[发明专利]具有层叠的层的印刷电路板系统

说明书

本发明公开了一种用于电子部件的印刷电路板系统(10)，该印刷电路板系统包括有源层(12)和传感器层(16)，有源层具有多个电子元器件(122，128)，传感器层具有用于检测印刷电路板系统(10)的材料特性的传感器装置，其中有源层(12)和传感器层(16)是层叠的。

技术领域

本发明涉及电子领域。本发明尤其涉及电子部件的封装。

背景技术

在封装电子部件时能够部分永久地改变电子部件的材料特性。例如在导致所使用的材料组合物的化学或物理反应与包覆注塑过程叠加并且因此产生与时间相关的粘度变化的那些过程中出现机械应力。在填充过程之后并且在模具中的固化阶段期间，应力由于材料收缩到组件上而同样作用到电子组件上。除机械特性外，另外的材料特性(例如热学的、光学的和/或化学的特性)在封装过程期间也可能发生变化。

因此在制造和使用这种电子部件时非常有意义的是，检测这些材料特性中的至少一种材料特性，以便连续地监测电子部件的功能性并且可能的话采取抵消损害电子部件的功能性的(多种)材料特性变化的措施。

发明内容

因此本发明所基于的目的在于，检测电子部件的至少一种材料特性，以确保电子部件的功能性。

这个目的通过根据所述的印刷电路板系统来实现。

印刷电路板系统包括多个彼此层叠的层。该多个层包括有源层和传感器层。有源层具有多个电子元器件。电子元器件可以包括一个或多个基于半导体的功率开关、电容器、电感器、导体线路(Leiterbahn)等。传感器层包括用于检测印刷电路板系统的材料特性的传感器装置。材料特性包括机械特性，例如应变、应力、裂纹、剪切力、弯曲力、扭力、压力。除机械特性外，材料特性还包括光学的、热学的和/或化学的特性。例如热学的特性可以是在印刷电路板系统中或在其表面上存在的温度。

传感器装置可以具有一个或多个测量单元，以便生成与检测到的印刷电路板系统的材料特性有关的测量信号。在此可以是用于检测应变(应变测量片，DMS)和/或裂纹的测量片、用于检测印刷电路板系统中的温度的测量单元和/或用于检测光信号的光检测器。测量片例如由塑料箔片(例如聚酰胺箔片)形成，具有预先确定的形状和预先确定的电特性的薄金属层通过蒸镀工艺和电镀工艺被施加到这些塑料箔片上。优选地，金属层受到作为保护层的、同样可以被层叠的另外的塑料层的保护。

传感器层作为覆盖层被布置在印刷电路板系统的表面上。替代性地，传感器层可以作为印刷电路板系统内部的内层被布置在两个另外的层之间，例如在两个绝缘层之间、在绝缘层与覆盖层(例如有源层)之间。有源层可以作为覆盖层被布置在印刷电路板系统的表面(例如在层结构方向上的顶侧或底侧)上。替代性地，有源层可以作为印刷电路板系统内部的内层被布置在两个另外的层之间。例如印刷电路板系统可以包括两个有源层，它们优选地被布置在印刷电路板系统的顶侧和/或底侧上。

层叠的层可以由一种或多种塑料材料制成。例如可以使用热塑性塑料、热固性塑料和/或弹性体。不同的层可以被设计为玻璃纤维增强的塑料层(所谓的预浸料)和其他的塑料层(例如聚酰胺)和/或金属层的交替的层，这些交替的层优选地在压力和热量下彼此粘合。

传感器装置优选地借助于电力的、电感的、电容的和/或基于天线的连接与印刷电路板系统的有源层、尤其与布置在那里的信号处理单元连接。在电力连接的情况下在此可以是一个或多个覆镀通孔(Durchkontaktierung)。例如可以将在一方面为传感器装置与另一方面为信号处理单元和/或连接至信号处理单元的导体线路之间的穿通孔设计成覆镀通孔，这些穿通孔穿过位于传感器装置和信号处理单元和/或导体线路之间的层。在穿通孔中包含有导电的材料作为填充材料。例如为此可以使用铜或铝。

根据本发明实现了一种印刷电路板系统，其中能够特别准确且可靠地检测材料特性。由于传感器层被层叠在印刷电路板系统中，因此传感器装置是特别稳固的并且具有高感测准确性。这还可以实现功能性得到扩展的印刷电路板系统的紧凑的构造方式。