DE2554965A1 - Elektrische kompaktschaltungsanordnung - Google Patents

Elektrische kompaktschaltungsanordnung

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DE2554965A1 DE19752554965 DE2554965A DE2554965A1 DE 2554965 A1 DE2554965 A1 DE 2554965A1 DE 19752554965 DE19752554965 DE 19752554965 DE 2554965 A DE2554965 A DE 2554965A DE 2554965 A1 DE2554965 A1 DE 2554965A1
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Description

böbiingen, den 5. Dezember 1975
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10 504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: MA 974 007
Elektrische Kompaktschaltungsanordnung
Die Erfindung betrifft eine elektrische Kompaktschaltungsanordnung mit Schaltungsplatten, auf denen integrierte Schaltungen enthaltende Halbleiterplättchen angeordnet sind, und die ihrerseits mit einer, Steckerstifte in standardisierter Anordnung aufweisenden Trägerplatte verbunden sind.
Elektrische Kompaktschaltungsanordnungen sind empfindlich (1) gegenüber Verschiedenheiten der thermischen Ausdehnungskoeffizienten (TCE) der Trägerplatte und der darauf befestigten Halbleiterbauelemente, und (2) bezüglich der Zuverlässigkeit im Hinblick darauf, daß (i) mehr als 100 gelötete Verbindungen zwischen einem Bauelement und der Trägerplatte vorhanden sind, und (ii) daß zur Verbindung der integrierten Schaltungen jeweils bestimmte Leitungen, Personalisierung genannt, auf der Trägerplatte angeordnet werden müssen, um Verbindungen zu den Steckerstiften herzustellen. Eine bekannte Lösung des Problems der thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht darin, für die Trägerplatte Materialien auszuwählen, die im wesentlichen denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die darauf angeordneten Halbleiterbauelemente besitzen. Das Problem der Zuverlässigkeit der gelöteten Anschlüsse könnte dadurch gelöst werden, daß die Anzahl der integrierten Halbleiterbauelemente in einer Baueinheit vergrößert wird, und daß die Anzahl der Anschlüsse für jede Baueinheit auf weniger als 100 Anschlüsse begrenzt wird. Dies würde jedoch ein neues Problem dadurch schaffen, daß eine große Anzahl von personalisierten Trägerplatten erforderlich
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wäre, um die verschiedenen Kombinationen der integrierten Schaltungen handhaben zu können. Eine bekannte Lösung des Problems der Personalisierung der einzelnen elektrischen Baueinheiten besteht darin, daß zwischen den integrierten Bauelementen und der Trägerplatte eine Schaltungsplatte angeordnet wird. Bei einer durch die US-Patentschrift 3 588 616 bekannten Anordnung dieser Art besteht eine solche Schaltungsplatte aus Siliziumdioxyd, und bei einer anderen, durch die US-Patentschrift 3 780 352 bekannten Anordnung besteht eine solche Schaltungsplatte aus einer flexiblen, isolierenden Folie. Die bekannten Schaltungsplatten sind jedoch nicht so ausgebildet, daß sie einen Ausgleich zwischen den verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Trägerplatte und der Halbleiterbauelemente ermöglichen. Auch wird das Problem der Zuverlässigkeit der Anschlüsse durch diese Schaltungsplatten nur vergrößert oder auf die Schaltungsplatten übertragen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Kompaktschaltung anzugeben, bei welcher mit Hilfe von Schaltungsplatten einerseits mechanische Spannungen, bedingt durch die verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Trägerplatte und der Halbleiterbauelemente, vermieden werden, und andererseits die durch verschiedene Kombinationen von integrierten Schaltkreisen notwendige Personalisierung der Schaltkreise vereinfacht und zuverlässiger gemacht wird. Dabei soll eine dichtere Packung der Bauelemente und gleichzeitig durch die Begrenzung der Anschlüsse auch eine erhöhte Zuverlässigkeit ermöglicht werden. Mit der Lösung dieser Aufgabe ist zu erwarten, daß die Vorteile der integrierten Schaltungen bei der Anwendung in Datenverarbeitungsanlagen weiter ausgenutzt werden können.
Gemäß der Erfindung wird die genannte Aufgabe bei einer Kompaktschaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Schaltungsplatten aus Halbleiterscheiben gebildet sind, die metallisierte Durchgangsverbindungen und Leiterzüge zur Personalisierung der auf ihnen angeordneten, integrierte Schaltungen enthaltenden Halbleiterplättchen aufweisen, und die mittels metallischer, zugleich als elektrische Anschlüsse dienender Verbindungsstücke durch Lötverbindungen freitragend über der Trägerplatte angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß die Trägerplatte aus einem anorganischen Material mit dem Halbleitermaterial der
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Schaltungsplatten ähnlichem, thermischem Ausdehnungskoeffizienten besteht, und daß die die Schaltungsplatten über der Trägerplatte haltenden Verbindungsstücke bezüglich ihrer Abmessungen derart ausgebildet sind, daß die durch verschiedene thermische Ausdehnung der Schaltungsplatten und der Trägerplatten bedingten mechanischen Spannungen in ihnen absorbiert werden. Die Trägerplatte kann auch aus einem organischen Gießharz gebildet sein, in das metallisches Gewebe eingebettet ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß in den Schaltungsplatten, vorzugsweise in integrierter Bauweise, aktive und passive Halbleiterbauelemente ausgebildet sind, die durch vorzugsweise auf beiden Seiten angeordnete Leiterzüge verbunden sind. Dabei ist es vorteilhaft, daß die die integrierten Schaltungen enthaltenden Halbleiterplättchen auf beiden Seiten der Schaltungsplatten angeordnet und durch Lötverbindungen mit den Schaltungsplatten verbunden sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Anordnung besteht darin, daß die Durchgangsverbindungen der Schaltungsplatten als Aufnahme für die Lötverbindungen der Verbindungsstücke ausgebildet sind. Diese Verbindungsstücke der Trägerplatte mit den Schaltungsplatten können in vorteilhafter Weise aus den Steckerstiften der Trägerplatte gebildet sein. Schließlich können auch auf der Trägerplatte mit den Steckerstiften verbundene Leiterzüge zur Kontaktierung der Verbindungsstücke angeordnet sein.
Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Fig. IA die elektrische Kompaktschaltungsanordnung in schaubildlicher Darstellung,
Fig. 1B einen Querschnitt durch die in Fig. 1A dargestellte Kompaktschaltungs
anordnung unter Verwendung einer Trägerplatte mit Metalleinlage,
Fig. 2A im Querschnitt, eine der Darstellung in Fig. 1B ähnliche Ausführungsform mit gestapelten integrierten Schaltungen,
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Fig. 2B im Querschnitt, eine weitere Ausführungsform mit einer Trägerplatte
mit Metalleinlage,
Fig. 3A im Querschnitt, eine andere Ausführungsform mit einer aus
anorganischem Material bestehenden Trägerplatte,
Fig. 3B eine weitere Ausführungsform mit einer anorganischen Trägerplatte, ebenfalls im Querschnitt,
Fig. 3C im Querschnitt, eine der Darstellung in Fig. 3B ähnliche Ausführungsform mit integrierten Schaltungen auf beiden Seiten der Anscchlußplatten, und
Fig. 4 ein Flußdiagramm für das Verfahren zur Herstellung der Kompakt-
schaltungsanordnung.
In Fig. IA ist mit 20 eine elektrische Kompaktschaltung bezeichnet, die innerhalb eines Gewebes 26 Steckerstifte 24 aufweist (siehe auch Fig. IB). Ein organisches Gießharz 28 umschließt das Gewebe 26 und einem Teil der Steckerstifte 24 und bildet damit eine Trägerplatte 29. Die Steckerstifte sind aus Metall, zum Beispiel aus Kupfer, das durch Lötzinn leicht benetzbar ist. Die freien Enden der Steckerstifte 24 sind so ausgebildet, daß sie mit den üblichen Steckverbindungen für gedruckte Schaltungen zusammenpassen. Die anderen Enden der Steckerstifte sind so ausgebildet, daß darauf eine Halbleiterscheibe befestigt werden kann. Normalerweise enden die Steckerstifte dicht über der Oberfläche der Schicht 28, um das Anbringen von Lötverbindungen 32 zu erleichtern.
Das metallische Gewebe ist aus einem Material hergestellt, das einen sehr niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt. Vorzugsweise ist der thermische Ausdehnungskoeffizient viel niedriger als derjenige des Halbleitermaterials. Im i
- ■■ ι
Falle von Silizium als Halbleiter sollte der thermische Ausdehnungskoeffizient des Gewebes 26 in der Größenordnung von 0-2 χ 10 /2,54 cm/°C sein. Das Gewebe , hat geeignete öffnungen und besitzt eine Dicke von ungefähr 762 .um. Die Anordnung der Steckerstifte in der Trägerplatte ist standardisiert, so daß eine große Anzahl von verschiedenen Halbleiterbauelementen 36 über ein einheitliches Muster angeschlossen werden kann.
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Das organische Gießharz 28 hält das Gewebe und die Anschlußstifte in ihrer jeweiligen Lage fest. Durch das Gießharz wird auch eine elektrische Isolation zwischen den Steckerstiften und dem Gewebe hergestellt. Geeignete Gießharze sind Epoxyd-Harze und Nowolack-Materialien. Ein typischer thermischer Ausdehnungskoeffizient für ein solches Material ist 0,57 χ 10 /cm/°C. Es kann gezeigt werden, daß durch das Gewebe 26 der thermische Ausdehnungskoeffizient des Gießharzes erniedrigt wird und demjenigen des Halbleitermaterials ähnlich gemacht werden kann. Ein typischer Wärmeausdehnungskoeffizient des Halbleitermaterials ist in der Größenordnung von 1,2 χ 10 /cm/°C.
Mit den Steckerstiften 24 ist durch geeignete Verbindungen 32, vorzugsweise Lötverbindungen, eine Schaltungsplatte 30 verbunden. Die Schaltungsplatte 30 besteht aus Halbleitermaterial und enthält eindiffundierte und/oder aufgebrachte Leiterzüge 34, um die auf ihr befestigten, integrierten Bauelemente 36 mit den standardisiert angeordneten Steckerstiften 24 zu verbinden.
Die Leiterzüge auf der oberen Oberfläche der Schaltungsplatte sind durch leitende Durchgangs löcher 38 (Fig. IB) mit Leiterzügen auf der unteren Oberfläche der Schaltungsplatte verbunden, wo sich die Verbindungen 32 zu den Steckerstiften 24 befinden.
Die Leiterzüge 34 der Schaltungsplatte sind in bekannter Weise durch Aufdampfen oder durch Diffusion hergestellt. Die Oberflächen der Schaltungsplatte 30 werden durch eine Isolierschicht 40 (Fig. IB) geschützt, die gewöhnlich aus einem aufgewachsenen, niedergeschlagenen oder anderweitig gebildeten Halbleiteroxyd besteht. Die Durchgangsverbindungen 38 werden in bekannter Weise durch Ätzverfahren, Isolier-und Metallisierungsverfahren hergestellt. Die Durchgangsverbindungen können in der Weise genau hergestellt werden, daß die Halbleiterscheibe von beiden Seiten geätzt und oxydiert wird, und daß danach zur Bildung einer durchgehenden Verbindung von der oberen zu der unteren Oberfläche Metall von beiden Seiten aufgebracht wird. Jede Durchgangsverbindung 38 enthält, wie in Fig. IB dargestellt, eine Metallisierung 41, die gewöhnlich aus Aluminium oder einem ähnlichen Metall besteht. Die Metallisierung 41 kann zur Aufnahme und Kontaktierung der Lötverbindungen 32 dienen. Dazu sind in der Isolierschicht 40 auf der unteren Oberfläche Öffnungen eingebracht. Ähnliche
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Öffnungen befinden sich in der Isolierschicht 40 auf der oberen Fläche der Schaltungsplatte, um die diffundierten Leiterzüge 34 mit Anschlüssen 42 der Halbleiterbauelemente 36 zu kontaktieren. Die Metallisierung wird in den oberen und unteren Öffnungen vor der Bildung der Lötverbindungen aufgebracht. Beispielsweise bestehen die metallisierten Bereiche aus Schichten aus Chrom, Kupfer und Gold und, die Lötverbindungen 32 und 42 bestehen zu 90 % aus Blei und 10 % aus Zinn.
Die Halbleiterbauelemente 36 enthalten ebenfalls Metallisierungen und Lötverbindungen, wie sie im Zusammenhang mit der Schaltungsplatte 30 beschrieben wurden. Die Anzahl der Anschlüsse 42 kann größer als 100 sein bei guter Zuverlässigkeit der Verbindungen, da die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Schaltungsplatte, der Trägerplatte und der Halbleiterbauelemente nahezu gleich sind. Aus den Fign. IA und 1B ist zu ersehen, daß eine große Anzahl von Halbleiterbauelementen 36 auf der Schaltungplatte angeordnet und über die Leiterzüge und Durchgangsverbindungen mit den standardisierten Steckerstiften 24 verbunden werden kann. Die erforderliche Flexibilität zur Personalisierung der Konfiguration der Anschlüsse der Halbleiterbauelemente in bezug auf die Standardanordnung der Steckerstifte 24 wird durch die Schaltungsplatte 30 gewährleistet. Der Zusammenbau und die Belieferung mit den elektrischen Kompaktschaltungsanordnungen 20 wird dadurch erleichtert, daß die Schaltungsplatte den Erfordernissen eines Kunden angepaßt werden kann und danach mit den Halbleiterbauelementen und der Trägerplatte verbunden werden kann, die im Vorrat hergestellt und gelagert werden.
Mit Hilfe der Schaltungsplatte 30 können die integrierten Halbleiterbauelemente auch übereinander gestapelt werden (Fig. 2A). Die Schaltungsplatte 30 enthält aktive Bauelemente 45, von denen ein Anschluß 50 durch den Leiterzug 52 auf der Oberfläche der Isolierschicht 40 mit einem Anschluß 54 des passiven Bauelementes 56 verbunden ist. Durch den Leiterzug 52 wird das passive Bauelement 46 auch mit der Durchgangsverbindung 38 kontaktiert, die eine Verbindung zu Leiterzügen 58 auf der oberen Fläche der Schaltungsplatte herstellt. Die integrierten Halbleiterbauelemente 36, 36' und 36 " sind gestapelt angeordnet. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die aktiven und passiven Bauelemente der integrierten Schaltungen 36, 36' und 36 " nicht dargestellt. Durch die Schaltungsanordnung der Fig. 2A wird (1) die Anzahl der Lötverbindungen reduziert und dadurch die Zuverlässigkeit erhöht, (2) die diffundierten Leiterzüge entsprechend der Darstellung in Fig. IA durch aufgebrachte, metallische Leiterzüge 52 ersetzt, und (3) die dichte Packung der
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Schaltungen und eine verbesserte elektrische Funktionsweise dadurch erreicht, daß aktive und/oder passive Bauelemente auf der Schaltungsplatte angeordnet sind. Durch die höhere Dichte der Anordnung der Schaltungen wird eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit bei Ausführung logischer Operationen bewirkt, die Notwendigkeit, zusätzliche Treiberschaltungen für die logischen Funktionen außerhalb vorzusehen, eliminiert und die Leitungskapazität reduziert.
In einer anderen Ausführungsform entsprechend der Darstellung der Fig. 2B werden eine oder mehrere Halbleiterscheiben 48, die (nicht dargestellte) aktive und passive Bauelemente enthalten, direkt auf den standardisierten Steckerstiften angeordnet mit Hilfe von metallisierten Anschlüssen 42, die mit den im Zusammenhang mit Fig. IA beschriebenen Anschlüssen der Halbleiterplättchen identisch sind. Die aktiven und passiven Bauelemente können auf beiden Seiten der Halbleiterscheiben 48 angeordnet sein. Die Trägerplatte 29 hat denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie die Halbleiterscheiben 48. Dadurch werden mechanische Spannungen an den Anschlüssen 42 auf ein Minium reduziert. Die Verbindungen zwischen den Anschlüssen 42 und den Steckerstiften 24 können direkt sein oder über auf der Trägerplatte aufgebrachte Leiterzüge 49 erfolgen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3A dargestellt. In diesem Beispiel besteht die Trägerplatte 29 aus einem anorganischen Material, zum Beispiel Aluminiunrj trioxyd oder einem ähnlichen Material anstelle des Metallgewebes 26 und des organischen Gießharzes 28, wie es in Fig. 1A beschrieben wurde. Die Steckerstifte 24 sind in die Trägerplatte 29 eingebettet und haben eine Länge, die ungefähr 1,26 cm über die Trägerplatte hinausragt. An ihren Enden ist eine Halbleiterschaltungsplatte 30 oder eine Halbleiterscheibe 48 befestigt. Die Steckerstifte 24 sind mit den Schaltungsplatten30 oder 48 durch die Lötverbindungen 59 verbunden. Zwischen der anorganischen Trägerplatte 29 und der Halbleiterscheibe 48 besteht eine Verschiedenheit der thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Das Material der Trägerplatte hat zum Beispiel einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 2,36 χ 10 /cm/°C, während das Halbleitermaterial einen Koeffizienten von 1,68 χ 10 /cm/°C hat. Durch die Verschiedenheit der thermischen Ausdehnungskoeffizienten entsteht eine mechanische Spannung, durch die eine Ermüdung der Lötverbindungen 59 eintritt. Durch die verlängerten Steckerstifte 24 werden jedoch diese mechanischen Spannungen beseitigt. Die Steckerstifte 24 bestehen aus Kupfer
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oder einem ähnlichen Material, und ihre Längen und Durchmesser sind der Größe der Halbieiterplättchen und der Änderungen der Umgebungstemperatur angepaßt. Normalerweise liegt der Durchmesser der Steckerstifte 24 bei einem Wert zwischen etwa 127 und 254 um. Die in den Steckerstiften erzeugte mechanische Spannung wird in der Trägerplatte 29, in der die Steckerstifte befestigt sind, verteilt. Durch die steckerartige Verbindung zwischen den Steckerstiften 24 und der Halbleiterscheibe 48 wird (a) die mechanische Festigkeit der Verbindungen 59 erhöht und (b) beim Zusammenbau der Halbleiterscheiben mit dem Träger gleichzeitig eine Positionierung vorgenommen. Die Buchsenseite der steckerartigen Verbindung wird auf dieselbe Weise hergestellt wie die vorher beschriebenen Durchgangsverbindungen. Jedoch wird die Öffnung an der Oberseite des HaIbleiterplättchens kleiner geätzt als an der Unterseite, um (1) das Positionieren des Steckerstiftes zu erleichtern und (2) die mechanische Festigkeit der Verbindung zu vergrößern.
Die Steckerstifte 24 können auch direkt mit Anschlüssen 60 eines integrierten Halbleiterbauelementes 61, das mit einer Oxydschicht 40 überzogen ist, verbunden sein (Fig. 3B). Die Anschlüsse 60 sind mit dem Bauelement 61 durch metallische Schichten von Gold 62, Kupfer 64, Chrom 65 und Lötzinn 68, wie im Zusammenhang mit Fig. 2B beschrieben, verbunden. Die Anschlüsse 60 haben dabei vorzugsweise eine Fläche, die kleiner ist als der Querschnitt der Steckerstifte 24 im Übergangsbereich. Typische Verhältnisse sind 1:1 bis 1:1,6 unter Anpassung an die jeweiligen Bereiche. Die in der Trägerplatte 29 befestigten Steckerstifte 24 sind durch Leiterzüge 67, die auf der oberen oder unteren Oberfläche der Trägerplatte beispielsweise durch Siebdruck oder durch Aufdampfen aufgebracht sind, mit anderen in der Trägerplatte befestigten Steckerstiften verbunden. Auch hier absorbieren die aus der Trägerplatte herausragenden Steckerstifte die mechanischen Spannungen, die ihre Ursache in den Differenzen der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleitermaterials und der keramischen Trägerplatte 29 haben.
Bei dem in Fig. 3C dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Schaltungsplatte entsprechend der Fig. 1A mit den Steckerstiften der Ausführungsform entsprechend der Fig. 3A verbunden. Durch den zusätzlichen freien Raum zwischen der Trägerplatte 29 und der Schaltungsplatte 30 können integrierte Halbleiter-
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bauelemente 36 sowohl an der unteren als auch an der oberen Oberfläche der Schaltungsplatte 30 angeordnet werden. Die Bauelemente an der unteren Oberfläche können mit den Anschlüssen mit Hilfe von diffundierten Leiterzügen 34 oder mit (nicht dargestellten) aufgedampften Leiterzügen verbunden werden. Die Durchgangsverbindungen 38 verbinden die Bauelemente 36 an der oberen Oberfläche mit den Steckerstiften 24 ebenfalls durch entweder diffundierte Leiterzüge 34 oder durch (nicht dargestellte) aufgedampfte Leiterzüge, die mit den Durchgangsverbindungen 38 verbunden sind.
Die Herstellung der Kompaktschaltung erfolgt in den in Fig. 4 dargestellten Verfahrenschritten. Im Arbeitsgang 70 wird ein metallisches Gewebe 26 durch Stanzen oder Prägen hergestellt. Das Gewebe hat eine Dicke von ungefähr 762 um. Im Arbeitsgang 72 wird eine Reihe von Steckerstiften 24 hergestellt, entweder durch Ausstanzen aus einer Materialbahn oder durch Extrudieren und Zurechtschneiden. Im Arbeitsgang 74 werden mit Hilfe von bekannten Vorrichtungen die in Reihen angeordneten Steckerstifte 24 in Öffnungen des Gewebes 26 eingesetzt. Danach werden im Arbeitsgang 76 die Steckerstifte und das Gewebe durch Umgießen eingekapselt. Die Stifte können auch schon automatisch durch das Gießharz in ihrer Position befestigt werden, bevor das Umgießen erfolgt. Teile der Steckerstifte 24 bleiben beim Umgießen frei. Danach werden die Enden der Steckerstifte 24, die mit der Schaltungsplatte in Eingriff kommen, geläppt, um eine zur oberen Oberfläche der Trägerplatte parallele Ebene zu erzielen. Die Trägerplatte kann auch, wie im Vorhergehenden beschrieben, aus einem anorganischen Material bestehen. In diesem Falle werden die Steckerstifte in das Material hineingepresst. Die Trägerplatte ist nunmehr fertig, um mit der Schaltungsplatte 30 verbunden zu werden.
Im Arbeitsgang 78 wird eine Halbleiterscheibe als Schaltungsplatte vorbereitet. Die Scheibe wird den üblichen Reinigungs-, Polier- und Ätzprozessen unterworfen zur Herstellung von Oberflächen, in welche durch Diffusion und/oder Aufdampfen Leiter, aktive oder passive Bauelemente gebildet werden können. Im Arbeitsgang 80 wird auf die Halbleiterscheibe eine Isolierschicht 40 aufgebracht. Danach werden die üblichen Planarprozesse verwendet, um diffundierte Leitungen, aktive und passive Bauelemente zu bilden. Ebenso werden die Durchgangsverbindungen hergestellt. Im Arbeitsgang 82 findet die Personalisierung der diffundierten oder aufgedampften Leitungen auf der Halbleiterscheibe entsprechend der
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ausgewählten Kombination der Halbleiterbauelemente statt. Im Arbeitsgang 84 werden die Anschlußleitungen auf der Schaltungsplatte gebildet. Dazu werden Kupfer und Gold in den Öffnungen der Isolierschicht aufgebracht, um Anschlüsse zu den diffundierten Leitungen und anderen Bauelementen der Halbleiterscheibe herzustellen. Schließlich werden hier auch bei den Durchgangsverbindungen, den diffundierten oder aufgedampften Leitungen und den Bauelementen in Abhängigkeit von der elektrischen Funktion die Lötanschlüsse hergestellt.
Die Schaltungsplatte ist jetzt soweit vorbereitet, daß die integrierten Halbleiterbauelemente 36 vor dem Zusammenbau mit der Trägerplatte aufgebracht werden können. Die integrierten Halbleiterbauelemente werden durch die üblichen Verfahren im Arbeitsgang 86 hergestellt. Die Bauelemente können FET- und/oder bipolare aktive Elemente enthalten. Ebenso können in den integrierten Bauelementen Widerstände, Kondensatoren und andere Elemente gebildet werden. Im Arbeitsgang 88 werden die integrierten Bauelemente mit der Schaltungsplatte verbunden unter Verwendung bekannter Lötverfahren. ;
: Die Trägerplatte und die Schaltungsplatte mit den aufgebrachten integrierten I Bauelementen werden im Arbeitsgang 90 zusammengesetzt durch Verfahren, die !auch im Arbeitsgang 88 verwendet wurden. Schließlich wird die Trägerplatte j
mit einem Metallgehäuse umgeben, damit die Schaltungsplatte und die darauf j
angeordneten integrierten Halbleiterbauelemente geschützt sind. Nach dem Testen ; j I
j über die Steckerstifte 24 ist die elektrische Kompaktschaltungsanordnung fertig für !den Gebrauch in einem elektronischen Gerät. Durch die dichte Packung der Schaltungen in der Anordnung kann eine besondere interne Kühlung, zum Beispiel eine
Flüssigkeitskühlung mit Fluorkohlenwasserstoffen, erforderlich sein. Beim Zu-Isammenbau der Anordnung entsprechend den Fign. 3A, 3B und 3C wird in ähni licher Weise verfahren.
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Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Elektrische Kompaktschaltungsanordnung mit Schaltungsplatten, auf denen integrierte Schaltungen enthaltende Halbleiterplättchen angeordnet sind, und die ihrerseits mit einer, Steckerstifte in standardisierter Anordnung aufweisenden Trägerplatte verbunden sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsplatten (30) aus Halbleiterscheiben gebildet sind, die metallisierte Durchgangsverbindungen (38, 41) und Leiterzüge (34) zur Personalisierung der auf ihnen angeordneten, integrierte Schaltungen enthaltenden Halbleiterplättchen (36) aufweisen, und die mittels metallischer, zugleich als elektrische Anschlüsse dienender Verbindungsstücke (24) durch Lötverbindungen (32) freitragend über der Trägerplatte (29) angeordnet sind.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (29) aus einem anorganischen Material mit dem Halbleitermaterial der Schaltungsplatten (30) ähnlichem, thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, und daß die die Schaltungsplatten über der Trägerplatte haltenden Verbindungsstücke (24) bezüglich ihrer Abmessungen derart ausgebildet sind, daß die durch verschiedene thermische Ausdehnung der Schaltungsplatten und der Trägerplatten bedingten mechanischen Spannungen in ihnen absorbiert werden.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (29) aus einem organischen Gießharz (28) gebildet ist, in das ein metallisches Gewebe (26) eingebettet ist.
  4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltungsplatten, vorzugsweise in integrierter Bauweise, aktive und passive Halbleiterbauelemente (z. B. 45, 56) ausgebildet sind, die durch, vorzugsweise auf beiden Seiten angeordnete Leiterzüge (z. B. 52, 58) verbunden sind.
  5. 5. Anordnung nach einem oder mehrenen der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die integrierten Schaltungen enthaltenden HaIb-
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    leiterplättchen (36) auf beiden Seiten der Schaltungsplatten (30) angeordnet und durch Lötverbindungen (42) mit den Schaltungsplatten verbunden sind.
  6. 6. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsverbindungen (38) der Schaltungsplatten als Aufnahme für die Lötverbindungen (59) der Verbindungsstücke (24) ausgebildet sind.
  7. 7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstücke der Trägerplatte mit den Schaltungsplatten aus den Steckerstiften (24) der Trägerplatte gebildet sind.
  8. 8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Trägerplatte mit den Steckerstiften (25) verbundene Leiterzüge (67) zur Kontaktierung der Verbindungsstücke (24) ,
    angeordnet sind. j
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    Leerseite
DE19752554965 1974-12-20 1975-12-06 Elektrische kompaktschaltungsanordnung Granted DE2554965A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE2554965C2 DE2554965C2 (de) 1987-11-12

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