Elektronikmodul mit Alphastrahlenschutz für eine Getriebesteuereinheit sowie Getriebesteuereinheit

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Elektronikmodul mit einem gegen ionisierende Strahlung geschützten Halbleiterbauelement sowie eine Getriebesteuereinheit mit einem derartigen Elektronikmodul.

Stand der Technik

Zur Steuerung von Getrieben, insbesondere Automatikgetrieben, in einem Kraftfahrzeug werden elektronische Getriebesteuereinheiten bzw.

Getriebesteuermodule verwendet, die entweder im Inneren eines

Getriebegehäuses als integrierte Getriebesteuereinheiten angeordnet sind oder von außen als Anbaumodule an das Getriebegehäuse montiert werden.

Integrierte Getriebesteuereinheiten weisen in der Regel ein Elektronikmodul mit einer elektronischen Schaltung (sogenannte„transmission control uni , TCU), wenigstens einen Sensor, mindestens eine Steckverbindung zum Anschluss an einen Fahrzeugkabelbaum und elektrische Schnittstellen zum Ansteuern von Aktuatoren auf.

Die elektronischen Schaltungen der Elektronikmodule können dabei diverse Bauelemente aufweisen, insbesondere Kondensatoren, Speicher,

Leistungsendstufen, Widerstände und/oder Halbleiterchips bzw.

Halbleiterbauelemente. Unter anderem aufgrund von Bauraumbeschränkungen werden für Halbleiterbauelemente sogenannte„Bare- Die- Bauelemente", d.h. ungehäuste Silizium-Bauelemente bzw. ungehäuste Halbleiterbauelemente, eingesetzt. Um die elektronische Schaltungen und/oder die Elektronikmodule der integrierten Getriebesteuereinheiten z.B. gegen diese zumindest teilweise umspülendes Getriebefluid zu schützen, werden die elektronischen Schaltungen und/oder die Elektronikmodule durch eine Schutzmasse bzw. Moldmasse geschützt.

Ein derartiges Getriebesteuermodul ist in der DE 10 2011 088 969 AI offenbart.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, ein zuverlässiges, robustes und/oder kostengünstig produzierbares Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit eines Kraftfahrzeugs sowie eine Getriebesteuereinheit mit einem derartigen Elektronikmodul bereitzustellen.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Elektronikmodul für eine Getriebesteuereinheit vorgeschlagen. Das Elektronikmodul weist ein

Leiterplattenelement mit einer elektronischen Schaltung auf, wobei die elektronische Schaltung auf einer Montagefläche des Leiterplattenelements angeordnet ist und wenigstens ein ungehäustes Halbleiterbauelement aufweist, welches mit einer Kontaktfläche auf der Montagefläche angeordnet ist. Die elektronische Schaltung ist vollständig von einer Schutzmasse bedeckt. Das erfindungsgemäße Elektronikmodul zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass auf einer der Kontaktfläche entgegengesetzt angeordneten Oberfläche des

Halbleiterbauelements eine Schutzschicht zum Schutz des

Halbleiterbauelements gegen ionisierende Strahlung angeordnet ist, wobei die Schutzschicht eine Flächenemissionsrate von Alphastrahlung aufweist, welche geringer als eine Flächenemissionsrate von Alphastrahlung der Schutzmasse ist. Die Schutzschicht kann dabei die Oberfläche des Halbleiterbauelements vollflächig oder nur teilweise bedecken.

Die Schutzmasse kann etwa zum Schutz der elektronischen Schaltung gegen Getriebefluid vorgesehen sein. In der Schutzmasse können jedoch instabile Nuklide und/oder instabile Isotope, wie z.B. ²³⁸ U und/oder ²³⁴ U, enthalten sein, welche in einer Zerfallsreihe unter Emission ionisierender Strahlung in stabile Isotope zerfallen können. Dabei können insbesondere Alphateilchen bzw.

Alphastrahlung, d.h. Heliumkerne, emittiert werden. Trifft ein Alphateilchen auf das ungehäuste Halbleiterbauelement kann es durch Deposition der Energie des Alphateilchens in dem Halbleiterbauelement beispielsweise zu einer lokalen, hardwaremäßigen Schädigung, etwa zum Trennen einer Leiterbahnstruktur, des Halbleiterbauelements kommen (sogenannte Single event effects). Auch können etwa kapazitive Speicherbits in dem Halbleiterbauelement von 0 auf 1 oder umgekehrt gesetzt werden. Eine derartige softwaremäßige Schädigung wird häufig als strahleninduzierter„soft error" bezeichnet.

Eine Möglichkeit der Vermeidung obengenannter strahleninduzierter

Schädigungen des Halbleiterbauelements kann etwa ein Einsatz einer

Schutzmasse mit hoher Reinheit sein, d.h. einer Schutzmasse mit wenig instabilen und Alpha-Teilchen emittierenden Isotopen pro Volumen- bzw.

Masseneinheit der Schutzmasse. Als Maß für eine Reinheit der Schutzmasse kann die Flächenemissionsrate von Alpha-Teilchen herangezogen werden, welche in Einheiten von counts bzw. Zerfällen pro Zeiteinheit und Fläche (z.B. counts/ (h cm ² ) bzw. l/(h cm ² ) bzw. counts per hora/cm ² bzw. cph/ cm ² ) angegeben werden kann. Derartige Schutzmassen können jedoch mit erheblichen Material kosten verbunden sein. Ferner weist die elektronische Schaltung meist auch elektronische Bauelemente auf, welche beispielsweise aufgrund ausreichend großer Leitungsbahnstrukturen des Bauelements strahlenunempfindlich sind und/oder welche ein eigenes Gehäuse aufweisen, wie es beispielsweise bei sogenannten„surface mounted devices" bzw. SMD- Bauelementen der Fall sein kann. Derartige Bauelemente müssen daher nicht zwingend mit einer kostenintensiven Schutzmasse gegen von dieser emittierter Strahlung geschützt werden.

Für z.B. rund 90 nm große Leiterbahnstrukturen kann in der Regel eine Reinheit bzw. Qualität der Schutzmasse von rund 0,01 cts/(h cm ² ) ausreichend sein. Dagegen kann für rund 40 nm große Leiterbahnstruktur von unter 0,01 cts/(h cm ² ) (sogenannte low-alpha Schutzmasse) und sogar von rund 0,001 cts/(h cm ² )

(sogenannte ultra-low-alpha oder super-low-alpha Schutzmasse) ausgegangen werden. Die Kosten derartiger hochreiner Schutzmassen können, sofern diese überhaupt verfügbar sind, mitunter z.B. doppelt so hoch sein. Ferner sind derartige hochreine Schutzmassen meist nicht in Kombination weiterer

Eigenschaften bzw. weiterer an die Schutzmasse gestellten Anforderungen verfügbar, wie etwa einem spezifischen thermischen Expansionskoeffizienten („coefficient of thermal expansion", CTE) und/oder einer geforderten

Widerstandsfähigkeit gegen z.B. Getriebeöl. Erfindungsgemäß wird durch die Schutzschicht ein direkter mechanischer Kontakt der Schutzmasse mit der Oberfläche des Halbleiterbauelements vermieden. Ferner werden von instabilen Isotopen der Schutzmasse emittierte Alphateilchen in der Schutzschicht absorbiert, so dass eine strahleninduzierte

Schädigung des Halbleiterbauelements vermieden werden kann. Durch die erfindungsgemäße Abschirmung bzw. den Schutz des ungehäusten

Halbleiterbauelements mit Hilfe der Schutzschicht, welche eine kleinere

Flächenemissionsrate von Alphateilchen als die Schutzmasse aufweist, kann so gezielt und lokal begrenzt ein umfassender Schutz des Halbleiterbauelements bereitgestellt werden, ohne dass beispielsweise die komplette elektronische Schaltung mit einer kostenintensiven hochreinen Schutzmasse geschützt werden müsste. Insgesamt kann somit ein zuverlässig arbeitendes und robustes

Elektronikmodul bereitgestellt werden und Produktions- sowie Materialkosten des Elektronikmoduls können eingespart bzw. durch den lokal begrenzten Einsatz hochreiner Schutzmasse gering gehalten werden.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden. Zunehmende Miniaturisierung der elektronischen Schaltung und/oder der Bauelemente der elektronischen Schaltung kann feinere Strukturen im Silizium der Bauelemente bzw. in dem ungehäusten Halbleiterbauelement bedingen, welches beispielsweise einen Mikrocontroller, einen Logik- Baustein und/oder einen Stromregler-ASIC aufweisen kann. Aktuell haben Mikrocontroller- Silizium-Waver bzw. ungehäuste Halbleiterbauelemente bzw. Chips eine

Leiterbahnstruktur von rund 90 nm. Neue Generationen dieser Bauelemente können Strukturen in einem Bereich von rund 40 nm aufweisen. Die aus dem Waver herausgelösten und in Form ungehäuster Halbleiterbauelemente vereinzelten Schaltungen werden häufig Bare- Dies genannt. Diese werden z.B. mit Pin- Reihen durch Bonddrähte verbunden und in einem Mold-Werkzeug mit

Duroplast ummoldet bzw. umgössen. Das Ergebnis sind sogenannte„integrated circuits" (IC's), d.h. gehäuste Halbleiterbauelemente, wie etwa SMD- Bauelemente. Insbesondere zur Herstellung kleiner elektronischer Schaltungen bzw. zur Herstellung kompakter Elektronikmodule werden die Bare-Dies auch ohne Gehäuse auf dem Leiterplattenelement, etwa einem„printed circuit board"

(PCB), einer High-Density-Interconnect- Leiterplatte (HDI-PCB), einem„low- temperature cofired ceramics" (LTCC) Substrat oder einem„high-temperature cofired ceramics" (HTCC) Substrat aufgeklebt, gebondet und/oder aufgelötet. Diese Bauelemente können für den Einsatz in einer Getriebesteuereinheit mit der Schutzmasse und gegebenenfalls mit einem Deckel gegen die Umgebung wie Luft, Öl und/oder Kraftstoff, geschützt werden. Auch die komplette elektronische Schaltung und/oder das Elektronikmodul als Getriebesteuergerät bzw.

Getriebesteuereinheit kann z.B. mit Duroplast als Schutzmasse ummoldet bzw. vergossen werden. In einer neuen Generation von integrierten

Getriebesteuereinheiten kann das Molden durch Dispensen bzw. Aufsprühen, beispielsweise einer epoxidharzbasierten Schutzmasse, ersetzt werden. In jedem Fall können die als Schutzmasse eingesetzten Duroplaste und/oder

epoxidharzbasierten Materialien instabile mineralische Füllstoffe enthalten, welche die Alpha-Strahlung aussenden können. Alpha-Strahlung entsteht dabei spontan in einem statistischen Prozess. In einem typischen Werkstoff eines Elektronikmoduls können Alphateilchen eine mittlere Reichweite von z.B. rund 1 mm aufweisen. Sie können jedoch von dünnen Schichten wie 80 μηη dickes Papier und/oder dünnen Kunststoffen und/oder Metallen aufgehalten werden.

Trifft ein Alphateilchen ein Halbleiterbauelement mit einer Leiterbahnstruktur von rund 40 nm, so können, wie oben beschrieben, hardwaremäßige und/oder softwaremäßige Schädigungen des Halbleiterbauelements auftreten. Derartige Schädigungen können wiederum eine Fehlfunktion des Elektronikmoduls zur Folge haben.

Durch die erfindungsgemäße Abschirmung des ungehäusten

Halbleiterbauelements durch die Schutzschicht kann in vorteilhafter Weise eine eingesetzte Menge einer kostenintensiven, hochreinen Schutzmasse gering gehalten werden. Die elektronische Schaltung kann so mit einer Schutzmasse mit einer Flächenemissionsrate von z.B. größer oder gleich 0,1 cts/(h cm ² ) umfassend geschützt werden, was mit einer erheblichen Kostenersparnis verbunden sein kann. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bedeckt die Schutzschicht einen

Zentralbereich der Oberfläche des Halbleiterbauelements, wobei der

Zentralbereich von einem mit wenigstens einem freiliegenden Bonddraht kontaktierten Randbereich der Oberfläche begrenzt ist. Mit anderen Worten ist die Schutzschicht in einem Bereich der Oberfläche angeordnet bzw. deckt diese einen Bereich ab, welcher innerhalb des außenliegenden Bonddrahtes als

Verbindungsbond zum Leiterplattenelement liegen kann, so dass die

Schutzschicht nicht in mechanischem Kontakt mit dem Bonddraht stehen kann. Dadurch kann eine Gefahr von Lufteinschlüssen und/oder ein Abheben des Bonddrahtes etwa durch den sogenannten Kirkendall- Effekt vermieden werden. Insgesamt kann so ein robustes und zuverlässig arbeitendes Elektronikmodul bereitgestellt werden. Ist dagegen das Halbleiterbauelement z.B. mittels Lötkügelchen an der

Kontaktfläche elektrisch mit dem Leiterplattenelement verbunden, so kann die Schutzschicht vollflächig die Oberfläche des Halbleiterbauelements bedecken. Auch in diesem Fall sollte jedoch ein Bedecken einer Flanke des

Halbleiterbauelements mit der Schutzschicht vermieden werden, um z.B.

Lufteinschlüsse zwischen der Kontaktfläche und der Montagefläche und/oder einen durch Lotkorrosion bedingten Ausfall des Elektronikmoduls zu vermeiden.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht eine Dicke von wenigstens 20 μηη und höchstens 2,5 mm auf. Die Dicke der Schutzschicht kann beispielsweise rund 1 mm betragen. Die Dicke der Schutzschicht sollte wenigstens einen Wert einer mittleren Reichweite von Alphateilchen in dem Material der Schutzschicht aufweisen, so dass Alphateilchen zuverlässig in der Schutzschicht absorbiert bzw. gestoppt werden können. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Flächenemissionsrate von

Alphastrahlung der Schutzschicht kleiner oder gleich 0,01 cph/ cm ² . Dadurch kann eine Schädigung des Halbleiterbauelements durch Zerfall von in dem Material der Schutzschicht enthaltenen instabilen Isotopen vermieden werden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Schutzschicht lichthärtend, z.B. UV-lichthärtend, und/oder wärmehärtend, z.B. durch Infrarotstrahlung.

Dadurch kann die Schutzschicht während der Fertigung des Elektronikmoduls schnell und zuverlässig vorvernetzt und/oder zumindest teilweise ausgehärtet werden, so dass eine Vermischung der Schutzmasse mit dem Material der Schutzschicht sowie ein direkter mechanischer Kontakt der Schutzmasse mit der

Oberfläche des Halbleiterbauelements vermieden werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht epoxidharzbasiertes Material, polyacrylatbasiertes Material, Epoxidkleber, Acrylatkleber, und/oder Acrylkleber auf. Derartige Materialien können

insbesondere im Hinblick auf eine schnelle Aushärtung vorteilhaft sein, wodurch etwa Herstellungskosten eingespart werden können. Auch Bare-Die-Kleber, mithilfe derer etwa die Kontaktfläche des Halbleiterbauelements auf der Montagefläche des Leiterplattenelements fixiert sein kann, können als

Schutzschicht auf die Oberfläche des Halbleiterbauelements aufgetragen werden. Derartige Klebstoffe werden häufig als„Anisotropie Conductive Film (ACF)" oder„Anisotropie Conductive Adhesive" (ACA) bezeichnet und können sich durch eine hohe Reinheit bezüglich Alphastrahlen emittierender Isotope auszeichnen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Elektronikmodul ferner eine Schutzplatte zum Schutz des Halbleiterbauelements gegen ionisierende Strahlung auf, wobei die Schutzplatte auf der auf der Oberfläche des

Halbleiterbauelements angeordneten Schutzschicht angeordnet ist. Mit anderen Worten kann die Schutzschicht zum Befestigen der Schutzplatte auf dem

Halbleiterbauelement dienen. Die Schutzplatte kann in vorteilhafter Weise einen umfassenden Schutz des Halbleiterbauelements gegen ionisierende Strahlung bereitstellen und/oder den Schutz weiter erhöhen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzplatte ein

Keramikmaterial, Metall, einen Kunststoff, ein duroplastbasiertes Material, ein epoxidharzbasiertes Material, polyacrylatbasiertes Material, Epoxidkleber, Acrylatkleber und/oder Acrylkleber auf. Die Schutzplatte sollte aus einem

Material gefertigt sein, welches eine hohe Reinheit bezüglich Alphastrahlen emittierenden Isotopen hat. Die Schutzschicht selbst kann in diesem Fall verhältnismäßig dünn ausgebildet werden und im Wesentlichen zur Fixierung der Schutzplatte dienen. Beispielsweise kann die Schutzplatte aus dem Material der Schutzschicht durch Formen und Aushärten vorgefertigt werden und während der Fertigung des Elektronikmoduls auf der Oberfläche befestigt werden.

Dadurch kann etwa eine Aushärtezeit der Schutzschicht verringert werden oder vollständig entfallen, da ein Vermischen des Materials der Schutzschicht und der Schutzmasse durch die Schutzplatte vermieden werden kann.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Getriebesteuereinheit. Die

Getriebesteuereinheit weist ein Elektronikmodul, so wie obenstehend und untenstehend beschrieben, und eine Trägerplatte auf. Das Leiterplattenelement des Elektronikmoduls ist mit einer der Montagefläche entgegengesetzt angeordneten Fläche auf der Trägerplatte angeordnet, wobei die

Getriebesteuereinheit dazu ausgeführt ist, von einem Getriebefluid umspült zu werden. Mit anderen Worten kann es sich bei der Getriebesteuereinheit um eine integrierte Getriebesteuereinheit bzw. ein integriertes Getriebesteuergerät handeln, welches innerhalb eines Getriebegehäuses z.B. in einem Kraftfahrzeug verbaut werden kann.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Getriebesteuereinheit eine das Leiterplattenelement ringförmig umschließende Leiterplatte und/oder eine Flexfolie auf, wobei das Leiterplattenelement elektrisch mit der Leiterplatte und/oder der Flexfolie kontaktiert ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Elektronikmoduls und/oder einer Getriebesteuereinheit, so wie obenstehend und untenstehend beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

Fig. 1 zeigt eine Getriebesteuereinheit 10 mit einem Elektronikmodul 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2A bis 5 zeigen jeweils ein Elektronikmodul gemäß Ausführungsformen der Erfindung.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende

Merkmale.

Ausführungsformen der Erfindung

Die Getriebesteuereinheit 10 weist eine Trägerplatte 11 auf, auf der eine Leiterplatte 13 mit einer Ausnehmung bzw. Aussparung 15 befestigt ist. In der Aussparung 15 ist das Elektronikmodul 12 angeordnet, so dass die Leiterplatte 13 das Elektronikmodul 12 im Wesentlichen ringförmig umschließt. Die

Leiterplatte 13 kann etwa eine PCB-Platte und/oder eine Flexfolie zur elektrischen Kontaktierung von Komponenten der Getriebesteuereinheit 10 und/oder zur elektrischen Kontaktierung des Elektronikmoduls 12 aufweisen. Auf der Leiterplatte 13 sind ferner elektronische/elektrische Komponenten 17 der Getriebesteuereinheit 10 angeordnet. Die Komponenten 17 können

beispielsweise Sensoren, Stecker, Schnittstellen zum Ansteuern von Aktuatoren und/oder andere Bauelemente sein, welche mit der Leiterplatte 13 elektrisch verbunden sein können.

Die Leiterplatte 13 ist mit einer Seite 19 auf der Trägerplatte 11 angeordnet und fixiert. Beispielsweise kann die Leiterplatte 13 auf die Trägerplatte 11 gelötet, geklebt und/oder geschweißt sein. Im Bereich der Ausnehmung 15 liegt das Elektronikmodul 12 mit einer Fläche 21 vollflächig auf der Trägerplatte 11 auf.

Die Fläche 21 des Elektronikmoduls 12 kann dabei eine Fläche 21 eines

Leiterplattenelements 14 des Elektronikmoduls 12 bezeichnen. Die Trägerplatte 11 kann insbesondere als Kühlkörper für das Elektronikmodul 12 und/oder die Getriebesteuereinheit 10 dienen und zum Abführen von Wärme dienen. Auch das Elektronikmodul 12 kann mit der Fläche 21 auf die Trägerplatte 11 gelötet, geklebt und/oder geschweißt sein.

Das Leiterplattenelement 14 kann etwa ein PCB-Leiterplattenelement, ein HDI- Leiterplattenelement, ein LTCC-Substrat und/oder ein HTCC-Substrat aufweisen.

Auf einer der Fläche 21 des Leiterplattenelements 14 des Elektronikmoduls 12 entgegengesetzt angeordneten Montagefläche 16 des Leiterplattenelements 14 ist eine elektronische Schaltung 18 angeordnet. Die elektronische Schaltung 18 kann z.B. ein S MD- Bauelement, einen Kondensator, einen Widerstand und/oder andere elektronische Bauelemente aufweisen. Ferner weist die elektronische

Schaltung 18 wenigstens ein ungehäustes Halbleiterbauelement 20 auf, welches mit einer Kontaktfläche 22 auf der Montagefläche 16 angeordnet und befestigt ist, z.B. geklebt und/oder gelötet. Das Halbleiterbauelement 20 ist mit

freiliegenden Bonddrähten 24 elektrisch mit dem Leiterplattenelement 14 kontaktiert. Die Bonddrähte 24 ragen dabei von einer Außenfläche des

Halbleiterbauelements 20 und/oder von der Montagefläche 16 ab, weshalb die Bonddrähte 24 als„freiliegend" erachtet werden können. Alternativ oder zusätzlich kann das Halbleiterbauelement 20 z.B. als„Ball Grid Array" (BGA) Baustein und/oder„System in Package" (SiP) ausgeführt sein und die

Kontaktfläche 22 kann über Lötkügelchen mit dem Leiterplattenelement 14 elektrisch kontaktiert sein (z.B. Waver Level Package oder Flip Chips). Das Elektronikmodul 12 ist ferner über Bonddrähte 23 mit der Leiterplatte 13 der Getriebesteuereinheit 10 elektrisch kontaktiert. Das Elektronikmodul 12 kann jedoch auch mit einer geeigneten anderen elektrischen Verbindung, z.B. über eine Flexfolie, mit der Leiterplatte 13 verbunden sein. Ferner kann das

Leiterplattenelement 14 des Elektronikmoduls 12 Teil der Leiterplatte 13 sein. Mit anderen Worten kann die Getriebesteuereinheit 10 eine durchgehende, gemeinsame Leiterplatte 13 aufweisen, auf welcher die Komponenten des Elektronikmoduls 12 angeordnet sein können. Die elektronische Schaltung 18 ist vollständig von einer Schutzmasse 26 zum

Schutz gegen äußere Einflüsse und/oder Getriebefluid bedeckt. Auch die Bonddrähte 23 und/oder ein an das Elektronikmodul 12 angrenzender Bereich der Leiterplatte 13 bzw. die in diesem Bereich angeordneten elektronische Bauteile können vollständig von der Schutzmasse 26 bedeckt sein. Die

Schutzmasse 26 kann beispielsweise ein Silikongel, ein epoxidharzbasiertes

Material und/oder einen Schutzlack enthalten. Die Schutzmasse 26 kann eine Flächenemissionsrate von Alphateilchen von größer oder gleich 0,01 cph/ cm ² aufweisen. Die Schutzmasse 26 kann etwa durch Dispensen, Aufsprühen, Druckgussspritzen, Transfer- Molden und/oder Aufgießen aufgetragen werden. Auch kann die Schutzmasse 26 in einem Dam & Fill-Verfahren mit zwei unterschiedlich viskosen Werkstoffen aufgetragen werden.

Auf einer der Kontaktfläche 20 entgegengesetzt angeordneten Oberfläche 28 des Halbleiterbauelements 20 ist eine Schutzschicht 30 zum Schutz des

Halbleiterbauelements 20 gegen ionisierende Strahlung, insbesondere gegen

Alphastrahlung bzw. Alphateilchen, angeordnet. Die ionisierende Strahlung kann durch Zerfall von in der Schutzmasse 26 enthaltenen instabilen Isotopen freigesetzt bzw. emittiert werden. Die Schutzschicht 30 bedeckt dabei einen Zentralbereich 32 der Oberfläche 28, welcher von einem Randbereich 34 begrenzt ist, in welchem die Bonddrähte 24 das Halbleiterbauelement 20 kontaktieren bzw. angeordnet sind. Mit anderen Worten bedeckt die

Schutzschicht 30 nicht die Bonddrähte 24 und ist nur innerhalb der

außenliegenden Bonddrähte 24 auf die Oberfläche 28 aufgetragen, so dass Lufteinschlüsse an den Bonddrähten 24 und/oder etwa ein Ausfall des

Elektronikmoduls 12 durch den Kirkendall- Effekt vermieden werden können.

Die Schutzschicht 30 bzw. das Material der Schutzschicht 30 weist eine

Flächenemissionsrate von Alphateilchen auf, welche kleiner als die Flächenemissionsrate von Alphateilchen der Schutzmasse 26 ist. Beispielsweise kann die Flächenemissionsrate der Schutzschicht kleiner oder gleich 0,01 cph/ cm ² . Die Schutzschicht 30 kann beispielsweise epoxidharzbasiertes Material, polyacrylatbasiertes Material, Epoxidkleber, Acrylatkleber und/oder Acrylkleber enthalten.

Um umfassenden Schutz gegen Alphateilchen bieten zu können, sollten

Alphateilchen innerhalb der Schutzschicht 30 absorbiert werden. Eine Dicke der Schutzschicht 30 sollte daher wenigstens in einem Bereich einer mittleren freien Weglänge von Alphateilchen in dem Material der Schutzschicht 30 liegen. Die Dicke der Schutzschicht 30 kann z.B. wenigstens 20 μηη und höchstens 2,5 mm betragen. Typicherweise kann die Dicke der Schutzschicht 30 rund 1 mm betragen.

Fig. 2A bis 2C zeigen ein Elektronikmodul 12 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Insbesondere illustrieren die Fig. 2A bis 2C Prozessschritte zur Herstellung des Elektronikmoduls 12. Sofern nicht anders beschrieben kann das Elektronikmodul 12 der Fig. 2A bis 2C dieselben Elemente und Merkmale aufweisen wie das Elektronikmodul 12 der Fig. 1.

Im Zentralbereich 32 zwischen den Bonddrähten 24 bzw. dem Randbereich 34, in welchem die Bonddrähte 24 das Halbleiterbauelement 20 kontaktieren, wird das Material der Schutzschicht 30 auf die Oberfläche 28 in fließfähiger Form mit einer geeigneten Auftragvorrichtung 29 aufgetragen, beispielsweise aufgesprüht und/oder aufgegossen, wie in Fig. 2A gezeigt. Die Auftragvorrichtung 29 kann dabei relativ zum Halbleiterbauelement 20 bewegt werden.

Die Schutzschicht 30 bzw. das Material Schutzschicht 30 kann lichthärtend und/oder wärmehärtend sein. Nach dem Auftragen der Schutzschicht 30 wird diese mit einer geeigneten Aushärtevorrichtung 31 z.B. mit UV-Licht, mit

Infrarotstrahlung und/oder in einem Wärmeofen zumindest teilweise ausgehärtet, wie in Fig. 2B gezeigt. Aushärten mit UV-Licht ist z. B. bei polyacrylatbasiertem Material als Schutzschicht 30 möglich. Epoxidharzbasiertes Material als

Schutzschicht 30 kann dagegen durch Wärme ausgehärtet werden,

beispielsweise in einem Wärmeofen. Eine Aushärtedauer kann z.B. rund 1

Stunde bei 120°C für typische Epoxidharze betragen. Alternativ können schnellhärtende Materialien als Schutzschicht 30 eingesetzt werden, wie z.B. Epoxidkleber, Acrylatkleber und/oder Acrylkleber, die mit einer Wärmelampe (Infrarotstrahlung) als Aushärtevorrichtung 31 zwischen 120 und 200 °C über z.B. rund 5 bis 50 Sekunden ausgehärtet werden können. Als Material für die

Schutzschicht 30 ist ferner ein Bare-die- Kleber geeignet, wie er auch zum

Befestigen des Halbleiterbauelements 20 auf der Montagefläche 16 zum Einsatz kommen kann. Vorteilhafter Weise kann zum einen die Kontaktfläche 22 des

Halbleiterbauelements 20 mit dem Bare-Die-Kleber auf die Montagefläche 16 aufgeklebt werden und zum anderen kann derselbe Bare-Die-Kleber als

Schutzschicht 30 auf die Oberfläche 28 des Halbleiterbauelements 20

aufgetragen werden. Derartige Bare-Die-Kleber werden häufig als„Anisotropie Conductive Film" (ACF) bzw.„Anisotropie Conductive Adhesive" (ACA) bezeichnet.

Das Material der Schutzschicht 30 sollte in jedem Fall low-alpha oder ultra-low- alpha Material mit einer Flächenemissionsrate von kleiner oder gleich 0,01 eph/ cm ² sein.

Ein thermischer Expansionskoeffizient (CTE) der Schutzschicht 30 sollte zwischen einem CTE des Halbleiterbauelements 20 und einem CTE der

Schutzmasse 26 liegen. Da der CTE der Schutzmasse 26 bereits auf andere Bauteile der elektronischen Schaltung 18 angepasst sein kann, die wegen

Unempfindlichkeit gegen Alphastrahlen nicht zwingend eine zusätzliche

Schutzschicht benötigen, kann der CTE der Schutzschicht 30 optimiert werden, z.B. im Hinblick auf eine Haftung der Schutzschicht 30 am Halbleiterbauelement 20 oder auf Haftung an der Schutzmasse 26. Wenn die Schutzschicht 30 eine schlechtere Haftung am Halbleiterbauelement 20 als an der Schutzmasse 26 hat, sollte der CTE der Schutzschicht 30 näher am CTE des Halbleiterbauelements 20 liegen, um Scherkräfte zu minimieren und/oder die Adhäsion zu maximieren. Bei Verwendung eins ACF oder ACA als Schutzschicht kann der zugehörige CTE bereits optimal auf den CTE des Halbleiterbauelements 20 abgestimmt sein.

Nach dem zumindest teilweisen Aushärten der Schutzschicht 30 kann, wie in Fig. 2C gezeigt, die Schutzmasse 26 auf das Elektronikmodul 12 bzw. auf die elektronische Schaltung 18 aufgetragen werden. Die Schutzmasse 26 kann etwa durch Dispensen, Aufsprühen, Druckgussspritzen, Transfer- Molden und/oder Aufgießen aufgetragen werden. Auch kann die Schutzmasse 26 in einem Dam &

Fill-Verfahren mit zwei unterschiedlich viskosen Werkstoffen aufgetragen werden. Fig. 3 zeigt ein Elektronikmodul 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Sofern nicht anders beschrieben kann das Elektronikmodul 12 der Fig. 3 dieselben Elemente und Merkmale aufweisen wie die Elektronikmodule 12 der Fig. 1 bis 2C.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Elektronikmodul 12 vollständig mit Schutzmasse 26 vergossen. Das Elektronikmodul 12 ist mit z:B. Duroplastmaterial als Schutzmasse 26 unter Druck vergossen, wobei das Elektronikmodul 12 vollständig von der Schutzmasse umschlossen ist.

Über Verbindungsdrähte 36 kann das Elektronikmodul 12 mit weiteren

Komponenten einer Getriebesteuereinheit 10 kontaktiert sein. Auch kann die gesamte Getriebesteuereinheit 10 wie in Fig. 3 gezeigt in Schutzmasse 26 vergossen sein, d.h. das in Fig. 3 gezeigte Elektronikmodul 12 kann sämtliche Komponenten der Getriebesteuereinheit 10 aufweisen bzw. kann das

Elektronikmodul 12 der Fig. 3 eine Getriebesteuereinheit 10 bezeichnen.

Fig. 4 zeigt ein Elektronikmodul 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Sofern nicht anders beschrieben kann das Elektronikmodul 12 der Fig. 4 dieselben Elemente und Merkmale aufweisen wie die Elektronikmodule 12 der vorangegangenen Figuren.

Die Schutzschicht 30 der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform weist eine geringe Dicke von beispielsweise wenigen zehn μηη auf und fungiert als Klebeschicht, mit Hilfe derer eine Schutzplatte 38 zum Schutz gegen ionisierende Strahlung auf der Oberfläche 28 des Halbleiterbauelements 20 fixiert und/oder befestigt ist. Die Schutzschicht 30 kann etwa Bare-Die-Kleber enthalten. Die Schutzplatte 38 deckt dabei zumindest den Zentralbereich 32 der Oberfläche 28 des

Halbleiterbauelements 20 ab.

Um ausreichend Schutz gegen ionisierende Strahlung und insbesondere gegen Alphateilchen zu bieten, kann die Schutzplatte eine Dicke von rund 20 μηη bis einige mm, typischerweise 1-2 mm, aufweisen. Die Schutzplatte 38 kann ein Keramikmaterial, Metall, einen Kunststoff, ein duroplastbasiertes Material, ein epoxidharzbasiertes Material,

polyacrylatbasiertes Material, Epoxidkleber, Acrylatkleber und/oder Acrylkleber aufweisen. Z.B. kann die Schutzplatte 38 aus Keramik ähnlich einem LTCC- Substrat, einem low-alpha (0,01 cts/(h cm ² )), einem ultra-low-alpha(0,001 cts/(h cm ² )) Material, z. B. Duroplast-Material, und/oder aus Leiterplattenmaterial gefertigt sein.

Vorzugsweise weist die Schutzplatte 38 und/oder die Schutzschicht 30 einen thermischen Expansionskoeffizienten (CTE) in einer Richtung parallel zu einem Normalenvektor der Oberfläche 28 bzw. die Montagefläche 16 auf, welcher annähernd identisch zu einem CTE der Schutzmasse 26 ist, so dass

thermomechanische Spannungen an einer Grenzflache zur Oberfläche 28 des Halbleiterbauelements 20 gering gehalten werden können.

Fig. 5 zeigt ein Elektronikmodul 12 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Sofern nicht anders beschrieben kann das Elektronikmodul 12 der Fig. 5 dieselben Elemente und Merkmale aufweisen wie die Elektronikmodule 12 der vorangegangenen Figuren.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Halbleiterbauelement 20 als„Ball Grid Array" (BGA) Baustein und/oder„System in Package" (SiP) ausgeführt und die Kontaktfläche 22 ist über Lötkügelchen 40 mit dem

Leiterplattenelement 14 elektrisch kontaktiert.

Die Schutzschicht 30 überdeckt dabei die gesamte Oberfläche 28 des

Halbleiterbauelements 20, d.h. sie kann bis zu einer Außenkante 42 des

Halbleiterbauelements 20 reichen. Um Lufteinschlüsse und/oder einen Ausfall des Elektronikmoduls 12 durch Lotkorrosion zu vermeiden, sollte die

Schutzschicht 30 jedoch nicht an Flanken des Halbleiterbauelements 20 angeordnet sein. Ein Bereich zwischen Kontaktfläche 22 und Montagefläche kann etwa mit Schutzmasse 26 vergossen werden. Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie„aufweisend",

„umfassend", etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.