrical current even in the mixture with the organic carrier substance. 5. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wärme- und elektrisch leitende Paste (30) an solchen Stellen positioniert ist, die über Druckkontakt eine galvanische Verbindung der entsprechenden Bauteile untereinander schaltungsgerecht realisieren.5. Electronic circuit arrangement according to claim 1 and 4, characterized in that the heat and electrically conductive paste (30) is positioned at such locations that realize a galvanic connection of the corresponding components to one another in a circuit-appropriate manner via pressure contact. 6. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratträger (16) und/ oder das Verbindungselement (28) aus Polyimid oder Polyester in Form flexibler Folien besteht, die ein- oder mehrlagig metallisierend teilweise schaltungsgerecht strukturiert sind.6. Electronic circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the substrate carrier (16) and/or the connecting element (28) consists of polyimide or polyester in the form of flexible films which are partially structured in a circuit-compatible manner with a single or multi-layer metallization. 7. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den flexiblen Folien vorhandenen teilweise strukturierten Metallschichten aus Kupfer, auch mit partiellen Silber- oder Goldüberzügen, bestehen und in unterschiedlich definierten Schichtdicken, entsprechend der elektrischen Erfordernisse, ausgebildet sind .7. Electronic circuit arrangement according to claim 1 and 6, characterized in that the partially structured metal layers present on the flexible foils consist of copper, also with partial silver or gold coatings, and are formed in differently defined layer thicknesses, according to the electrical requirements. 8. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterzüge der strukturierten Metallkaschierung der Folien so geformt sind, daß eine formschlüssige Verbindung direkt zu äußeren Stromanschlüssen möglich ist.8. Electronic circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the conductor tracks of the structured metal lamination of the foils are shaped in such a way that a positive connection directly to external power connections is possible. 9. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktinseln in der Metallstruktur der Folien vorhanden sind, auf welchen stoff- und/oder formschlüssig Verbindungselemente und/ oder andere Bauteile sowie Bauelemente (22,32) kontaktiert werden.9. Electronic circuit arrangement according to claim 7, characterized in that contact islands are present in the metal structure of the foils, on which connecting elements and/or other components and components (22, 32) are contacted in a material and/or form-fitting manner. 10. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch Löten (36) oder Bonden (24) stoffschlüssige Verbindungen zwischen der Metallisierung der Folie (34) und einem Verbindungselement (26) oder einem Bauelement (22) direkt mit desssen Kontaktfläche oder indirekt über eine metallische Zwischenschicht (38) bestehen.10. Electronic circuit arrangement according to claim 9, characterized in that by soldering (36) or bonding (24) material-locking connections exist between the metallization of the film (34) and a connecting element (26) or a component (22) directly with its contact surface or indirectly via a metallic intermediate layer (38). 11. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Druckkontakte direkt zwischen Metallisierungsschicht der Folie und Verbindungselement (26) oder Bauelement (22,32) oder indirekt über eine elektrisch leitende Paste (30) aufgebaut wurden.11. Electronic circuit arrangement according to claim 9, characterized in that pressure contacts are established directly between the metallization layer of the film and the connecting element (26) or component (22, 32) or indirectly via an electrically conductive paste (30). 12. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Bauelemente (32) beidseitig mit flexiblen Leiterplatten (16,28) kontaktiert werden.12. Electronic circuit arrangement according to claim 9, characterized in that individual components (32) are contacted on both sides with flexible printed circuit boards (16, 28). 13. Elektronische Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Zwischenschicht (38) aus Molybdän geformt ist und einen geeigneten galvanisch oder stromlos gebildeten Metallüberzug besitzt.13. Electronic circuit arrangement according to claim 10, characterized in that the metallic intermediate layer (38) is formed from molybdenum and has a suitable galvanically or electrolessly formed metal coating.
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