DE7628700U1

DE7628700U1 - Elektronische Baugruppe

Info

Publication number: DE7628700U1
Application number: DE19767628700
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-14
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1977-06-16

Description

Die Neuerung betrifft eine hybridierbare elektronische Baugruppe mit integrierten Punktionselementen wie Induktivitäten, Kapazitäten und Widerständen und ggf. auch anderen Funktionselementen, die in Dünnschichttechnik ausgeführt sind.

Vor allem im Frequenzgebiet von etwa 1 bis 1000 MHz werden für viele Zwecke Schaltkreise benötigt, die als wesentliche Funktionsclcsente ττιΛην+.-ϊvitäten. Kapazitäten sowie ohmsche Widerstände beinhalten und in zahlreichen Fällen auch mit Halbleiterbauelementen, z.B. Transistoren, Halbleiterschaltkreisen, Dioden oder Sonderbauelementen, wie z.B. Heißleiter oder dergl., bestückbar sein sollen.

Die bekannten elektronischen HF-Baugruppen sind entweder durchwegs mit Einzelbauelementen bestückt oder es finden zum Teil Netzwerke Verwendung, die höchstens zwei der drei meist erforderlichen passiven Funktionselemente-Typen, nämlich der Induktivitäten, Kapazitäten und ohmschen Widerstände, in integrierter Form enthalten.

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hybridierbare oder sonstwie bestückbare elektronische Baugruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, also eine Baugruppe, die die Induktivitäten, Kapazitäten und Widerstände integriert enthält,

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mit Halbleiterbauelementen oder Sonderbauelementen bestückbar ist und zusätzlich ggf. weitere in Dünnschichttechnik ausgeführte Funktionselemente, wie z.B. Kondensatoren, enthalten kann. Diese elektronische Baugruppe soll mit geringem Aufwand herstellbar sein, eine hohe Betriebszuverlässigkeit aufweisen und die an sie gestellten Funktionsbedingungen bestens erfüllen.

Zur Lösung der gestellten Aufgaba sieht die ' Neuerung bei einer elektronischen Baugruppe der eingangs genannten Art ein Laminat als Basismaterial vor, bestehend aus einer mindestens einlagigen Kunststoff-Folie mit beidseitig aufgebrachten, mindestens etwa 5yum dicken Metall-, z.B. Kupfer- oder Aluminium-Folien, die ggf. jeweils beidseitig mit Dünnschichten aus Kunststoff und/oder Metall versehen sind, aus dessen einzelnen Folien und Schichten die Leiter-, Anschluß- und Funktionselemente herausgearbeitet sind.

Die Widerstände und 'Kapazitäten dieser Baugruppe sind beispiels-ωβ-iκ« mit einem Laser abgleichbar. Die Halbleiter- und Sonderbau- , elemente sind in wenig aufwendigen Ausführungsformen einfach und zuverlässig hybridierbar oder auf andere Weise einsetzbar. Da die elektronische Baugruppe und insbesondere das zu ihrer Herstellung dienende Laminat äußerst vorteilhaft aufgebaut ist, ist die weitgehend automatische Herstellung der Baugruppe möglich. Innerhalb der Baugruppe sind nur wenige Lötstellen vorhanden, was in hohem liaße der Betriebszuverlässigkeit der Baugruppe zugute kommt. Der Vi'ertebereich für die Induktivitäten der Baugruppe reicht bis zu mehreren /UH, für die Kapazitäten bis zu einigen 10 nF und für die Widerstände bis zu Vierten über 100 kOhm.

Fertigungstechnisch erweist sich die Kombination der Dünnschichten mit den im Verhältnis dazu sehr dicken Folien aus Kunststoff und Metall als äußerst schwierig.

Gelöst wird diese Schwierigkeit, wenn zunächst auf die Metallfolien die dünnen dielektrischen und metallischen Widerstands-

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elektroden und Haftschichten aufgebracht, anschließend die so beschichteten Kupferfolien mit der Kunststoff-Folie heißverpreßt, die Kupferatrukturen, die Leiterbahnen und Elektroden herausgeätzt und schließlich die Widerstände aus den dünnen metallischen Schichten herausgearbeitet, d.h. z.B. gleichfalls geätzt oder durch einen Laser herausgearbeitet werden.

Es dient also wenigstens eine der beiden zu laminierenden Kupferfolien als Trägermaterial für die Widerstandsschicht, die z.B. chemisch abgeschieden oder als Crlii-Schicht - bei Bedarf selektiv - auf die Kupferfolie aufgedampft wird.

Zur Bildung einer Kapazität, d.h. eines sogen. Dünnschicht-Kondensators auf wenigstens einer der beiden Kupferfolien, wird diese vor ihrem Verpressen im Bereich der gewünschten Kapazitätselemente mit einer dielektrischen Schicht und hierzu flächenmäßig verschoben mit einer metallischen Schicht versehen. Durch das spätere Ätzen der Kupferfolie ergibt sich dann die von der Kunststoff-Folie abgekehrte Elektrode, wobei die auf die Kupferfolie aufgebrachte, z.B. aufgedampfte, dünnere Elektrode durch das Dielektrikum vor Ätzeinwirkungen geschützt ist.

Die Neuerung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine elektronische Baugruppe nach der Neuerung in schematischer Darstellung, wobei für die Metallbelegung beispielsweise Kupfer verwendet wird, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II nach Fig. 1 und 3 und Fig. 3 eine Unteransicht der elektronischen Baugruppe nach Fig.1,

Die elektronische Baugruppe nach Fig. 1 bis 3 besitzt eine ein- oder mehrschichtige Kunststoff-Folie 1, z.B. aus Polyimiden u.a. oder aus thermoplastischem Polytetrafluoräthylen oder einer Kombination aus beiden Materialien. Zur Erzielung einer möglichst

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großen Flächenkapazität ist die Dicke eier Kunststoff -Folie vorzugsweise nicht zu groß gewählt. Als geeignet erweisen sich Dicken von etwa 10 bis 50/um. Aus den "beiderseits der Kunststoff-Folie 1 angeordneten und mit dieser heißverpreßten Kupferfolien sind Strukturen wie Anschlußflecke 5, Flachspulen 6, 7¹, 7", Kondensatorelektroden 8', 8", 9», 9", Leiterbahnen 11 und Elektroden 14 für Dünnschichtkondensatoren herausgearbeitet, insbesondere herausgeätzt. Die Flachspule 7¹ ist mit der Flachspule 7" magneti&ah eng gekoppelt» Die Kunststoff-Folie 1 wirkt für die Kondensatoren mit den Elektroden 8', 8" und 9'> 9" als Dielektrikum. Gemäß Fig. 3 besitzt der Kondensator mit den Elektroden 9', 9" eine Teilelektrode 9"' mit geringerer Leitfähigkeit, die zum Abgleich dieses Kondensators mit einem Laser in gewünschter Fläche abtragbar ist. Die mit 14 bezeichnete und auf der einen Kupferfolie herausgeätzte Elektrode eines Dunnschichtkondensators trägt auf ihrer zur Kunststoif-Folie 1 gekehrten Seite eine Dielektrikumsschicht 15 und eine Dünnschichtelektrode 16. Die Dünnschichtelektrode 16 ist mit der Kondensatorelektrode 9¹ leitend verbun-

Auf die zur Kunststoff-Folienunterseite gekehrte Seitenfläche der einen Kupferfolie ist ein mit Laser oder durch Ätzen mäandrierter Widerstand 13, z.B. eine MCr-Schicht aufgebracht, z.B. aufgedampft. Ihr Flächenwiderstand beträgt bevorzugt etwa 50 bis 200 Ohm. In besonderen Fällen können auch kleinere oder größere Flächenwiderstandswerte erwünscht sein.

Zur Verbesserung der Haftung zwischen den Kupferfolien und der Kunststoff-Folie 1 ist eine Haftschicht 17, z.B. eine M-, FeNi- oder CrNi-Schicht äußerst geringer Dicke vorgesehen. Bei Verwendung einer CrNi-Schicht als Haft- und Widerstandsschicht können beide Schichten gleichzeitig in der gleichen Bedampfungsvorrichtung aufgebracht werden. Bei genügend geringer Schichtdicke ist die Haftschicht elektrisch so wenig leitend, daß sie an den kupferfreien Flächen der Kunststoff-Folie 1 nicht gesondert entfernt

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Die optimale Dicke der Kupferfolien und damit der aus diesen Folien herausgearbeiteten, insbesondere herausgeätzten,, Strukturen hängt vom Betriebs-Frequenzgebiet ab und ist umso geringer, je höher dasselbe liegt. Im allgemeinen soll die Dicke der Kupferfolien ein Mehrfaches der Skin-Eindringtiefe betragen, vor allem dann, wenn man Induktivitäten mit hohen Güten realisieren will. Es ist hierbei nicht erforderlich, daß die beiden Kupferfolien gleiche Stärke besitzen.

Mit 10 ist ein in Hybridtechnik aufgebrachtes und in der Figur nicht dargestelltes Bauelement angedeutet. Die Durchkontaktierungen 12 sind in üblicher Weise ausgebildet.

Der Widerstand 13 und - wie bereits erwähnt - die Kondensatoren mit den Kondensatorelektroden 9"^r bzw. 16 sind vorzugsweise mittels Laser abgleichbar. Selbstverständlich können aber auch übliche Trimmelemente oder andere Trimmverfahren eingesetzt bzw. angewandt werden. Mechanisch verstellbare Elemente wie z.B. Schraubkerne können dabei auf der Folienschaltung bzw. auf dem Laminat selbst den Gegenhalt finden oder in einem zusätzlichen Gehäuse, das die elektronische Baugruppe teilweise oder ganz umschließt.

Bei Verwendung eines Laminats, bei dem wenigstens eine der beiden Kupferfolien dünner als etwa 40/um ist, kann eine Kupferstruktur hergestellt werden, die das unmittelbare Kontaktieren, z.B. Einlöten von nackten Halbleiterchips,ermöglicht. Die Kupferbeläge bleiben, dabei auf der Kunststoff-Folie, deren Beschaffenheit und geringe Dicke elastisch genug ist» um eine zuverlässige Verbindung zu gewährleisten.

9 Schutzansprüche
3 Figuren

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Claims

Schutzansprüche

1. Hybridierbare elektronische. Baugruppe mit integrierten Funktionselementen wie Induktivitäten, Kapazitäten und Widerständen und ggf. mit Funktionselementen in Dünnschichttechnik, gekennzeichnet durch ein Laminat als Basismaterial, bestehend aus einer mindestens einlagigen Kunststoff-Folie mit beidseitig aufgebrachten,mindestens 5/um dicken Metallfolien, die ggf. jeweils beidseitig mit Dünnschichten aus Kunststoff und/oder Metall bedeckt sind, aus dessen einzelnen Folien und Schichten die Leiter-, Anschluß- und Funktiorselemente herausgearbeitet sind.

2. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Kunststoff-Folie eine Folie aus unterschiedlichen Lagen vorgesehen ist.

3. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß als Dielektrikum eines Kondensators die Kunststoff-Folie und als dessen Elektroden mindestens teilweise deckungsgleiche Bereiche der einander gegenüberliegenden Metallfolien vorgesehen sind.

4. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet ,daß eine der Elektroden des Kondensators einen mittels Laserstrahlen abtragbaren Bereich aufweist.

5. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf der einen Seitenfläche der Kunststoff-Folie mindestens ein Dünnschichtkondensator angeordnet ist, bestehend aus einer aus der Kupferfolie herausgearbeiteten Elektrode, einem auf diese aufgebrachten Dielektrikum und einer auf das Dielektrikum aufgebrachten Gegenelektrode.

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6. Elektron! a ehe Baugruppe na ob. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der einem Wideretand gegenüberliegenden Seitenfläche der Kunststoff-Polie ein v/ärmeabftlhrender
Me'uallbelag angeordnet ist.

7. Elektronische Baugruppe nach Anspruch 1* dadurch gekennzeichnet, daß auf den zur Kunststoff-P^iie gekehrten Seitenflächen der !Metallfolien Haft schicht en, insbesondere M-, -, CrUi-Schichten, aufgebracht sind.

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