DE2633086A1 - CONNECTION FRAME FOR ELECTRONIC CIRCUITS - Google Patents
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Description
Post Office Box 1035 München, 19. Juli 197SPost Office Box 1035 Munich, July 19, 197 p
Toledo, Ohio 43666, USA Anwaltsakte: M-3950 Toledo, Ohio 43666, USA Legal File : M-3950
Anschlußrahmen für elektronische SchaltkreiseLead frames for electronic circuits
Die Erfhdung betrifft einen Anschlußrahmen für elektronische Schaltkreise, insbesondere einen Anschlußrahmen für einen "readonly11 -Speicher (ROM, - nur zur Ablesung bestimmter Speicher), der elektronisch programmiert ist und eine bestimmte logische Funktion ausführt. ROMs bewahren eine sich nicht verändernde Information auf, beispielsweise Regelfolgen für datenverarbeitende Einheiten, Tabellen von Konstanten, Translatoren von Codes und ähnliches. Gelegentlich speichern die ROMs Programme, die denjenigen ähnlich sind, die üblicherweise im Hauptspeicher gehalten werden, die aber niemals absichtlich geändert werden. Wenn der ROM einmal mit der erwünschten logischen Punktion programmier^ ist, ist er vor einen zufälligen Veränderung geschützt.The invention relates to a lead frame for electronic circuits, in particular a lead frame for a "readonly 11 memory (ROM, - only for reading certain memory), which is programmed electronically and performs a certain logical function. ROMs store information that does not change, for example, rule sequences for data processing units, tables of constants, translators of codes and the like. Occasionally the ROMs store programs which are similar to those which are usually kept in main memory but which are never intentionally changed programming ^ it is protected from accidental changes.
Bei der Herstellung von ROMs ist es häufig notwendig, den Speiche}:When making ROMs it is often necessary to use the spoke}:
mehrere male erneut zu programmieren, um die für die jeweiligeseveral times to reprogram the for the respective
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Verwendung erforderliche/ genaue logische Funktion zu erzielen.
Dieser Programmiervorgang geschieht dadurch, daß der Schaltkreis j
elektronisch adressiert wird und dann der fehlerhafte logische jUse required / exact logical function to achieve.
This programming process takes place in that the circuit j is electronically addressed and then the faulty logic j
Schaltkreis gelöscht wird, indem er einer Ultraviolettstrahlung jCircuit is erased by exposing it to ultraviolet radiation j
i ausgesetzt wird. Dieses Verfahren ist bekannt (vgl. den Artikel ji is exposed. This procedure is known (see article j
mit dem Titel "Programmable ROM" von Gerald Luecke, Jack P.Mize, Ientitled "Programmable ROM" by Gerald Luecke, Jack P.Mize, I
i und William N. Carr, Texas Instruments, Electronic Series, ; McGraw-Hill, 1973, Seiten 168-173); es bildet keinen Teil der ; vorliegenden Erfindung. ' i and William N. Carr, Texas Instruments, Electronic Series ; McGraw-Hill, 1973, pp. 168-173); it does not form part of the; present invention. '
j Zur Programmierung des ROM werden elektronische Programmierim- : j pulse an das Speicherelement gelegt, wobei die Datenbits alsj electronic Programmierim- be to program the ROM: pulse j applied to the memory element, wherein the data bits as
Ladungen in Speicherzellen gespeichert werden. Um den ROM löschbar zu machen, besitzt die Kammer, welche den Schaltkreis enthält, ein Fenster, das für Ultraviolettstrahlung transparent ist. AufCharges are stored in memory cells. To make the ROM erasable To make it, the chamber containing the circuit has a window which is transparent to ultraviolet radiation. on
■■
; diese Weise kann der Programmierer das Element einer hoch intensiven, kurzwelligen Ultraviolettstrahlung aussetzen. Dadurch werden die Daten innerhalb von Minuten gelöscht. ; in this way the programmer can remove the element of a highly intensive, expose short-wave ultraviolet radiation. This will delete the data within minutes.
Solche ROM-Speicher sind wohl bekannt und beispielsweise in den
Artikeln "Programmable ROM" von Gerald Luecke, Jack P. Mize und
William N. Carr, Texas Instruments, Electronic Series, McGraw-Hiljl,
1973, Seiten 168-173; "Densest Erasable ROM has 8-k Bits" von
Bernard CoIe, Electronics, 3.April 1975, Seite 117; "What Are
These Things Calles ROMs?" von J.J.McDowell, Electronics in
Industry, März 1975, Seiten 16-20; in den Artikeln in Electronics), 2. August 1973 "Down Memory Lane", Seite 77; "Addressing andSuch ROM memories are well known and are, for example, in US Pat
Articles "Programmable ROM" by Gerald Luecke, Jack P. Mize and
William N. Carr, Texas Instruments, Electronic Series, McGraw-Hiljl, 1973, pp. 168-173; "Densest Erasable ROM has 8-k Bits" by
Bernard CoIe, Electronics, Apr 3, 1975, p. 117; "What Are
These Things Calles ROMs? "By JJMcDowell, Electronics in
Industry, March 1975, pp. 16-20; in the articles in Electronics), Aug. 2, 1973, "Down Memory Lane", page 77; "Addressing and
Transfer", Seite 77; "Three Read-only Variations", Seite 79;
und dem Special Report, Seite 80, beschrieben. _3_Transfer ", page 77;" Three Read-only Variations ", page 79;
and the Special Report, page 80. _3_
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In der Vergangenheit war es zur Erzielung dieser Ergebnisse allgemeine Praxis, den Anschlußrahmen für den ROM-Speicher mit einem Quarzfenster zu versehen. Quarzfenster sind zwar für viele Anwendungsfälle geeignet; es treten jedoch ernsthafte HerstellungsT Probleme auf, wenn eine spannungsfreie Dichtung zwischen dem Quarzfenster (das einen thermischen Expansionskoeffizient von ungefähr 5x10 /0C (0-3000C) besitzt) und dem keramischen Träger erzielt werden soll. Der letztere besteht üblicherweise aus Aluminiumoxyd einer elektronischen Gütestufe mit einem thermischen Expansionskoeffizient im Bereich von ungefähr 50-90x10 /0C (0-300°C) je nach der Art des Alumniumoxyds. Dementsprechend bilden sich SpannungsSprünge oder andere mechanische Defekte oder Fehler häufig in der Dichtung aus, wenn der Betrieb bei veränderlichen Umgebungstemperaturen erfolgt. Wenn einmal Dichtungssprünge oder -fehler aufgetreten sind, kann Feuchtigkeit aus der Umgebung das Speicherelement berühren; dadurch wird das Gerät für die weitere Verwendung unbrauchbar.In the past, it has been common practice to provide the leadframe for the ROM memory with a quartz window to achieve these results. Quartz windows are suitable for many applications; however, serious manufacturing problems arise if a stress-free seal is to be achieved between the quartz window (which has a thermal expansion coefficient of about 5x10 / 0 C (0-300 0 C)) and the ceramic substrate. The latter usually consists of an electronic grade aluminum oxide with a coefficient of thermal expansion in the range of approximately 50-90x10 / 0 C (0-300 ° C) depending on the type of aluminum oxide. Accordingly, stress cracks or other mechanical defects or faults often form in the seal when it is operated at variable ambient temperatures. Once the seal has cracked or failed, moisture from the environment can touch the storage element; this makes the device unusable for further use.
Ein weiterer Nachteil von Quarz besteht darin, daß Quarz-Fenster mit optischer Güte und geeigneter Geometrie aufgrund der schweren Schmelzbarkeit von Quarznicht leicht herzustellen sind.Another disadvantage of quartz is that it has quartz windows with optical quality and suitable geometry are not easy to manufacture due to the difficult fusibility of quartz.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Anschlußrahmen für ROMs zu schaffen, welcher ein Fenster besitzt, das für Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 2250 und 3500 Angstrom transparent ist, das leicht herzustellen ist und das leicht gegenüber einem keramischen Träger abgedichtet werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a lead frame for ROMs, which has a window that allows radiation in the wavelength range between 2250 and 3500 Angstroms is transparent, which is easy to manufacture and which can be easily sealed against a ceramic carrier.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 9 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen erläutert. ;This object is achieved by that described in claims 1 and 9 Invention solved. Advantageous further developments are explained in the dependent claims. ;
Die Zusammensetzungen, die Verwendung finden, besitzen einen thermischen Expansionskoeffizient im Bereich zwischen 65 und 90x10 / C (0-300 C). Er kann gewisermaßen maßgeschneidert werden, indem die Verhältnisse der Einzelbestandteile so eingestellt werden, daß der thermische Expansionskoeffizient des Materials (beispielsweise des keramischen Trägers) angenähert wird, mit dem die Fenster dicht verbunden werden sollen. Was noch wichtiger ist: dünne Fenster (beispielsweise mit einer Dicke zwischen 20 und 100 mil, entsprechen 500 und 2500 ,m ) aus diesen Zusammensetzungen lassen 30%, vorzugsweise 50% der einfallenden Strahlung bei 2500 Ä durch. Dies ist ein wichtiges Verhältnis, da sich herausgestellt hat, daß das Speicherelement wirksam gelöscht werden kann, wenn Fenster mit diesen Charakteristiken verwendet werden. Dies geschieht dann mit einer Ultraviolettquelle, die Strahlung mit einer dominanten Wellenlänge von 2500 S emittiert.The compositions that are used have one thermal expansion coefficient in the range between 65 and 90x10 / C (0-300 C). In a sense, it can be tailor-made, by adjusting the proportions of the individual components so that the coefficient of thermal expansion of the Material (for example, the ceramic carrier) is approximated with which the windows are to be tightly connected. What Even more important: thin windows (for example with a thickness between 20 and 100 mil, corresponding to 500 and 2500 m) from these compositions transmit 30%, preferably 50% of the incident radiation at 2500 Å. This is an important one Ratio, as it has been found that the memory element can be effectively erased if windows with these Characteristics are used. This is then done with an ultraviolet source, the radiation with a dominant one Wavelength of 2500 S emitted.
Oxyde, die minimalisiert werden sollten und vorzugsweise überhaupt nicht vorliegen sollten, sind diejenigen von Eisen, Titan, Uran, Germanium, Kupfer, Silber, Gold, Vanadium, Tantal, Chrom, Wolfram, Platin, Wismut, Blei und anderer seltener Erden und Übergangsmetalle, die Ultraviolett absorbieren. Eisen und Titan ■ sind verbreitete Verunreinigungen in den Glasausgangsstoffen; -diese Glasausgangsstoffe sollten so gewählt werden, daß die 'Oxides that should be minimized, and preferably not present at all, are those of iron, titanium, uranium, germanium, copper, silver, gold, vanadium, tantalum, chromium, tungsten, platinum, bismuth, lead and other rare earths and transition metals, that absorb ultraviolet. Iron and titanium are ■ common impurities in glass raw materials; - These glass starting materials should be chosen so that the '
ΘΟ98ββ/ 1 ΟδΟΘΟ98ββ / 1 ΟδΟ
sich ergebende Glaszusammensetzung eine kombinierte Eisenoxyd- und Titanoxydkonzentration unterhalb von ungefähr 100 ppm besitzt. The resulting glass composition has a combined iron oxide and titanium oxide concentration below about 100 ppm.
Es ist nicht notwendig, daß die Fenster im sichtbaren Bereich, (d.h.zwischen 4000 und 7000 Ä) transparent sind, wenn nur ihre Transmission bei 2500 R mindestens ungefähr 30 % beträgt. In dieser Hinsicht können die Fenster also für das Auge transparent, durchscheinend oder undurchsichtig sein; in einigen Fällen könner sie auch farbig aussehen. Bestimmte Oxyde, beispielsweise Kobaltoxyd und Nickeloxyd können die Transmission im ultravioletten Bereich verbessern, indem sie vorliegendes Eisen in den Zustand Fe umwandeln, der weniger ultraviolette Strahlung absorbiert als der ,Zustand Fe . {vgl. hierzu die Schrift "Coloured Glasse^" von W.A.Weyl, Dawson, London, 1959) .It is not necessary that the windows in the visible range (i.e. between 4000 and 7000 Å) be transparent, if only theirs Transmission at 2500 R is at least approximately 30%. In this respect, the windows can be transparent to the eye, be translucent or opaque; in some cases they can also look colored. Certain oxides, such as cobalt oxide and nickel oxide can improve transmission in the ultraviolet range by changing the iron present in the state Convert Fe, which absorbs less ultraviolet radiation than the state Fe. {see. on this the font "Colored Glasse ^" by W.A. Weyl, Dawson, London, 1959).
Selbstverständlich wurden im Ultravioletten durchlässige Gläser bereits in der Vergangenheit hergestellt. Hierzu wird auf die US-Patente 2 719 932, 3 150 281, 2 561 325, 2 895 839, 2 001 504,Of course, glasses that were transparent to the ultraviolet became already made in the past. For this purpose, reference is made to US patents 2,719,932, 3,150,281, 2,561,325, 2,895,839, 2,001,504,
1 971 309, 1 964 321, 2 116 742, 2 152 988, 2 152 994, 2 177 728,1 971 309, 1 964 321, 2 116 742, 2 152 988, 2 152 994, 2 177 728,
2 200 958, 2 212 879, 1 779 176, 2 272 992, 1 774 854, 2 693 422,2,200,958, 2,212,879, 1,779,176, 2,272,992, 1,774,854, 2,693,422,
1 830 904, 2 505 001, 2 087 762, 2 423 128, 2 100 391, 3 677 778,1 830 904, 2 505 001, 2 087 762, 2 423 128, 2 100 391, 3 677 778,
3 671 380, 2 569 793, 2 757 305, 2 240 327, 2 433 928, 2 056 627,3 671 380, 2 569 793, 2 757 305, 2 240 327, 2 433 928, 2 056 627,
2 031 958, 2 077 481, 1 886 280, 2 107 935, 3 496 401, 2 398 2 382 056, 1 830 903, 2 904 713 und 1 830 902 verwiesen. Allerdings offenbart keines dieser Patente die besonderen und außergewöhnlichen Vorteile, die durch die Verwendung des Soda-Kalk-Siliziumdioxyd-Fensters im Anschlußrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung erz ielt werden£ oder legt_diese nahe ^ __r_6r2 031 958, 2 077 481, 1 886 280, 2 107 935, 3 496 401, 2 398 2 382 056, 1 830 903, 2 904 713 and 1 830 902. However, none of these patents disclose the particular and unusual advantages of the present invention will be IELT ore by the use of the soda-lime-silica window in the lead frame according £ or near legt_diese ^ __r_6r
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; die Fign. 1 und 2 zeigen perspektivische Explosionsansichten von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Anschlußrahmens.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing; the FIGS. 1 and 2 show exploded perspective views of embodiments of the lead frame according to the invention.
Die Bezugszahl 10 in der Zeichnung kennzeichnet einen elektrisch isolierenden keramischen Träger, der aus Siliziumoxyd, Zirkonoxyd, Berylliumoxyd oder Aluminiumoxyd bestehen kann. Aluminium-The reference number 10 in the drawing denotes an electrically insulating ceramic carrier made of silicon oxide, zirconium oxide, Beryllium oxide or aluminum oxide can exist. Aluminum-
oxyd wird allerdings vorgezogen, da es wenig kostet und in Quali-jOxyd is preferred, however, because it costs little and is of high quality
tätsstufen erhältich ist, die sich für elektronische Verwendungszwecke eignen. Diese elektronischen Gütestufen von Aluminium- j oxyd besitzen einen thermischen Expansionskoeffizientenim Bereich! zwischen 50 und 9Ox1O~7/°C (O bis 3000C); sie liegen überlicher-levels that are suitable for electronic use are available. These electronic grades of aluminum oxide have a coefficient of thermal expansion in the range! between 50 and 90x1O ~ 7 / ° C (0 to 300 0 C); they are lying on top
_ I_ I
weise im Bereich zwischen 60 und 70x10 / C. Die Gesamtabmessun- ! wise in the range between 60 and 70x10 / C. The overall dimensions !
gen dieser keramischen Träger können in großem umfang variieren; !These ceramic supports can vary widely; !
typisch ist eine Länge von ungefähr einem Zoll (etwa 2,5 cm) bei |typical is about an inch (about 2.5 cm) in length at |
einer Breite von 1/2 Zoll (etwa 1,3 cm) und einer Dicke von unge-l1/2 inch wide and about 1.3 cm thick
fähr 1/10 Zoll (etwa 0,25 cm). Iabout 1/10 of an inch (about 0.25 cm). I.
Im Träger 10 ist zentral ein Hohlraum 10a angeordnet. Der Hohlraum 10a erstreckt sich nur ungefähr zur Hälfte oder Dreiviertel über den keramischen Träger; er bildet dabei einen Hohlraumboden 10b. In einem typischen Falle besitzt der Hohlraum eine Abmessung von ungefähr 1/4 Zoll (etwa 0,6 cm) im Quadrat und ist zentral im keramischen Träger angeordnet, wie gezeigt.A cavity 10a is arranged centrally in the carrier 10. The cavity 10a extends only approximately half or three quarters over the ceramic carrier; it forms a cavity floor 10b. In a typical case, the cavity is about 1/4 inch (about 0.6 cm) square and central arranged in the ceramic carrier as shown.
Auf dem Boden 10b des Hohlraums 10a .ist das durch ultraviolettes Licht löschbare , programmierbare Speicherelement 11 angebracht,On the bottom 10b of the cavity 10a. That is by ultraviolet Light-erasable, programmable memory element 11 attached,
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das aus einem Siliziumhalbleiter so hergestellt ist, wie es in dem oben erwähnten Artikel "Programmable ROM" beschrieben ist. , Dieses Element ist bekannt und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung als solches.which is made of a silicon semiconductor as described in the above-mentioned article "Programmable ROM". , This element is known and does not form part of the present invention as such.
In den keramischen Träger 10 sind außerdem mehrere elektrische Leiter 12 eingebettet, die durch ihn verlaufen und mit dem Element 11 über Zuführungsdrähte 13 verbunden sind. Dies ist allgemeine Praxis. Zum Zwecke der Illustration sind nur sechs Leiter dargestellt; bei handelsüblichen Vorridhtungen sind sehr viel mehr vorhanden. Die elektrischen Leiter 12 führen das Programmier signal und dienen zur nachfolgenden Verbindung mit dem Computer oder für andere Verwendungszwecke. Um die Kanten des Hohlraums 10a herum auf dem keramischen Träger 10 ist eine Dicht-j schicht 15 angebracht; dabei kann es sich um eine anorganischeIn the ceramic carrier 10, a plurality of electrical conductors 12 are also embedded, which run through it and with the Element 11 are connected via lead wires 13. This is common practice. For purposes of illustration there are only six Head shown; with commercial Vorridhtungen there are many more. The electrical conductors 12 carry out the programming signal and are used for subsequent connection to the computer or for other purposes. Around the edges of the Cavity 10a around on the ceramic carrier 10 is a seal-j layer 15 attached; this can be an inorganic one
Dichtung, beispielsweise ein Blei-Borat-Lötglas handeln, wie es im US-Patent 3 778 242 oder in der US-Patentanmeldung, Serial Number 493 091 vom 30.7.1974 beschrieben ist. Es kann sich auch um eine organische Dichtung handeln, beispielsweise um ein Epoxyd harz (beispielsweise die Glycidyl-Äther von Bisphenol A, vernetzt mit Polyaminen, wie dies in Kapitel 8 "Technology of Manufacture: Synthetic Condensation Products" im Buch BdLymer & Resins von Brage Golding, Seiten 242 bis 273, 1959, oder im Kapitel 2 "Synthesis of Glycidyl-Type Epoxy Resins" im Handbook of Epoxy Resins von Henry Lee und Kris Neville, Seiten 2-1 bis 2-33, 1967, beschrieben ist.Gasket, for example a lead-borate solder glass, as described in US Pat. No. 3,778,242 or in US patent application Ser Number 493 091 of July 30, 1974. It can also be an organic seal, for example an epoxy resin (for example the glycidyl ethers of bisphenol A, cross-linked with polyamines, as described in Chapter 8 "Technology of Manufacture: Synthetic Condensation Products" in the book BdLymer & Resins von Brage Golding, pages 242 to 273, 1959, or in Chapter 2 "Synthesis of Glycidyl-Type Epoxy Resins" in the Handbook of Epoxy Resins by Henry Lee and Kris Neville, pp. 2-1 to 2-33, 1967.
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Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist die Dichtschicht 15 so ange- jAs can be seen from FIG. 1, the sealing layer 15 is arranged in this way
ordnet, daß sie ein ultraviolett-durchlässiges Glasfenster 16 - i am keramischen Träger 10 in einer Lage abdichtet, in der das \ arranges that it seals an ultraviolet-permeable glass window 16 - i on the ceramic support 10 in a position in which the \
Fenster über dem Hohlraum 10a liegt. Das Fenster 16 besitzt -\ Längen- und Breitenabmessungen, die geringfügig größer sind als der Hohlraum 10a. Auf diese Weise liegt es über dem Hohlraum 10a, : wie dies durch die Pfeile in Fig. 1 gezeigt ist. Bei der in Fig.1 gezeigten Ausfuhrungsform kann die Dichtschicht 15 als Muster aufgebracht werden, welches der Dichtzone nahe den Kanten des Fensters 16 entspricht; sie wird nachfolgend durch Schmelzen mit dem keramisehen Träger 10 dicht verbunden. Alternativ dazu kann die Dicht- j schicht 15 als Muster aufgetragen werden, welches der Dichtfläche \ auf dem keramischen Träger entspricht, und nachfolgend durch Schmelzen mit dem Fenster 16 dicht verbunden werden. Es kann auch eine dünne Schicht aus Dichtungsmittel auf den entsprechenden Flächen des Fensters und des keramischen Trägers aufgebracht werden.Window is above the cavity 10a. The window 16 has - \ length and width dimensions that are slightly larger than the cavity 10a. In this way it lies over the cavity 10a: as shown by the arrows in FIG. In the embodiment shown in Figure 1, the sealing layer 15 can be applied as a pattern which corresponds to the sealing zone near the edges of the window 16; it is subsequently tightly connected to the ceramic carrier 10 by melting. Alternatively, the sealing layer 15 j plotted as a pattern which corresponds to the sealing surface \ on the ceramic support, and subsequently sealed by melting with the window 16th A thin layer of sealant can also be applied to the respective surfaces of the window and ceramic substrate.
Die Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, wird in der Praxiä bevorzugt. Hier ist das Fenster direkt über eine Lötglasdichtung gegenüber dem keramischen Träger abgedichtet. Dies ist sowohl vom Standpunkt der mechanischen Stabilität als auch der hermetischen Dichtung von Vorteil.The embodiment shown in Fig. 1 is in practice preferred. Here the window is sealed directly from the ceramic carrier by means of a solder glass seal. This is both advantageous from the standpoint of mechanical stability as well as hermetic sealing.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform ähnelt in der Bauweise der Ausführungsform nach Fig. 1 mit der Ausnahme, daß eine Metallflachdichtung 14 zwischen Dichtschicht 15 und Träger 10 gelegt ist. Entsprechende Teile in den Fign. 1 und 2 sind mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. -9-The embodiment shown in Fig. 2 is similar in construction to the embodiment of Fig. 1 with the exception that a metal flat gasket 14 is placed between sealing layer 15 and carrier 10. Corresponding parts in FIGS. 1 and 2 are the same Marked with reference symbols. -9-
I098ÖS/108QI098ÖS / 108Q
Die Metallflachdichtung 14 in Fig. 2 wird haftend am keramischen Träger befestigt. Die Flachdichtung 14 ist aus Gold, Silber, Kovar oder einem anderen inerten Metall oder einer anderen inerten Legierung; sie dient als Zwischendichtflache zur Verbindung des Fensters mit dem keramischen Träger. Die Flachdichtung 14 ist ein wahlweises Merkmal; bei vielen Anwendungsgebieten liegt sie nicht vor; dann wird das Fenster direkt auf den keramischen Träger mit Lötglas oder einem anderen geeigneten Dichtmittel aufgedichtet. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, besitzt die wahlweise Flachdichtung 14 eine öffnung, welche den Außendimensionen des Hohlraums 10a entspricht und auf diesen ausgerichtet ist.The metal gasket 14 in Fig. 2 is adhered to the ceramic Carrier attached. The flat seal 14 is made of gold, silver, Kovar or another inert metal or another inert Alloy; it serves as an intermediate sealing surface for the connection of the window with the ceramic support. The gasket 14 is an optional feature; in many areas of application it is not available; then the window is attached directly to the ceramic substrate with solder glass or some other suitable sealant put up. As shown in the drawing, the optional flat seal 14 has an opening which has the outer dimensions of the cavity 10a corresponds to and is aligned with this.
Die Metallflachdichtung 14 kann auch die Form einer dünnen Schicht (beispielsweise bis zu einigen mil, entsprechend einigen -zig .u) eines inerten Metalls besitzen, beispielsweise aus Gold oder Silber, die im Vakuum auf den keramischen Träger 10 oder auf das Glasfenster 16 aufgedampft, durch Siebdruck aufgebracht, chemisch aus dem Dampf niedergeschlagen oder sonstwie aufgebracht wurde.The metal gasket 14 can also be in the form of a thin layer (for example up to a few mils, corresponding to a few -zig .u) have an inert metal, for example gold or silver, which in a vacuum on the ceramic carrier 10 or evaporated onto the glass window 16, applied by screen printing, chemically deposited from the steam or applied in some other way became.
Die Zusammensetzung des Blei-Borat-Lötglases (einschließlich Blei-Zink-Borat) das verwendet wird, bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung; es kann sich dabei um ein herkömmliches Lötglas handeln, wie es in der US-Patentschrift 3 778 242 beschrieben ist. Es kann dabei so ausgewählt oder abgewandelt werden, daß kompaktible Schmelz-Dichteigenschaften erzielt werden. Die Teilchengröße des Blei-Borat-Lötglases ist nichtThe composition of the lead borate solder glass (including Lead zinc borate used does not form part of the present invention; it can be a conventional one Solder glass as described in U.S. Patent 3,778,242. It can be selected or modified that compactable melt-sealing properties are achieved. The particle size of the lead borate soldering glass is not
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besonders kritisch bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung. Jede herkömmliche Verteilung der Teilchengröße kann verwendet werden, wie sie beispielsweise im US-Patent 3 778 242 beschrieben ist. Solche Blei-Borat-Lötglase besitzen üblicherweise thermisch^particularly critical in the practice of the present invention. Any conventional particle size distribution can be used as described, for example, in U.S. Patent 3,778,242. Such lead-borate solder glasses usually have thermal ^
Kontraktionskoeffizienten von ungefähr 80 bis 110x10~ /°C über j den Temperaturbereich zwischen der Dichttemperatur und Zimmer- j temperatur. Die Expansionskoeffizienten können durch die Ver- ί wendung eines Füllstoffes so modifiziert werden, daß sie die Expansionskoeffizxenten des Fensters und des dagegen abzudichtenden keramischen Trägers noch besser annähern. Solche Gläser werden bekanntermaßen zur Herstellung von Glasdichtungen, Glas-Keramik- oder semikristallinen Dichtungen verwendet. Bereiche der Zusammensetzung in Gewichtsprozent werden nachfolgend angegeben; der Gesamtgehalt aller Oxyde beträgt 100%.Contraction coefficients from about 80 to 110x10 ~ / ° C above j the temperature range between the sealing temperature and the room temperature. The expansion coefficients can be given by the ί Use of a filler can be modified so that they approximate the expansion coefficients of the window and the ceramic carrier to be sealed against it even better. Such glasses will be known to be used for the production of glass seals, glass-ceramic or semi-crystalline seals. Areas the composition in percent by weight are given below; the total content of all oxides is 100%.
Es können auch andere, herkömmliche Oxyde,die bei der Glasherstellung Verwendung finden, beispielsweise CaO, CuO, Bi3O3, Na_0, K3O, Li3O, CdO und Fe3O3 enthalten sein. In vielen Fällen sollten diese Bestandteile jedoch nicht verwendet werden; vielmehr sollten solche Zusammensetzungen Verwendung finden, die im wesent- It can also contain other conventional oxides that are used in glass production, for example CaO, CuO, Bi 3 O 3 , Na_O, K 3 O, Li 3 O, CdO and Fe 3 O 3 . In many cases, however, these ingredients should not be used; rather, such compositions should be used which essentially
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lichen aus den oben angeführten Bestandteilen bestehen. Die Trans missionscharakteristik des Lötglases im Ultravioletten spielt dabei keine Rolle.consist of the components listed above. The transmission characteristic of the soldering glass in the ultraviolet plays a role here not matter.
In einigen Fällen werden schwer schmelzbare Füllstoffe verwendet, um den Expansionskoeffizienten und die Schmelzeigenschaften einzustellen. Jedes wohlbekannte Material, synthetisch oder natürlich, das dem Fachmann bekannt ist, ist als schwer schmelzbarer Füllstoff für die vorliegende Erfindung verwendbar. Solche schwer schmelzbare Füllstoffe sind beispielsweise Kieselerde, Lithium-Aluminosilikate wie ^ -Spodumen, Petalit, β -Eucryptit sowie die Lithium-Aluminosilikat-Glaskeramika mit geringer Expansion nach dem US-Patent 3 788 865 (mit oder ohne Farbstoff), Tonerde, AluminoSilikate, wie Mullite-Tone oder andere Tone, Zirkonerde, Zinnoxyd und Zirkon.In some cases, refractory fillers are used to adjust the coefficient of expansion and the melting properties. Any well-known material, synthetic or natural, known to those skilled in the art is considered to be more difficult to melt Filler useful in the present invention. Such fillers which are difficult to melt are, for example, silica and lithium aluminosilicates such as ^ -spodumene, petalite, β-eucryptite and lithium aluminosilicate glass-ceramics with low expansion according to US Pat. No. 3,788,865 (with or without dye), alumina, aluminosilicates, such as mullite clays or other clays, zirconia, Tin oxide and zircon.
Die Prozentsätze des spezifischen Gewichts, die bei einem bestimmten Lötglas und schwer schmelzbarem Füllstoff tatsächlich verwendet werden, variieren über einen breiten Bereich, je nach der letztendlichen Verwendungsart. Allgemein gesprochen sollte eine ausreichende Menge schwer schmelzbaren Oxyds zugegeben werden, so daß sich die notwendige Anpassung des Expansionskoeffizienten, die richtigen Fließeigenschaften und die richtige Kristallisationsgeschwindigkeit ergibt. Der normale Zeit-Temperatur-Faktor des Wärme-Dichtungsprozesses wird dabei verringert, während gleichzeitig eine stabile, absolut hermetische, feuchtigkeitsbeständige Dichtung erzielt wird, üblicherweise geschieht dies im Bereich zwischen 1 und 25 Gew.-% der Mischung aus Löt-The percentages of specific gravity at a given Solder glass and refractory filler actually used vary over a wide range, depending on the person the ultimate use. Generally speaking, a sufficient amount of hard-to-melt oxide should be added so that the necessary adjustment of the expansion coefficient, the correct flow properties and the correct Crystallization rate results. The normal time-temperature factor of the heat-sealing process is reduced, while at the same time a stable, absolutely hermetic, moisture-proof seal is achieved, usually happens this in the range between 1 and 25 wt .-% of the mixture of solder
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' 12 " 2633088 j '12 "2633088 j
glas und schwer schmelzbarem Füllstoff, wobei ungefähr 5 bis j ungefähr 20% in den meisten Anwendungsfällen geeignet ist. Iglass and refractory filler, with about 5 to about 20% being suitable in most applications. I.
Die Dichtung wird dadurch gebildet, indem eine Schicht aus ; der Mischung des jeweiligen Lötglases und des jeweiligen schwer
schmelzbaren Füllstoffes thermisch aufgeschmolzen wird, während
sie sich in engem Kontakt mit dem Fenster und dem keramischen
Träger befindet. Dies geschieht bei einer Temperatur und über
eine Zeit hinweg, die ausreicht, daß die Mischung schmilzt undThe seal is formed by adding a layer of; the mixture of the respective soldering glass and the respective difficult
fusible filler is thermally melted while
they are in close contact with the window and the ceramic
Carrier is located. This happens at a temperature and above
for a time sufficient for the mixture to melt and
zu einer stabilen, hermetischen Dichtung verfließt. Diese be-flows into a stable, hermetic seal. These are
f sitzt einen thermischen Kon-baktionskoeffizienten, der geringer I
ist als der des Lötglases, das anfänglich in der Mischung vor- \ handen war. Temperaturen im Bereich zwischen 350 C und 500 C \
bei Zeitintervallen zwischen einer Minute und ungefähr einer
Stunde sind typisch für kristallisierende und nicht-kristallisierende
Lötglase. Niedrigere Temperaturen machen üblicherweise '■·
längere Zeitintervalle erforderlich. In der allgemeinen Praxis
bilden sich stabile, hermetisch dichte, reproduzierbare Dichtungen in ungefähr 5 bis 30 Minuten bei Temperaturen im Bereich
zwischen 350 und 450 C. Die Zeit, während der die Temperatur i oberhalb von 400 C liegt, sollte minimal gehalten werden, da
eine so hohe Temperatur einen nachteiligen Effekt auf das
Speicherelement haben kann. Die sich ergebende Dichtung, die
von den Mischungen gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet
wird, kann glasartig oder nicht glasartig (d.h. kristallin)
sein, je nach der Zusammensetzung des Lötglases, der Zeit und
der Temperatur des Schmelzvorgangs. Die Blei-Borat-Lötglase,f sits a thermal Kon-baktionskoeffizienten which is less than the I is of the solder glass, the pre initially in the mixture was \ hands. Temperatures in the range between 350 C and 500 C \ with time intervals between one minute and about one
Hour are typical for crystallizing and non-crystallizing solder glasses. Lower temperatures usually make '■ · longer time intervals required. In general practice
stable, hermetically sealed, reproducible seals form in approximately 5 to 30 minutes at temperatures in the range
between 350 and 450 C. The time during which the temperature i is above 400 C should be kept to a minimum because
such a high temperature has an adverse effect on that
Memory element may have. The resulting seal that
formed by the mixtures according to the present invention
can be vitreous or non-vitreous (i.e. crystalline)
depending on the composition of the soldering glass, the time and
the temperature of the melting process. The lead-borate solder glasses,
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V13 ' 2633Q86V 13 '2633Q86
die Zink enthalten, neigen eher zur Kristallisation bei der Schinelzbildung und bilden nicht glasartige Dichtungen. Die Blei-Borat-Lötgläser, die wenig oder kein Zink enthalten, neigen eher dazu, beim Schmelzvorgang glasig zu bleiben.which contain zinc tend to crystallize during the shingling process and do not form glass-like seals. The lead borate soldering glasses, that contain little or no zinc are more likely to remain glassy during the melting process.
Die Mischungen des jeweiligen Lötglases und jeweiligen schwer schmelzbaren Füllstoffes, die in dieser Erfindung Verwendung finden, können auf das Fenster und/oder den keramischen Träger, die j miteinander dicht verbunden werden sollen, auf irgendeine herkömmliche Art aufgebracht werden, wie dies im US-Patent 3 778 242 beschrieben ist. Beispiele dieser Verfahren sind Aufsprühen, Siebf drucken, pyrolysierbare Bänder. Um aus diesen Mischungen aufsprühbare Brühen herzustellen, werden sie normalerweise in einem flüssigen organischen Trägerstoff dispergiert, beispielsweise in j Alkohol, bis sie eine sprühbare Viskosität erreicht haben. Ein anderes Beispiel für einen Trägerstoff der Brühe ist 1-1/2 %The mixtures of the respective soldering glass and the respective refractory filler which are used in this invention, can be applied to the window and / or the ceramic support which are to be tightly bonded together, to any conventional one Art as described in U.S. Patent 3,778,242. Examples of these methods are spraying, sieving print, pyrolyzable tapes. To make these mixtures spray-on To make broths, they will normally be dispersed in a liquid organic carrier, for example in j Alcohol until they reach a sprayable viscosity. Another example of a broth carrier is 1-1 / 2%
i ■■-.:■■■■■■ ■ - -: " : . ■ ■i ■■ - .: ■■■■■■ ■ - -: ":. ■ ■
Nitrozellulose in Amylacetat oder einem Alpha-Methyl-Styrol-Harz. Es kann auch irgendein herkömmlicher pastenartiger organischer Trägerstoff verwendet werden, mit dem eine.Paste gebildet wird. Schließlich können auch herkömmliche Bänder verwendet werden.Nitrocellulose in amyl acetate or an alpha methyl styrene resin. Any conventional paste-like organic carrier with which a paste is formed can also be used. Finally, conventional tapes can also be used.
Wenn die Mischung aufgebracht ist, wird sie getrocknet und/oder erwärmt, je nach dem bekannten Verfahren. Dabei wird der Trägerstoff verflüchtigt. Dann wird die Mischung gebrannt, wodurch die Dichtung mit oder ohne Kristallisation oder Entglasung erschmolzest wird. Zur Abdichtung und Glasierung eines Anschlußrahmens kann eine Aufwärm- und Abkühlrate von ungefähr 80 C pro Minute und mehr verwendet werden, ohne einen thermischen Schock hervorzurufen= . - -14-When the mixture has been applied, it is dried and / or heated, depending on the known method. This becomes the carrier evaporated. The mixture is then fired, melting the seal with or without crystallization or devitrification will. For sealing and glazing a lead frame, a heating and cooling rate of approximately 80 C per minute and can be used more without causing a thermal shock = . - -14-
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Dieser Hitzezyklus stellt normalerweise eine qualitativ hochwertige Dichtung sicher, ohne daß in den Werkstücken eine nachteilige thermische Spannung hervorgerufen würde.This heat cycle usually represents a high quality one Seals securely without causing a disadvantageous thermal stress in the workpieces.
Um Glasfenster-zusammensetzungen in den angegebenen Bereichen zu erhalten, können sie aus herkömmlichen Ausgangsmaterialien für die Glasherstellung erschmolzen und raffiniert werden. Bei diesen Ausgangsmaterialien handelt es sich beispielsweise um Sand, Kalkstein, Kalk, Feldspart und Sodaasche. Die Wahl des Rohmaterials erfolgt nach ökonomischen Erwägungen; häufig ist es vorteilhaft, Chemikalien mit Laborgüte zu verwenden, um den Gehalt an unerwünschten Verunreinigungen so gering wie möglich zu halten.In order to obtain glass window compositions in the specified ranges, they can be made from conventional starting materials for glass production can be melted and refined. These raw materials are, for example, sand, Limestone, lime, Feldspart and soda ash. The choice of raw material is based on economic considerations; often it is It is advantageous to use laboratory-grade chemicals in order to keep the level of undesirable impurities as low as possible to keep.
Die Stoffe zur Herstellung des Glases werden aufgeschmolzen, i wobei herkömmliche Glasherstellverfahren Verwendung finden. Diese Verfahren sindbeispielsweise das Aufschmelzen in Gas und elektrisch gebrannten öfen bei Temperaturen im Bereich zwischen 1500 und 1600°C. Dies erfolgt über eine Zeit bis zu mehreren Stunden in | neutraler oder reduzierender Atmosphäre mit oder ohne Rühren. So werden homogene, von Ausgangsstoffen freie, kornlose Zusammensetzungen erzielt. Die Zusammensetzungen werden dann gegossen, geformt, gezogen oder in sonstiger Weise auf die erwünschte Fensterkonfiguration gebracht, geschliffen und poliert, um so die erwünschte Oberflächenglätte zu erhalten.The substances used to manufacture the glass are melted using conventional glass manufacturing processes. These Processes are, for example, melting in gas and electric kilns at temperatures in the range between 1500 and 1600 ° C. This takes place over a period of up to several hours in | neutral or reducing atmosphere with or without stirring. This results in homogeneous, grain-free compositions that are free of raw materials achieved. The compositions are then poured, molded, drawn, or otherwise in the desired manner Window configuration brought, sanded and polished in order to obtain the desired surface smoothness.
Neutrale oder reduzierende Schmelzatmosphären werden gegenüber oxydierenden Atmosphären vorgezogen.Etwa vorhandenes EisenNeutral or reducing smelting atmospheres are preferred to oxidizing atmospheres. Any iron present
β098δδ/1 OSOβ098δδ / 1 OSO
befindet sich auf diese Weise im Ferro-Zustand anstelle des Ferri-Zustands. Es können jedoch auch oxydierende Atmosphären verwendet werden.is in the Ferro state instead of the Ferri state in this way. However, there can also be oxidizing atmospheres be used.
Eine Fenstergröße mit einer Länge von 1/2 Zoll (etwa 1,3 cm) und einer Breite von 1/2 Zoll bei einer Dicke von ungefähr 20 bis 100 mil (zwischen 500 und 2500 ,u) ist für viele Anwendungsgebiete geeignet. Es versteht sich, daß die Oberflächenglätte des Fensters Einfluß auf die Transmissionseigenschaften für ultraviolettes Licht besitzt. Rohe Oberflächen lassen waniger Licht aufgrund der Oberflächendiffusion durch. Vorzugsweise sollte daher die Oberfläche so glatt wie möglich sein; die Fenster werden üblicherweise mit einem feinen Schleifmittel poliert, um die erwünschte Oberflächenglätte zu erzielen. Beispielsweise erzeugt das Polieren mit einem Silizium-Karbid-Schleifpapier, Körnung 240, eine Oberfläche mit einer durchschnittlichen Rauhigkeit im Bereich zwischen 1 und 10 Mikrozoll. Dieser Rauhigkeitswert bezeichnet den Höhenunterschied zwischen den Gipfeln und Tälern der Oberfläche. Wenn Ziehverfahren verwendet werden, werden zur Erzielung der erwünschten Oberflächengüte häufig keine Poliervorgänge benötigt.A window size 1/2 inch (about 1.3 cm) in length and 1/2 inch wide by about 20 to 100 mils (between 500 and 2500 µ) thick is suitable for many applications suitable. It goes without saying that the surface smoothness of the window influences the transmission properties for ultraviolet Owns light. Raw surfaces allow more light to pass through due to surface diffusion. Preferably should therefore the surface should be as smooth as possible; the windows are usually polished with a fine abrasive, to achieve the desired surface smoothness. For example, polishing with a silicon carbide sandpaper produces 240 grit, a surface with an average roughness in the range of 1 to 10 microinches. This Roughness value describes the difference in height between the peaks and valleys of the surface. When drawing process used often no polishing processes are required to achieve the desired surface quality.
Die folgenden Beispiele zeigen im Detail, wie das oben beschriebene Gerät hergestellt und zusammengebaut wird. Die angegebenen Teile sind jeweils Gewichtsteile, alle Prozentsätze sind Gewichts Prozentsätze und alle Temperaturen sind in C angegeben, soweit nichts anderes gesagt ist. In einigen Fällen ergibt die Summe der angegebenen Glaszusammensetzung nicht exakt 100%; dies beruht auf analythischen Variationen. -16-The following examples show in detail how the one described above Device is manufactured and assembled. The parts given are all parts by weight and all percentages are by weight Percentages and all temperatures are given in C unless otherwise stated. In some cases the sum is the specified glass composition not exactly 100%; this is based on analytical variations. -16-
609 886/1080609 886/1080
Ein Soda-Kalk-Kieselerdeglas mit der ZusammensetzungA soda-lime-silica glass with the composition
SiO2 73,3SiO 2 73.3
Al2O3 1,7Al 2 O 3 1.7
Na2O 13,5 jNa 2 O 13.5 j
CaO 11,5 ·CaO 11.5
wird aus Kieselerde, Tonerde, Natriumkarbonat und Kalziumkarbonat in Laborgüte durch Aufschmelzen und Raffinierung in einem schweris made from silica, alumina, sodium carbonate and calcium carbonate in laboratory quality by melting and refining in one hard
ο schmelzbaren Tiegel bei einer Temperatur zwischen 1500 und 1600 C hergestellt. Dies dauert einige Stunden, wobei gelegentlich gerührt wird, bis sich ein homogenes, ausgangsstoffreies, kornfreies, klares Glas gebildet hat. Das Glas wird dann zu einem kleinen Barren gegossen und auf Zimmertemperatur abgekühlt. Das Glas besitzt die folgenden Eigenschaften: ;ο fusible crucible at a temperature between 1500 and 1600 C. manufactured. This takes a few hours, with occasional stirring, until a homogeneous, raw material-free, grain-free, formed clear glass. The glass is then poured into a small ingot and allowed to cool to room temperature. That Glass has the following properties:;
Verflüssigungstemperatur: 1013 C;Condensing temperature: 1013 C;
Temperatur, bei welcher der Logarithmus der Viskosität in PoiseTemperature at which the logarithm of the viscosity in poise
13,4 beträgt: 5510C;13.4 is: 551 ° C;
Fasererweichungspunkt: 7310C;Fasererweichungspunkt: 731 0 C;
Dichte 2,491 g/cc;Density 2.491 g / cc;
Thermischer Expansionskoeffizient (0-300°C): 85,9x10 /0C.Thermal expansion coefficient (0-300 ° C): 85.9x10 / 0 C.
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Kleine Fenster mit den Abmessungen 0/5 Zoll χ 0,5 Zoll χ ungefähr 35 bis 40 mil (etwa 1,3 cm χ 1,3 cm χ 875 bis 1000 /u) werden aus dem Barren mit einer Diamantsäge herausgeschnitten. Die Fensterflächen werden mit einem Siliziumkarbid-Schleifpapier der Körnung 240 glattgeschliffen, wobei sich eine Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 10 Mikrozoll ergibt.Small windows measuring 0/5 "χ 0.5" χ approximately 35 to 40 mil (about 1.3 cm 1.3 cm 875 to 1000 / u) are cut out of the ingot with a diamond saw. The window surfaces are covered with a silicon carbide sandpaper 240 grit sanded smooth to give a surface roughness of approximately 10 microinches.
Die Transmxssionseigenschaften dieses Fensters und der anderen Fenster der Beispiele für ultraviolettes Licht wurden mit einem Beckman-Spektrophotometer ermittelt und sind in den nachfolgenden Tabellen angegeben. Das Glasfenster wird in einen Anschlußrahmen unter Verwendung einer Kovar-Metallflachdichtung und eines Expoxydharz-Klebstoffs dicht eingefügt, wie dies in Fig.2 gezeigt.ist. Der Anschlußrahmen wird elektronisch programmiert und mit ultravioletter Strahlung im Wellenlängenereich zwischen ungefähr 2300 und ungefähr 3500 Ä gelöscht, wie dies oben beschrieben wurde. Hervorragende Resultate werden erzielt. Die verwendete Ultraviolettlampe ist eine Lampe mit hoher Intensität, die Strahlung bei ungefähr 2500 8 imittiert. Die Dichtung ist sehr stabil und dauerhaft.The transmission properties of this window and the other windows of the examples for ultraviolet light were measured with a Beckman spectrophotometers and are given in the tables below. The glass window is in a lead frame using a Kovar metal gasket and an epoxy resin adhesive inserted tightly, as shown in Fig.2 shown. is. The lead frame is programmed electronically and with ultraviolet radiation in the wavelength range between about 2300 and about 3500 Å erased as described above became. Excellent results are achieved. The ultraviolet lamp used is a high intensity lamp, emits radiation at around 2500 8. The seal is very stable and durable.
Bei einer anderen Ausführungsform wird eine dünne metallische Goldschicht durch Siebdrucken auf der Glasfensterfläche aufgebracht, wie dies oben beschrieben wurde. Sie liegt dabei über einer Fläche, wie dies in der Zeichnung angegeben ist. Der An-In another embodiment, a thin metallic Gold layer applied by screen printing on the glass window surface, as described above. It lies over an area, as indicated in the drawing. The arrival
wie
schlußrahmen wird/oben|beschrieben zusammengebaut; ähnlichehow
lead frame is assembled / described above; similar
Resultate werden erzielt.Results are achieved.
Bei einer weiteren Ausfuhrungsform wird ein Glasfenster, das nach demeben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, mit der Kovar-Metallflachdichtung dicht unter Verwendung eines Lötglases nach den oben beschriebenen Schmelz-Dichtverfahren verbunden. Dieser Versuch zeigt, daß eine Lötglasdichtung zusammen mit der Kovar-Flachdichtung verwendet werden kann, wenn dies erwünscht ist. Dies ist jedoch nicht üblich.In a further embodiment, a glass window that is after the method just described was manufactured with the Kovar metal flat gasket tightly connected using a solder glass according to the melt-sealing method described above. This Experiment shows that a solder glass gasket together with the Kovar flat gasket can be used if so desired. However, this is not common.
Der sich ergebende Anschlußrahmen wird elektronisch programmiert und mit ultraviolettem Licht gelöscht, wie oben beschrieben wurde.The resulting lead frame is electronically programmed and erased with ultraviolet light as described above.
Ähnliche Resultate werden erzielt. Die Dichtung ist sehr stabil und dauerhaft.Similar results are obtained. The seal is very stable and durable.
Beispiele 2-6Examples 2-6
Um die Grundzüge der vorliegenden Erfindung weiter zu demonstrieren, wurden die folgenden Glaszusammensetzungen hergestellt und zu Fenstern, wie oben beschrieben, geformt: iTo further demonstrate the principles of the present invention, The following glass compositions were prepared and formed into windows as described above: i
609866/1080609866/1080
Beispiel Bestandteil }2Example component } 2
74,374.3
73,373.3
73,373.3
73,373.3
73,373.3
OO CF>OO CF>
O CJOfO CJOf
CaOCaO
Na2ONa 2 O
B2O3 B 2 O 3
Thermischer Expansions- : koeffizient χThermal expansion : coefficient χ
Temperatur bei welcher der log der Viskosität 13,4" istTemperature at which the log viscosity is 13.4 "
! % Ultraviolett- ■■ Transmission bei! % Ultraviolet transmittance at ■■
■ 225OÄ■ 225OÄ
275O& 3OOO8 325O& 35OO8275O & 3OOO8 325O & 35OO8
81,781.7
571°C571 ° C
82,882.8
572°C572 ° C
81,381.3
568°C568 ° C
80,880.8
583°C583 ° C
82,382.3
577°C577 ° C
! I! I. S roS ro
!!
Die Glasfenster der Beispiele werden direkt auf die Anschlußrah- ■ men, wie oben beschrieben, unter Verwendung des Lötglas-Dicht- , veifehrens ohne zusätzliche Metallflachdichtung aufgedichtet. Beim elektronischen Programmieren und Löschen des Speicherelements werden ähnliche Resultate erzielt. Das Glas nach Beispiel 4 besitzt unbedeutende optische Fehler, die als "Schlieren" bekannt ; sind.The glass windows of the examples are directly on the connecting frame ■ men, as described above, using the solder glass sealing, usually sealed without an additional metal flat seal. At the electronically programming and erasing the memory element will achieve similar results. The glass according to Example 4 has insignificant visual defects known as "streaks"; are.
Zu Kontrollzwecken wird die Transmission einer Quarzprobe mit dem Glasfenster nach Beispiel 1 bei ähnlicher Dicke über den ge- ■ samten ültraviolettberexch verglichen. Das Glas nach Beispiel 1 enthält nach dem Ergebnis der Analyse 4 ppm Gesamtanteil Eisen als Fe3O3. Ein weiterer Vergleich erfolgt mit einem Soda-Kalk-Kieselerde-Glas entsprechender Dicke mit den angegebenen Mengen Fe2O3. :For control purposes, the transmission of a quartz sample is compared with the glass window according to Example 1 with a similar thickness over the entire ultraviolet range. According to the result of the analysis, the glass according to Example 1 contains 4 ppm of total iron as Fe 3 O 3 . A further comparison is made with a soda-lime-silica glass of the appropriate thickness with the specified amounts of Fe 2 O 3 . :
Wellenlänge in Angström Wavelength in angstroms
% Transmission% Transmission
Quarz Beispiel 1 Glasplatte GlassplatteQuartz Example 1 Glass plate Glass plate
0,049% Fe3O3 0,066% Fe3O3 0.049% Fe 3 O 3 0.066% Fe 3 O 3
Z1Z1
14 68 8714 68 87
Die Ablesung .£ 1% bedeutet im wesentlichen die Grundlinie des In-.struments. __., -. _21-The reading £ 1% essentially means the baseline of the instrument. __., -. _21-
609886/1080609886/1080
Die obigen Daten zeigen, daß Quarz im kurzen Ultraviolett-Wellenlängenbereich sehr viel stärker durchlässig ist; dennoch benehmen sich die Glasfenster gemäß der vorliegenden Erfindung recht zufriedenstellend, was die Ultraviolett-Löschbarkeit in der Anwendung bei ROMs betrifft. Außerdem neigen Anschlußrahmen, die mit Quarzfenstern versehen sind, stärker zur Verschlechterung und zum Ausfall beim Programmieren und Wiederprogrammieren, als dies die Anschlußrahmen gemäß der vorliegenden Erfindung tun.The above data show that quartz is in the short ultraviolet wavelength range is much more permeable; nevertheless, the glass windows according to the present invention behave quite satisfactorily, as to ultraviolet erasability in application to ROMs. Also, lead frames tend to come with Quartz windows are more likely to deteriorate and to failure in programming and reprogramming than do the lead frames according to the present invention.
Die Eisenoxyd enthaltenden Glasplattenproben lassen nicht ausreichend ultraviolettes Licht durch, um bei den ROMs eingesetzt werden zu können.The glass plate samples containing iron oxide are insufficient ultraviolet light through to be used with the ROMs.
Dieses Beispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Ein Soda-Kalk-Kiselerdeglas mit der unten angegebenen Zusammensetzung und den unten aufgeführten Eigenschaften wird aus herkömmlichen Ausgangsstoffen nach dem Verfahren von Beispiel 1 erschmolzen.This example represents a preferred embodiment of the invention A soda-lime-clay glass with the one given below Composition and properties listed below is made from conventional starting materials following the procedure of Example 1 melted.
SiO2 68,9SiO 2 68.9
Al0O, 6,6Al 0 O, 6.6
Na2O 6,0Na 2 O 6.0
2,92.9
CaO 7,2CaO 7.2
BaO 5,0BaO 5.0
B2O3 3,4B 2 O 3 3.4
609888/1080609888/1080
Das Glas hat die folgenden Eigenschaften:The glass has the following properties:
Temperatur, bei welcher der Logarithmus der Viskosität in Poise 13,4 beträgt: 515°C ;Temperature at which the logarithm of the viscosity in poise is 13.4: 515 ° C;
Temperatur, bei der der Logarithmus der Viskosität in Poise 14,5 beträgt: 476°C;Temperature at which the logarithm of the viscosity in poise is 14.5: 476 ° C;
Thermischer Expansionskoeffizient: 7O,7x1O~ /0C (O bis 300°C).Thermal expansion coefficient: 7O, 7x1O ~ / 0 C (0 to 300 ° C).
Das auf diese Weise hergestellte, geschmolzene Glas wird in eine rechteckige Stange gegossen, die ungefähr 32 Zoll lang, 6-1/8 ZolJLThe molten glass thus made is poured into a rectangular rod about 32 inches long, 6-1 / 8 inches
breit und 5/8 Zoll dick ist (81 cm χ 15,6 cm χ 1,6 cm). Der Querf schnitt wird dann auf 6 Zoll χ 0,59 Zoll (15,24 χ 1,5 cm) mit einem Blanchard-Schleifer und einem Diamantrad der Körnung 120 präzisions-geschliffen. Dann werden die Flächen der Stangen mit einem Diamantrad, 500 Mesh, poliert.wide and 5/8 in. thick (81 cm by 15.6 cm by 1.6 cm). The cross f The cut is then made to 6 inches χ 0.59 inches (15.24 χ 1.5 cm) with a Blanchard grinder and a 120 grit diamond wheel precision ground. Then the faces of the bars are polished with a diamond wheel, 500 mesh.
Die Stange wird dann langsam durch einen Ofen abgesenkt; sie wird erweicht, indem sie auf eine Temperatur erwärmt wird, bei welcher der Logarithmus der Viskosität des Glases in Poise ungefähr 5 bis 6 ist. Das Unterteil der Stange wird dann langsam nach unten durch einen Satz automatisch geregelter Rollen gezogen. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher Glasstreifen mit einer Breite von 0,5 Zoll (1,27 cm) einer Dicke von 0,035 Zoll (0,09cm) und einer Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 4 Mikrozoll gezogen. Der resultierende Glasstreifen wird dann in Einzelabschnitte der Länge 1/2 Zoll (1,27 cm) geschnitten, wodurch die Fenster entstehen. „ . -23-The rod is then slowly lowered through an oven; it is softened by heating it to a temperature at which the logarithm of the viscosity of the glass in poise is approximately 5 to 6. The bottom of the bar will then slowly move down pulled through a set of automatically regulated roles. In this way, a continuous glass strip with a 0.5 "(1.27 cm) wide, 0.035" (0.09 cm) thick, and a surface roughness of approximately 4 micro-inches. The resulting strip of glass is then cut into individual sections 1/2 inch (1.27 cm) long, creating the windows. ". -23-
609886/1080609886/1080
AO
A.
Die Ultraviolett-Transmissionseigenschaften der Fenster sind folgende:The ultraviolet transmission properties of the windows are as follows:
% Transmission% Transmission
54%54%
8888
8888
Diese Fenster werden dann in einen Anschlußrahmen unter Verwendung einer Lötglasdichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch ohne die wahlweise Metallflachdichtung, hermetisch eingefügt. Der keramische Träger ist Aluminiumoxyd elektronischer Gütestufe mit einem thermischen Expansionskoeffizienten von 70x10 /0C (0 bis 3000C).These windows are then hermetically inserted into a lead frame using a solder glass gasket as shown in Figure 1, but without the optional metal gasket. The ceramic carrier is aluminum oxide of electronic quality level with a thermal expansion coefficient of 70x10 / 0 C (0 to 300 0 C).
Die hermetische Dichtung wird aus einer Mischung aus partikuliertem Blei-Borat-Lötglas und partikuliertem Beta-Eucryptit-Füllstoff gebildet, wie dies in der US-Patentanmeldung Nr. 493 beschrieben ist. Die Mischung umfaßt 85 Gew.-Teile Lötglas auf 15 Gew.-Teile Beta-Eucryptit. Das Lötglas hat die ZusammensetzungThe hermetic seal is made from a mixture of particulate Lead-borate solder glass and particulate beta-eucryptite filler, as described in U.S. Patent Application No. 493 is described. The mixture comprises 85 parts by weight of solder glass to 15 parts by weight of beta-eucryptite. The solder glass has the composition
PbO 84,1PbO 84.1
B2O3 12,3B 2 O 3 12.3
ZnO 2,7ZnO 2.7
SiO2 0,4SiO 2 0.4
-■ ■- - --BaO- — 0,5- - ;- — —--2-4·-- ■ ■ - - --BaO- - 0.5 - - - --- 2-4 x -
609888/1080609888/1080
Eine Dichtpaste wird hergestellt, indem ungefähr 89 Teile der Lötglasmischung mit 11 Teilen eines flüchtigen organischen Binde-! mittels vermischt werden. Das organische Bindemittel umfaßt 30 Geir.· Teile Alpha-Methyl-Styrolharz (Dow Resin 276V2) und 70 Teile Terpineöl.A sealing paste is made by mixing approximately 89 parts of the solder glass mixture with 11 parts of a volatile organic binder! by means of being mixed. The organic binder contains 30 gels. Parts alpha methyl styrene resin (Dow Resin 276V2) and 70 parts Terpine oil.
Eine dünne Schicht der Schichtpaste wird durch Siebdrucken auf den Fehsterumfang aufgebracht. Die Paste wird gebrannt, indem auf eine Temperatur von 400 C ungefähr 14 Minuten lang erhitzt und danach auf Zimmertemperatur abgekühlt wird.A thin layer of the layering paste is screen printed on the amount of deficiency applied. The paste is fired by heating to a temperature of 400 C for approximately 14 minutes and then cooled to room temperature.
Das Fenster besitzt eine um den Umfang verlaufende geschmolzene oder glasierte Leiste aus Lötglas, welche der Fläche entspricht, die als Dichtschicht 15 am Fenster 16 in der Zeichnung dargestellt ist. Eine kürzere Erhitzungszeitdauer (beispielsweise 2 bis 5 Minuten) kann für diesen Glasierschritt ebenfalls verwendet werden.The window has a molten or glazed bar of soldering glass running around the circumference, which corresponds to the area which is shown as a sealing layer 15 on the window 16 in the drawing. A shorter heating period (for example 2 to 5 minutes) can also be used for this glazing step.
Das glasierte Fenster wird über dem Hohlraum des keramischen Trägers wie in der Zeichnung gezeigt angebracht; es erfolgt eine Schmelzdichtung durch eine 28 minütige Erwärmung auf 400°C. Ein Fenster wird gegen den keramischen Träger abgedichtet, indem, die Lötglaspaste sowohl auf das Fenster als auch auf den keramischen Träger aufgebracht wird; beide Teile werden gebrannt und glasiert. Danach wird das glasierte Fenster auf die glasierte Fläche am keramischen Träger aufgebracht; es folgt eine Fusionsdichtung durch 14 minütige Erwärmung auf 400°C. Die Dichtung besitzt einen thermischen Expansionskoeffizienten von ungefährThe glazed window is placed over the cavity of the ceramic support as shown in the drawing; it takes place a fusion seal by heating to 400 ° C for 28 minutes. A window is sealed against the ceramic substrate by applying the solder glass paste to both the window and the ceramic carrier is applied; both parts are fired and glazed. After that, the glazed window is glazed onto the Surface applied to the ceramic carrier; this is followed by a fusion seal by heating to 400 ° C. for 14 minutes. The seal has a coefficient of thermal expansion of approximately
75 bis 77xiO~7/°C. . _25..75 to 77xiO ~ 7 / ° C. . _ 25 ..
609886/1080609886/1080
Der sich ergebende Anschlußrahmen wird zyklischen Wärmetests ausgesetzt. Diese erfolgen entsprechend der US-Militär-Norm 883, Verfahren 1010/ Bedingung D zwischen -65 C und +200 C. Die Dichtheit des Rahmens wird vor und nach dem thermischen Zyklus mittels Fluorkohlenstoff-Lecktests und Helium-Lecksuche in Übereinstimmung mit dem US-Milität-Standard 883, Verfahren 1014, Bedingung A (Helium), Bedingung C (Grobleck, Schritt 1) gemessen. Dieser Test ist strenger als es für die Anwendung bei ROMs erforderlich ist. Vier Anschlußrahmen werden getestet; keiner über-The resulting lead frame is subjected to cyclic heat tests. These are carried out in accordance with US military standard 883, procedure 1010 / condition D between -65 C and +200 C. The Leak tightness of the frame is determined before and after the thermal cycle using fluorocarbon leak tests and helium leak detection in accordance with US Military Standard 883, Procedure 1014, Condition A (helium), condition C (gross leak, step 1) measured. This test is more stringent than required for use with ROMs is. Four lead frames are tested; nobody over-
_o_O
schritt die im Test ausgewählte Helium-Leckrate von 1x10 cc/secstep the helium leak rate of 1x10 cc / sec selected in the test
Einundzwanzig weitere Anschlußrahmen werden hergestellt und wie oben getestet, mit der Ausnahme, daß der thermische Zyklus zwischen -65 C und +1500C stattfindet. Ähnliche Testergebnisse werden erzielt.Twenty-one other lead frames are prepared and tested as above, that the thermal cycle between -65 C and +150 0 C takes place with the exception. Similar test results are obtained.
Eine weitere Probe wird wie oben beschrieben hergestellt, wobei ein Keramikträger mit einem thermischen Expansionskoeffizienten von 50x10 / C (0 bis 300°C) verwendet wird. Sie wird, wie oben beschrieben, getestet, wobei der thermische Zyklus zwischen -65°C und 150 C liegt. Die Probe besitzt eine Leckrate von ungefähr 3x10 cc/sec, was für den vorgesehenen Verwendungszweck hinreichend dicht ist.Another sample is prepared as described above, using a ceramic carrier with a coefficient of thermal expansion of 50x10 / C (0 to 300 ° C) is used. It is tested as described above, with the thermal cycle between -65 ° C and 150 ° C. The sample has a leak rate of approximately 3x10 cc / sec, which is suitable for the intended use is sufficiently tight.
Die resultierenden Anschlußrahmen sind zur Verwendung bei ROMs geeignet. Die Dichtungen sind undurchlässig, recht stabil und dauerhaft.The resulting lead frames are suitable for use with ROMs. The seals are impermeable, quite stable and continuous.
609808/10609808/10
Die Verfahren nach Beispiel 7 werden wiederholt mit der Ausnahme, daß das Glasfenster eine geringfügig andere Zusammensetzung besitzt. Der thermische Expansbnskoeffizient beträgt 72x10 /0C. Die Zusammensetzung des Glases ist wie folgt:The procedures of Example 7 are repeated with the exception that the glass window has a slightly different composition. The thermal expansion coefficient is 72x10 / 0 C. The composition of the glass is as follows:
Bestandteil Gew.-% Ingredient % by weight
69,369.3
9,5 11,59.5 11.5
Man erhält einen geeigneten Anschlußrahmen.A suitable lead frame is obtained.
Die Verfahren nach Beispiel 7 werden außerdem mit einem Fenster der unten angegebenen Zusammensetzung wiederholt; man erhält einen geeigneten Anschlußrahmen:The procedures of Example 7 are also repeated with a window of the composition given below; you get one suitable connection frame:
809886/1080809886/1080
Weitere geeignete Fensterglaszusammensetzungen sind:Other suitable window glass compositions are:
Bestandteil Gew.-%Ingredient% by weight
X1O7/°CExpansion
X1O 7 / ° C
koeffizientThermal
coefficient
609806/1080-609806 / 1080-
Claims (10)
0-10% ZnO, 0-10% Li2O und 0-5% ZrO3.0-10% Al 2 O 3 , 0-12% B 2 O 3 , 0-10% MgO, 0-10% BaO, 0-10% P 2 O 5 ,
0-10% ZnO, 0-10% Li 2 O and 0-5% ZrO 3 .
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| JPS5219077A (en) | 1977-01-14 |
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| 8230 | Patent withdrawn |