DE2139031A1 - Verfahren zum Zusammenbau integrierter Schaltungen - Google Patents

Verfahren zum Zusammenbau integrierter Schaltungen

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Description

DR. MÜLLER-BORE DIPL-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL-ING. FINSTERWALD DlPL.-ING. GRÄMKOW PATENTANWÄLTE
München, den 4· August 1971 We/B - 0 2387
D1ELECiEROHIQUE Eoute·de Perros-Guirec ·
22-LABlJION, Frankreich
Verfahren zum Zusammenbau integrierter Schaltungen
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Ausrüstung integrierter Schaltungen in der !Elektronik«, Sie betrifft ein Verfahren zum Zusammenbau integrierter Schaltungen, welche einen kleinen Stift aufweisen, dessen Kopf in dem Substrat (Silicium) der integrierten Schaltung eingebettet ist und dessen durchgehender Stift zuglaich zur Speisung mit Gleichstrom und zur Kühlung dient, wobei ein Zusammenbauverfahren geschaffen int, welches zugleich einfach und wirkungsvoll ist» Si© betrifft alle
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Dr. Müller-Bore Dr. Manltz ■ Df. Deufel · Dlpf.-Ing. Finsferwald DipUlng. ©rBmfcow
Braunschwelg, Am Bürgerpark 8 8 München 22, Robert-Koch-Straße t 7 SSuttgart-Bceä Connoiat«, KÄaristoiraSs
Telefon (0531) 73887 Telefon (QB11) 293645, Telex 5-22050 mbpai Telefon (0711) S37261
ORiQiNAL !NSPECTBD
Anwendungen integrierter Schaltungen dieses Typs für die Anordnungen elektronischer Üb ertragung, logischer Schaltungen, usw. und insbesondere solche Schaltungen, welche mit sehr großer Geschwindigkeit arbeiten·
Sie integrierten Schaltungen werden häuf ig in Form eines künen Blockes geliefert· Beispielsweise besitzt ein weit verbreitetes Huster die Form eines Blockes von 6,4- χ 3,8 mm bei einer Höhe von 2 mm , mit sieben Anschlußverbindungen auf jeder Seite, mit einem kleinen Stift aus Kupfer oder eine Kupferlegierung, dessen Kopf in dem Siliciumblock eingebettet ist, und dessen Schaft auf der unteren Seite hervorsteht· Die Bolle dieses Stiftes ist eine doppeltet
1. Ba er mit einem der Pole der Speisebatterie verbunden ist, dient er dazu, die kontinuierliche Speisung der Schaltung zu gewährleisten und
2· er dient dazu, die Kühlung zu bewirken, indem die durch den Betrieb der integrierten Schaltung des Blockes erzeugten Kalorien nach außen abgeführt werden·
Es verbrauchen jedoch bestimmte solcher Schaltungen mehrere hundert Milliwatt, so daß der Stift im allgemeinen zur Kühlung nicht ausreicht· Es ist erforderlich, ihn mit einem !Radiator zu koppeln. Bas allgemeine Problem besteht somit darin, ein Verfahren zum Zusammenbau einer integrierten Schaltung des oben genannten Typs auf einer Karte gedruckter Verbindungen zu schaffen, indem gleichzeitig eine Kopplung mit einem Radiator gewährleistet ist·
Dieses technologische Problem hat zwar Lösungen gefunden,
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■ . ORIGINAL INSPECTED
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jedoch ist keine dieser Lösungen vollständig zufriedenstellend·
Gemäß einer ersten Lösung ist eine Kupferplatte mit einer Stärke von 1 bis 2 mm gegen eine Seite der gedruckten Karte platiert. Die integrierte Schaltung ist auf der entgegengesetzten Seite der Karte montiert, und der Schaft des Stiftes durchdringt die Karte und die Kupferplatte· Der Stift und die Kupferplatte werden in elektrischen und thermischen Kontakt gebracht, und zwar beispielsweise durch Schweißen·
Man sieht sofort, daß dieses Verfahren des Zusammenbaus keine Schweißungen auf der zweiten Seite der gedruckten Schaltung erlaubt. Wie mit Schaltungen, welche mit großer Geschwindigkeit arbeiten, sind wenigstens zwei gedruckte Verbindungsschichten erforderlich, so daß dieses Verfahren erfordert, Vielschichtkarten zu verwenden, welche sehr teuer sind· Das Verfahren ist somit sehr kostspielig.
Andererseits erreicht man keine ausgezeichnete Kühlung , wenn man nicht auf dem Rand der Kupferplatte einen anderen Radiator hinzufügt.
Schließlich bemerkt man ebenso, daß die Genauigkeit der Durchdringung der öffnungen in der Kupferplatte erhöht sein muß, um eine gute Positionierung und eine gute Schweißbarkeit zu erreichen·
Ein zweites Verfahren besteht darin, die integrierte Schaltung in der anderen Richtung anzubringen, wobei der Schaft des Stiftes nach oben hindurchgeht. Da im
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allgemeinen mehrere integrierte Schaltungen auf einer Karte angeordnet sind, wird man eine Kupferplatte mit geeigneten Halteeinrichtungen auf das freie Ende von jedem der Stifte anordnen·
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es nicht ge stattet 9 daß mit voller Sicherheit gute elektrische Kontakte geschaffen werden« Andererseits 1st es auch nicht sicher, daß die Anordnung ihre Eigenschaften über die Zeit behält (Biegung der gedruckten Schaltung, Oxidation, usw.) und bei beliebiger Lage der gedruckten Schaltung·
Außerdem sind die Schaltungen durch die Kupf erplatte abgedeckt, und der Zugang zu den Kontrollpunkten ist schwierig·
Schließlich iäb die Impedanz der Hochfrequenzspeisung der Schaltungen zu hoch, und dies bringt schwerwiegende Nachteile mit sich (IFehlanpassung, Hauechen)·
Es sind noch weitere Verfahren bekannt, bei welchen Zungen oder Fahnen angewandt werden, welche die Stifte mit einander verbinden· In diesem FaIl erfolgt die Abführung der Kalorien mangelhaft· Andererseits profitiert man nicht mehr von der Homogenität der Temperatur, was eine Bauschursache darstellt, welche durch eine kontinuierliche Platte gewährleistet ist· Schließlich ist auch die Impedanz der HP-Speisung in gleicher Weise sehr hoch. · - .
Alle Nachteile der bekannten Zusammenbauverfahren werden in der erfindungsgemäßen Anordnung vermieden, welche im wesentlichen darin besteht, die Kupferplatte, welche als Radiator dient, durch Schrauben in einem Ende von Gewindestützen zu befestigen, deren anderes Ende an eine Seite der Platte gedruckter Schaltungen angeschweißt ist, deren andere
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Seite die integrierten Schaltungen trägt·
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben, in welcher die einzige Figur im Schnitt eine erfindungsgemäße Ausrüstung integrierter Schaltungen darstellt»
Integrierte Schaltungen wie 1, welche einen Stift aufweisen, dessen Schaft bei 2 au sehen ist, sind auf einer Fläche 3* einer Karte gedruckter Schaltungen verbunden und befestigt. Bei 4 ist der Schnitt einer Verbindungsspur unter vielen zu sehen. Eine von Bohrungen wie 6 durchdrungene Kupf erplatte 5 ist durch Schrauben wie 7 an einem Ende von mit Gewinde versehenen Stützen wie δ befestigt, deren anderes Ende an der anderen Seite 3" der Karte 3 angeschweißt ist. Man sieht bei 9 eine Schweißnaht, welche den Schaft eines Stiftes 2 umgibt.
Meistens ist der negative Pol -U an die elektrische Anordnung "Platte-Stützen-Stifte11 angeschlossen.
Das erfindungsgemäße Zusammenbauverfahren weist folgende Vorteile aufs
a) es gewährleistet eine elektrische Speisung mit hoher Leitfähigkeit aller integrierter Schaltungen aufgrund des guten Kontaktes zwischen den «5»2 Volt und den Stiften. -
b) Es gewährleistet eine gute Abführung der Kalorien,
da der Wärmewiderstand gering ist und die Strahlungsoberfläcäie unter gut@n Bedingungen angewandt wird»
c) Aufgrund d©e Vorhandenseins der Schweißnaht (9)?
x-jelea© als TerbiadirngsscMcht di@ats d±@ la bezug auf di© aader© Ai&imft d@r Speisung einen,
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HF-Widerstand aufweist, ist die Bedingung des geringen Speisewiderstandes beachtet·
d) Es gestattet die normale Anwendung gedruckter Schaltungen, und zwar entweder doppelseitig oder vielschichtig·
e) Es gewährleistet eine optimale trennung thermischer und elektronischerParameter·
f) Es gestattet einen leichten und sicheren. Aufbau einer fehlerhaften Schaltung·
g) Es läßt große Soleranzen auf den. !Durchdringungsseiten zu und ist aufgrund dieser Tatsache wenig kostspielig·
h) Es weist eine große mechanische Starrheit der Anordnung auf.
i) Durch Vereinheitlichung der Temperatur aller integrierter Schaltungen verbessert es die Bauschunempfindlichkeit der Anordnung·
- Patentansprüche -
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Claims (1)

  1. Pat ent ansprüche
    Verfahren zum Zusammenbau integrierter Schaltungen, welche einen Kühl stift auf einer Platte gedruckter Schaltungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Schaltungen (1) ax£ einer Sei-fee/einer Karte gedruckter Schaltungen (3)~ befestigt und verbunden sind, daß die Schäfte (2) der Stifte durch Bohrungen (6) hindurchgehen, welche durch die Kart© (3) hindurchgefühlt sind, daß metallische Stützen ein Ende durch Sohweißung mit der anderen Seite (3M) der Karte gedruckter Schaltungen (3) verbisMea haöeü^ daß di© SchweiSung eine Schweißnaht (9) bildets weleiie wenigstens einen benachbarten Stiftsehaft (2) nsa^,bt und daß auf den anderen mit dewiiää.© -T©sg©k©a,©a der Stützen oäa© Smpfesplatt© ®ü®% .elm Siem'ent rals ^s^ULutQS M©at iwä, äm^ch Seteauben (7) befestigt ist.
    2· Integrierte Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie gemäß dem ¥©rfahren nach Anspruch 1 ausgerüstet ist«,
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    L e e ns e ί t e
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