DD151250A1

DD151250A1 - Leiterplatte und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DD151250A1
Application number: DD22214180A
Authority: DD
Inventors: Herbert Lesser; Guenther Gruebel; Joachim Stauch; Dietrich Langlotz; Klaus Gaertner
Original assignee: Herbert Lesser; Guenther Gruebel; Joachim Stauch; Dietrich Langlotz; Klaus Gaertner
Priority date: 1980-06-25
Filing date: 1980-06-25
Publication date: 1981-10-08
Also published as: DE3107868A1

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, in einem Arbeitsgang die Leiterzuege aufzubringen und gleichzeitig den Elektronikblock zu kontaktieren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterpl. und ein Verfah. zu ihrer Herstell. zu schaffen, das mit geringem techn. Aufwand das Aufbringen der Leiterzuege bis zu den Bondinseln des Elektronikb. einfach und stoerunanfaellig ohne Bonden ermoegl. Erfindungsgemasz ist.Zeichn. die Oberfl. 4 des Elektronikb. 3 in einer Ebene mit Oberfl. 6 der Traegerpl. 1 angeordnet. Die auf der Traegerp. 1 angeord. Die auf der Traegerpl.1 aufgebrachten Kontaktbah. 7 sind in dieser Ebene durchgaengig mit den BBondi. 5 des Elektronikb.3 verbunden. Der Elektronikblock 3 wird in der Einsenkung 2 so verklebt bzw vergossen, dasz Oberflaeche 6 der Traegerplatte 1 un Oberflaeche 4 des Elektronikblocks 3 einer Ebene bilden, auf die anschlieszend durch an sich bekannte Verfahren das Aufbr. der Kontaktb. 7 bis zu den Bondi. 5 des Elektronikblocks 3 erfolgt: Anwendungsg.: Leiterplatten verschiedener Abmessungen.

Description

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Titel der Erfindung

Leiterplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, insbesondere Leiterplatten kleiner Abmessung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen In der DE-PS 15 91 751 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt» Diese Anordnung besteht aus einer isolierenden Trägerplatte, die mit Leitbahnen versehen ist. Zentrisch auf der Trägerplatte ist ein das elektrische Bauelement umschließender, die großflächigen Anschlußkontakte frei lassender AbschluSkörper angeordnet, dessen Querschnitt dem der Aussparungen der gedruckten Schaltungsplatte entspricht. Der Abschlußkörper ist dabei so ausgebildet, daß beim Eindrücken des Abschlußkörpers in die Aussparung eine Erweiterung an der Stirnfläche des Abschlußkörpers aus der Aussparung an der Unterseite der Schaltungsplatte austritt und den Abschlußkörper druckknopf- und korkenartig haltert, so daß hierdurch die Abschlußkontakte auf der Trägerplatte gegen die Anschlußkontakte auf der Schaltungsplatte unter Bildung elektrisch leitender Verbindungen fest angepreßt

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sind· Dadurch erhält man eine sich selbst justierende und selbst kontaktierende Anordnung mit haltbaren Verbindungen zwischen der Träger- und der Schaltungsplatte. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, daß mit großem fertigungstechnischem Aufwand gearbeitet werden muß. Der notwendige Platzbedarf ist ebenfalls groß, da unterhalb und oberhalb der Schalungsplatte Raum benötigt wird. Weiterhin ist diese Anordnung nicht universell für andere Elektronikblöcfee einsetzbar.

Die DE-OS 26 25 383 bezieht sich auf eine Schaltungspackung mit mindestens einer integrierten Schaltung, auf ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsträgers und auf ein Verfahren zum Zusammenbau einer Schaltungspackung. Die Schaltungspackung besteht aus einem Packungsrahmen, der Anschlußleiter enthält, einem Verbindungsträger, welcher ein Substrat aus Halbleitermaterial enthält und der auf seiner Oberfläche Verbindungsleiter trägt, die mit ihrem einen Ende an einen der Anschlußleiter angeschlossen sind, während das jeweils andere Ende mit den Anschlüssen der integrierten Schaltung koppelbar ist. Die Verbindungsleiter können auf das Substrat des Verbindungsträgers durch Sputtern aufgebracht sein und ihre inneren Enden besitzen vorzugsweise Kontaktspitzen, welche die Kontaktstellen oder die äußeren Anschlüsse der integrierten Schaltungschips zu durchbohren vermögen. Die notwendigen Kontaktspitzen und die notwendigen Vertiefungen auf der integrierten Schaltung werden durch Ätzen hergestellt. Nach Prüfung des integrierten Schaltungsträgerchips werden die Kontaktstellen mittels Ultraschall-Schweißsonden festgeschweißt.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist ebenfalls der große fertigungstechnische Aufwand und der Montageaufwand, der bedingt ist durch die Heroteilung und Montage dor einzelnen Teile der Schaltungspackung, wie Packungsrahmen,

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η, Verbindungsträgor und integrierte Schaltung, Das Herstellen der Kontaktspitzen ist, bedingt durch das Ätzen und anschließende Bedampfen des Siliziumträgers, sehr kompliziert und zeitaufwendig. Diese Art der Schaltungspackung ist daher nur für geringe Stückzahlen geeignet und läßt keine Großserienfertigung zu«

In der DE-OS 27 03 358 ist ein elektronisches Modul und ein Verfahren zu seiner Herstellung boschrieben. Hierbei wird eine erste flexible gedruckte Schaltung auf die Oberseite eines perforierten flexiblen Bandes aufgebracht. Dabei besitzt die Schaltung mehrere flexible innere Anschlußleiterabschnitte, die über die Einsetzöffnung hinausragen. Außerdem schließt die Schaltung an mehrere flexible äußere Anschlußleiterabschnitte an, die sich über Anschlußöffnungen erstrecken. Ein Halbleiterbauteil mit einer integrierten Schaltung wird über die Einsetzöffnung gesetzt und ist mit mehreren Leiterflächen versehen, die zum Anschluß an die Anschlußleiterabschnitte der gedruckten Schaltung dienen. Die AnschluS-leiterabschnitte befinden sich in präziser Ausrichtung zu den Loiterflachen der integrierten Schaltung, so daß eine Verbindung durch Verfahren zum Ankoppeln gleichzeitig mehrerer Leitungen, wie Lot- und Wärmedruckverfahren möglich ist. Eine Verbindung mit leitenden Epoxydmaterialien ist ebenfalls möglich. Auf diese Weise ist die Herstellung von mehrschichtigen flexiblen Bändern, die alle notwendigen Bauteile enthalten, möglich, Hierbeiist ebenfalls duü hohe fertigungstechnische Aufwand, der mit der Herstellung und Verbindung dor Lsiterzüge auftritt, von Nachteil, Weiter ist die Stabilität und Kontaktsicherheit des Moduls auf Grund der flexiblen Bänder nicht gewährleistet.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, in einem Arbeitsgang die Leiterzüge aufzubringen und gleichzeitig den Eloktronikblock zu kontaktieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplatte und ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen, das mit geringera technischem Aufwand das Aufbringen der Leiterzüge bis zu den Bondinseln des Elektronikblocks einfach und störunanfällig ohne Bonden ermöglicht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Oberfläche des Elektronikblocks mit den darauf ausgebildeten Bondinseln in einer Ebene mit der Oberfläche der Trägerplatte angeordnet ist und daß die auf der Trägerplatte aufgebrachten Kontaktbahnen in dieser Ebene durchgängig mit don Bondinseln des Elektronikblocka verbunden sind. Im zugehörigen erfindungsgemäßen Verfahren wird der Elektronikblock in der, in öer Trägerplatte, vorgesehenen Ein»?

Senkung formschlüssig oder mittels eines Mediums befestigt. Die Oberflächen der Trägerplatte und dss Elektronikblocks bilden eine durchgehende ebene Oberfläche, auf die anschließend das Aufbringen äer Kontaktbahnen erfolgt. Die Kontaktbahnen werden dabei bis auf die Bondinseln des Elektronikblocks verbindend aufgebracht.

In einer weiteren etwas abgewandelten Form des erfindungs« gemäßen Verfahrens bilden die Oberfläche einer bereits mit Kontaktbahnen versehenen Trägerplatte unddie Oberfläche dos Elektronikblocks wiederum eine durchgehende, formschlüssige_f ebene Oberfläche. Anschließend erfolgt das Aufbringen von Anschlußkontaktbahnen ohne Unterbrechung von den Enden der vorhandenen Kontaktbahnen durchgehend bis auf die Bondinseln des Elektronikblocks» Die Befestigung des Elektronikblocks erfolgt durch Verkleben oder Vergießen an den Seitenkanten derart, daß der Spalt zwischen Trägerplatte und Elektronikblock geschlossen wird,

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeiepiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeich-5nung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Leiterplatte im Schnitt dargestellt.

Die als Leiterplatte ausgebildete Trägerplatte 1 (Substratplatte) ist aus einem isolierenden Material hergestellt. Sie kann bspvv. ein Keraraiksubstrat sein und je nach Verwendungszweck in den verschiedensten geometrischen Formen ausgeführt sein. In der Trägerplatte 1 ist eine Einsenkung 2 bzw. ein Durchbruch vorgesehen, in welcher ein Elektronikblock 3, der bspvv. ein Festkörperschaltkreis sein kann, angeordnet ist. Die Oberfläche 4 des Elektronikblocks 3 mit den darauf ausgebildsten Bondinseln 5 liegt in einer Ebene mit der Oberfläche 6 der Trägeplatte 1. Dabei sind die auf der Trägerplatte 1 aufgebrachten Kontaktbahnen 7 in dieser Ebene durchgängig mit den Bondinseln verbunden.

Ira folgenden sollen die erfindungsgeraäßen Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Leiterplatte näher erläutert werden.

In die Trägerplatte 1 wird eine Einsenkung 2 eingebracht, wobei der ausgeschnittene Teil 8 um den Betrag der Dicke des Elektronikblocks 3 aus der Trägerplatte 1 herausgedrückt wird. In einer weiteren Ausführungsform wird der ausgeschnittene Teil 8 vollständig aus der Trägerplatte herausgedrückt, so daß ein Durch bruch entsteht. Weiterhin kann bei der Herstellung der Trägerplatte 1 der Durchbruch bereits eingearbeitet sein. Die Einsenkung 2 oder der Durchbruch sind in ihren Abmessungen so gehalten, daß einmal der Elektronikblock 3 positioniert und zum anderen in einer Ebene mit der Trögerplatts 1 liegt. In der Einsenkung 2 bzw. im Durchbruch der Trägerplatte 1 wird der Elektronikblock 3 formschlüssig durch Verkleben bzw« durch Vergießen der Seitenkanten derart befestigt, daß der Spalt zwischen

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Trägerplatte 1 und Elektronikblock 3 geschlossen wird. Das Verbinden erfolgt durch einen Kleber 9 bzw. eine Vergußmasse. Der Elektronikblock 3 wird dabei so verklebt, daß seine Oberfläche 4 mit den darauf ausgebildeten Bondinseln 5 in oiner Ebene mit der Trägerplatte 1 angeordnet ist, eingeschlossen in diese Ebene sind die ausgebildeten Bondinseln 5, die auch als Bondhügel ausgebildet sein können, wie sie bei der Filmcarriertechnik üblich sind. Als nächster Schritt erfolgt das Aufbringen

!Oder Kontaktbahnen 7 auf die Trägerplatte 1. Dabei werden die Kontaktbahnen 7 durch verschiedene bekannte Verfahren wie Siebdruck, Tampondruck, Sputtern, Bedampfen u. a. in einem Arbeitsgang auf Bondinseln 5 und Trägerplatte 1 aufgebracht und dienen gleichzeitig als Leiterzüge. Damit entfällt das in anderen Verfahren aufwendige Kontaktieren des Elektronikblocks 3 durch bspw« Bonden, Löten oder Schweißen. Für die Druckverfahren eignen sich die bekannten Druckpasten (Basis Gold, Silber-Palladium, Kupfer, Graphit), Leitlacke, Leitkleber, die entsprechend dem Substratmaterial modifiziert sein müssen. Das beschriebene Verfahren kann in einer etwas abgewandelten Form bei einer bereits als Leiterplatte ausgebildeten Trägerplatte 1, die an ihrer Oberfläche 6 bereits Kontaktbahnen bzw. LeiterzOge aufweist, ebenfalls angewandt werden* Diese Kontaktbahnen werden nach bekannten Verfahren bereits vorher erzeugt. In diese fertige Leiterplatte wird ebenfalls eine Einsenkung 2 bzw, ein Durchbruch eingebracht, in welcher der Elektronikblock 3 wieder so verklebt oder vergossen wird, daß die Oberfläche 4 des Elektronikblocks 3 mit den darauf ausgebildeten Bondinseln 5 in einer Ebene mit der Trägerplatte 1 liegt, wobei in dieser Ebene wiederum die ausgebildeten Bondinseln 5 eingeschlossen sind. Nun erfolgt praktisch nur das Aufbringen der Anschlußkontaktbahnen 10 ohne Unterbrechung von den Enden der vorhandenen Kontaktbahnen auf die Bondinseln 5 durch Drucken, Sputtern oder andere Verfahren, es wird also eine einfache

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Verbindung von Kontaktbahnen 7 und Bondinseln 5 des Elektronikblocks 3 geschaffen. Bei der weiteren Verarbeitung der Leiterplatte kann das Kontaktieren der diskreten Bauelemente auf die Leiterplatte bspw. durch Löten, Kleben oder mit Hilfe von Connektorgummi erfolgen.

Mit der erfindungsgemäßen Leiterplatte und den dazu angeführton Verfahren zu ihrer Herstellung wird mit geringem technischen Aufwand eine einfache Verbindung von Leiterplatte und Elektronikblock geschaffen. Aufwendige Verfahren zum Kontaktieren des Elektronikblocks wie bspw. die ganzen Bondverfahren, Löten oder Schweißen werden vermieden. Die Herstellung der Leiterplatte mit ihren Verbindungen wird durch das einfache Aufbringen der Leiterzüge unkomplizierter und störunanfälliger. Der gesamte Grundfondaufwand wird beim erfindungsgemäßen Verfahren wesentlich geringer, da sich das angewandte fotolithografische Verfahren wesentlich vereinfacht und das galvanische Aufbringen der Leiterzüge vollkommen entfällt. Damit verbunden ist die Einsparung von Kupfer. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Zeitaufwand zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leiterplatten,

Claims

- 8 - 22214 1 Erfindungsanspruch

1. Leiterplatte, insbesondere Leiterplatten kleiner Abmessung, bei der in einer, in der Leiterplatte eingebrachten Einsenkung ein Elektronikblock in Form eines Festkörperschaltkreises angeordnet iät, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche (4) des Elektronikblocks (3) mit den darauf ausgebildeten Bondinseln (5) in einer Ebene mit der Oberfläche (6) der

JLO Trägerplatte (1) angeordnet ist und daß die auf der Trägerplatte (1) aufgebrachten Kontaktbahnen (7) in dieser Ebene durchgängig mit den Bondinseln (5) des Elektronikblocks (3) verbunden sind.

2. Verfahren zum Herstellen von Leiterplatten nach Punkt 1, bei dem das Aufbringen der Leiterzüge durch Drucken, Sputtern oder ähnliche an sich bekannte Verfahren erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß der Elektronikblock (3) in der, in der Trägerplatte (1), vorgesehenen Ein» Senkung (2) formschlüssig oder mittels eines Mediums so befestigt wird, daß die Oberfläche (4;6) der Trägerplatte (1) und des Elektronikblocks (3) eine durchgehende ebene Oberfläche bilden und anschließend das Aufbringen der Kontaktbahnen (7) auf die Trägerplatte (1) erfolgt, wobei die Kontaktbahnen (7) bis auf die Bondinseln (5) des Elektronikblocks (3) verbindend aufgebracht werden»

3, Verfahren zum Herstellen von Leiterplatten nach Punkt 1, bei dem das Aufbringen der Leiterzüge durch Drucken, Sputtern oder ähnliche an sich ЬокаппСб Verfahren erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß die Oberfläche (6) der bereits mit Kontaktbahnen versehenen Trägerplatte (1) und die Oberfläche (4) des Elektronikblocks (3) wiederum eine durchgehende, formschlüssige,

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ebene Oberfläche bilden und anschließend das Aufbringen von Anschlußkontaktbahnen (10) ohne Unterbrechung von den Enden der vorhandenen Kontaktbahnen durchgehend bis auf die Bondinseln (5) des Elektronikblocks (3) erfolgt.
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4. Verfahren zum Herstellen von Leiterplatten nach Punkt 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Befestigung des Elektronikblocks (3) durch Verkleben oder Vergießen an den Seitenkanten derart erfolgt, daß der Spalt zwischen Trägerplatte
(1) und Elektronikblock (3) geschlossen wird.

Hierzu 1 Soiia Zeichnungen