DE3234381A1

DE3234381A1 - Flachgehaeuse fuer mikroschaltungen

Info

Publication number: DE3234381A1
Application number: DE19823234381
Authority: DE
Inventors: Nicolaas 02748 Sout Dartnouth Mass. Wildeboer
Original assignee: Isotronics Inc
Current assignee: Isotronics Inc
Priority date: 1981-09-16
Filing date: 1982-09-16
Publication date: 1983-06-01
Also published as: CA1192671A; FR2513012A1; GB2107533A; JPS5861651A; US4412093A; GB2107533B

Description

Die Erfindung betrifft ein Plachgehäuse für Mikroschaltungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Plachgehäuse für Mikroschaltungen sind allgemein bekannt.

Ein derartiges bekanntes Plachgehäuse ist als rechteckiges Metallgehäuse mit einer Bodenwand und Seitenwänden ausgebildet, wobei die Anschlußdrähte durch öffnungen in einer oder mehreren Seitenwänden hindurchgeführt und durch Glas-Glas-Verschmelzungen

10 eingedichtet sind.

Ein Plachgehäuse dieser bekannten Bauform ist als Sandwxchkonstruktion ausgeführt, bei welcher ein erster ein oder mehrere Anschlußdrahtanordnungen auf diesen Glasring aufgelegt werden und sodann ein zweiter Glasring mit einem ihn umschließenden Metallrahmen aufgesetzt wird. Diese Schxchtenanordnung wird durch Wärmeeinwirkung miteinander verbunden, indem die Anschlußdrähte zwischen den beiden Glasringen eingeschmolzen und die Glasringe mit der darunterliegenden Bodenplatte und dem sie umschließenden Metallrahmen verschmolzen werden. Nach dem Einbau einer Mikroschaltung In das noch offene Flachgehäuse kann dann eine metallene Deckelplatte mit dem Metallrahmen verbunden werden.

Derartige Plachgehäuse finden in der Mikrosehaltungsindustrie weitgehend Anwendung, jedoch eignen sie sich nicht für Einsatzbedingungen, unter welchen die Mikroschaltungen im Betrieb großen Belastungen ausgesetzt sind, wie sie beispielsweise in der Schwerindustrie, in der Militärtechnik und in der Raumfahrttechnik auftreten. Bei Beanspruchung durch große mechanische Spannungen können die Glas-Metall-Verschmelzung zwischen dem Metallrahmen und der Bodenplatte schadhaft werden, so daß die hermetische Abdichtung des Flachgehäuses nicht mehr gegeben ist und die in dem Flachgehäuse untergebrachte Mikroschaltung, beispielsweise durch eindringende Feuchtigkeit, verunreinigt werden kann, was gewöhnlich zum Ausfall der Schaltung führt.

Bei einer anderen bekannten Bauform eines metallenen Flachgehäuses für Mikroschaltungen ist ein an seiner Oberseite offenes Metallgehäuse mit rechteckiger Form vorgesehen, bei welchem die Anschlußdrähte jeweils durch eine öffnung in einer Seitenwand hindurchgeführt und jeweils mittels einer Glasperle durch eine Glas-Metall-Verschmelzung eingedichtet sind. Die Oberkante der Seitenwände dieses Ganzmetallgehäuses kann sehr eben ausgeführt werden, um eine gute Lötverbindung oder Schweißverbindung eines beim Verschließen des Flachgehäuses aufgesetzten Deckels mit den Seitenwänden sicherzustellen. Diese bekannte Bauart eines Flachgehäuses arbeitet zwar unter den meisten Einsatzbedingungen zufriedenstellend, ist jedoch in der Herstellung ziemlich teuer.

Eine weitere bekannte Bauform eines Flachgehäuses ist aus der US-PS 4 262 300 bekannt. Dort sind die Seitenwände jeweils aus einzelnen Teilen zusammengesetzt, die zur Herstellung eines zusammenhängenden Umfassungsrahmens aneinander befestigt werden und auf welchen ein einteiliger Deckelrahmen mit gleichmäßiger Oberseite befestigt wird, mit welcher ein Gehäusedeckel verbunden werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flachgehäuse für Mikroschaltungen zu schaffen, das bei einfacher und billiger Fertxgungsmöglichkeit auch großen mechanischen Beanspruchungen ohne Beeinträchtigung der hermetischen Abdichtung der darin untergebrachten Mikroschaltung standhalten kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.

Demäß weist das erfindungsgemäße Flachgehäuse einen einstückigen, rechteckrohrförmigen metallenen Gehäuserahmen, der in einer seiner beiden breiteren Wände mit einer öffnung versehen ist, und in die beiden offenen Enden dieses rohrförmigen Gehäuserahmens eingesetzte, längliche, einteilige Isolatoren auf, durch welche jeweils eine Anordnung von Anschlußdrähten in abgedichteter Weise hindurchgeführt ist. Nach dem Einbau einer Mikroschaltung in das Flachgehäuse wird ein Deckel aufgelötet, aufgeschweißt oder auf andere Weise mit den die genannte öffnung in der einen breiteren Wand des Gehäuserahmens umgebenden koplanaren, ebenen Wandflächen verbunden, um den hermetischen Abschluß der in das Flachgehäuse eingesetzten Mikroschaltung zu vervollständigen. Das so fertiggestellte Flachgehäuse nach der Erfindung kann großen mechanischen Spannungen standhalten, die längs einer beliebigen Gehäuseachse wirken, und behält auch bei Einwirkung solcher großer mechanischer Spannungen seinen hermetischen Abschluß bei.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische

Darstellung eines Flachgehäuses nach

der Erfindung für eine Mikroschaltung,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung der

rechteckrohrförmige Gehäuserahmen, der das Hauptteil des erfindungsgemäßen Flachgehäuses darstellt, und 5

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in

Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Flachgehäuse nach der Erfindung für eine Mikroschaltung weist einen rechteckrohrförmigen metallenen Gehäuserahmen mit einer Bodenwand 12, zwei Seitenwänden 14 und 16 und einer rahmenartigen Deckwand 18 auf, welch letztere eine rechteckige Öffnung 20 aufweist. In die stirnseitigen Öffnungen 22 und 24 an den beiden axialen Enden des rechteckrohrförmigen Gehäuserahmens 10 ist jeweils ein Isolator 26 eingesetzt und mit den angrenzenden Metallflächen des Gehäuserahmens dicht verbunden. Jedem Isolator 26 ist eine Anschlußdrahtgruppe 28 in Form einer vorgeformten Baugruppe mit einer Anzahl von Anschlußdrähten 30 zugeordnet, die durch den Isolator hindurchgeführt und in diesen eingedichtet sind. Die innenliegenden Enden dieser Anschlüßdrähte 30 liegen so weit innerhalb des Flachgehäuses, daß sie mit entsprechenden Anschlußkontakten einer in das Flachgehäuse eingesetzten Mikroschaltung verbunden werden können. Die äußeren Enden der Anschlußdrähte 30 sind mit einem gemeinsamen Verbindungssteg verbunden, der später von den Anschlußdrähten abgetrennt wird, so daß diese dann als voneinander unabhängige Einzeldrähte vorliegen. Nach dem Einbau einer Mikroschaltung in das Flachgehäuse und Herstellen der elektrischen Verbindungen zwischen dieser Mikroschaltung und den Anschlußdrähten wird ein Deckel auf die Oberseite der Deckwand 18 aufgelötet, aufgeschweißt oder auf andere Weise mit dieser verbunden, um den hermetischen Abschluß der Mikroschaltung in dem Flachgehäuse fertigzustellen.

Das erfindun-gsgemäße Flachgehäuse wird, ausgehend von einem in Fig. 2 dargestellten Rechteckrohr 34 gefertigt, das,

wie durch gestrichelte Linien 36 angedeutet ist, zur Herstellung der jeweiligen Gehäuserahmen in entsprechende Längenabschnitte geschnitten wird, und bei welchem rechteckige öffnungen 20 in einer der beiden breiteren Rohrwände hergestellt werden. Vorzugsweise erfolgt das Ablängen des Rechteckrohres 34 in die gewünschten Längenabschnitte und die Herstellung der öffnungen 20 in einem einzigen Arbeitsgang, beispielsweise auf einer Elektroerosionsmaschine. Der auf diese Weise hergestellte einteilige, rechteckrohrförmige Gehäuserahmen wird zunächst gereinigt, bevor in seine beiden stirnseitigen öffnungen 22 und 24 jeweils ein Isolator 26 mit der zugehörigen Anschlußdrahtgruppe 28 eingesetzt wird. Die Isolatoren 26 mit der jeweils zugeordneten Anschlußdrahtgruppe 28 werden jeweils als Unterbaugruppe vorgefertigt, wie in Fig. 1 dargestellt ist, um sie sodann in diesem vorgefertigten Zustand in die betreffenden Stirnöffnungen des Gehäuserahmens einsetzen zu können. Dabei wird jeder Isolator mit der zugehörigen Anschlußdrahtgruppe mittels einer geeigneten Fixierungsvorrichtung in der richtigen Stellung innerhalb der betreffenden Stirnöffnung gehalten, während die gesamte Gehäuseanordnung, in einem temperaturgesteuerten Ofen gebrannt wird, um zwiachen den Isolatoren 26 und den sie umschließenden Innenwandungsbereichen des metallenen Gehäuserahmens 10 dichte Glas-Metall-Verschmelzungen herzustellen, wie in Fig. 3 sichtbar ist. Nach dem Brennen des Gehäuses zur Herstellung dieser Glas-Metall-Verschmelzungen wird das Flachgehäuse mittels an sich bekannter Verfahren gereinigt und mit Nickel oder Gold oder einer Kombination davon beschichtet. Das Flachgehäuse ist nunmehr so weit fertig, daß eine Mikroschaltung eingebaut werden kann.

Die einzubauende Mikroschaltung wird üblicherweise an der inneren Bodenwandung 38 des Gehäuserahmens 10 befestigt, und die elektrischen Verbindungen der Mikroschaltung mit den inneren Enden 40 der Anschlußdrähte 30 beispielsweise durch Verlöten verbunden.

Danach wird mit der koplanaren, rahmenartigen Oberseite der Deckwand 18, welche die rechteckige öffnung 20 umschließt,

ein Deckel J>k verbunden, um das Gehäuse zu verschließen und die Mikroschaltung hermetisch einzukapseln. Der Deckel ist gewöhnlich eben, wie dargestellt, oder gewölbt und kann aus Metall, metallisiertem Glas oder Keramik bestehen. Im Falle eines Glas- oder Keramikdeckels ist dieser mit einem metallisierten Verbindungsflächenbereich zur Verbindung mit der Deckwandoberseite des einteiligen Gehäuserahmens versehen. Das dichte Verbinden des Deckels mit dem Gehäuserahmen erfolgt typischerweise durch Hartlöten oder Schweißen.

Infolge der kontinuierlichen umlaufenden ebenen Oberseite der Deckwand 18 des einteiligen Gehäuserahmens läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Flaehgehäuse auf einfache Weise eine hermetisch dichte Verbindung des Deckels mit dem Gehäuserahmen herstellen. Die, die Öffnung 20 zum Einsetzen der Mikroschaltung umschließende glatte, gleichmäßige Oberfläche der Deckwand läßt sich nämlich nach dem Einbau einer Mikroschaltung in das Gehäuse leicht mit der Gegenfläche des Deckels 34 dicht verbinden. Die einteilige Gehäuserahmenkonstruktion des erfindungsgemäßen Plachgehäuses verringert auch die Anzahl der notwendigen Glas-Metall-Verschmelzungen auf ein Minimum, so daß auch bei Einwirkung großer mechanischer Spannungen die Wahrscheinlichkeit des Aufbrechens einer Verschmelzung wesentlich geringer als bei herkömmlichen Plachgehäusen ist. Infolgedessen bleibt das erfindungsgemäße Plachgehäuse auch bei Einwirkung hoher mechanischer Spannungen hermetisch dicht.

Das erfindungsgemäße Plachgehäuse kann in verschiedenen Größen entsprechend den üblichen Standardabmessungen der Mikroschaltungen und entsprechend den verschiedenen Standardanordnungen der Anschlußdrähte gefertigt werden. Typischerweise hat das Gehäuse eine quadratische oder rechteckige Form mit Außenabmessungen im Bereich von etwa 6,3 mm bis 16 mm.

Claims

Patentansprüche

fl.)Flachgehäuse für Mikroschaltungen, mit einem metallenen Gehäuserahmen mit einer an einer Gehäusehauptseite gebildeten, durch einen Deckel verschließbaren öffnung zum Einsetzen einer Mikroschaltung, und mit in mindestens eine Seitenwand des Flachgehäuses eingedichteten Anschlußdrähten, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuserahmen (10) als einteiliger Rechteckrohrabschnitt ausgebildet und die öffnung (20) zum Einsetzen einer Mikroschaltung in einer (18) seiner beiden breiteren Wände (12, 18) gebildet und vollständig von einem zusammenhängenden rahmenförmigen Wandstreifen umschlossen ist, mit welch letzterem ein Deckel (34) dicht verbindbar ist, und daß die beiden Stirnöffnungen (22, 24) des ReehteckrohrabSchnitts (10) jeweils durch einen darin eingesetzten, länglichen, einteiligen Isolator (26) verschlossen sind, der durch eine Glas-Metall-Verschmelzung mit den angrenzenden Metallwänden des Rechteckrohrabschnitts in der betreffenden Stirnöffnung eingedichtet ist und eine Gruppe durch ihn hindurchgeführter und eingedichteter Anschlußdrähte (30) trägt.
2. Plachgehäuse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit dem die öffnung (20) zum Einsetzen einer Mikroschaltung umschließenden zusammenhängenden Wandstreifen (18) dicht verbindbaren Deckel (34).
3. Plachgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in die beiden Stirnöffnungen (22, 24) des. Rechteckrohrabschnitts (10) eingesetzten Isolatoren (26) mit den zugehörigen Anschlußdrähten (30) jeweils als selbständig vorgefertigte und anschließend in den Rechteckrohrabochnitt eingesetzte Unterbaugruppe ausgebildet sind.
4. Plachgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (20) zum Einsetzen einer Mikro¹-schaltung rechteckig ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines Flachgehäuses nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensachritte:

a) Abschreiden eines Rechteckrohrabschnittes von einem Rechteckrohr,

b) Herstellen einer öffnung in einer der beiden breiteren Wände des Rechteckrohrabschnitts,

c) Einsetzen einer vorgefertigten Unterbaugruppe, bestehend aus einem länglichen einteiligen Isolator und darin eingedichteten Anschlußdrähten, in jede der beiden Stirnöffnungen des Rechteckrohrabschnitts, und

d) Eindichten der in die Stirnöffnungen des Rechteckrohrabschnitts eingesetzten Unterbaugruppen durch Herstellen einer Glas-Metall-Verschmelzung zwischen den Isolatoren und den angrenzenden Wandflächen des Rechteckrohrabschnitts.