Herausforderungen in der Produktion bei Flachbaugruppen mit thermischen Anbindungen für die Automobilelektronik

Abstract:
Der Trend zur Miniaturisierung, auch in der Automobilindustrie, erfordert eine höhere funktionale Integration gerade auch für einzelne Bauelemente. Neben einer komplexeren Anschlussstruktur, wie beispielsweise bei finepitch QFP, QFN oder BGA Bauelementen, benötigen die zunehmend verdichteten Funktionen häufig eine leistungsfähige thermische Anbindung. Vor allem zuverlässige Kühlanbindungen haben daher meist einen direkten Einfluss auf die Lebensdauer und die fehlerfreie Funktionalität des Steuergeräts. Der vorliegende Bericht befasst sich mit der Untersuchung von Lösungsansätzen für thermische Anbindungen und deren Auswirkungen auf den Fertigungsprozess. Dabei werden sowohl Standardlösungen, wie zum Beispiel Via Arrays, als auch Sonderlösungen dargestellt. Die spezifischen Designs reichen von eingepressten Kupfernieten bis hin zu mit Aluminium laminierten PCBs. Derartige Technologien werden anhand von Seriendesigns aufgezeigt und deren Auswirkung auf den Fertigungsprozess dargestellt. Die Kühldesigns stellen in der Serienproduktion große Herausforderungen an die Standardprozesse der Flachbaugruppenfertigung. Insbesondere Schablonendesign, Druck- und Reflowprozess haben sich als größte Einflussfaktoren herausgestellt. Dabei steht, aufgrund von maximal zulässigen Temperaturen der Bauelemente die Prozesssicherheit im Mittelpunkt, um der Null-Fehler-Strategie im Automotive Bereich gerecht zu werden. Abschließend werden verschiedene Test- und Inspektionsmöglichkeiten in der Serienproduktion vorgestellt.