DE2104273A1 - Verfahren zur explosiven Verbindung von Werkstucken - Google Patents

Verfahren zur explosiven Verbindung von Werkstucken

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DE2104273A1 DE19712104273 DE2104273A DE2104273A1 DE 2104273 A1 DE2104273 A1 DE 2104273A1 DE 19712104273 DE19712104273 DE 19712104273 DE 2104273 A DE2104273 A DE 2104273A DE 2104273 A1 DE2104273 A1 DE 2104273A1
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Description

Western Electric Company Iac. 2 1 C 4 2 7 3
195,, Broadway
New York, H. Y. 10007 / USA A 32 122
Verfabren zur explosiven Verbindung von Werkstücken.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur explosiven Verbindung von Werkstücken, insbesondere zur Verbindung einee ersten Werkstückes mit einem zweiten Werkstück.
Bei der Herstellung elektronischer Schaltungen veraltet die Verwendung besonderer elektrischer Bauelemente, beispielsweise Widerstände, Kondensatoren und Transistoren, immer mehr. Diese besonderen Bestandteile werden in großem Umfang durch die integrierte Schaltung verdrängt, ein kleines Siliziumplättchen, welches durch eine Reihe gewählter Abdeckungs-, Ätz- und Verarbeitungsschritte zur Erfüllung aller Funktionen ausgebildet werden kann, welche durch einzelne Bestandteile erfüllt werden, wenn diese einzelnen Bestandteile in geeigneter Weise durch konventionelle oder gedruckte Verdrahtungen zur Bildung einer wirksamen Schaltung verbunden werden.
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Integrierte Schaltungen sind sehr klein und weisen typische Abmessungen von etwa 0,9 x Q»9 sua auf. Obgleich diese mikrosko-• pischen Abmessungen einen bisher nicht für möglich gehaltenen Grad an Miniaturisierung ermöglichen, gibt es andere Gründe, warum diese Einrichtungen so klein wie möglich gefertigt werden« Ein Grund besteht darin, daß die mikroskopischen Abmessungen wesentlich die Betriebskennwerte der Schaltkreise verbessern, welche auf integrierten Schaltungsbaueinheiten hergestellt werden. Beispielsweise werden die Schaltgeschwindigkeit von Tastschaltungen sowie die Bandbreite von Zwischenfrequenz verstärkern durch diese Miniaturisierung beachtlich verbessert.
L· Eine integrierte Schaltung kann indessen, wie sich versteht, nicht für sich selbst arbeiten sondern muß mit anderen integrierten Schaltungen sowie mit der Umgebung verbunden werden, beispielsweise Energieversorgungseinrichtungen, Eingabe/Ausgab e-Einri chtungen und dergleichen. Hier jedoch sind die mikroskopischen Abmessungen ein wesentlicher Nachteil.
Wegen der verbesserten Herstellungsverfahren sowie der gesteigerten Ergiebigkeit wurden die Kosten integrierter Schaltungen in den letzten zehn Jahren drastisch gesenkt, so daß in vielen Fällen nunmehr die Kosten der Verbindung einer integrierten Schaltung mit einer anderen integrierten Schaltung oder mit der Umgebung die Kosten der Einrichtung selbst wesentlich * überschreiten, was sehr unerwünscht ist.
Bei einem bekannten Verfahren zur Verbindung integrierter Schaltungsbaueihheiten wird jede Einrichtung mit dem Kopfstück einer viele Anschlüsse aufweisenden,transistorartigen Basis verbunden. Feine Golddrähte werden alsdann von Hand angeschlossen, und zwar einer pro Zeiteinheit, wobei die Drähte von den Anschlußteilen der integrierten Schaltung zu entsprechenden
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ORtGlNAL INSPECTED
Anschlußstiften an der transistorartigen Basis verlaufen. Diese Stifte erstrecken sich, wie sich versteht, nach oben durch das Kopfstück in einer an sich bekannten Weise. Eine Verbindung der Einrichtung mit anderen Baueinheiten oder der Umgebung erfolgt alsdann durch Einstecken der Basis, an welcher die integrierte Schaltungsbaueinheit angebracht ist, in einen normalen transistorartigen Sockel, welcher mit anderen ähnlichen Sockeln oder mit einzelnen Bestandteilen durch übliche Verdrahtung oder durch gedruckte Schaltkreistechnik verdrahtet wird.
Wegen der extrem kleinen Abmessungen von integrierten Schaltungsbaueinheiten sowie der damit verbundenen Abstimmprobleme ergaben Versuche zur Automatisierung dieses unwirtschaftlichen, von Hand durchgeführten Verbindungsverfahrens keinen Erfolg. Abgesehen von der Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt die Verwendung von einsteckbaren integrierten Schaltungsbaueinheiten viele der sehr günstigen, solchen Baueinheiten eigenen Eigenschaften, beispielsweise die Kompaktheit, welche erzielbar ist, sowie die verbesserte Leistungs^higkeit der Schaltung, die man erreichen kann.
Aus diesen Gründen bevorzugt man bei der Auslegung von Schaltungen allgemein die unmittelbare Verbindung integrierter Schaltungen mit einer isolierenden Unterlage, beispielsweise Glas oder Keramik, auf welcher ein geeignetes Muster aus metallischen leitenden Verbindungen abgesetzt wurde, beispielsweise aus Aluminium oder Gold= Die meisten gegenwärtig vorliegenden Verfahren zum Absetzen metallisch leitender Verbindungen auf Glas oder Keramik sind indessen leider teuer und zeitaufwendig. Beispiele dieser Verfahren umfassen das Aufsprühen oder im Vakuum erfolgendes Absetzen eines dünnen Metallfilms auf der Unterlage, gefolgt von der Aufbringung eines Ätzgrundes über dem auf diese Weise niedergeschlagenen Metallfilm. Danach wird
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der Ätzgrund über eine geeignete Maske belichtet und entwickelt, worauf der Metallfilm an bestimmten Stellen weggeätzt wird, um das gewünschte Metallmuster auf der Unterlage zu belassen. Schließlich wird das Metallmuster auf die gewünschte Dicke gebracht, indem ein elektrolytischer oder stromloser Niederschlag erfolgt, wobei ein zusätzliches Metall auf dem vorliegenden Metallmuster abgesetzt wird. Ein wahlweises bekanntes Verfahren zum Absetzen metallisch leitender Verbindungen auf einer Unterlage umfaßt das Durchsieben einer Kornsuspension aus Metallteilchen in einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise ÄthylZellulose, auf die Unterlage in dem gewünschten Muster nebst nachfolgendem Abbrennen der Unterlage zur Bindung und Verteilung der Metallkörnchen in der Oberfläche der Unterlage, wobei das gewünschte Muster leitender Verbindung auf der Unterlage geschaffen wird. Wegen der großen Anzahl notwendiger Verfahrensschritte versteht es sich von selbst, daß diese Art von Verfahren teuer und zeitaufwendig ist»
Das vorangehend beschriebene, von Hand erfolgende Verbindungsverfahren für integrierte Schaltungsbaueinheiten kann selbstverständlich verwendet werden, um eine integrierte Schaltungsbaueinheit mit den Anschlußbereichen eines gedruckten Leitungsmusters zu verbinden'. Jedoch wurden auch Verfahren entwickelt, welche infolge ihrer Eigenheiten von selbst zur Automatisierung führen.
Die USA-Patentschrift 3 425 252 beschreibt beispielsweise eine Halbleiterbaueinheit einschließlich mehrerer Anschlußfähnchen (beam-lead conductors), welche außerhalb der Baueinheit auskragend angebracht sind. Zur Verbindung einer solchen mit Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit mit einer Unterlage wird die Baueinheit zuerst gegenüber Anschlußstegbereichen der Unterlage ausgerichtet, wonach Wärme und Druck auf jedes der Anschlußfähnchen angewendet werden, und zwar mittels eines ge-
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eignet geformten Verbindungswerkzeuges, um gleichzeitig und automatisch die Anschlußfähnchen mit der Unterlage zu verbinden O
Ein anderes Verfahren$ das in Verbindung mit Anschlußfähnchen anwendbar ist, stellt das elastische Verbindungsverfahren (compliant bonding technique) nach dem nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag der USA-Patentanmeldung 651 4-11 vom 6. 7- 196? dar. Dieser Vorschlag beschreibt ein Verbindungsverfahren, wobei Wärme und Druck durch ein Verbindungswerkzeug auf die Anschlußfähnchen über ein federndes Medium zur Einwirkung gebracht werden, beispielsweise in Form eines Aluminiumbleches ο Die Wärme und der übertragene Druck bewirken, daß das Aluminiumblech plastisch fließt und den Verbindungs1-druck auf die Anschlußfähnchen überträgt, wobei die Anschlußfähnchen mit der Unterlage auf diese Weise verbunden werden.
Die vorangehend beschriebenen Verfahren ermöglichen in zufriedenstellender Weise die gleichzeitige Verbindung aller Anschlußfähnchen einer einzigen Baueinheit und sind, wie sich versteht, in gleicher Weise gut geeignet, um große Flächenbereiche zu verbinden, beispielsweise in dem Fall, wenn gleichzeitig mehrere mit Anschlußfähnchen versehene Baueinheiten mit einer einzigen Unterlage verbunden werden sollen.. Jedoch ist" es etwas schwierig, ein massives, viele Durchtritte aufweisendes Verbindungswerkzeug (oder mehrere in dichtem Abstand befindliche, einzelne Verbindungswerkzeuge) gegenüber den zu verbindenden integrierten Schaltungsbaueinheiten auszurichten. Eine andere Schwierigkeit bei der Verbindung eines großen Flächenbereiches liegt darin, daß es, obgleich man die Abmessungen einer gegebenen integrierten Schaltungsbaueinheit sowie deren Ausrichtung gegenüber einer gegebenen Gruppe von Anschlußstegbereichen auf einer Unterlage genau steuern kann, sehr schwierig ist, die Abstandseinstellung zwischen dieser
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Gruppe von Anschlußste^bereichen und einer anderen Gruppe von Anschlußstegbereichen einzustellen, die beispielsweise am • anderen Ende der Unterlage liegt. Da auf diese Weise eine gewisse Unsicherheit hinsichtlich der genauen Stelle vorliegt, wo jede integrierte Schaltungsbaueinheit auf der Unterlage zu finden ist, wird die Anwendung eines massiven, viele Durchtritte aufweisenden Verbindungswerkzeuges (oder mehrerer einzelner Verbindungswerkzeuge) wegen der sich von Baueinheit zu Baueinheit ändernden Abstandsgebung von einer Unterlage zur anderen schwierig«
Ein anderer Grund, warum wahlweise Verfahren zur Anwendung bei der Verbindung großer Plächenbereiche günstig sind, ist die Tatsache, daß es nicht möglich ist, große Unterlagen herzustellen, welche über den gesamten Oberflächenbereich im wesentlichen eben sind= Es liegt somit ein wesentlicher Grad an Nichtparallelität zwischen der Unterlage (und damit den zu verbindenden integrierten Schaltungsbaueinheiten) und dem Verbindungswerkzeug (oder den Verbindungswerkzeugen) vor- Diese fehlende Parallelität kann dazu führen, daß Verbindungsdrücke auf einige integrierte Scbaltungsbaueinheiten ausgeübt werden, welche den maximal zulässigen Druck weit überschreiten, was zu einer Zerstörung oder zum vollständigen Zerfall der betroffenen Baueinheiten führt. In ähnlicher Weise kann das Fehlen von Parallelität bewirken, daß Verbindungsdrücke anderen integrierten Schaltungsbaueinheiten aufgeprägt werden, welche weit unterhalb der minimal erforderlichen Drücke hinsichtlich einer zufriedenstellenden Verbindung liegen* so daß eine schwache oder nichtvorliegende Verbindung zwischen den Baueinheiten sowie der Unterlag*e entsteht.
Das zu lösende Problem besteht alsdann allgemein in der Schaffung eines gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Verfahrens zur Verbindung eines ersten Werkstückes mit einem zwei-
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ten Werkstück. Insbesondere "besteht ein wichtiger Gesichtspunkt dieses Problems im Auffinden eines Verfahrens zum gleichzeitigen Verbinden der Mikroleitungen mehrerer integrierter Schaltungsbaueinheiten mit entsprechenden Anschlußstegbereichen einer Unterlage, nachdem die Baueinheiten gegenüber der Unterlage ausgerichtet wurden, ohne Verwendung eines Verbindungswerkzeuges, das selbst gegenüber den Baueinheiten und/oder der Unterlage ausgerichtet werden muß oder welches mit einem komplizierten Kompensationsmechanismus zu versehen ist, um eine fehlende Parallelität zwischen der Unterlage sowie dem Verbindungswerkzeug zu kompensierenο
Ein zweiter wichtiger Gesichtspunkt dieses Problems besteht in der Auffindung eines Verfahrens zur Herstellung metallischer leitender Verbindungen oder Bereiche auf einer isolierten Unterlage, insbesondere einer Unterlage von großer Fläche, ohne die Unterlage zahlreichen aufwendigen und teuren Verfahrensschritten auszusetzen.
Es wurde gefunden, daß eine Explosivverbindung eine sehr zufriedenstellende Lösung des obigen Problems ergibt. Die Verwendung von hochexplosiven Stoffen für Metallverarbeitungszwecke ist bereits seit der Jahrhundertwende bekannt. Jedoch wur.de eine ernsthafte Erforschung dieses Gebietes erst in den Vierziger- und frühen Fünfziger^ahren begonnen. Anfänglich wurde die Forschung auf die Anwendung hochexplosiver Stoffe zur Formung massiver Werkstücke gerichtet, welche nach anderen Verfahren nicht in zweckmäßiger oder wirtschaftlicher Weise herstellbar waren. Früher konzentrierten sich die Untersuchungen auf eine Explo si wer sch weißung. Die Luftfahrt-und Raumfahrtindustrie war auf diesem Gebiet besonders aktiv, weil eine Explosiwerschweißung im Hinblick auf die ausgefallene Art der verwendeten Metalle und Legierungen besonders bestechend ist.
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Das explosive Umkleiden (cladding) wurde ebenfalls mit sehr gutem Erfolg durchgeführt und wird beispielsweise verwendet, um einen aus Nickelbronze/Kupfer bestehenden Rohling zu erzeugen, welcher von der staatlichen Münze in USA verwendet wird«,
Im Vergleich zu den Abmessungen typischer Unterlagen und elektronischer Bestandteile sind die nach den bekannten Explosivverfahren verschweißten oder umkleideten Werkstücke sehr massiv. Beispielsweise wird gemäß einem Anwendungsfall nach dem Stand der Technik eine Schicht von 2 mm Titan mit der Oberfläche eines zylindrischen Druckkessels verbunden, welcher 5 m Durchmesser und 10 m Länge ^aufweist und aus Stahl von 100 mm Dicke hergestellt ist ο Gemäß einem anderen nach dem Stand der Technik ausgeführten Verfahrensbeispiel wird bei dem explosiven Umkleiden eines Nickelbronze/Kupfer-Rohlings ein Blech aus Nickelbronze mit den Abmessungen 3 x 6 m und 22mm Dicke explosiv auf ein entsprechend dimensioniertes Kupferblech von 95 mm Dicke gedrückt, welches wiederum explosiv auf ein zweites Nickelbronzeblech von 22 mm gedrückt wird, um das endgültige Erzeugnis herzustellen. Im Gegensatz hierzu sind die Miniaturwerkstücke, welche erfindungsgemäß explosiv verbunden werden sollen, um etliche Größenordnungen kleiner. Beispielsweise kann eine typische integrierte Schaltungsbaueinheit Abmessungen von lediglich 0,9 x 0,9 mm aufweisen, und die sechzehn oder mehr mit der Unterlage zu verbindenden Strahlführungen kragen nach außen aus der Einrichtung vor und können jeweils eine Dicke von 10 mm,
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eine Breite von 5 χ 10 mm und eine Länge von 15 χ 10 mm aufweisen. Ferner weisen typische Unterlagen aus Keramik oder Glas Abmessungen von lediglich 100 χ 50 χ 0,5 mm auf.
Bei bekannten Explosiwerbindungsverfahren, beispielsweise gemäß der oben erwähnten Art, werden die zu verbindenden Werkstücke benachbart zueinander angeordnet, und eine plattenförmige Ladung aus hochexplosivem Material, beispielsweise RDC
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(Zyklotrimetylentrinitramin) wird auf die obere Fläche eines der verbindenden Werkstücke gelegt» Ein im Handel erhältlicher Zünder wird alsdann an einem Ende des plattenförmigen Explosivmaterials eingesetzt und aus einem sicheren Abstand mittels eines elektrischen Funkens gezündet. Der Zünder explodiert alsdann und setzt wiederum eine Explosion in der plattenförmigen Ladung aus EDC frei.. Die durch diese letztgenannte Explosion erzeugte Kraft beschleunigt das erste Werkstück gegen das zweite Werkstück, um beide Werkstücke fest miteinander zu verbinden.
Wegen der massiven Abmessungen der nach dem Stand der !Technik verwendeten Werkstücke sind unerwünschte Nebenprodukte der Explosion nicht von besonderer Bedeutung» Dies trifft sowohl für die Verunreinigung der Werkstücke als auch für die Beschädigung von deren Oberfläche zu. Wenn eine "klare" Oberfläche gefordert wird, können die Werkstücke leicht maschinell bearbeitet, sandgestrahlt oder auf die gewünschte Endoberfläche poliert werden. Im Gegensatz hierzu wiederum sind die erfindungsgemäß zu verbindenden miniaturisierten Werkstücke, insbesondere elektronische Bestandteile, beispielsweise integrierte Schaltungen, hinsichtlich einer Verunreinigung extrem empfindlich. Ferner ist es unpraktisch, wenn nicht unmöglich, diese Werkstücke zur Glättung ihrer Oberflächen zu polieren, sandzustrahlen oder abzuschwabbeln, weil die extrem geringen Abmessungen dem entgegenstehen. Zusätzlich sind Unterlagestoffe, beispielsweise Glas und Keramikmaterial, extrem brüchig und brechen oder reißen leicht, wenn sie plötzlicn konzentrierten Belastungen ausgesetzt werden.
Die Verwendung einer Pufferschicht, welche zwischen der plattenförmigen Explosivladung sowie der oberen Fläche eines der Werkstücke angeordnet ist, ergibt sich bereits aus dem Stand der Technik. Hierbei ist jedoch diese Pufferschicht nicht zum Zwecke
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des Schutzes der Oberflächen des Werkstückes gegenüber chemischer Verunreinigung oder zur Reduzierung von Belastungskonzen-. trationen in den Werkstücken vorgesehen; ein derartiger Zweck könnte durch die bekannte Pufferschicht auch nicht erfüllt werden. Vielmehr sind diese Pufferschichten gemäß dem Stand der Technik vorgesehen, um die Kennwerte des sekundären explosiven Materials und insbesondere die Detonationsgeschwindigkeit zu reduzieren.
In dem Pail massiver Werkstücke, wie sie nach den bekannten Explosiwerbindungsverfahren zu verbinden sind, können bis zu einigen Zentnern Explosivmaterial erforderlich sein. Die Explosion muß außerhalb sowie unter sehr sorgfältig kontrollierten Sicherheitsbedingungen stattfinden.
Obleich der genaue Mechanismus, durch welchen Explosivverbindungen mit Werkstücken hergestellt werden, sowie Explosivladungen dieser Größe nicht voll bekannt sind, wurden durch Versuche sowie hiermit verbundene Fehler gewisse Formeln entwickelt, welche sich auf die Menge erforderlichen Explosivmaterials zur Erzeugung einer zufriedenstellenden Verbindung unter gegebenen Bedingungen und Werkstückabmessungen beziehen. Diese Formeln sind meistenteils empirisch ermittelt und ergeben daher keine zufriedenstellenden Ergebnisse bei Anwendung auf Werkstücke, welche um einige Größenordnungen darunter liegen.
Ein Explosivstoff kann definiert werden als eine chemische Substanz, welche einer schnellen chemischen Reaktion unterworfen ist, wobei während dieser Reaktion große Mengen gasförmiger Nebenprodukte urtd viel Wärme erzeugt werden. Es gibt viele derartige· chemischer Nebenprodukte, wobei diese zweckmäßig in zwei Hauptgruppen unterteilt werden: Stoffe von geringer Explosivität, beispielsweise Geschützpulver, und hochexplosive Stoffe. Die letztere Kategorie kann weiter in Initialexplosivstoffe und
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Sekundärexplosivstoffe unterteilt werden. Initialexplosivstoffe sind sehr empfindliche chemische Verbindungen, welche durch Anwendung von Wärme, Licht, Druck und dergleichen leicht zur Detonation zu bringen sind» Beispiele von Initialexplosivetoffen sind die Azide und Fulminate. Sekundäre Explosivstoffe erzeugen andererseits mehr Energie als Initialexplosivstoffe, wenn eine Detonation erfolgt, Jedoch sind sie sehr stabil und verhältnismäßig unempfindlich gegenüber Wärme, Licht oder Druck. Gemäß dem Stand der Technik werden Initialexplosivstoffe ausschließlich zur Einleitung der Zündung in höhere Energie aufweisenden sekundären Explosivstoffen verwendet.
Genau ausgedrückt liegt der Unterschied zwischen einem Stoff von geringer Explosivität, beispielsweise Geschützpulver, und einem Stoff hoher Explosivität, beispielsweise TNT, in der Art, in welcher die chemische Reaktion abläuft« Der Hauptunterschied liegt zwischen Verbrennen (oder Verpuffen) und Detonation, nicht jedoch zwischen den explosiven Stoffen selbst. Man findet ganz allgemein, daß ein Explosivstoff entweder verpuffen oder detonieren kann, gemäß dem Verfahren der Zündung oder der Menge beteiligten Explosivmaterials» Wenn die Masse des Explosivmaterials gering ist, führt eine thermische Zündung, beispielsweise durch eine offene Flamme, normalerweise, wenn nicht immer, zu einer Verpuffung« Wenn jedoch die Masse einen bestimmten kritischen Wert erreicht, kann die Verbrennung möglicherweise so schnell werden, daß eine Druckwellenfront in dem Explosivmaterial aufgebaut wird, was zur Einleitung einer Detonation führt« Die kritische Masse ändert sich von Stoff zu Stoff, jedoch ist für das Initialexplosivmaterial Bleiazid beispielsweise die kritische Masse unmeßbar gering, wogegen sie für TNT in der Größenordnung von 900 kg liegt. Daher erzeugt die Anwendung einer offenen Flamme auf eine TNT-Masse von beispielsweise 800 kg keine Detonation sondern lediglich eine Verpuff ung. Die Anwendung der gleichen offenen Flamme auf 1000 kg
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von TNT erzeugt jedoch eine augenblickliche Detonation= Mengen von sekundären Explosivstoffen, welche kleiner als die kritische Masse sind, müssen daher durch einen intensiven Druck zur Detonation gebracht werden, beispielsweise durch Detonation eines primären Explosivstoffes, insbesondere Bleiazid, so daß derartige Stoffe keinen Wert zur Verbindung von miniaturisierten Werkstücken haben»
Bisher wurden demgemäß Initialexplosivstoffe ausschließlich zur Einleitung einer Detonation bei sekundären Explosivstoffen verwendet, beispielsweise TTTT, Dynamit und dergleichen= Da die kritische Masse dieser Initialexplosivstoffe unmeßbar gering ist, sind die für die Anwendung unterkritischer Massen von
fc sekundären Explosivstoffen abgeleiteten empirischen Gleichungen nicht anwendbar= Dies ergibt sich hauptsächlich infolge " der Differenz der Parameter der hochempfindlichen Initialexplosivstoffe, beispielsweise der Detonationsgeschwindigkeit, sowie der relativen Unempfindlichkeit der sekundären Explosivstoffe. Die Detonationsgeschwindigkeit des Initialexplosivstoffs Khallquecksilber beträgt beispielsweise annähernd 2000 m/sec, wogegen die Detonationsgeschwindigkeiten von sekundären Explosivstoffen TNT und Nitroglyzerin etwa 6000 bzw. 8000 m/sec betragen» Eine ins Einzelne gehende Erläuterung der thermochemischen Verhältnisse in Explosivstoffen ergibt sich aus der Veröffentlichung "Detonation in Condensed Explosives" von J. Taylor, Verlag Oxford University Press, London, 1952 und
P "Explosive Working of Metals" von J. S. Einehart und Jo Pearson, Verlag Macmillan, New York, 1963.
Die Erfindung umfaßt gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Verfahren zur Verbindung eines ersten Werkstücks mit einem zweiten Werkstück. Das Verfahren umfaßt folgende Schritte: Anbringung des ersten und zweiten Werkstückes in benachbarter Anordnung zueinander, Zündung eines Initialexplosiv-
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stoffes in dem Bereich der gewünschten Verbindung, wobei die durch die Detonation des Initialexplosivstoffes herbeigeführte Kraft zumindest eines der Werkstücke gegen das andere beschleunigt und eine Explosivverbindung zwischen den Werkstücken herstellt.
Die Detonation des Explosivstoffes wird gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch Anwendung von Wärme auf das Werkstück erreicht. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Detonation durch Anwendung von Licht, Laserenergie oder akustischer Energie auf das Explosivmaterial erreicht. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung wird eine Detonation durch =£ -Teilchen, Druckwellen, mechanischen Druck, einen Elektronenstrahl, wechselnde magnetische oder elektrische Felder, eine elektrische Entladung oder die Schaffung (oder Entfernung) einer chemischen Atmosphäre erzielt. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Verbindungskraft unmittelbar auf die zu verbindenden Mikroschaltungen angewendet; bei anderen Ausführungsbeispielen wird die Verbindungskraft über ein schützendes Verbindungsmedium ausgeübt.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Verbindung der Mikroleitungen von zumindest einer mit Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit mit entsprechenden Bereichen eines Werkstückes= Das Verfahren umfaßt die Verfahrensschritte der Anbringung einer Ladung aus Explosivmaterial nächst jeder der zu verbindenden Mikroleitungen in einer gewissen Stellung zur Beschleunigung der Mikroleitungen gegen das Werkstück und Detonierenlassen des Explosivmaterials, um die Mikroleitungen in entsprechenden Bereichen des Werkstückes explosiv zu verbinden. Wie vorangehend erwähnt wurde, kann das Explosivmaterial durch Wärme, Licht, Schall, Druck und dergleichen zum Detonieren gebracht und unmittelbar an dem Werkstück oder über ein schützendes Puffermedium angebracht werden, bei-
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spielsweise aus rostfreiem Stahl oder aus Polyimid, insbesondere KAPTON.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert« Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung zum Absetzen von Explosivmaterial auf den Mikroleitungen einer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit in perspektivischer Darstellung,
Pigο 2 mehrere mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehene Baueinheiten vor der Trennung sowie, in größeren Einzelheiten, die Art des darauf erfolgenden Absetzens von Explosivmaterial in Draufsicht sowie in Teildarstellung,
Pig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer einzigen mit
strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit nebst der Anbringungsstelle des Explosivmaterials auf deren Mikroleitungen in perspektivischer Darstellung sowie in größeren Einzelheiten,
Pig. 4- ein Ausführungsbeispiel einer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit vor deren Explosiwerbindung mit Anschlußstegbereichen einer Unterlage im Querschnitt sowie in Teildarstellung,
Pig. 5 die mit Anschlußfähnchen versehene Baueinheit
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nach Pig« 4- nach deren Explosiwerbindung mit der Unterlage in einer Darstellung ähnlich Fig. 4-,
Fig. 6 die Baueinheit nach Fig. 4 nebst einem zwischen das Explosivmaterial sowie die Baueinheit eingebrachten Pufferglied in einer Darstellung ähnlich Fig= 4, 5,
Fig. 7 das Pufferglied nach Fig. 6 zur Veranschauliohung der daran vorgesehenen Anbringungsstelle für die Explosivladungen in größeren Einzelheiten sowie in perspektivischer Darstellung,
Fig. 8 die Baueinheit gemäß Fig. 6 nach Explosiwerbindung mit der Unterlage in einer Darstellung ähnlich Fig. 4-6,
Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur explosiven Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit einer Unterlage mittels Anwendung von Licht in perspektivischer und schematischer Darstellung,
Fig. 10 die Verwendung von Licht eines optischen Masers zur Zündung des Explosivmaterials in perspektivischer und teilweise schematischer Darstellung,
Fig. 11 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Explosivverbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit einer Unterlage durch Verwendung
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von. fokussiertem Licht einer Glühlampe in perspektivischer Darstellung,
Fig» 12 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Explosivverbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit Stegbereichen einer Unterlage durch Anwendung von Wärme in perspektivischer Darstellung,
Fig. 13 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit Stegbereichen einer Unterlage durch Verwendung einer Hochfrequenz-Induktionsbeheizung in Seitenansicht,
Fig. 14· ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit Stegbereichen einer Unterlage durch Verwendung einer dielektrischen Hochfrequenzbeheizung in Seitenansicht,
Fig= 15 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit Stegbereichen einer Unterlage durch akustische Energie in perspektivischer Darstellung,
Fig. 16 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten /mit btegbereichen.einer Unterlage , /durch Anwendung einfachen mechanischen Druckes,
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welcher über ein elastisches Medium übertragen wird, in Seitenansicht,
Ί7 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit Stegbereichen einer Unterlage mittels einer durch das Explosivmaterial an den Anschlußfähnchen verlaufenden elektrischen Entladung in Seitenansicht,
ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit Stegbereichen einer Unterlage durch einen Elektronenstrahl in perspektivischer sowie aufgebrochener Darstellung,
Fig. 19A ein Ausführungsbeispiel einer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit zur Veranschaulichung der Art und Weise, in welcher die obere Fläche der Anschlußfähnchen gewellt sein kann, um die Qualität der Verbindung zu verbessern, im Querschnitt,
Fig. I9B die Art und Weise, in welcher die obere Fläche der Anschlußfähnchen mit Eintiefungen von Eechteckquerschnitt versehen werden kann, um die Qualität der Verbindung zu verbessern, in einer Darstellung ähnlich Fig. 19A,
Fig. 20 die Art und Weise, in welcher erfindungsgemäß Kontaktkissen einer integrierten "Flip/Chip"-Schaltung explosiv mit Stegbereichen einer Un-
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terlage zu verbinden sind, im Querschnitt sowie in Teildarstellung,
Pig- 21 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung zur bevorzugten Anwendung beim Absetzen leitender Metallwege auf einer isolierenden Unterlage in perspektivischer Darstellung,
Figo 22 das Aussehen der Vorrichtung gemäß Fig. 21 nach Fertigstellung in perspektivischer Draufsicht,
Figo 23 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, demzufolge Abstandselemente zwischen den zu verbindenden Werkstücken vorgesehen sind, um die Herstellung einer starken Verbindung zu bewirken, in Seitenansicht,
Fig. 24 die Elemente gemäß Fig. 22 nach Herstellung einer Explosiwerbindung in Seitenansicht,
Fig. 25 ein Puffermedium mit einem an einer Seite desselben angebrachten, mit einer Musterstruktur versehenen Werkstück sowie einer entsprechend gemusterten Explosivladung an dessen anderer Oberfläche in Seitenansicht,
Fig» 26 ein Ausführungsbeispiel für die Anbringung eines Puffermediums gemäß der folgenden Fig= über einer Unterlage, mit welcher das metallische Muster zu verbinden ist, in perspektivischer Darstellung,
Figo 27 die Vorrichtung gemäß Fig. 26 nach Herstellung der Explosivverbindung in perspektivischer Dar-
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stellung,
Fig. 28 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Dünn- oder Dickfilmkondensatoren mittels Explosiwerbindungsverfahren in perspektivischer Darstellung,
Fig= 29 das Ausführungsbeispiel gemäß Figo 28, nachdem die Elektrode eines Kondensators mit einer Unterlage explosiv verbunden wurde, in perspektivischer Ansicht,
Fig. 30 den Kondensator nach Figo 29 zur Veranschaulichung der Art und Weise, in welcher eine Gegenelektrode hiermit explosiv verbindbar ist, in einer anderen perspektivischen Ansicht,
Figo 31 clen Kondensator gemäß Figo 30 nach explosiver Verbindung der Zählerelektrode in perspektivischer Darstellung,,
Die Vorrichtung nach Fig« 1 kann verwendet werden, um eine geringe Menge Explosivmaterial auf den Mikroleitungen einer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen integrierten Schaltungsbaueinheit oder dergleichen abzusetzen= Eine in üblicher Weise wachsbeschichtete Halbleiterträgerplatte 30 mit mehreren strahlenförmig verlaufende Anschlußfähnchen aufweisenden integrierten Schaltungsbaueinheiten 3I in zeitweiliger Anbringung hieran ist auf die Bodenfläche 32 eines hohlen rechteckigen Behälters 33 gesetzt ο Die Trägerplatte 30 ist mittels mehrerer erster Ausrichtungsstifte 34-, welche einer entprechenden Anzahl von Einschnitten 35 in der Trägerplatte 30 angepaßt sind, bewegungsfest in Ausrichtung gehalten. Eine zweite Gruppe von Ausrichtungsstiften 38 ist an den vier Ecken des Behälters
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vorgesehen. Eine rechteckige Schablonenplatte 40 mit mehreren orthogonal ausgerichteten Schlitzdurchtritten 41 paßt in den Behälter 33, so daß die Ausrichtungsstifte 34, 38 mit einer entsprechenden Gruppe von Durchtritten 39 der Schablonenplatte in Ausrichtung sind» Bei derartiger Ausrichtung stehen die Schlitzdurchtritte 41 in Ausrichtung mit den Anschlußfähnchen der integrierten Schaltungsbaueinheiten 31°
Gemäß Fig= 2 ist jede der mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen integrierten Schaltungsbauexnheiten 31 mit mehreren Goldanschlußfähnchen 42 versehen, die nach außen auskragen., Gemäß üblichen Herstellungsverfahren für diese Baueinheiten sind vor der Trennung die Anschlußfähnchen jeder Baueinheit mit den Anschlußfähnchen der unmittelbar benachbarten Baueinheiten kämmend angeordnet» Die Ausrichtungsstifte 34, 38 gemäß Fig= 1 richten die Schablonenplatte so aus, daß die darin vorgesehenen Schlitzdurchtritte 41 zwischen jedem Paar von mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheiten liegen und die miteinander kämmenden Anschlußfähnchen 42 gemäß Figo 2 in deren Überlappungsbereich kreuzen.
Gemäß Fig. 1 ist ein Quetschrollenhalter 43 mit einer Gummirolle 47 gleitend in einem (nicht gezeigten) Gestell angebracht, welches wiederum an den Wänden des Behälters 33 sitzt« Die Gummirolle 47 paßt in den Behälter 33 und vermag gegen die Oberfläche der Schablonenplatte 40 anzuliegen, wenn diese auf die Ausrichtungsstifte 34, 38 ausgerichtet ist und oberhalb der Trägerplatte 30 für die integrierten Schaltungsbaueinheiten liegt.
Im Betrieb wird die Trägerplatte, welche die integrierten Schaltungsbaueinheiten trägt, deren Anschlußfähnchen mit explosivem Material zu beschichten sind, auf der Bodenfläche 32 des Behälters 33 angebracht und mittels der Stifte 34 ausgerichtet.
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Alsdann wird die Schablonenplatte 40 über der ausgerichteten Trägerplatte 30 angebracht, und eine abgemessene Menge Explosivmaterial aus einem geeigneten Behälter wird auf die Schablonenplatte abgesetzt. Nunmehr wird der Quetschrollenhalter 43 in Anlage mit der Schablonenplatte abgesenkt und hin und hergerollt, um das Explosivmaterial in die Schlitzdurchtritte 41 und damit auf die Anschlußfähnchen jeder integrierten Schaltungsbaueinheit zu pressen= Wenn die abgemessene Menge Explosivmaterial verbraucht ist, werden die Schablonenplatte sowie der !Träger von dem Behälter 33 entfernt, und das Explosivmateriel wird trocknen gelassen» Die einzelnen integrierten Schaltungsbaueinheiten werden schließlich von dem Träger nach irgendwelchen bekannten Verfahren getrennt=
Es ist notwendig, wie sich versteht, einen Explosivstoff auszuwählen, welcher nicht so empfindlich ist, daß der Aufrollvorgang dessen vorzeitige Detonation verursacht. Typischerweise wird das Explosivmaterial in irgendeiner geeigneten chemischen Lösung aufgelöst, welche die Schablonenauftragung des Explosivstoffes auf die integrierte Schaltungsbaueinheit erleichtert. Zusätzlich kann das Lösungsmittel eine vorzeitige Detonation verhindern, zumindest bis zum Verdampfen der Lösung sowie zur Trocknung des Explosivmaterials.
Ein geeignet gemusterter Seidenschirm (oder eine äquivalente Schirmeinrichtung) könnte anstelle der Schablonenplatte 40 verwendet werden. Auch können andere analoge Druckverfahren verwendet werden, um das Explosivmaterial auf das Werkstück zu bringen. Dieses Verfahren zum Absetzen einer Ladung aus Explosivmaterial gemäß einem bestimmten Muster auf ein Werkstück, das explosiv zu verbinden ist, beschränkt sich nicht auf Miniaturwerkstücke, beispielsweise integrierte Schaltungsbaueinheiten oder Unterlagen- Das Verfahren kann beispielsweise auf wesentlich größere Werkstücke angewendet werden. Tatsächlich kann eine
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gemäß einem Muster aufzubringende Ladung eines üblichen sekundären Explosivstoffes auch auf einem Werkstück nach diesem Verfahren abgesetzt werden, vorausgesetzt, daß das sekundäre Explosivmaterial in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst ist, um das Material ausreichend beweglich zum Durchtreten durch die öffnungen einer Schablone oder eines Schirmes zu machen« In diesem letzteren lall könnte die Schablonenplatte oder der Seidenschirm erneut verwendet werden, um die notwendige Ladung aus Initialexplosivstoff aufzusieben, welche erforderlich ist, um das sekundäre Explosivmaterial zur Detonation zu bringen=
Fig. 3 zeigt das Aussehen einer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit nach deren Beschichtung mit Explosivmaterial sowie nach Trennung von den Nachbarbaueinheiten. Eine geringe Menge Explösivmaterial 48 ist auf jedem Anschlußfähnchen 42 abgesetzt- Die.Menge des abgesetzten Explosivmaterials und damit die erzeugte Verbindungskraft beim Detonierenlassen des Explosivmaterials kann eingestellt werden, indem die Breite der Durchtritte in der Schablonenplatte und/ oder die Dicke derselben geändert werden, wobei die Menge (d.h. Breite und Höhe) des auf den Anschlußfähnchen abgesetzten Explosivmaterials beeinflußt wird.
Für einige Anwendungsfälle kann es günstig sein, ungleiche Mengen von Explosivmaterial auf federn Anschlußfähnchen abzusetzen. Die vorangehend beschriebene Vorrichtung kann diesem Erfordernis leicht angepaßt werden, indem die oben beschriebenen Änderungen hinsichtlich der Durchtritte der Schablonenplatte kombiniert werden. Ferner kann die Vorrichtung leicht zur Handhabung unterschiedlicher integrierter Schaltungsbaueinheiten mit entsprechenden Formen oder auf unterschiedliche Anordnungen von Unterlagen angepaßt werden, indem lediglich eine entsprechend gestaltete Schablonenplatte eingesetzt wird. Die Vorrichtung
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kann auch zur Behandlung einer einzelnen integrierten Schaltungsbaueinheit verwendet werden, wenn dies erwünscht ist, indem ein geeignet dimensionierter Halter für die einzelne Baueinheit verwendet wird.
Vorteilhafterweise sind die geschlitzten Durchtritte 41 in der Schablone zum Absetzen von Explosivmaterial auf jedes Anschlußfähnchen angeordnet, und zwar Lcht näher an dem Hauptteil der Baueinheit als 1/3 der Länge des Fähnchens und nicht weiter von der Baueinheit entfernt als 2/3 der Länge des Fähnchens. Vorteilhafterweisfi beträgt der praktisch verwendete Durchschnittsabstand annähernd 1/2 der Länge eines Fähnchens.
Wie vorangehend im Zusammenhang mit der Verbindung von Miniaturwerkstücken erwähnt wurde, ist die übliche Anwendung eines sekundären hochexplosiven Materials unmöglich, welches mittels eines Detonationsmittels zum Detonieren gebracht wird. Es wurde indessen gefunden, daß Initialexplosivstoffe verwendet werden können\ um solche Miniaturwerkstücke zu verbinden. Von den vielen bekannten Initialexplosivstoffen sind die Azide und Fulminate möglicherweise diejenigen, über deren Wirkungsweise man am besten Bescheid weiß, obgleich viele andere chemische Verbindungen ähnliche Kennwerte aufweisen und ebenfalls für die Explosiwerbindung von Miniaturwerkstücken verwendet werden können. Die Auswahl des besonderen zu verwendenden Initialexplosivstoffes bei einem gegebenen Anwendungsfall für eine Verbindung hängt von der Menge der erforderlichen Explosivkraft und/oder der Art und Weise ab, in welcher die Detonation eingeleitet werden soll. Vorteilhafterweise kann die Detonation des Initialexplosivstoffes gemäß der Erfindung durch Anwendung von Wärme, Licht, Schall, Druck, Druckwellen und die Einführung (oder Entfernung) einer geeigneten chemischen Atmosphäre erfolgen. Wenn beispielsweise Licht als Detonationsmechanismus verwendet wird, so kann Silbernitrid (Ag7JN) oder Kupf erazid
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) als Initialexplosivstoff verwendet werden= Venn eine Detonation mittels mechanischer Kraft und mechanischen Druckes erreicht wird, kann wahlweise Quecksilberfulminat (C2N2O2Hg) oder Bleiazid (Pb/Ww^ ) als Initial explosivstoff verwendet werden.
Die nachfolgende Tabelle stellt einige der bekannteren Azidverbindungen nebst deren kritischen Detonationstemperaturen zusammen»
Tabelle A Kritische
Detonationstemp =		 0C
Verbindung Formel 350
Blei Fb(Nj)2 300
Silberazid Ag(Nj)2 350
Titanazid Ti Nj
Borazid B(Nj)2
Siliziumazid Si(Nj)4 460
Quecksilberazid Hg(Nj)2 215
Eupferazid Ou(Nj)2 144
Cadmiumazid Cd(Nj)2 170
Ammoniumazid NH4(Nj) 210
Quecksilbriges Azid Hg2(Nj)2
Die nachfolgende Tabelle B gibt einige der bekannteren Fulminatverbindungen zusammen mit ihren Detonationstemperatüren an=
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Tabelle B 2104273
Formel
Verbindung H6(ONC)2 Kritische
Detonationstempo C
Quecksilberf ulminat Ag(ONG)2 190
SiIb erfulminat Cu(ONC)2 170
Kup f erfulmina t
Die nachfolgende Tabelle C stellt einige Initialexplosiwerbindungen nebst deren kritischen Detonationstemperatüren zusam
Tabelle C Kritische
Detonationstemp»		 0C
Verbindung Formel 260
Quecksilberacetylid HgC2 280
Quecksilbriges
Acetylid		 Hg2C2 280
Kupferacetylid CuC2 200
Silberacetylid Ag2C2 295
Bleistyphnat C^-HxNxOnPb
ο y t> y		 285
Bariumstyphnat CcH,N,0oBa
6 5 5 9		 155
Silbernitrid Ag3N 200
Tetraζen 180
Diazodinitrophenol
(DDNP)		 HOC6H3(NO2)2N(:N)
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Die oben angeführten drei Tabellen sind keineswegs vollständig= Es liegen zahlreiche andere instabile chemische Verbindungen vor, welche als Initialexplosivstoffe eingestuft werden können und unter geeigneten Bedingungen von Temperatur und Druck annahmegemäß zur Explosiwerbindung von Miniaturwerkstücken verwendbar sind= Jedoch sind die oben zusammengestellten Explosivstoffe diesbezüglich von Hauptinteresse-
E1Xg= 4- zeigt eine integrierte Schaltungsbaueinheit 31 vor deren Verbindung mit Anschlußstegbereichen 50 einer keramischen Unterlage 52= Ein dünner PiIm 51 aus Fett, Staub, Metalloxid oder anderen Verunreinigungen ist an der oberen Fläche der Stegbereiche 50 veranschaulicht= Ein ähnlicher Film liegt auch an der Oberfläche der Anschlußfähnchen 4-2 vor, jedoch ist zum Zweck der klareren Darstellung dieser Film in der Zeichnung näher veranschaulicht»
Jedes Anschlußfähnchen ist von der Unterlage weg nach oben gebogen und bildet einen kleinen Winkel oC mit der Ebene der Unterlage= Um eine Verbindung zwischen einem Anschlußfähnchen sowie dem entsprechenden Stegbereich der Unterlage herzustellen, muß die Explosivladung 4-8 beim Detonieren das Anschlußfähnchen gegen den Stegbereich mit einer genügend hohen Auftreffgeschwin digkeit beschleunigen, damit die resultierende Aufschlagkraft von genügender Größe ist, um ein im wesentlichen plastisches Fließen der zu verbindenden Werkstücke hervorzurufen. Die Erweichungspunkte der Stoffe, aus denen die Werkstücke hergestellt sind, müssen durch den Aufschlagdruck beträchtlich überschritten werden.
Ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Explosiwerbindung ist die als "Strahlen" bekannte Erscheinung, wobei eine Materialströmung, die auftritt, wenn zwei Metallwerkstücke mit genügend hoher Auftreffgeschwindigkeit aufeinanderschlagen, eine Plastik-
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strömung der Werkstückmetalle sowie die Bildung eines rückströmenden "Strahles*' des Materials zwischen den Werkstücken hervorruft, wie dies durch die Pfeile 4-9 von Fig. 4- angedeutet ist = Die Bildung dieses "Strahles" von geschmolzenem Material ist wichtig zum Aufbau einer starken Verbindung, da hierdurch Jegliche Verunreinigungen und Oxide entfernt werden, welche an den Oberflächen der zu verbindenden Werkstücke vorliegen können, wobei frisch offengelegte, unberührte Metallflächen in innige Berührung gebracht werden, wenn der Hochdruckzusammenstoß erfolgt.. Unbeschadet der obigen Ausführungen kann bei einigen für das Werkstück verwendeten Stoffen, beispielsweise Gold, eine zufriedenstellende Verbindung sogar ohne das Vorliegen einer "■Strahlbildung11 erfolgen. Dies ergibt sich aus den an sich oxidfreien Oberflächen dieser Stoffe» In diesem Fall ißt der Winkel, der zwischen dem Anschlußfähnchen sowie der Unterlage gebildet wird, weniger kritisch und in einigen Fällen sogar unwichtig.
Der erforderliche Aufschlagdruck zur Verbindung eines Anschlußfähnchens mit dem entsprechenden Stegbereich der Unterlage kann aus den Hugoniot-Stoßdaten für die Werkstückstoffe bestimmt werden. Wenn einmal der erforderliche Aufschlagdruck für den Verbindungsvorgang bekannt ist, kann die Aufschlaggeschwindigkeit ermittelt werden. Dies wiederum ergibt das notwendige Verhältnis der Beschleunigung der Explosivladung zu der Metallmasse (C/M) und damit die Menge des erforderlichen Explosivmaterials für einen gegebenen Verbindungsvorgangο
Der erwünschte "Strahl"-Vorgang tritt jedoch lediglich dann auf, wenn der Aufschlagwinkel ρ an dem Zusammentreffpunkt einen kritischen Wert überschreitet. Ferner kann dort entweder ein stabiler "Strahl"-Zustand oder ein instabiler "Strahl"-Zustand vorliegen, wobei der letztere Zustand ungünstig ist, da er eine Verbindung von schlechter Qualität verursacht.
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Ein stabiler "Strahl"-Vorgang tritt auf, wenn der Zusammenstoßpunkt j an dem sich die beiden Oberflächen zuerst begegnen,
längs der Zwischenfläche mit einer Geschwindigkeit gleich oder größer als die höchste Signalgeschwindigkeit in irgendeinen
der beiden Werkstückstoffe wandert. Die nachfolgende Tabelle D gibt eine Zusammenstellung der Geschwindigkeit des Schalles in einigen typischen Metallen, während die folgende Tabelle E die Detonationsgeschwindigkeit mit einigen typischen Initialexplosivstoffen angibt.
Geschwindigkeit (m/sec) Tabelle E Detonationsgeschwindigkeit (m/sec)
Tabelle D 2030 Detonationsgeschwindigkeit typischer Initialexplosivstoffe 4000
Schallgeschwindigkeit in einigen typischen Metallen 2680 Explosivstoff 5000
Metall 5000 Bleiazid 5050
Gold 2800 Bleistyphnat 6800
Silber Quecksilberfulminat
Aluminium DDNP (siehe Tab. C)
Platin
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Wenn die "beiden zu verbindenden Werkstücke parallel zueinander angeordnet sind, entspricht die Kollisionspunktgeschwindigkeit der Detonationsgeschwindigkeit der beschleunigenden Explosivladung. Daraus ergibt sich, daß für die Arten von Metallen, wie sie allgemein für Anschlußfähnchen und Stegbereiche in der Elektronikindustrie verwendet werden, durch die Wahl eines geeigneten Explosivmaterials die Kollisionspunktgeschwindigkeit stets die Körperschallgeschwindigkeit in den Werkstückmetallen überschreitetο
Wenn tatsächlich die Kollisionspunktgeschwindigkeit die Körperschallgeschwindigkeit in den Werkstückstoffen wesentlich überschreitet, tritt ein anderer ungünstiger Effekt auf. Es ergibt sich nämlich die Erzeugung von Expansionswellen in den Werkstücken, welche eine Trennung von deren inneren Flächen bewirken und die Verbindung unmittelbar nach deren Herstellung zerstören oder schwächen. Der ideale Fall liegt dann vor, wenn die Kollisionspunktgeschwindigkeit die Körperschallgeschwindigkeit etwas überschreitet, so daß ein stabiles "Strahlen" auftritt, wobei unerwünschte Expansionswellen nicht auftreten. Für jede parallele Geometrie kann dieser Zustand erreicht werden, indem die Detonationsgeschwindigkeit eines Explosivmaterials verlangsamt wird, beispielsweise durch Zugabe von Inertstoffen, insbesondere flüssigem Paraffin oder französischem Kalk, oder durch Reduzierung der Dichte des Explosivstoffes. Beispielsweise reduziert die Zugabe von 30 % flüssigem Paraffin zu Bleiazid die Detionationsgeschwindigkeit von 4000 auf 500 m/sec, jedoch ist der Misch Vorgang schwierig zu kontrollieren, und die Ergebnisse sind oftmals nicht voraussagbar. Aus diesen Gründen müssen andere Mittel verwendet werden, um die Kollisionspunktgeschwindigkeit zu reduzieren.
Wenn zu verbindende Werkstücke nicht parallel, jedoch ziemlich in Ausrichtung gehalten werden, so daß sie einen kleinen Winkel
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oc miteinander bilden, ist die Kollisionspunktgeschwindigkeit nicht langer gleich der Detonationsgeschwindigkeit des Explosiv-• materials, sondern fällt auf einen gewissen Bruchteil derselben. Durch Veränderung der Geometrie der Verbindungskonfiguration kann somit die Kollisionspunktgeschwindigkeit derart eingestellt
schall
werden, daß sie lediglich etwas höher als die Körpergeschwindigkeit in den Werkstückstoffen liegt, was den optimalen Zustand darstellt»
Wie vorangehend erläutert wurde, liegt ein kritischer Berührungswinkel P für den Zusammenstoß vor, unterhalb dessen ein "Strahlen11 und eine zufriedenstellende Verbindung normalerweise nicht auftreten. Für eine parallele Geometrie kann P gesteigert werden, indem das Verhältnis der Explosivladung zur Masse (G/M) erhöht wird. Wenn jedoch dies bei einer nichtparallelen Geometrie versucht wird, beispielsweise einer solchen gemäß Fig. 4, so ergibt sich, daß die Kollisionspunktgeschwindigkeit ebenfalls steigt. Es liegt somit eine Wechselwirkung zwischen der Änderung des Auftreffwinkels P in der Weise vor, daß dieser den kritischen Winkel überschreitet, unterhalb dessen ein "Strahlen" nicht auftritt, wobei die Kollisionspunktgeschwindigkeit auf annähernd die KörperSchallgeschwindigkeit in den Werkstückstoffen abgesenkt wird. Nichtsdestoweniger und trota dieser Zwischenwirkung liegt für Werkstücke gemäß Fig» 4 und Initialexplosivstoffe gemäß den Tabellen A, B, G ein breiter Bereich von Orientierungen, Ladungsdichten und Explosiwerbindüngen vor, welcher gleichzeitig alle diese Kriterien erfüllt und feste gute Verbindungen schafft» Als Beispiel einer spesifischen Verbindung, welche erfindungsgemäß erzeugt wurde5 ist ein Golddraht mit den Abmessungen 0,0$ χ 0,12 mm zu nennens welcher mit einer goldplattierten Unterlage durch 25-40 Kikrogramm Bleiazid verbunden wurde. Die Detonation wurde durch eine elektrische Entladung aus einer Gleichspannungsquelle von 3 V erreicht. Der Draht besaß einen .Winkel von weniger al? 5°
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der Ebene der Unterlage. Weiter ergab SiCh1 daß die Verbindung erleichtert wurde, wenn die Temperatur der Unterlage auf 175°C angehoben wurde, bevor die elektrische Entladung durch die Unterlage geführt wurde.
Fig. 5 zeigt die mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehene Baueinheit nach deren explosiver Verbindung mit der Unterlage. Die Anschlußfähnchen 4-3 sind nunmehr, wie sich versteht, abgeflacht und verlaufen im wesentlichen parallel zu der Unterlage«~Ein kleiner Bereich einer Verfärbung oder Eintiefung 53 zeigt sich bei jedem Anschlußfähnchenbereich, an dem sich vorher das Explosivmaterial 48 befand. Diese Verfärbung oder Eintiefung beeinflußt indessen nicht die mechanische Festigkeit oder die elektrischen Kennwerte der Anschlußfähnchen in irgendeinem nachweisbaren Ausmaß.
Bei der Explosivverbindung massiver Werkstücke wird das Explosivmaterial auf der oberen Fläche des oberen Werkstückes als Plattenladung abgesetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird indessen das Explosivmaterial nicht als Plattenladung abgesetzt, sondern vielmehr als Punktladung. Der Bereich 54-, in welchem eine Verbindung tatsächlich auftritt, erstreckt sich nicht über den gesamten Bereich des Anschlußfähnchens. Dies ist jedoch von keiner großen Bedeutung, da sich der Bereich der Geometrie annähert, welche bei anderen guten Verbindungsverfahren auftreten, beispielsweise Wärmeverdichtung oder Ultraschallverbindung.
Wegen der Abmessungen der Werkstücke und der äußerst großen Mengen von verwendeten Explosivstoffen werden übliche Explosivverb indungsverfahren normalerweise im Freien durchgeführt. Auf diese Weise werden die unerwünschten Nebenprodukte der Explosion schnell in die Atmosphäre abgelassen. Ferner sind gemäß dem Stand der Technik die verwendeten massiven Werkstücke nicht be-
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sonders empfindlich hinsichtlich einer durch diese Nebenprodukte hervorgerufenen Verunreinigung. Dies trifft notwendigerweise jedoch nicht für Miniaturwerkstücke zu, mit denen sich die vorliegende Erfindung befaßt, insbesondere nicht auf integrierte Schaltkreise und dergleichen. Hier bedingen die Nebenprodukte der Explosion, sowohl die gasförmigen als auch die teilchenförmigen, eine sehr wesentliche Gefahr der Verschmutzung gegenüber dem Silizium oder Germanium, aus dem die aktiven Baueinheiten in integrierten Schaltkreisen hergestellt sind. Diese Verunreinigung kann unter gewissen Umständen die Betriebskennwerte der Baueinheiten ändern, verschlechtern oder total unwirksam machen. Dies gilt auch in geringerem Auemaß für Dünnfilmkondensatoren sowie Widerstände, welche ebenfalle auf der gleichen Unterlage hergestellt werden können. Es wurde (jedoch erkannt, daß diese Verunreinigung teilweise verhindert werden kann, indem die Explosivverbindung in einem Teilvakuum durchgeführt wird, beispielsweise durch Verwendung eines glockenförmigen Vakuumtopfes. Zusätzlich bedingt das Teilvakuum, das durch Entfernung der normalerweise zwischen den Werkstücken vorliegenden Luft entsteht, eine Steigerung der Werkstückbeschleunigung, was die Qualität der Verbindung verbessert. In wahl weis er Abweichung von der Anwendung eines Teil Vakuums kann die Explo si werbindung über einen Zwischenpuffer erfolgen, beispielsweise eine Schicht aus Plastikmaterial, insbesondere ein unter dem Warenzeichen "Kapton" von der Firma E. I. DuPont verkauftes Polyimid. Metallisches Material, beispielsweise roafc- ^ freier Stahl oder dergleichen, kann ebenfalls als Puffermedium verwendet werden.
Fig. 6, 7 zeigen die Verwendung einer solchen Pufferschicht bei einem Explo si werbindungsvorgang. Ein Plastikfilm (beispielsweise ein Kapton-Film von 0,007 mm Dicke) oder metallisches Material 60 (beispielsweise rostfreier Stahl vom Typ 303 mit einer Dicke von 0,05 mm) mit mehreren Durchtritten 61 wird über
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die Deckfläche einer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit 31 gelegt. Das Explosivmaterial 48, welches "bei dem vorangehenden Beispiel unmittelbar auf die Anschlußfähnchen abgesetzt worden war, wird nunmehr auf der oberen Fläche des Filmes 60 abgesetzt. Wenn der Film 60 plastisch und durchsichtig ist, kann eine Ausrichtung der Explosivladungen gegenüber den Anschlußfähnchen der integrierten Schaltungsbaueinheiten erleichtert werden, beispielsweise durch ein Ausrichtungsverfahren gemäß dem nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag nach der USA-Patentanmeldung Nr. 820 179 vom 29ο 4. 1969-
Die Explosivladungen, welche auf dem Pufferfilm abgesetzt werden, können dort mit Hilfe der Vorrichtung gemäß Fig. 1 aufgebracht werden; wahlweise kann auch ein gemusterter Seidenschirm verwendet werden, oder es kann ein Aufdrucken auf den Film in Tiefdruck mittels einer geeigneten Gummi- oder Metallwalze mit einer daran vorgesehenen erhabenen Fläche erfolgen, welche den gewünschten Stellen der Explosivladungen entspricht.
Fig» 8 zeigt die mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehene Baueinheit gemäß Fig. 6 nach dem Detonierenlassen des Explosivmaterials 48. Wie im Falle von Fig. 5 verlaufen die Leitungen 42 nunmehr im wesentlichen parallel zu der Unterlage 52 und sind mit den Stegbereichen 50 der Unterlage an Stellen 54 verbunden. Der Pufferfilm 60 wird um die Baueinheit 31 durch die Explosion nach oben gedrückt, jedoch nicht aufgerissen. Daher werden unerwünschte Nebenprodukte der Explosion daran gehindert, die empfindlichen Teile der Unterlage zu erreichen, so daß an dieser eine Beschädigung völlig vermieden wird. Obgleich in Fig. 6 der Pufferfilm 60 als mit einem Durchtritt versehen dargestellt ist, so daß er über die Baueinheiten gepaßt werden kann, könnte der Film 60 auch mit einer entsprechenden Formgebung anstelle eines Durchtrittes versehen sein;
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in diesem Fall könnte der Film 60 auch zum Schutz der integrierten Schaltungsbaueinheiten gegenüber einer Verschmutzung dienen, in gleicher Weise auch hinsichtlich der Unterlage. Nach zufriedenstellender Beendigung des Verbindungsvorganges kann der
Pufferfilm 60 von der Unterlage abgeschält werden. Wenn der
Film jedoch aus Plastikmaterial hergestellt ist, treten keine schädlichen Effekte auf, wenn er an seinem Platz verbleibt.
Wie vorangehend erwähnt wurde, kann die Detonation des Initialexplosivstoffes nach der Erfindung vorzugsweise durch Belichtung erfolgen.
Die folgende Tabelle JT gibt eine Zusammenstellung einiger Initial explosiwerbindungen, die hierfür geeignet sind, zusammen mit der erforderlichen minimalen Lichtintensität zur Einleitung der Detonation.
Verbindung Formel Lichtintensität in Joule
cm2 		2,6
Tabelle F SiIberazid AgN3 0,2
Silbernitrid Ag3N 0,8
Lichtempfindliche Explosiwerbindungen Silberacetylid Ag2C2 2,1
SiIb erfulminat AgONC 2,0
Bleiazid Pb (N3) 2
Der Mechanismus, der diese und andere ähnliche Initialverbindungen durch Licht detonationsempfindlich macht, ist nicht in vollem Umfang bekannt. Eine Theorie geht dahin, daß das Licht
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in einer dünnen Oberflächenschicht des Explosivmaterials absorbiert und innerhalb von 50 MikroSekunden in Wärme umgewandelt wird. Die Explosion soll dann nach einem normalen thermischen Mechanismus auftreten. Eine andere Theorie geht dahin, daß die Explosion als Ergebnis einer direkten photochemisehen Zerlegung des Explosivstoffes auftritt. Unbeschadet der !Hieorie jedoch können diese Verbindungen durch Anwendung von Licht zum Detonieren gebracht werden und sind zur Explosivverbindung von Miniaturwerkstücken brauchbar
Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung, welche zur Explosiwerbindung der Anschlußfähnchen einer integrierten Schaltungsbaueinheit unter Verwendung von Licht als Detonationsmechanismus verwendet werden kann. Diese Vorrichtung kann, wie sich versteht, auch zur Verbindung anderer Arten von Werkstücken verwendet werden* beispielsweise zur Explosiwerbindung leitender Metallwege auf einer Keramik- oder Glasunterlage, oder zur Explosiwerbindung der Elemente von Kondensatoren, Widerständen und dergleichen mit einer Unterlage. Dies gilt auch für die andere in Verbindung mit Fig. 10-18 beschriebene Vorrichtung. Das im Ausführungsbeispiel beschriebene Verbinden der Leitungen von integrierten Schaltkreisbaueinheiten mit entsprechenden Stegbereichen auf einer Unterlage soll insoweit keine Beschrankung darstellen und gilt lediglich beispielsweise.
Die Anschlußfähnchen der zu verbindenden Baueinheiten 62 werden mit einer Menge von lichtempfindlichem Initial explosivstoff beschichtet, beispielsweise Silberazid, wonach die Baueinheiten gegenüber den Stegbereichen der Unterlage 63 in zweckmäßiger Weise ausgerichtet werden. Auf Wunsch können die Baueinheiten zeitweilig an die Unterlage mittels eines Tröpfchens Alkohol oder dergleichen geheftet werden. Die Unterlage 63 wird alsdann in einen aus Glas bestehenden Vakuumtopf 64 eingebracht, welcher über ein Absaugrohr 65 sowie eine Pumpe 66 abgesaugt wird. Eine
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oder mehrere Lichtblitzlampen 67» beispielsweise mit Krypton, gefüllte Quarzblitzlampen, sind außerhalb des Vakmimtopfes angeordnet, so daß das durch die Rohren erzeugte Licht auf das lichtempfindliche Material an den Anschlußfähtteheii fällt. Der Vakuumtopf 64 muß selbstverständlich für die Lic&tenergie der Lampe 67 "transparent" sein. Der Vakuumtopf kann auf diese Weise gänzlich aus Glas oder Quarz hergestellt sein oder ein oder mehrere Glas- oder Quarzfenster aufweisen, welche in die Wandungen eingesetzt sind. Die Lichtblitzlampen 67 sind über ein Paar Leitungen 68 mit einem Schalter 69 und weiter mit einer geeigneten Energiequelle 70 verbunden.
Im Betrieb wird der Schalter 69 geschlossen, um einen Stromkreis von der Stromquelle 70 zu den Lichtblitzlampen 67 zu. schließen. In bekannter Weise zünden die Lampen und erzeugen einen intensiven Lichtimpuls, welcher durch die Wandungen, oder Fenster in dem Vakuumtopf verläuft; beim Auf treffen, auf das Silberazid an den Anschlußfähnchen erfolgt eine Detonation, sowie eine Explosivverbindung jeder der integrierten Schaltongsbaueinheiten 62 mit der Unterlage 63·
Silberazid spricht in erster Linie auf Licht im ultravioletten Bereich (X = 3500 2.) an; mit Eürypton gefüllte LichtblitsXampen der Art nach Fig. 9 erzeugen mehr als genug Energie in diesem ultravioletten Bereich, um das lichtempfindliche Silberazid zur Detonation zu bringen. Die typische Dauer des Lichtblitzes der Lichtblitzlampen 67 beträgt etwa 60 MikroSekunden, worauf eine Explosion des Silberazids normalerweise innerhalb 20 Mikrosekunden später stattfindet. Aus der Tabelle F entnimmt man die erforderliche Lichtintensität zum Detonierenlassen des Silber-
2 4· P
azids zu 2,6 Joule/cm , was 8 χ 10 Kalorien/mm entspricht. Diese kritische Lichtintensität ist unabhängig von der Hasse des verwendeten Explosivmaterials, die zumindest im Bereich toil - 1500 Mikrogramm liegt. Unerwünschte Nebenprodukte der Explo-
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sion werden, wie vorangehend erwähnt, aus dem Vakuumtopf 64-durch die Pumpe 66 abventiliert. Bei Anwendungsfällen, wo diese Nebenprodukte nicht störend sind, kann jedoch der Verbindungsvorgang auch in einer normalen Atmosphäre durchgeführt werden. " Die Verwendung eines transparenten Plastikfilms in Anordnung über den integrierten Schaltungfsbaueinheiten für Ausrichtungszwecke ist, wie sich versteht, möglich, vorausgesetzt, daß die Intensität des Lichtblitzes ausreicht, um irgendwelche Lichtenergieverluste beim Durchlaufen durch den transparenten Film zu kompensieren. Ferner kann dieses Detonationsverfahren auch mit einem explosiv beschichteten transparenten Pufferglied angewendet werden, das über der integrierten Schaltungsbaueinheit und der Unterlage angeordnet ist.
Venn die Intensität des Lichtes der Blitzlichtlampen 67 nicht ausreicht, können zusätzliche Lampen vorgesehen werden, oder ein einfaches Linsensystem (nicht veranschaulicht) kann vor jeder Lampe angebracht werden, um dessen Lichtenergie zu fokussieren und auf diese Weise die Lichtintensität über denjenigen kritischen Wert zu steigern, welcher zum Detonierenlassen des Explosivmaterials erforderlich ist.
Es erwies sich auch, daß ein Laserstrahl verwendet werden kann, um das lichtempfindliche Explosivmaterial zum Detonieren zu bringen, anstatt der Lichtblitzlampe nach Fig. 9· Gemäß Fig. wird Licht von einem impulsgetasteten oder einem Q-geschalteten Laser 71 durch einen Blenden-Strahlfächer 72 geführt und durch eine Linse 73 kollimiert. Der kollimierte Laserstrahl wird alsdann auf integrierte Schaltungsbaueinheiten 62 auf einer Unterlage 63 gerichtet, wobei das Silberazid oder ein anderes lichtempfindliches Initialexplosivmaterial detoniert, das auf den Anachlußfähnchen abgesetzt ist. Auch hier könnten die Unterlage sowie die integrierten Schaltungsbaueinheiten innerhalb- eines transparenten Vakuumtopfes angeordnet werdea^ wenn dies er-
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wünscht ist, und die Laserenergie kann durch die Wandungen des Topfes eingeführt werden, um. das lichtempfindliche Explosivmaterial detonieren zu lassen.
Im Gegensatz zu der Erwartung ändert sich die erforderliche Lichtenergiemenge zur Einleitung der Detonation eines lichtempfindlichen Explosivmaterials umgekehrt mit der Dauer des Blitzes. Somit müßte ein längerer Blitz, wie er beispielsweise von einer magnesiumgefüllten Blitzlampe zu erhalten ist, einige Male so intensiv sein, um eine Detonation des gleichen Explosivmaterials zu bewirken. Wenn die Dauer des Blitzes infolge einer thermischen Verzögerung zu groß ist, so verpufft das Explosivmaterial anstatt zu detonieren, unbeschadet der Intensität. Auf diese Weise ist die Anwendung von Impulslicliquellen allgemein der Verwendung von kontinuierlichen Lichtquellen vorzuziehen.
Fig. 11 zeigt die Anwendung einer konventionellen Lichtquelle zur Explosiwerbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener Baueinheiten mit einer Unterlage. Eine Quarzglühlampe 7^ ist in der Brennlinie eines ellipsoidförmigen Reflektors 75 angebracht= Der Heizfaden der Lampe 74-ist durch eine Schaltung 76 sowie einen Schalter 77 mit einer geeigneten Stromquelle 78 verbunden. Wenn der Schalter 77 geschlossen und die Lampe 74- eingeschaltet sind, so trifft das fokussierte Licht hiervon auf die Fläche der Unterlage 63 und bringt das lichtempfindliche Explosivmaterial zum Detonieren, das auf den Anschlußfähnchen der zu verbindenden integrierten Schaltungen angeordnet ist.
Wegen der intensiven Wärme, die durch Quarzglühlampen dieser Art erzeugt wird und die bis zu 5 KW betragen kann, ist es tatsächlich schwierig zu sagen, ob die Lichtenergie oder die Wärmeenergie der Lampe die Explosion einleitet. Wie bei den voran-
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gehenden Beispielen können die Unterlage und die integrierten Schaltungsbaueinheiten innerhalb eines Glas- oder Qnarz-Vakuumtopfes angeordnet sein, und das Licht der Glühlampe kann durch die transparenten Wände des Vakuumtopfes fokussiert werden. Dies wiederum ergibt einen Schutz gegenüber Verunreinigungen durch unerwünschte Nebenprodukte der Explosion.
Es ergab sich, daß bei den Explosiwerbindungsverfahren nach der Erfindung die Grenz empfindlichkeit bestimmter lichtempfindlicher Explosivstoffe durch Zugabe anderer Elemente absenkbar ist. Durch Vermischung von etwa 28 Gewichtsprozent Goldpulver mit dem SiIberazidpulver wird die minimal erforderliche Lichtenergie zur Bewirkung der Detonation des Gemisches beachtlich reduziert.
Bei irgendeinem Anwendungsfall unter Verwendung lichtempfindlicher Explosivstoffe ist es notwendig, das Explosivmaterial den Anschlußfähnchen der zu verbindenden Baueinheiten in totaler Dunkelheit aufzugeben, oder zumindest bei Beieuchtungswerten, die genügend niedrig sind* daß keine Gefahr einer vorzeitigen Detonation des Explosivmaterials entsteht.
In vorteilhafter Weise kann die Detonation des primären Explosivmaterials chemisch erreicht werden. Wenn somit die Unterlage und die hiermit zu verbindenden Anschlußfähnchen in einem Behälter angeordnet werden, beispielsweise in einem Vakuumtopf, und eine geeignete chemische Atmosphäre über die Unterlage strömen gelassen wird, so tritt die Reaktion zwischen dem Initialexplosivstoff sowie der chemischen Atmosphäre auf und leitet eine Detonation des Explosivmaterials ein, was die Herstellung der Verbindung bewirkt.
Andere primäre Explosivstoffe werden an einer Explosion durch das Vorliegen einer geeigneten chemischen Atmosphäre gehindert.
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Beispielsweise wird die Detonation von Stickstoffjodid (Ni,-NH,) durch, das Vorliegen von Ammoniak (NH,) oder Wasserdampf gehindert» Wenn somit das Initialexplosivmaterial den Anschlußfäbn-* chen einer integrierten Schaltungsbaueinheit beim Vorliegen einer solchen hemmenden Atmosphäre zugeführt wird, so können eine Detonation und eine Verbindung erzielt werden, nachdem die Baueinheit richtig über den Stegbereichen einer Unterlage angeordnet wurde, indem die hemmende Atmosphäre abgesaugt wird. In jedem der vorangehenden Fälle muß .darauf geachtet werden, daß die chemische Atmosphäre nicht die integrierten Schaltungsbaueinheiten oder Unterlagen in schädlicher Weise beeinflußt«
Es wurde auch gefunden, daß die Explosiwerbindung von Miniaturwerkstücken durch Verwendung von Initialexplosivstoffen bewirkt werden kann» die durch andere Kittel zum Detonieren gebracht werden. Fig.» 12 zeigt beispielsweise eil Verfahren zur Exploeivverbindung mehrerer integrierter Schaltungsbaueinheiten mit einer Unterlage durch Anwendung von Wärrae auf die Bodenfläche der Unterlage. Die Unterlage 53 mit mehreren zeitweilig daran angehefteten integrierten Schaltungsbaueinheiten 62 wird auf der Oberfläche einer ebenen metallischen Auflage 79 angebracht. Mehrere patronenartige Heizkörper 80 sir.d innerhalb des Auflagekörpers 79 angebracht und über einen Stromkreis 81 sowie einen Schalter 82 mit einer geeigneten Stromquelle 83 verbunden. Wenn der Schalter 82 geschlossen wird, erhöhen die Patronenheizelemente die Temperatur der Auflage und damit der Unterlage sehr schnell, so daß beim Erreichen der kritischen Detonationetemperatur des auf den Anschlußfähnchen abgesetzten Explosivmaterials dieses detoniert und die integrierten Schaltungsbaueinheiten explosiv mit der Unterlage verbindet. Um ein Verpuffen des Explosivmaterials zu verhindern, muß die thermische Trägheit des Systems wiederum so niedrig wie möglich gehalten werden.
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Wie sich, aus den Tabellen A, B, C der vorangehenden Beschreibimg ergibt, reicht die kritische Detonationstemperatur der Initialexplosivstoffe der erfindungsgemäß bevorzugten Art von etwa 150 bis über 4000O, wobei die meisten Verbindungen in dem Bereich von 280 - 30O0C detonieren= Die maximale Temperatur, auf welche eine integrierte Schaltungsbaueinheit sicher gebracht werden kann, liegt in der Größenordnung von 35O0O, obgleich diese Temperatur über kurze Zeitintervalle ohne Beschädigung der Baueinheit überschritten werden kann. Da die kritische Detonationstemperatür der meisten Initialexplosivetoffe gut unterhalb der maximalen sicheren Temperatur für die integrierte Schaltungsbaueinheit liegt, bewirkt eine Detonation des Explosivmaterials durch die direkte Anwendung von Wärme auf die Unterlage keine tatsächliche Gefahr für die Kennwerte und die Betriebsfähigkeit der darauf hergestellten integrierten Schaltungsbaueinheiten. Die erforderliche Wärme zur Einleitung der Detonation kann der Unterlage durch andere Mittel als durch Wärmeübertragung von einer beheizten Auflage zugeführt werden. Wenn gemäß Fig. 11 die Quarzlampe 74 durch eine Infrarotstrahlungsquelle ersetzt wird, so erhöht die fokussierte Strahlungsenergie schnell die Temperatur der Unterlage über die kritische Detonationstemperatur, so daß auch hier wiederum eine Explosivverbindung stattfindet. Wie vorangehend erwähnt wurde, kann Strahlungsenergie von der Lampe 74- durch die Wandungen eines Glasvakuumtopfes zugeführt werden, wenn die Explosivverbindung in einem Teilvakuum durchgeführt werden soll. Fig. 13 zeigt ein anderes Verfahren, das zur Erhöhung der Temperatur einer Baueinheit zur Einleitung der Detonation des Explosivmaterials verwendet werden kann, welches auf Anschlußfähnchen abgesetzt ist. Wie veranschaulicht, wird die Unterlage 63 mit den zeitweilig dort angehefteten, strahlenförmig verlaufende Anschlußfähnchen aufweisenden Baueinheiten auf einem geeigneten nichtmetallischen Lagerglied 84- angebracht. Eine Induktionsspule 85 umgibt das Lagerglied 84 und liegt über ein Paar Leitungen an einer Hoch-
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frequenzquelle 87* Wenn die HF-vuelle 87 mit Energie beaufschlagt wird, so fliet ein HF-Strom durch die Windungen der Spule 85, so daß Wirbelströme in allen metallischen Teilchen der Unterlage sowie der integrierten Schaltungsbaueinheit induziert werden= Diese Wirbelströme steigern rasch die Temperatur der Anschlußfähnchen über die kritische Detonationstemperatur der darauf abgesetzten Explosiwerbindung, so daß die Explosiwerbindung detoniert und die Baueinheiten mit der Unterlage verbunden werden»
Pigο 14 zeigt die analoge Verwendung einer dielektrischen Heizung anstelle einer Induktionsheizung zur Anhebung der Temperatur der Unterlage» Die Unterlage 63 mit den damit zu verbindenden integrierten Schaltungsbaueinheiten 62 ist zwischen den Kondensatorplatten 88 eines dielektrischen Ofens 89 angeordnet. Eine Platte aus Plastikmaterial 90 kann zwischen der Unterlage 63 und jeder Platte 88 angeordnet sein, um eine physikalische Beschädigung der integrierten Schaltungsbaueinheiten sowie der Unterlage während des Verbindungsvorganges zu verhindern. Die Platten 88 liegen über eine Schaltung 91 an einer Hochfrequenzquelle 92, welche bei Energiebeaufschlagung den Kondensatorplatten 88 einen Hochfrequenzstrom zuführtο Das sich schnell ändernde elektrische Wechselfeld zwischen den Platten 88 induziert Hysteresisbewegungen in dem nichtleitenden keramischen Material, welche schnell die Temperatur der Unterlage und damit der Anschlußfähnchen über die kritische Detonationstemperatur des Explosivmaterials auf den Anschlußfähnchen erhöhen- Es ist nicht gänzlich klar, ob die explosive Verbindung unmittelbar durch die Hysteresisverluste oder durch Wärmeleitung von der beheizten Unterlage aufgeheizt wird, jedoch besteht die reine Wirkung in jedem Fall darin, daß das Explosivmaterial zum Detonieren gebracht wird und jedes der Anschlußfähnchen mit der Unterlage verbindet.
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Vorteilhafterweise kann die Detonation des InitialexpIosivmaterials nach der Erfindung durch Anwendung eines mechanischen Stoßes oder einer Schwingung auf das Explosivmaterial erzielt werden. Beispielsweise kann akustische Energie verwendet werden, um das Explosivmaterial zum Detonieren zu bringen» Gemäß Fig. 1J? werden die Unterlage sowie die zu verbindenden integrierten Schaltungsbaueinheiten unterhalb des Auslaßendes eines akustischen Homes 93 angeordnet, welches mit einem ITltraschalloszillausr 9^ verbunden ist» Bei Energiebeaufschlagung erzeugt der Ultraschalloszillator 94 Ultraschallwellen, welche durch das Horn 93 in die»Atmosphäre fortgepflanzt werden« Die akustischen Wellen des Hornes 93 treffen auf die Oberfläche der Unterlage sowie auf das Explosivmaterial, welches auf den Anschlußfähnchen der damit zu verbindenden integrierten Schaltungsbaueinfeeiten vorliegt; wenn der Energiepegel des Ultraschalloszillators 94- genügend hoch ist, werden Druckwellen in dem Explosivmaterial induziert, die eine ausreichende Größe haben, um das Explosivmaterial detonieren zu lassen und die Baueinheiten mit der Unterlage zu verbinden» In diesem Fall ist es nicht möglich, den Yerbindungsvorgang im Vakuum durchzuführen, da Schallwellen im Vakuum nicht fortgepflanzt werden. Jedoch kann im wesentlichen der gleiche Grad an Schutz gegenüber unerwünschten Nebenprodukten der Explosion erhalten werden, indem ein Inertgas, beispielsweise Helium, durch den Vakuumtopf während des Verbindungsvorganges einströmen gelassen wird, so daß unerwünschte Nebenprodukte der Explosion durch die Inertgasströmung abventiliert werden. Es können auch Unterschall- und Schallwellen verwendet werden, um das Explosivmaterial detonieren zu lassen, obgleich die Verwendung von Ul traschall energie vorzuziehen ist, da dies weniger Energie seitens des Wandlers erfordert und die Energie leichter auf die Unterlage zu richten ist.
16 zeigt ein weiteres Verfahren zum mechanischen Detonierenlassen des Initialexplosivmaterials auf den Anschlußfähnchen
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jeder Einrichtung. Eine Unterlage 63* mit welcher mehrere integrierte Schaltungsbaueinheiten 62 zu verbinden sind, wird auf einem Unterlagebett 95 angeordnet» Eine Platte aus elastischem Material 96, beispielsweise Kapton oder Aluminium, wird darübergelegt. Ein mit Konturen versehenes Verbindungswerkzeug 97 (oder ein ebenes "Verbindungswerkzeug mit einem diesem zugeordneten Fluiddruck-Übertragungsmedium) wird alsdann in Anlage mit der Platte gedruckt, um diese um die integrierten Schaltungsbaueinheiten zu deformieren» Wenn die Platte um die integrierten Schaltungsbaueinheiten deformiert wird, berührt sie deren Anschlußfähnchen, wobei das Explosivmaterial 48 zum Detonieren gebracht wird, das darauf abgesetzt ist, und die integrierten Schaltungsbaueinheiten mit der Unterlage verbunden werden»
Zusätzlich zur Übertragung mechanischen Druckes von dem ■Verbindungswerkzeug auf jedes der Anschlußfähnchen wirkt die elastische Platte auch im Sinne einer Eingrenzung der Aufwärtskräfte der Explosionen, wobei auf diese Weise der Verbindungsdruck gesteigert wird, welcher auf die Anschlußjfähnchen wirkt. In gewissem Maß verhindert das elastische Glied auch eine Verschmutzung der integrierten Schaltungsbaueinheiten sowie der Unterlagen, jedoch nicht im gleichen Maß wie gemäß Pig. 6, wo das Explosivmaterial auf die äußere Fläche des Puffergliedes und nicht auf die Anschlußfähnchen selbst aufgebracht wird»
Die Vorrichtung nach Pig» 16 muß von der Vorrichtung gemäß dem bereits erwähnten, nicht zum Stande der !Technik gehörigen Vorschlag nach der USA-Patentanmeldung Nr. 651 411 unterschieden werden« Gemäß diesem Vorschlag schafft die auf das elastische Glied übertragene Kraft tatsächlich die Verbindung zwischen dem Anschlußfähnchen sowie der Unterlage; diese Kraft muß daher beträchtlich größer als die Kraft sein, welche durch die Vorrichtung nach Pig. 16 ausgeübt wird, die lediglich zum Detonierenlassen des Initialexplosivmaterials ausreichend zu sein braucht«
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Es ergab sich auch, daß eine Explosivverbindung von Miniaturwerkstücken durch die Verwendung von Initialexplosivstoffen erzielt werden kann, beispielsweise Kupferacetylid, Bleistyphnat, Bleiazid, Quecksilberfulminat und Tetrazin, die durch eine elektrische Entladung zum Detonieren gebracht werden können= Die minimale notwendige Eunk en energie zur Detonation dieser Explosivstoffe ändert sich von etwa 20 Erg für Kupferacetylid bis zu mehr als 1Cr Erg für Quecksilberfulminat= Die minimal erforderliche Energie ist auch eine !Funktion von in dem Explosivmaterial vorliegenden Verunreinigungen.
Fig. 17 zeigt ein Verfahren, bei dem eine elektrische Entladung verwendet wird, um die Detonation des Initialexplosivmaterials einzuleiten. Eine integrierte Schaltungsbaueinheit 62, die mit einer Unterlage 63 zu verbinden ist, wird über den Stegbereichen 50 der Unterlage ausgerichtet und daran zeitweilig in üblicher Weise angeheftet= Mehrere Blattfederkontakte 68 werden in Anlage mit den Anschlußstegbereichen 50 oder anderen Köntaktpunkten der Unterlage gedrückt. Die Kontakte 98 werden über eine Leitung 99 sowie über einen Schalter '100 mit einem Anschluß einer Hochspannungsquelle 101 verbunden= Der andere Anschluß der Hochspannungsquelle 101 ist über eine Leitung 102 mit einer Metallplatte 103 verbunden, auf welche mehrere zweite Blattfederkontakte 104 genietet sind= Die Kontakte 104 sind auf der Platte 103 so angeordnet, daß bei deren Absenkung mittels einer isolierten Handhabe 105 in Anlage mit der Baueinheit 62 jeweils einer aus der Gruppe der Kontakte 104 gegen das Explosivmaterial 48 anliegt, das auf je einem entsprechenden Anschlußfähnchen 42 abgesetzt ist.
Da die Baueinheit 62 noch nicht dauernd mit der Unterlage 63 verbunden ist, ergibt sich ein unvollständiger elektrischer Kontakt zwischen jedem Anschlußfähnchen 42 sowie dem entsprechenden Stegbereich 50 der Unterlage. Beispielsweise können
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Staub, Fett, Metalloxid oder ar lere Verunreinigungen auf den Oberflächen der Verbindung vorliegen, so daß der Widerstand der Verbindung im nicht verbundenen Zustand typischerweise einige hundert Ohm beträgt oder höher liegt. Venn jedoch das Potential der Quelle 101 genügend hoch gemacht wird, so bricht das an der Zwischenfläche der Verbindung aufgebaute elektrische Feld auf zumindest einen Teil des nichtleitenden Filmes zusammen, was einen augenblicklichen Funken verursacht» Dieser augenblickliche Funke ist jedoch mehr als ausreichend, um das primäre Explosivmaterial 48.auf jedem Anschlußfähnchen zum Detonieren zu bringen, wobei eine dauernde Verbindung zwischen jedem Anschlußfähnchen sowie dem entsprechenden Stegbereich der Unterlage hergestellt wird»
Es wurde gefunden, daß eine Explosiwerbindung von Miniaturwerkstücken auch durch Verwendung von Initialexplosivstoffen erfolgen kann, die durch Strahlungsenergie zum Detonieren gebracht werden. Blei- und Silberazid können beispielsweise durch Verwendung eines Elektronenstrahls zum Detonieren gebracht werden; Stickstoffjodid kann mittels Gammastrahlen und Neutronenbombardement zum Detonieren gebracht werden.
Fig. 18 zeigt eine Vorrichtung, die zur explosiven Verbindung mehrerer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehener integrierter Schaltungen unter Anwendung eines Elektronenstrahls benutzt werden kann. Die zu verbindenden integrierten Schaltungsbaueinheiten 62 sind gegenüber einer Unterlage ausgerichtet und zeitweilig daran befestigt. Die Unterlage wird alsdann auf den Objektivtisch 106 einer Elektronenstrahlmaschine 107 gelegt. 'Die Vakuumkammer der Elektronenstrahlmaschine wird alsdann durch eine Pumpe 108 evakuiert, worauf eine Elektronenstrahlkanone eingeschaltet wird. Eine Steuerschaltung 109, die beispielsweise mit einem in geeigneter Weise programmierten, allgemeinen Zwecken dienenden (nicht; veranschaulichten)
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Digitalrechner verbunden sein kann, lenkt aufeinanderfolgend den Elektronenstrahl svtif die nächste Stellung öedes Arischlußfafanehens auf der Unterlage» Wenn der Elektronenstrahl auf eine Ladung des Explosivmaterials trifft, detoniert er, wobei die escplosive Verbindung der Baueinheit mit der Unterlage erfolgt. Da der Elektronenstrahl nicht· zur Schaffung der Verbindung an sich, verwendet wird, sondern lediglich die Explosivladung auf den imschlußfähnchen zum Detonieren bringt, besteht keine Notwendigkeit für eine besonders hohe Intensität, so daß der Elektronenstrahl zu einem verhältnismäßig breiten Strahl defokussiert sein kanir. Dies beseitigt die meisten Ausrichtungsprobleme in Verbindung mit der Verwendung einer Vorrichtung dieser Art.
In einigen Fällen erleichtert eine Vereinigung von mehr als einem der vorangehend beschriebenen Detonationsverfahren den Verbindungsvorgang. Wenn beispielsweise das Initialexplosivmaterial unter Durchleitung eines elektrischen Stromes zum Detonieren gebracht werden soll, erwies es sich, daß eine Anhebung der Temperatur der Unterlage vor der Detonation die Stromstärke reduziert, welche zur Erzeugung der Detonation erforderlich ist, so daß sich eine zuverlässigere Verbindung ergibt. Wenn in ähnlicher Weise der Explosivmechanismus optisch oder akustisch erfolgt, so verbessert die Anwendung von Wärme auf die Unterlage ebenfalls die Qualität der Verbindung.
Die oben beschriebenen Detonationsverfahren gehen von der Annahme aus, daß das Explosivmaterial unmittelbar auf die Anschlußfähnchen der Einrichtung abgesetzt wurde. Jedoch sind diese Verfahren in gleicher Weise auch auf den Fall anwendbar, wenn das Explosivmaterial auf die obere Fläche eines Puffergliedes abgesetzt wird, beispielsweise ein Blech aus rostfreiem Stahl, wobei die Explosiwerbindungskraft über das Pufferblech auf die Anschlußfähnchen übertragen wird ο
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Alle vorangehend erwähnten Detonationsverfahren können mit anderen Werkstücken als integrierte Schaltungsbaueinheiten angewendet werden. Beispielsweise kann eine explosive Verbindung der Elektrode sowie der Gegenelektrode eines Dick- oder Dünnfilmkondensators mit einer keramischen Unterlage erfolgen. Die gleichen De to nations verfahren können auch mit bekannteren Metallumkleidungs- und Metallverarbeitungsverfahren unter Verwendung von sekundären Explosivstoffen angewendet werden, vorausgesetzt, wie sich versteht, daß ein geeignetes Initialexplosivmaterial vorliegt, um das sekundäre Explosivmaterial zum Detonieren zu bringen (die vorangehend beschriebenen Detonationsverfahren weisen, wie sich versteht, keine ausreichende Energie auf, um das sekundäre Explosivmaterial unmittelbar zum Detonieren zu bringen).
Unter erneuter Bezugnahme auf IFig. 4- sei in Erinnerung gebracht, daß jedes der Anschlußfähnchen 42 der integrierten Schaltungsbaueinheit 31 nach oben gebogen wurde, um einen kleinen Winkel oc mit der Ebene der Unterlage zu bilden. Diese Biegung kann durch irgendeine einfache mechanische Einrichtung erzielt werden, wenn die Anschlußfähnchen extrem dünn und leicht zu verbiegen sind. Fig. 19A, 19B zeigen jedoch zwei wahlweise Anordnungen für die Anschlußfähnchen der integrierten Schaltungsbaueinheit 31. Gemäß Fig. 19 werden die Anschlußfähnchen so hergestellt, daß sie eine gewellte Oberfläche aufweisen. Gemäß Fig. 19B sind die Anschlußfähnchen so hergestellt, daß sie eine in Rechteckwellen verlaufende Oberfläche aufweisen. Die Wellungen und Hecht eckwell en können während der Herstellung der Anschlußfähnchen durch Verwendung einer entsprechend belichteten Photomaske erzeugt werden. Wenn die integrierte Schaltungsbaueinheit über die Stegbereiche der Unterlage umgekehrt wird, mit welcher sie zu verbinden ist, und eine Explosivladung nächst der Fläche detoniert, welche nunmehr die obere Fläche der Anschlußfähnchen darstellt, so ergibt sich eine Gruppe von Luftspalten, welche
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die Anschlußfähnchen von den Stegbereichen der Unterlage trennt. Somit können Teile der Anschlußfähnchen nach unten gegen die Unterlage beschleunigt werden, wie dies zum Auftreten einer Explosivverbindung erforderlich ist. Wenn die Anschlußfähnchen so gemustert sind, ist es nicht notwendig, diese nach oben zu biegen, um einen Winkel °C gegenüber der Ebene der Unterlage herzustellen« Dies beseitigt die geringe Gefahr der Beschädigung hinsichtlich der integrierten Schaltungsbaueinheit, welche beim derart erfolgenden Biegen der Anschlußfähnchen vorliegt.
In einigen lallen ist weder eine Biegung dei Anschlußfähnchen noch eine Rechteckwellung derselben notwendig, um eine gute Metal!verbindung zu der metallisierten Unterlage zu erhalten. Obgleich diese Erscheinung nicht völlig klar ist, wird angenommen, daß die "Hügel" und "Täler" in den Oberflächen der Unterlage genügend Raum schaffen, durch welchen die Leitungen sich beschleunigen können, um eine Verbindung von hoher Qualität zu schaffen. Diese Wirkung ist deutlicher bei Keramikunterlagen als bei' Glaäunterlagen zu erkennen und ist ferner mehr ausgeprägt, wenn eine Explosiwerbindung unmittelbar zwischen einem Metall und reinem Keramikmaterial erfolgt als zwischen Metall und metallisiertem Keramikmaterial.
Nicht alle integrierten Schaltungen sind mit AnschlußfäJnnöhett versehen. Pig. 20 zeigt ein sogenanntes "Flip Chip", das eine andere in breitem Umfang verwendete Form darstellt. Hier ist die integrierte Schaltung 121 mit mehreren Kontaktkissen 122 versehen; nach dem Stand der Technik wird eine Verbindung der "Flip-Chip"-Baueinheit mit der Umgebung durch Anwendung von Wärme und Druck unmittelbar auf die obere Fläche der Baueinheit mittels eines geeignet geformten Verbindungswerkzeuges erzielt. Die Wärme und der Druck werden durch die Einrichtung auf die Kontaktkissen übertragen, um die Kissen mit den Stegbereichen 123 der Unterlage zu verbinden»
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Die Verfahren sowie die Vorrichtungen nach, der Erfindung sind demgemäß zur Ai3.wend.ung sowohl in Verbindung mit einem "Flip Chip" als auch axt anderen integrierten Schaltkreisforiaen anwendbar. Es ist möglich, unter Zugrundelegung des Erfindungsgedankens unterschiedliche geometrische Verhältnisse von Verbindungen zu "beherrschen, die auftreten, wenn unterschiedliche integrierte Schaltungsbaueinheiten lait entsprechend unterschiedlichen Formen verwendet werden,, In ^ig» 20 werden beispielsweise di'e Explosivladung en 124 auf der oberen Fläche der "Flip-Chip"-Baueinheit 121 abgesetzt, so daß sie direkt oberhalb der Kontaktkissen 122 auf deren Bodenfläche liegen. Venn somit eine Detonation erfolgt, übertragen die Explosivladungen 124 einen Druck durch die Unterlage auf die Kontaktkissen, wobei diese mit den Stegbereichen der Unterlage verbunden werden.
Eine metallische oder plastische Pafferschicht (beispielsweise aus rostfreiem Stahl bzw« Kapton) könnte auch zwischen der Explosivladung sowie der Unterlage verwendet werden. Wie bei dem erläuterten Beispiel gemäß Figo 6 wirkt die Pufferschicht im Sinne einer Abfederung der Explosionskraft und verhindert zusätzlich eine Verschmutzung der Werkstückoberflächec
21 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das vorteilhafterweise zur Herstellung "gedruckter Schaltkreis"-Unterlagen verwendbar ist, d.h. Unterlagen mit einer ein Muster aufweisenden Anordnung von leitenden Metallwegen, die darauf in bekannter Weise angebracht sind. Gemäß Fig. 21 werden mehrere Metallelemente 131 (zum Beispiel Aluminiumfilm) mit einer isolierenden Unterlage 132 aus Aluminiumoxid (Aluminia) oder Glas verbundene Die E*lemente 131 können in dem gewünschten Muster nach irgendwelchen bekannten Verfahren geformt werden, beispielsweise durch Ausstanzung des Musters aus einer zusammenhängenden Metalibahnrolle mittels einer Schneidform oder dergleichen. Mehrere Durchtritte 133 sind in der Unterlage 1J2 vor-
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gesehen lind stehen in Ausrichtung mit einer entsprechenden Gruppe von Durchtritten 134- in den Elementen 131« Diese Durchtritte dienen zur Aufnahme der Leitungen elektronischer Bestandteile, wenn die fertiggestellte Unterlage in einem Herstellungsverfahren verwendet wird. Wahlweise können die Durchtritte durch die Unterlage gebohrt werden, nachdem die Elemente 131 damit in an sich bekannter Weise verbunden wurden. Ein Puffermedium aus Metall- oder Plastikmaterial 136 (zum Beispiel Kapton) mit einer geformten Ladung aus Explosivmaterial 137» das auf der oberen Fläche abgesetzt ist, wird über den Elementen 131 sowie 4er Unterlage 132 angebracht.
Im Betrieb wird die Explosivladung 137 nach irgendeinem der vorangehend erläuterten Detonationsverfahren zum Detonieren gebracht; hierbei drückt die entstehende Explo.sivkraft die gemusterten Metallelemente 131 auf die Unterlage, wobei eine Explosiwerbindung zwischen jedem der Metall elemente 131 der Unterlage gebildet wird. Der Klarheit halber sind die verschiedenen in Fig. 21 veranschaulichten Schichten getrennt dargestellt. Tatsächlich -jedoch sind die Metall elemente, das Puffermedium sowie die Unterlage in dichter Nähe zueinander angeordnet, bevor eine Detonation des Explosivmaterials erfolgt. Wie vorangehend erwähnt wurde, erwies es sich in den meisten Fällen als nicht notwendig, einen Spalt zwischen jedem Metallelement 131 sowie der Unterlage 132 vorzusehen, durch welchen jedes Element beschleunigt wird, um die Explosiwerbindung herzustellen. Es wird angenommen, daß die "Hügel" und "Täler" in der Oberfläche der Unterlage genügend Baum zum Auftreten der gewünschten Beschleunigung schaffen; aus diesem Grund erwies es sich in den meisten Fällen nicht als notwendig, Abstandselemente vorzusehen.
Das Puffermedium 136 wirkt zusätzlich zur Schaffung eines Auflagerungsmechanismus für das geformte Muster der Explosivladung
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137 auch im Sinne einer Verhinderung von Verunreinigungen der Unterlage 132 durch Nebenprodukte der Explosion. Zusätzlich federt das Puffermedium 136 die Wirkung der Detonation ab und reduziert die Schaffung konzentrierter mechanischer und thermischer Spannungen in dem Werkstück, was selbstverständlich einen wichtigen Gesichtspunkt im Falle brüchiger Unterlagen darstellt, beispielsweise solchen aus Glas oder Keramikmaterial«
Fig» 22 zeigt das Aussehen der Unterlage, nachdem Metallelemente 131 damit explosiv verbunden wurden» Die Unterlage ist von einem nach einem bekannten Verfahren hergestellten Unterlageerzeugnis (beispielsweise durch Metallniederschlag, gefolgt von. einem selektiven itzvorgang) nicht unterscheidbar, mit der Ausnahme, daß der Isolationswider stand der durch Explosivverbindung hergestellten Unterlage etwas besser ist, und zwar infolge Nichtvorliegens chemischer Eeste von Ätzlösungen, Ätzgrund, Entwicklern und dergleichen.
Fig. 23 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in vorteilhafter Weise verwendbar ist, wenn die Oberfläche der Unterlage fein poliert ist, so daß die "Hügel" und "Täler", die zu einer zufriedenstellenden Verbindung erforderlich sind, nicht vorliegen. Ein Paar im Abstand befindlicher Bauelemente 14-1, beispielsweise von 10 '" mm Durchmesser, aus Gold- oder Aluminiumdraht, sind zwischen der Unterlage 132 sowie dem metallischen Element I3I angeordnet. Eine Pufferplatte 136 mit einer darauf gelegten Explosivladung I37 wird alsdann neben dem Metallelement I3I angeordnet, worauf die Explosivladung wie bei dem vorangehenden Beispiel detonieren gelassen wird. Die Abstandselemente 141 stellen sicher, daß ein genügender Spalt zwischen der Unterlage 132 sowie dem metallischen Element I31 vorliegt, so daß eine Beschleunigung des Elementes 131 gegen die Unterlage 132 auftritt und eine ordentliche Metall/Keramik-Verbindung zwischen dem Element sowie der Unter-
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lage gebildet wird.
Fig» 24 zeigt das Aussehen der fertiggestellten Verbindung« Die Abstandselemente 141, die durch die Kraft der Explosion etwas abgeflacht sind, können von dem Verbindungsbereich entfernt werden» Wahlweise können die Abstandselemente einfach an ihrem Platz belassen werden, da sie allgemein nicht den Betrieb der fertiggestellten Schaltung beeinflussen»
Die in Verbindung mit Figo 21 - 24 beschriebenen Verfahren sind gegebenenfalls nicht für alle Arten von Metallfilmmustern praktisch» Beispielsweise können einige Muster aus leitendem Metallfilm so kompliziert und verwickelt sein, daß sie nicht selbsttragend sind oder sich Schwierigkeiten hinsichtlich einer richtigen Ausrichtung und Orientierung ergeben. Figo 25 - 27 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches solche Schwierigkeiten beseitigt» Das besondere Ausführungsbeispiel ist auf einen Dünn- oder Dickfilmwiderstand gerichtet, hierauf jedoch nicht beschränkt, so daß sich eine allgemeine Anwendbarkeit auf irgendwelche Explosiwerbindungsverfahren ergibt, wo zumindest eines der zu verbindenden Werkstücke nicht selbsttragend ist oder einer sorgfältigen Ausrichtung bedarf, beispielsweise bei der Explosiwerbindung von Marken mit der Krone einer Armbanduhr. Gemäß Fig. 25 soll ein kroniertes Muster aus leitendem (tatsächlich einen Widerstand aufweisenden) Metallfilm 151 mit einer Isolierunterlage 152 explosiv verbunden werden. Der Metallfilm 151? cLer mit der Unterlage zu verbinden ist, wurde vorangehend in einem Umkehrbild auf der Bodenfläche eines Puffermediums 153 geformt= Vorteilhafterweise umfaßt das Puffermedium 153 einen Polyimidfilm, beispielsweise Kapton; in diesem Fall kann die gemusterte Schicht des Metallfilmes darauf niedergeschlagen werden, indem das bereits erwähnte, nicht zum Stande der Technik gehörige Verfahren nach der USA-Pa tonbanmeLdung Nr. 719 976 vom 9< 4·■- 1968 angewendet wird. Auch können, wie
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sich versteht, andere Absetzverfahren des Metallfilmes auf der Bodenfläche des Puffergliedes 153 verwendet werden»
Nachdem der Metallfilm 15'' auf dem Puffermedium 153 abgesetzt wurde, erfolgt die Aufbringung einer entsprechend gemusterten Ladung aus Explosivmaterial mittels einer Schablone, eines Schirmes oder in sonstiger Weise auf die obere Fläche des Riffermediums 153= Gemäß Fig» 26 wird alsdann das zusammengefaßte Gebilde über der Unterlage 152 angeordnet; und das Explosivmaterial nach irgendeinem der vorangehend erwähnten Verfahren detonieren gelassen, um den kompliziert gemusterten leitenden Metallfilm 151 (welcher nunmehr mit der "rechten Seite nach oben" liegt) auf der Unterlage zu verbinden. Nach der Detonation wird das Puffermedium abgezogen, wobei das fertiggestellte Erzeugnis gemäß Fig= 27 erhalten wird. (Das Polyimid Kapton ist in dieser Hinsicht besonders günstig und wird für dieses Ausführung sb ei spiel vorgezogen«) Wie in dem Fall von Fig. 24· können Abstandselemente zwischen den Metallfilm 151 sowie die Unterlage 152 eingesetzt sein, wenn dies erforderlich ist. Da der Film 151 auf der Bodenfläche des Puffermediums 153 abgesetzt ist, können wahlweise bestimmte Teile des Filmes nach freier Wahl dicker als andere hergestellt werden, um den notwendigen erforderlichen Zwischenraum für eine gute Metall/Keramik-Verbindung zu schaffen=
Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung gemäß Fig. 21 - 27 ist die Explosivladung in Form eines Musters abgebildet, um die Abmessungen und die Form des zu verbindenden Werkstückes anzunähern» Genau gekommen isb dies doch kein absolutes Erfordernis, sondern die Ladung kann hinsi-chtlich ihrea Munter;; etwas sehanler oder breiter als die tatsächlich*- Außen!inie dos 'Werkstückes sein,, Tatsachlich braucht lie Lad;mc itir.gei-iOit; ksino Musterstruktur aufzuweisen. Ds ist ledLgLi.i;fi -^rfo £-,!.-·>>'Li.Vn, \U.ui eine genügend starke Verb in lun^nrcraf fc zur 'Oa::-- hl .aui t*:*n^ des
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Werkstückes nacn unten auf die Unterlage geschaffen wird.
Fig« 28 - 31 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in vorteilhafter Weise zur Herstellung von Dünnoder Dickfxlmkondensatoren auf einer Isolierunterlage verwendbar ist, beispielsweise aus Glas oder Keramikmaterial» Bekanntlich können solche Kondensatoren durch Aufsprühen oder im Vakuum erfolgendes Absetzen einer Elektrode auf der Isolierunterlage hergestellt werden, entweder unmittelbar oder durch einen selektiven Abdeckungs- und Ätzprozeß, nachfolgendes Oxidieren der oberen Oberfläche der Elektrode zur Bildung einer nichtleitenden*dielektrischen Schicht und abschließendes Absetzen oder Aufsprühen einer Gegenelektrode auf der Oberseite der dielektrischen Schicht» Gemäß der Erfindung können irgendeiner oder alle der obigen Schritte durch ein Explosiwerbindungsverfahren bewirkt werden=
Gemäß Fig. 28 wird die Elektrode 161 mit der Keramikunterlage 162 durch Anordnung der Elektrode über der Unterlage und nachfolgende Aufbringung eines Puffermediums 163 über der Elektrode 61 sowie der Unterlage 162 verbunden. Das Puffermedium 163 kann
ein Blech aus rostfreiem Stahl von 5 - 7 x 10 mm Dicke oder ein Blatt aus Polyimid-Plastikmaterial, insbesondere aus Kapton, von annähernd gleicher Dicke umfassen. Eine die Form eines Musters aufweisende Ladung aus Explosivmaterial 164 wird auf der oberen Fläche des Puffermediums 163 abgesetzt und beschleunigt beim Detonierenlassen gemäß irgendeinem der vorangehend erwähnten Detonationsverfahren die Elektrode 163 nach unten in die "Hügel" und "fäler" der keramischen Unterlage 162, welche dazwischen eine Explosiwerbindung bildet.
Wie gemäß Fig. 23 können (nicht gezeigte) Abstandselemente zwischen die Elektrode 161 sowie die Unterlage 162 eingesetzt sein, wenn die Oberflächenkennwerte der Unterlage derart sind, daß
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eine gute Explosionsverbindung nicht ohne Verwendung solcher Abstandselemente hergestellt werden kann. Nach dem Auftreten der Detonation kann das Puffermediuin 163 abgezogen werden, wobei die Elektrode 161 fest mit dar Unterlage verbunden gelassen wird«. Wie vorangehend erwähnt wurde, kann die Elektrode 161 an der unteren Fläche des Puffermediums 163 durch das Verfahren gemäß dem nicht zum Stande der Technik gehörigen Vorschlag nach der USA-Patentanmeldung Nr= 7Ί9 976 hergestellt werden«
Gemäß Pig= 29 kann die obere Fläche der Elektrode 161 nunmehr nach irgendeinem' von einigen bekannten Verfahren zur darauf erfolgenden Bildung einer isolierenden dielektrischen Schicht oxidiert werden.» Wahlweise kann das vorangehend erwähnte Verfahren gemäß Figo 28 wiederholt werden, um eine isolierende dielektrische Schicht explosiv mit der Elektrode 161 zu verbinden« Das Puffermedium kann selbst zu diesem Zweck an seinem Plats belassen werden; jedoch kann das Paffermedium für die meisten praktischen Anwendungsfälle zu dick sein; in diesem Fall kann eine dünnere dielektrische Schicht auf der unteren Fläche des Puffermediums geschaffen und sit der Elektrode verbunden werden, wonach das Puffermedium abgezogen wird, wie dies vorangehend erwähnt wurde«.
Gemäß Fig. 30 kann das verwendete Verfahren zur Verbindung der Elektrode wiederholt werden, um eine Gegenelektrode mit der Elektrode 161 sowie der dielektrischen Schicht 166 zu verbinden. Zu diesem Zweck wird eine Gegenelektrode 167» welche entweder selbsttragend oder an der unteren Fläche eines zweiten Puffermediums 168 ausgebildet sein kann, über der Elektrode 161 sowie der dielektrischen Schicht 166 angeordnet und demgegenüber ausgerichtet. Die obere Fläche des Puffermediums 168 ist mit einer in Form eines Musters hergestellten Explosivschicht 169 versehen; wenn diese Ladung detonieren gelassen wird, so erfolgt eine Beschleunigung der Gegenelektrode 167 gegen die Elektrode
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161 sowie die dielektrische Schicht 166, wobei eine Explosivverbindung hierzwischen hergestellt wird«
Fig» 31 zeigt das Aussehen des fertiggestellten Erzeugnisses. Es ist möglich, wie sich versteht, die Gegenelektrode nicht durch eine Explosivverbindung aufzubringen, beispielsweise durch normale Aufsprüh- oder Absetzverfahren. Obgleich Fig» 28, 30 zeigen, daß die Explosivladungen 164, 169 die Form eines Musters aufweisen, um eine Anpassung an die darunter liegende Elektrode 161 bzw. die Gegenelektrode 169 herbeizuführen, versteht es sich, daß die Explosivladungen eine Form aufweisen können, die nicht genau der darunter liegenden Elektrode und Gegenelektrode entspricht» Die Schaffung eines Kondensators oder anderer elektronischer Bestandteile, beispielsweise Induktivitäten, Widerstände und dergleichen, nach Explosiwerbindungsverfahren kann, wie sich versteht, mit der gleichzeitigen Absetzung von leitenden metallischen Wegen auf der gleichen Unterlage gekoppelt werden» Dies bedeutet, daß ein einziger, sich über einen großen Bereich erstreckender Explosivverbindungsvorgang ange-.wendet werden kann, um gleichzeitig Dünnfilmwiderstände, die Elektroden von Dünnfilmkondensatoren sowie die notwendigen leitenden Schaltungselemente zur Verbindung dieser Baueinheiten abzusetzen» Eine oder zwei zusätzliche Explosivverbindungsverfahrensschritte verbinden die zusätzlichen erforderlichen Schaltungselemente derart, daß eine gesamte betriebsfähige "Packung", einschließlich explosiwerbundener Halbleiterbaueinheiten in lediglich zwei oder drei Verarbeitungsschritten hergestellt werden kann, was im Gegensatz zu den Dutzenden von Verfahrensschritten steht, die zur Herstellung einer äquivalenten "Packung" nach bekannten Verfahren erforderlich wären»
Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit der Verbindung elektronischer Bestandteile erläutert wurde, beispielsweise in Bezug auf integrierte Schaltungsbaueinheiten, können das Verfahren
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sowie die Vorrichtungen nach dor Erfindung auch zur Verbindung anderer Miniaturwerkstücke verwendet werden, beispielsweise solchen, wie sie bei der Uhrenherstellung, bei Kameras, bei dor Kaumfahrtindustrie sowie bei der wissenschaftlichen Industrie verwendet werden. Insbesondere ist die Erfindung von Nutzen in jedem Anwendungsfall, wenn ein erstes Miniaturwerkstück mit einem zweiten Werkstück zu verbinden ist. Auch läßt sich die Erfindung bei normalen Explosiwerbindungsverfahren und Netallbearbeitungsverfahren anwenden, welche sowohl Initialexplosivstoffe als auch Sekundärexplosivstoffe verwenden.
Pa bentansprüche:
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Claims (1)

  1. Ans
    1= Verfahren zur Verbindung eines ersten Werkstückes mit einem zweiten Werkstück, gekennzeichnet durch Anbringung des ersten und zweiten Werkstückes (42, 50) in Nebeneinanderanordnung und Detonierenlassen eines Initialexplosivstoffes (48) in dem Bereich der gewünschten Verbindung, wobei die durch die Detonation des Initialexplosivstoffes erzeugte Kraft zumindest eines dar Werkstücke gegen das andere beschleunigt und eine Explosiv/erbindung dazwischen herstellt,
    2c Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Werkstücke metallische Abschnitte umfaßt»
    3» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des ersten Werkstückes metallisch ist und zumindest ein Teil des zweiten Werkstückes aus einem metallisierten keramischen KSrper besteht.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest sin Teil des ersten Werkstückes metallisch ist und das zweite werkstück einen metallisierten Glaskörper umfaßt.
    5« . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumiriest 2sile des ersten Werkstückes metallisch sind und zumindest !feile des zweiten Werkstückes aus einem keramischen Körper bestehen,
    6» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des ersten Werkstückes ein metallischer Körper ist land das zweite Werkstück aus Glas besteht.
    7ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch Einschieben zumindest eines Abstandselementes (141) zwi-
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    sehen das erste und zweite Werkstück zur Erzeugung eines Spaltes, durch welchen die Beschleunigung auftreten kann«.
    80 Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilvakuum um das erste und zweite Werkstück vor dem Detonierenlassen des Initialexplosivstoffes aufrechterhalten wird.
    9» Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Werkstücke von mikroskopischen Abmessungen ist und eine Menge des Explosivmaterials auf eine Außenfläche von zumindest einem der Werkstücke in dem zu verbindenden Bereich gebracht wird«
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9» dadurch gekennzeichnet, daß eines der Werkstücke gegenüber dem anderen versetzt wird, so daß ein Winkel dazwischen entsteht, durch welchen die Werkstücke gegeneinander beim Detonierenlassen des Explosivmaterials beschleunigbar sind.
    11 ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Puffermedium (60) über zumindest einem der Werkstücke angeordnet wird und daß eine Ladung eines Initialexplosivstoffes der Oberfläche des Puffermediums zugeführt wird.
    12« Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Explosivmaterial auf das Puffermedium (60) durch zumindest einen Durchtritt (41) einer Schablone (40) gedrückt wird.
    13» Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Explosivmaterial mittels Aufsieben auf das Puffermedium durch zumindest ein Fenster in einem Seidenschirm aufgebracht wird.
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    14-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-155 dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Puffermediums ein Polyimid-Plastikmaterial ist.
    15· Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Puffermediums aus rost- freiem Stahl besteht»
    16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gesonderte Explosivladungen um zumindest eine Fläche des Puffermediums angeordnet sind.
    17- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 14, gekennzeichnet durch Herstellung mehrerer gesonderter Explosivverbindungen zwischen zwei Werkstücken durch Anordnung mehrerer gesonderter Explosivladungen an zumindest einer Oberfläche eines der Werkstücke.
    18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch Anbringung des Explosivmaterials an einem Werkstück über eine entsprechende Gruppe von Durchtritten in einer Schablone.
    19· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch Aufbringen des Explosivmaterials auf ein Werkstück über mehrere Fenster in einem Seidehschirm.
    20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, daß das Initialexplosivmaterial Bleiazid ist.
    21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 - 20, gekennzeichnet durch Herstellung eines ersten Werkstückes auf einer ersten Oberfläche des Puffermediums, Aufbringen einer Explosivladung auf eine zweite Oberfläche des Puffermediums, Anbringung der ersten Oberfläche des Puffermediums nächst einem zweiten Werk-
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    stück und Detonierenlassen der Explosivladung zur Beschleunigung des ersten Werkstückes gegen das zweite Werkstück zwecks 'Herstellung der Verbindung, wobei das Puffermedium die Schaffung konzentrierter Belastungen in dem ersten und zweiten Werkstück und zusätzlich eine Verschmutzung der Werkstücke durch Nebenprodukte der Explosion hemmt»
    22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Werkstück metallisch ist und das Formungsverfahren das Absetzen des ersten Werkstückes auf dem Puffermedium durch einen nichtelektrischen Plattierungsvorgang umfaßt.
    23. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Werkstück metallisch ist und der Formvorgang das Absetzen des ersten Werkstückes auf dem Puffermedium durch einen elektrolytischen Plattierungsvorgang umfaßt.
    24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Werkstück metallisch ist und der Formvorgang das nichtelektrische Absetzen eines dünnen Metallmusters auf dem Puffermedium sowie nachfolgendes elektrolytisches Absetzen von zusätzlichem Metall auf dem Muster umfaßt, um dessen Dicke zu steigern und das erste Werkstück zu bilden.
    25» Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstück eine mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehene Baueinheit umfaßt, die mit entsprechenden Bereichen eines zweiten Werkstückes zu verbinden ist i daß eine Ladung aus Explosivmaterial nächst jedem der Anschlußfähnchen der Baueinheit angeordnet und das Explosivmaterial detonieren gelassen wird, um die Anschlußfähnchen mit entsprechenden Bereichen des zweiten Werkstückes zu verbinden.
    26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
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    die Temperatur des Explosivmaterials über dessen kritische Detonationstemperatur angehoben wird»
    27. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Explosivmaterial lichtempfindlich ist und ein Lichtstrahl dem lichtempfindlichen Material mit einer ausreichenden Wellenlänge und Intensität zur Einleitung einer Explosion zugeführt wird ο
    28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl von e<-Teilchen dem Explosivmaterial mit ausreichender Intensität«.zugeführt wird, um eine Explosion einzuleiten.
    29. Verfahren nach Anspruch 25> dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Entladung durch das Explosivmaterial mit einer ausreichenden Intensität geführt wird, um dessen Explosion einzuleiten.
    30. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektronenstrahl auf das Explosivmaterial mit einer ausreichenden Intensität gerichtet wird, um dessen Explosion einzuleiten.
    31. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl einer kollimierten, kohärenten Strahlung eines optischen Masers dem Explosivmaterial zugeführt wird, wobei die Strahlung eine ausreichende Wellenlänge und Intensität aufweist, um die Explosion einzuleiten=
    32. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Kraft dem Explosivmaterial mit ausreichender Intensität zugeführt wird, um dessen Explosion einzuleiten.
    33· Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
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    dem Explosivmaterial eine Druckwelle mit ausreichender Intensität zugeführt wird, um dessen Explosion einzuleiten.
    34. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strahl akustischer Energie dem Explosivmaterial mit einer ausreichenden Wellenlänge und Intensität zugeführt wird, um die Explosion einzuleiten.
    35° Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisches Wechselfeld dem Explosivmaterial mit einer ausreichenden Frequenz und Intensität zugeführt wird, um dessen Explosion einzuleiten.
    36. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselfeld dem Explosivmaterial mit einer ausreichenden Frequenz und Intensität zugeführt wird, um die Explosion einzuleiten.
    37· Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine chemische Atmosphäre zum Reagierenlassen mit dem Explosivmaterial sowie zu der Einleitung von dessen Explosion eingeführt wird.
    38. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine hemmende chemische Atmosphäre um die mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehene Baueinheit aufrechterhalten und zur Einleitung der Explosion des explosiven Materials entfernt wird.
    39· Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Explosivmaterial ein Initialexplosivmaterial ist und daß auf zumindest eine Fläche jedes der zu verbindenden Mikro-Anschlußfähnchen eine Masse aus Initialexplosivmaterial aufgebracht wird, welches die kritische Masse des Initialexplosiv-
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    materials überschreitet.
    40. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein !Eeilvakuum um die mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehene Baueinheit sowie das zweite Werkstück vor dem Detonierenlassen des Explosivmaterials aufrechterhalten wird.
    41. Verfahren nach einem der Ansprüche 25-40, dadurch gekennzeichnet, daß die mit, strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehene Baueinheit ein mit strahlenförmig versehenen Anschlußfähnchen versehener Halbleiter oder eine integrierte Schaltungsbaueinheit ist und daß das Initialexplosivmaterial nicht näher als 0,3 1 und nicht weiter als 0,7 1 v$n aem Körper der Halpl eiterbau einheit aufgebracht wird, wobei 1_ die Jjänge der Wikro-An§chlußfäi^cheg.; darstellt.
    42. Verfahren nach einem der Ansprüche 25-41, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines aus der Gruppe der Mikro-Anschlußfähnchen der mit strahlenförmig' verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit in zumindest einer Oberfläche derselben mit Wellungen versehen wird.
    43. Verfahren nach einem der Ansprüche 25-41, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Andchlußfähnchen in zumindest einer Oberfläche desselben mit Rechteckwellungen versehen wird.
    44. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 - 42, gekennzeichnet durch Ausrichtung zumindest einer mit strahlenförmig verlaufenden Anschlußfähnchen versehenen Baueinheit gegenüber einer Unterlage, Aufbringung eines mit einem Durchtritt versehenen Puffergliedes über die ausgerichtete Baueinheit, wobei das Puf ferglied mehrere auf dessen Oberfläche abgesetzte Explosivladungen aufweist, deren Anordnung den Mikro-Anschlußfähnchen der
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    Baueinheit entspricht, Ausrichten des Puffergliedes gegenüber der Baueinheit, so daß die Gruppe von Explosivladungen über den • Mikro-Anschlußfähnchen angeordnet ist, und Detonierenlassen der Explosivladungen zur Ausübung einer Explosivverbindungskraft durch das Puffer,glied auf die Mikro-Anschlußfähnchen zu deren Verbindung mit entsprechenden Bereichen des Werkstückes»
    45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das Pufferglied transparent ist und der Ausrichtungsvorgang eine optische Ausrichtung der explosiven Ladungen gegenüber den Mikro-Anschlußfähnchen durch das transparente Pufferglied umfaßt.
    46. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 27, gekennzeichnet durch Anbringung des zweiten Werkstückes mit der darauf befindlichen ausgerichteten Baueinheit innerhalb einer Kammer mit zumindest einem durchlässigen Teil und Schaffung eines Teilvakuums in der Kammer zum Absaugen unerwünschter Nebenprodukte der Explosion.
    47. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Werkstück zusammen mit der ausgerichteten Baueinheit auf einem thermisch leitenden Aufnahmeelement angeordnet und über die kritische Detonationstemperatür des Explosivmaterials aufgeheizt wird.
    48. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Werkstück zusammen mit der ausgerichteten Einrichtung innerhalb der Windungen eines Hochfrequenz-Induktionsheizers angeordnet und über die kritische Detonationstemperatur des Explosivmaterials aufgeheizt wird.
    49. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 oder 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstücke, zwischen den Platten eines di-
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    elektrischen Hochfrequenzheizers angeordnet und eine Hochfrequenzspannung an den Platten angelegt wird.
    50. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-49 zur Herstellung eines Kondensators, gekennzeichnet durch Explosivverbindung einer Metallelektrode mit einer Unterlage, Oxidierenlassen der Oberfläche der Elektrode zur darauf erfolgenden Bildung einer dielektrischen Schicht und Explosivverbindung einer metallischen Gegenelektrode mit der dielektrischen Schicht zur Bildung des Kondensators»
    51» Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4-9 zur Herstellung eines Kondensators, gekennzeichnet durch Explosivverbindung einer Metallelektrode mit einer Unterlage, Explosivverbindung eines Dielektrikums mit der Elektrode und Explosiwerbindung einer metallischen Gegenelektrode mit dem Dielektrikum, um auf diese Weise den Kondensator zu bilden»
    52» Verfahren nach einem der Ansprüche 1-49 zur Herstellung eines Kondensators, gekennzeichnet durch Anbringung eines Schichtgebildes mit einer metallischen Elektrode, einem Dielektrikum sowie einer metallischen Gegenelektrode nächst der Oberfläche einer Unterlage und Detonierenlassen einer Explosivladung nächst dem Schichtgebilde zur explosiven Verbindung der Elektrode, des Dielektrikums sowie der Gegenelektrode miteinander sowie mit der Unterlage, um hierbei den Kondensator zu bilden.
    53· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-49 zur Herstellung eines Kondensators, gekennzeichnet durch explosive Verbindung einer Metallelektrode mit einer Unterlage, Bildung einer dielektrischen Schicht auf der Metallelektrode und Bildung einer metallischen Gegenelektrode auf der dielektrischen Schicht, um hierbei den Kondensator zu bilden.
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    Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4-9 zur Herstellung eines Kondensators, gekennzeichnet durch Herstellung einer Metallelektrode auf einer Unterlage, Bildung einer dielektrischen Schicht auf der Unterlage und Exploeiwerbindung einer metallischen Gegenelektrode mit der dielektrischen Schicht, um hierbei den Kondensator zu bilden,
    55· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4-9 zur Herstellung eines Widerstandes, gekennzeichnet durch Herstellung eines Mustergebildes aus Widerstandsmaterial und Explosiwerbindung des Widerstandsmaterials mit einer isolierenden Unterlage»
    56ο Verfahren nach Anspruch 55» gekennzeichnet durch zusätzliche Explosiwerbindung zumindest eines leitenden Kontaktkissens mit dem Mustergebilde aus Widerstandsmaterial.
    57· Verfahren nach Anspruch 55» gekennzeichnet durch Anordnung eines Puffermediums über dem Mustergebilde aus Widerstandsmaterial sowie der Unterlage, wobei das Puffermedium zumindest eine auf einer ersten Flache desselben abgesetzte Explosivladung aufweist»
    58o Verfahren nach Anspruch 57» gekennzeichnet durch Absetzen des dem Widerstand entsprechenden Mustergebildes auf einer zweiten Fläche des Puffermediums.
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