DE10104427A1 - Chip-Gehäuse - Google Patents

Chip-Gehäuse

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Abstract

Die Erfindung betifft ein Chip-Gehäuse und eine Anzahl von Verfahren zu dessen Herstellung. Das erfindungsgemäße Chip-Gehäuse verfügt gleichzeitig über genügende horizontale (1) und vertikale (2) Kopplungsanschlußmöglichkeiten und Stromanschlußmöglichkeiten, praktisch grenzenlose Möglichkeiten für die Anzahl von Anschlußkontakten, einen ausgebreiteten Stromversorgungsfilter (13) für Ultrahochfrequenzen und eine chipmäßige Miniaturisierung (1, 2). Eine solche Kombination war bisher unerreichbar. Diese Aufgabe ist im wesentlichen durch ein Substrat gelöst, das zum Chip-Gehäuse gehört und mindestens einen Halbleiterbaustein (10) trägt. Dieses Substrat weist mindestens eine Anschlußlage (11) auf, die ein dünnes Keramikplättchen mit austretenden Leiterbahnen (22) darauf und mindestens eine Anschlußkontaktreihe aufweist, die aus einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen (23), einer Reihe von Leiterbahnenausgängen (22) und, normalerweise, aus einem harten drahtmäßigen Isolierplättchen (21) zusammengesetzt ist. Zum Substrat gehören auch Erdlagen (12), Kondensatorlagen (13) und Verbindungslagen (14), die nicht alle Ausführungen aufweisen. Das vorgeschlagene Chip-Gehäuse ermöglicht den Übergang von 1/80" bis 1/20" -Anschlußkontakt-Abstandschritt zum 1/320" bis 1/80", bevorzugt 100mum bis 200mum -Anschlußkontakt-Abstandschritt. Seine Verwendung ist insbesondere für Prozessoren (1) und Speicher (2) sinnvoll.

Description

Diese Erfindung befindet sich auf dem Gebiet des Entwurfs und der Herstellung von Chip- Gehäusen, insbesondere von feinen Chip-Gehäusen.
Die heute bekannten Chip-Gehäuse für Prozessoren und Hauptspeicher zusammen mit Haupt­ platten lassen die Elektronik eine große Anzahl von Signalen mit den Frequenzen 100 bis 200 MHz und b. z. w. mit den Bitraten 100 bis 400 MBit/s übertragen. Mit den Frequenzen 300 bis 400 MHz und b. z. w. mit den Bitraten 300 bis 800 MBit/s bekommt man schon Schwierigkeiten. Der Firma Rambus und der Firma Intel ist es gelungen, diese Schwierigkeiten zu überwinden. Die Speichermoduln Rambus-DRAM (Datenbreite 16 Bit) sind jedoch zu teuer und die Frequenzen 600 bis 1000 MHz bleiben wirtschaftlich unerreichbar. Anderseits betragen die heute vernunftmäßigen Datenbreiten nur 64 oder 128 Bit und die Speichermoduln Double- Data-Rate-SDRAM zeigen im Bandbreite-Rennen auch nur mäßige Erfolge. Trotz der ausgezeichneten Elektronik ist es nicht einfach, die Übertragung einer Menge von 200 bis 1000 MHz-Signale durch 100 bis 200 mm lange Labyrinthe der Hauptplatte sicherzustellen. Die Größe von Prozessor- und Speichermoduln und ihren Anschlußkontakten erschweren auch die Ausführung der Elektronikaufgaben. Man könnte alle Halbleiterbausteine mit einem Flip-Chip- Herstellungsprozeß auf einem einzigen Substrat anordnen oder die Ball-Grid-Array-Gehäuse verwenden, aber es wäre wirtschaftlich ungünstig. Mindestens Prozessor- und Speichermoduln sollen ganz gute Kopplungsmöglichkeiten aufweisen, wie es bisher üblich ist. Diese Fälle mit den Hauptspeichern sind lediglich Beispiele. Das Problem ist fundamental. Die Mechanik mit mm entspricht der Elektronik mit nm nicht. Man braucht µm, aber nicht jede Miniaturisierung ist geeignet.
Es gibt Erfindungen, die Anschlußkontakte mit einer Kontaktkraft gleich auf dem Halbleiter­ baustein bieten. Zum Beispiel, DE 199 40 633A1. Solche Erfindungen haben ihren Bereich, worin sie erfolgreich verwendet werden können. Dieser Bereich ist jedoch wesentlich beschränkt und das hat folgende Ursachen:
  • a) die entsprechenden Chip-Gehäuse lassen keine Anschlußkontakte auf den Stirnseiten aufweisen, was die Verwendung der Vertikalstellungen der Chip-Gehäuse und b. z. w. die günstigste Ausführung der Speichermoduln unmöglich macht;
  • b) die Anschlußkontakte der entsprechenden Chip-Gehäuse weisen zu kleine Kontaktflächen auf, was die Verwendung von modernen zentralen Prozessoren mit starken Strömen problematisch macht;
  • c) die entsprechenden Chip-Gehäuse weisen keine Stromversorgungsfilter für Ultrahoch­ frequenzen auf, was die günstige Wirkung der Miniaturisierung verringert;
  • d) jeder Halbleiterbaustein weist seine eigenen, besonderen Abstände zwischen Bondinseln auf und b. z. w. weist jedes von diesen Chip-Gehäusen seine eigenen, besonderen Abstände zwischen Anschlußkontakten auf, was die Verwendung eines standardisierten Schritts auf der Hauptplatte unmöglich macht.
Das erfindungsmäßige Chip-Gehäuse ermöglicht eine genügende Miniaturisierung, macht die Datenbreiten von 256 bis 512 Bit vernunftmäßige Datenbreiten, macht die Frequenzen von 600 bis 1000 MHz erreichbar und hebt gleichzeitig die obenerwähnten Beschränkungen auf.
Die Grundlösung: Die Erfindungsaufgabe wird im wesentlichen durch ein besonderes Substrat, das zum Chip-Gehäuse gehört, gelöst. Dieses Chip-Gehäuse weist ein Substrat mit mindestens einem Halbleiterbaustein auf. Das Substrat weist mindestens eine Anschlußlage auf: Jede Anschlußlage weist mindestens ein dünnes Hauptkeramikplättchen mit feinen Leiterbahnen, deren austretende Teile, falls die Leiterbahnen nicht golden sind, mindestens einseitig vergoldet sind, und mindestens ein elastisches drahtmäßiges Isolierplättchen, das mit diesen austretenden Leiterbahnen umgefasst oder umwickelt ist, auf. Jede Reihe von austretenden Leiterbahnen mit einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen setzen eine Anschlußkontaktreihe zusammen. Die Fertigung der austretenden Leiterbahnen, die dafür nötig sind, ist in verschiedenen Verfahren im technologischen Teil der Beschreibung aufgeklärt. Die vergoldeten Seiten der austretenden Leiterbahnen entsprechen den äußeren Seiten der Anschlußkontakte. Die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen sind nicht in jeder Hinsicht elastisch, sondern nur im Vergleich zum Metall genügend elastisch. Die Grundlösung läßt jedoch den Ingenieur verschiedene konkrete Ausführungen entwickeln, aber es ist schon geschafft. Die Sublösungen und die Ergänzungslösungen sind da.
Die erste Sublösung: Jede Reihe von austretenden Leiterbahnenausgängen ist auf einem harten drahtmäßigen Isolierplättchen, das ein drahtmäßiges Keramikplättchen sein kann, mittels eines Klebstoffs oder mittels des geschmolzenen Glases oder mittels Schmelzen dieser Leiterbahnenausgänge und/oder Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen, die sich im diesem Fall im harten drahtmäßigen Isolierplättchen gegenüber den Leiterbahnenausgängen befinden, befestigt. Das harte drahtmäßige Isolierplättchen und das elastische drahtmäßige Isolierplättchen sind zusammengeklebt, mit den austretenden Leiterbahnen, deren Ausgänge sich zwischen diesen Isolierplättchen befinden, umwickelt und durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Isolierplättchens auf der Außenseite desselben Hauptkeramikplättchens oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats angeklebt oder auf eine andere Art befestigt.
Die zweite Sublösung: Jede Reihe von austretenden Leiterbahnenausgängen ist zwischen zwei drahtmäßigen Keramikplättchen, die ein hartes drahtmäßiges Doppel-Isolierplättchen zusammensetzen, mittels Schmelzen dieser Leiterbahnenausgänge und/oder Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen, die diesen Keramikplättchen gehören und sich gegenüber den Leiterbahnenausgängen befinden, befestigt. Das harte drahtmäßige Doppel-Isolierplättchen und das elastische drahtmäßige Isolierplättchen sind zusammengeklebt, mit den austretenden Leiterbahnen, deren Ausgänge sich zwischen diesen Isolierplättchen befinden, umwickelt und durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Doppel-Isolierplättchens auf der Außenseite desselben Hauptkeramikplättchens oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats angeklebt oder auf eine andere Art befestigt. Das zweite drahtmäßige Keramikplättchen im jeden drahtmäßigen Doppel- Isolierplättchen weist nur Erdleiterdurchgänge auf oder nur diese Metalldurchgänge werden benutzt. Unter der Erdleiterdurchgänge sind Leiterdurchgänge, die das elektrische Potential "Erde" tragen, gemeint. Diese Sublösung ist für den GHz-Diapason günstiger, weil überhaupt kein Klebstoff auf den Leiterbahnenausgängen braucht, aber komplizierter als die erste Sublösung.
Die dritte Sublösung: Das elastische drahtmäßige Isolierplättchen ist mit der austretenden Leiterbahnen umgefasst. Die Leiterbahnenausgängen sind auf der Außenseite desselben Haupt­ keramikplättchens oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats mittels eines Klebstoff oder des geschmolzenen Glases angeklebt oder durch Schmelzen der Leiterbahnenausgängen über den Metalldurch­ gänge des Hauptkeramikplättchens befestigt oder auf eine andere Art befestigt. Das Glas ist für den GHz-Diapason günstiger, als ein Klebstoff. Der Meinung des Erfinders nach ist die nächste Sublösung besser, aber eine endgültige Entscheidung müssen die Fachleute auf dem konkreten Werk treffen, weil die konkreten Bedingungen sehr wichtig sind.
Die vierte Sublösung: Jede Reihe von austretenden Leiterbahnenausgängen ist auf einem harten drahtmäßigen Isolierplättchen, das ein drahtmäßiges Keramikplättchen sein kann, mittels eines Klebstoffs oder mittels des geschmolzenen Glases oder mittels Schmelzen dieser Leiterbahnen-ausgänge und/oder Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen des harten drahtmäßigen Isolierplättchens, die sich gegenüber den Leiterbahnenausgängen befinden, befestigt. Das elastische drahtmäßige Isolierplättchen ist mit den austretenden Leiterbahnen, deren Ausgänge auf dem harten drahtmäßigen Isolierplättchen befestigt sind, umgefasst. Das harte drahtmäßige Isolierplättchen ist durch seine freie Seite auf der Außenseite desselben Hauptkeramikplättchens oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats angeklebt oder mittels Schmelzen des Metalls in den Erdleiterdurchgängen des harten drahtmäßigen Isolierplättchens, die sich gegenüber den entsprechenden Erdleiterdurchgängen des Hauptkeramikplättchens befinden, befestigt oder auf eine andere Art befestigt. Diese Sublösung und die vorangehende Sublösung geben den kurzesten Abstand bis zu der Hauptplatte und von dieser Seite sind sehr günstig für den GHz- Diapason. Kein Klebstoff, der eine parasitäre elektrische Kapazität oder eine parasitäre elektrische Leitfähigkeit einbringen kann, ist für das GHz-Diapason auch sehr wichtig. Die Elastizität und die Verschleißfestigkeit der Anschlußkontakte sind bei ersten zwei Sublösungen besser, aber wenn man nicht oft die Abkopplung und die Ankopplung macht, ist es nicht so wichtig.
Die fünfte Sublösung: Die Anschlußlage weist zwei dünne Hauptkeramikplättchen auf und eine Doppel-Anschlußlage ist, die gemeinsame feine Leiterbahnen und ein gemeinsames elastisches drahtmäßiges Isolierplättchen für beiden Hauptkeramikplättchen aufweist. Die Reihe von austretenden Leiterbahnen weist nicht die austretende Ausgänge auf, sondern die von Keramik freien Teilen zwischen den Hauptkeramikplättchen. Das elastische drahtmäßige Isolierplättchen ist mit den von Keramik freien Teilen der Leiterbahnen umgefasst und an die Stirnseite eines Zwischenplättchens oder einer Zwischenlage angedrückt. Das Zwischenplättchen oder die Zwischenlage ist zwischen den beiden dünnen Hauptkeramik­ plättchen eingeklebt oder mittels Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen, die gegenüber­ einander angeordnet sind, befestigt. Diese Sublösung ist zuerst für eine vertikale Kopplung und für Speichermoduln bestimmt. Die Verwendung der vertikalen Kopplung für Prozessoren ist jedoch nicht ausgeschlossen.
Für die Sublösungen sind Detaillierungen oder Ergänzungslösungen nützlich. Sie sind im wesentlichen für alle Sublösungen gemeinsam.
Die erste Ergänzungslösung: Im Falle, daß das Chip-Gehäuse auf die Hauptplatte horizontal aufgestellt werden soll und mindestens zwei Anschlußlagen aufweist, stellen die Lagen des Substrats einen Pyramidenstumpf zusammen und die harten drahtmäßigen Isolierplättchen weisen für die verschiedenen Anschlußlagen verschiedene Dicken auf. Anstatt der verschiedenen Dicken der harten drahtmäßigen Isolierplättchen kann die Hauptplatte eine Pyramidenstumpfmäßige Vertiefung aufweisen, das bevorzugt ist.
Die zweite Ergänzungslösung: Das Substrat weist zwischen den Anschlußlagen und/oder außenseitig Erdlagen auf, von denen jede ein dünnes Keramikplättchen mit einer Leiterschicht strukturiert ist, aufweist. Die Erdleiterbahnen von Anschlußlagen und Erdleiterflächen von Erdlagen sind normalerweise durch Leiterdurchgänge verbunden. Unter den Erdleiterbahnen und der Erdleiterflächen sind Leiterbahnen und Leiterflächen, die das elektrische Potential "Erde" tragen, gemeint. Option: Die Funktion als Anschlußlage und die Funktion als Erdlage sind dank zwei Leiterschichten auf den beiden Seiten des Hauptkeramikplättchen in einer einzigen Lage verwirklicht.
Die dritte Ergänzungslösung: Das Substrat weist zwischen den Anschlußlagen und/oder außenseitig Verbindungslagen auf, von denen jede ein dünnes Keramikplättchen mit einer Leiterschicht aufweist. Die Signalleiterbahnen von Anschlußlagen und gleichnamige Signal­ leiterbahnen von Verbindungslagen sind durch Leiterdurchgänge verbunden. Unter der Verbindungslage ist eine Lage, die zur Verbindungen zwischen den Halbleiterbausteinen innerhalb des Chip-Gehäuses dient, gemeint. Option: Die Funktion als Anschlußlage und die Funktion als Verbindungslage sind dank zwei Leiterschichten auf den beiden Seiten des Hauptkeramikplättchens in einer einzigen Lage verwirklicht.
Die vierte Ergänzungslösung: Das Substrat weist mindestens eine Kondensatorlage auf. Und diese Kondensatorlage weist eine Anzahl von Spannungsleiterschichten, eine Anzahl von Erdleiterschichten und eine Anzahl von Isolierschichten auf, die die Reihenfolge "Erde/Isolier./Spannung/Isolier./Erde/Isolier./Spannung/Isolier./Erde/. . ." aufweisen. Die Erdleiterbahnen und Spannungsleiterbahnen von Anschlußlagen und die entsprechenden Leiterschichten der Kondensatorlage sind normalerweise durch Leiterdurchgänge verbunden. Unter der Spannungsleiterbahnen und Spannungsleiterschichten sind Leiterbahnen und Leiter­ schichten, die die elektrische Spannung der Stromversorgung tragen, gemeint. Option: Die Kondensatorlage ist nicht selbstständig, sondern zu einer anderen Lage hinzugebaut.
Die fünfte Ergänzungslösung: Jede Anschlußlage des Substrats weist für jede Anzahl von 2 bis 24, bevorzugt 8 bis 12 von Signalleiterbahnen normalerweise eine Erdleiterbahn und eine Spannungsleiterbahn auf.
Die sechste Ergänzungslösung: Die Abstandschritte zwischen Anschlußkontakten betragen 1/320" bis 1/40", bevorzugt 100 µm oder 1/160" oder 200 µm oder 1/80", wobei jeder Signalkontakt normalerweise 1 Abstandschritt besitzt und jeder Stromversorgungskontakt bevorzugt 2 Abstandschritte besitzt.
Die siebente Ergänzungslösung: Unter den Chips liegt eine Erdlage des Substrats, die nicht nur Erdleiterflächen, sondern auch Bondeinheiten oder ein gemeinsames Bondfenster aufweist. Die Funktion als Bondeinheiten dieser Erdlage erfüllen die Außenausgänge der Leiterdurch­ gänge, die zu den inneren Leiterbahnenausgängen der Anschlußlagen führen oder die kurzen Metallstreifen, die mit diesen Außenausgängen verbunden sind. Unter dem gemeinsamen Bondfenster ist ein relativ großes Fenster unter allen Halbleiterbausteinen, das mindestens durch diese Lage führt und zur direkten Bondverbindungen dient, gemeint.
Die achte Ergänzungslösung: Die Bondeinheiten des Substrats und die Bondinseln der Chips sind unter Verwendung eines Flip-Chip-Prozesses verbunden. Die Chips sind auf einer Seite des Substrats oder auf beiden Seiten des Substrats befestigt und abgedichtet und b. z. w. gibt es 1 oder 2 Schichten der Chips. Unter den Chips sind die Halbleiterbausteine gemeint.
Die neunte Ergänzungslösung: Im Falle der Verwendung des Bondfensters und bei Vorhandensein einer Anschlußlage pro 1 Chipsschicht sind die inneren Leiterbahnenausgänge der Anschlußlage mit den Lötkugeln der Chips direkt zusammengelötet.
Die zehnte Ergänzungslösung: Im Falle der Verwendung des Bondfensters und bei Vorhandensein von zwei Anschlußlagen pro 1 Chipsschicht sind die inneren Leiterbahnen­ ausgänge der von der Chipsschicht ausgesehen ersten Anschlußlage mit den Lötkugeln der Chips direkt zusammengelötet, und feine Metallkugeln oder Lötkugeln sind auf der inneren Leiterbahnenausgängen der von der Chipsschicht aus gesehen zweiten Anschlußlage aufge­ schweißt oder angelötet und mit den Lötkugeln der Chips zusammengelötet.
Die elfte Ergänzungslösung: Das Chip-Gehäuse weist präzise Kanten auf, die der präzisen Kanten von Kopplungseinheiten auf der Hauptplatte oder in der Decke oder in der Zelle, wohin das Chip-Gehäuse eingesteckt werden soll, entsprechen und eine µm-präzise Kopplung ohne einer speziellen technologischen Ausrüstung sicherstellen.
Bemerkung: Im Falle der Verwendung des Bondfensters und bei Vorhandensein von mindestens zwei Anschlußlagen pro eine Chipsschicht stellen die Bondfenster eine pyramidenstumpfmäßige Vertiefung zusammen. Die pyramidenstumpfmäßige Vertiefung im Substrat des Chip-Gehäuses ermöglicht keine feine Leiterdurchgänge oder zweimal dickere Leiterdurchgänge zu erzeugen. Das lohnt sich, wenn es Probleme mit dem Herstellen der feinen Leiterdurchgänge gibt oder dieses Herstellen zuerst teuer ist. Der Durchmesser der sogenannten feinen Leiterdurchgänge ist vom Abstandschritt zwischen den feinen Leiterbahnen abhängig. Beträgt dieser Abstandschritt z. B. 200 µm, muß der Durchmesser ungefähr 120 µm sein, beträgt dieser Abstandschritt z. B. 100 pm, muß der Durchmesser ungefähr 60 µm sein. Und je näher die feinen Leiterbahnen zum Halbleiterbaustein anlaufen, desto näher wird dieser Abstandschritt dem Abstandschritt zwischen den Bondinseln des Halbleiterbausteins, wenn diese Leiterbahnen in einer Schicht pro eine Bondinselnreihe angeordnet sind. Zwei Anschlußlagen pro eine einzige Bondinselnreihe ermöglichen die Leiterdurchgänge auch zweimal zu vergrößern, dabei gemeint ist, daß eine Bondinselnreihe über 1 bis 4 Ränder des Halbleiterbausteins verfügt.
Weil das vorgeschlagene Chip-Gehäuse mit seinen austretenden feinen Leiterbahnen und anderen speziellen Elementen ganz ungewohnt, pionierisch ist, stellt man auch eine Anzahl von Verfahren und irgendwelche Vorrichtungen zur Verfügung.
Verfahren 1
Das Herstellen einer Anschlußlage, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) Ein dünnes Zielkeramikplättchen, dessen Verwendungsziel es ist, das Hauptkeramik­ plättchen zu werden, und 1 bis 4 genau so dünne Hilfskeramikplättchen werden auf einem Grundkeramikplättchen so angeordnet, daß die Hilfskeramikplättchen um das Zielkeramik­ plättchen herum aufgebracht und an das Zielkeramikplättchen eng angedrückt werden. Im Zielkeramikplättchen werden feine Leiterdurchgänge im voraus hergestellt, falls die Leiter­ durchgänge im Substrat nötig sind. Die Ausgänge der feinen Leiterdurchgänge weisen mindestens einseitig Flächen auf, die mit der Oberfläche des Zielkeramikplättchens eine gemeinsame Fläche zusammenstellen, und das Zielkeramikplättchen wird so aufgebracht, daß diese gemeinsame Fläche nach oben gerichtet wird.
  • b) Auf das Zielkeramikplättchen und die Hilfskeramikplättchen wird eine Glasfolie angebracht oder auf dem Zielkeramikplättchen und auf den Hilfskeramikplättchen wird eine dünne Glas­ schicht erzeugt.
  • c) Das Zielkeramikplättchen und die Hilfskeramikplättchen werden auf dem Grundkeramik­ plättchen durch Schmelzen des Glases mit einem Laserstrahl oder Laserstrahlen über Hilfs­ durchgangsöffnungen des Zielkeramikplättchens und Hilfsdurchgangsöffnungen der Hilfs­ keramikplättchen und durch nachfolgendes Aushärten des geschmolzenen Glases zeitbedingt befestigt.
  • d) Auf der Glasfolie oder auf der dünnen Glasschicht werden feine Leiterbahnen und optionale feine kurze Metallstreifen, die im Falle des Herstellens der Leiterdurchgänge des Substrats nützlich sind, mit einem Verfahren, das Vakuumaufstäuben, Fotolithografie und Ätzen aufweist, oder mit einem anderen Verfahren, das eine für den gewählten Abstandschritt zwischen der Leiterbahnen genügende Präzision sicherstellt, erzeugt. Dabei werden auch zeitbedingte kurze Zwischenmetallstreifen zwischen Leiterbahnenausgängen erzeugt, wenn diese Zwischenmetallstreifen während des Herstellens der Anschlußkontaktreihen nützlich sind.
  • e) Die Dicke der Leiterbahnen und der Metallstreifen wird mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren verstärkt, wenn diese Dicke nicht genügend ist.
  • f) Die Teile der Leiterbahnen, die sich über den Hilfsplättchen befinden, werden mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren vergoldet.
  • g) Ein Heizplättchen eines Erhitzers wird an alle Leiterbahnen und Metallstreifen von oben angedrückt, und/oder ein Heizkörper wird an das Grundplättchen von unten angedrückt. Das Glas wird über seinen Schmelzpunkt erhitzt, und alle Leiterbahnen und Metallstreifen werden durch das geschmolzene Glas bis zu den Oberflächen des Zielplättchens und der Hilfsplättchen gesenkt. Die Glasschicht soll nicht zu dick sein, damit die Leiterbahnen und die Metallstreifen in dem geschmolzenen Glas nicht versinken;
  • h) Die Hilfsplättchen, das Grundplättchen und der Heizkörper, falls er benutzt wurde, werden beseitigt.
  • i) Statt des Grundplättchens wird ein Grundblock, der fast so breit wie das Zielplättchen ist, und/oder eine Stütze oder eine Halterung der technologischen Ausrüstung daruntergelegt.
  • j) Die Reste des geschmolzenen Glases von den Unterseiten der austretenden Leiterbahnen werden mit einer feinen Heizscharre entfernt. Die austretenden Leiterbahnen werden mit einem Block einer technologischen Ausrüstung, wenn das Heizplättchen des Erhitzers nicht benutzt wird, von oben festgehalten.
  • k) Das Heizplättchen des Erhitzers oder der Block einer technologischen Ausrüstung werden, falls sie benutzt wurden, beseitigt.
  • l) Im Falle daß die Leiterdurchgänge des Substrats nötig sind, werden die Abschnitte der Leiterbahnen über den Leiterdurchgängen des Zielkeramikplättchens und die Abschnitte der kurzen Metallstreifen über den Leiterdurchgängen des Zielkeramikplättchens mittels feiner Laserstrahlen über den Schmelzpunkt des Metalls erhitzt, um die Leiterverbindungen von den Leiterbahnen und den kurzen Metallstreifen zu den Leiterdurchgängen des Zielkeramikplättchens herzustellen.
  • m) Nach Aushärten des Glases werden die austretenden Leiterbahnenausgänge mit den optionalen zeitbedingten kurzen Zwischenmetallstreifen festgehalten, um die nächsten zwei oder drei Schritte zu erleichtern.
  • n) Unter jede Reihe von den austretenden Leiterbahnenausgängen wird ein elastisches draht­ mäßiges Isolierplättchen mit einem Klebstoff auf seiner Oberseite festgebracht. Die Unterseiten der austretenden Leiterbahnenausgänge werden, wenn es für die gewählte Art des Klebstoffs nötig ist, mit demselben Klebstoff eingeschmiert.
  • o) Über jede Reihe von den austretenden Leiterbahnenausgängen wird ein hartes drahtmäßiges Isolierplättchen mit einem Klebstoff auf seiner Unterseite festgebracht. Die Oberseiten der austretenden Leiterbahnenausgänge werden, wenn es für die gewählte Art des Klebstoffs nötig ist, mit demselben Klebstoff eingeschmiert.
  • p) Jede Reihe von den austretenden Leiterbahnenausgängen und die entsprechenden drahtmäßigen Isolierplättchen werden zusammengepresst und bis zum Aushärten des Klebstoffs so gelassen.
  • q) Die zeitbedingten kurzen Zwischenmetallstreifen zwischen den Leiterbahnenausgängen und b. z. w. die kleinen Teile der Leiterbahnenausgänge werden abgeschnitten.
  • r) Die freie Seite jedes harten drahtmäßigen Isolierplättchens wird mit einem Klebstoff einge­ schmiert, und/oder die entsprechende Stelle auf der Unterseite des Zielkeramikplättchens wird mit demselben Klebstoff eingeschmiert.
  • s) Jedes Paar, bestehend aus einem harten drahtmäßigen Isolierplättchen und einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen, wird mit seinen austretenden Leiterbahnen teilweise umgewickelt, durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Isolierplättchens an die entsprechende Stelle auf der Unterseite des Zielkeramikplättchens, wenn diese Anschlußkontaktreihe gerade auf diesem Zielkeramikplättchen befestigt werden soll, angedrückt und bis zum Aushärten des Klebstoffs so gelassen.
Bemerkung: Das Verfahren 1 ist bevorzugt für eine experimentale Fertigung geeignet.
Verfahren 2
Das Herstellen eines Paares, bestehend aus einer Anschlußlage und einer Erdlage, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) Ein Keramikplättchen, das für eine Anschlußlage bestimmt ist, wird vorbereitet. In diesem Keramikplättchen werden feine Leiterdurchgänge im voraus hergestellt, falls die Leiterdurch­ gänge im Substrat nötig sind. Die Ausgänge der feinen Leiterdurchgänge weisen mindestens einseitig Flächen auf, die mit der Oberfläche dieses Keramikplättchens eine gemeinsame Fläche zusammenstellen.
  • b) Ein Keramikplättchen, das für eine Erdlage bestimmt ist, wird vorbereitet. In diesem Keramikplättchen werden eine Leiterfläche und feine Leiterdurchgänge im voraus hergestellt, wenn die Leiterdurchgänge im Substrat nötig sind. Die Ausgänge der feinen Leiterdurchgänge weisen mindestens einseitig Flächen auf, die mit der Oberfläche dieses Keramikplättchens eine gemeinsame Fläche zusammenstellen.
  • c) Auf einer Glasfolie werden feine Leiterbahnen und optionale feine kurze Metallstreifen, die im Falle des Herstellens der Leiterdurchgänge des Substrats nützlich sind, mit einem Verfahren, das Vakuumaufstäuben, Fotolithografie und Ätzen aufweist, oder mit einem anderen Verfahren, das eine für den gewählten Abstandschritt zwischen der Leiterbahnen genügende Präzision sicherstellt, erzeugt. Die Längen der Leiterbahnen werden so vorgesehen, daß diese Leiterbahnen später aus den Keramikplättchen austreten könnten und zum Bauen der Anschlußkontaktreihen geeignet wären. Dabei werden auch zeitbedingte kurze Zwischenmetallstreifen zwischen Leiterbahnenausgängen, wenn diese Zwischenleiterstreifen während des Herstellens der Anschlußkontaktreihen nützlich sind, erzeugt.
  • d) Die Dicke der Leiterbahnen und der Metallstreifen, die auf der Glasfolie vorbereitet sind, wird, wenn diese Dicke nicht genügend ist, mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren verstärkt.
  • e) Das Keramikplättchen, das für eine Anschlußlage bestimmt ist, die Glasfolie mit allen ihren Leitereinheiten und das Keramikplättchen, das für eine Erdlage bestimmt ist, werden zusammengepresst, und über den Schmelzpunkt des Glases erhitzt. Dabei wird der Glasüberfluß ausgedrückt, und die Keramikplättchen nähern sich einander bis zu dem Abstandschritt, der gleich der Dicke der Leiterbahnen ist.
  • f) Die Glasreste auf den aus den Keramikplättchen austretenden Leiterbahnen werden entfernt.
  • g) Durch Aushärten der Glasreste zwischen den Keramikplättchen werden diese Keramik­ plättchen zusammengeklebt.
  • h) Die austretenden Leiterbahnen werden mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren mindestens einseitig vergoldet.
  • i) Für jede Reihe der austretenden Leiterbahnen werden jeweils ein hartes drahtmäßiges Keramikplättchen und ein elastisches drahtmäßiges Keramikplättchen durch die Zwischen­ abstände zwischen den Ausgängen der austretenden Leiterbahnen zusammengeklebt, mit diesen austretenden Leiterbahnen teilweise umgewickelt und auf einer bestimmten Stelle direkt nach dem vorangehenden Verfahrenschritt oder nach der Zusammensetzung aller Lagen durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Keramikplättchens befestigt.
Bemerkung: Das Verfahren 2 ist, bevorzugt, für eine experimentale Fertigung geeignet.
Verfahren 3
Das gleichzeitige Herstellen einer Anzahl von Anschlußlagen, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) Eine Monolithkeramikmatrix, die eine Anzahl von Zielkeramikplättchen und eine Anzahl von drahtmäßigen Keramikplättchen aufweist, wird hergestellt. Die Verwendungsziel der Ziel­ keramikplättchen ist es, das Hauptkeramikplättchen der Anschlußlage zu werden, und die drahtmäßigen Keramikplättchen werden die sogenannten harten drahtmäßigen Isolierplättchen der Anschlußkontaktreihen. Die Zielkeramikplättchen und die drahtmäßigen Keramikplättchen weisen viele Metalldurchgänge auf und werden so angeordnet, daß die Abstände zwischen jedem Zielkeramikplättchen und den umliegenden drahtmäßigen Keramikplättchen den Längen der künftigen austretenden Leiterbahnen entsprechen und die Ausmaße jedes drahtmäßigen Keramikplättchens ohne die zeitbedingten Zwischenverbindungen den Ausmaßen des künftigen drahtmäßigen Isolierplättchens der Anschlußkontaktreihe entsprechen.
  • b) Falls die Monolithkeramikmatrix zu schwach ist, wird ein breites Hilfskeramikplättchen, das den Metalldurchgängen der Monolithkeramikmatrix entsprechende leere Durchgangsöffnungen aufweist, auf die Monolithkeramikmatrix aufgebracht und durch Schmelzen und Aushärten des Metalls in seinen Hilfsdurchgangsöffnungen oder auf eine andere Art zeitbedingt befestigt wird.
  • c) Auf einem breiten polierten Grundkeramikplättchen wird eine dünne Glasschicht erzeugt und auf dieser Glasschicht werden feine Leiterbahnen und optionale feine kurze Metallstreifen mit einem Verfahren, das Vakuumaufstäuben, Fotolithografie und Ätzen aufweist, oder mit einem anderen Verfahren, das eine für den gewählten Abstandschritt zwischen der Leiterbahnen genügende Präzision sicherstellt, erzeugt.
  • d) Die Dicke der Leiterbahnen und der Metallstreifen wird, wenn diese Dicke nicht genügend ist, mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren verstärkt.
  • e) Die Monolithkeramikmatrix wird auf alle Leiterbahnen und Metallstreifen, die sich auf der Glasschicht befinden, aufgebracht.
  • f) Mittels einer Reihe feiner Laserstrahlen oder einer Anzahl von Reihen feiner Laserstrahlen wird das Metall in den Metalldurchgängen der Monolithkeramikmatrix geschmolzen und so werden Leiterverbindungen zu den Leiterbahnen und den Metallstreifen erzeugt.
  • g) Nach dem Aushärten des Metalls in den Leiterdurchgängen und vor dem Aushärten des Glases unter den Leiterbahnen und den Metallstreifen wird die Monolithkeramikmatrix oder das Grundkeramikplättchen verschoben und beseitigt. Das Glas, wenn es vor dem Verschieben der Monolithkeramikmatrix schon ausgehärtet ist, wird noch einmal erhitzt.
  • h) Die Glasreste auf der Monolithkeramikmatrix werden entfernt, besonders sorgfältig von dort, wo sich die austretenden Teile der Leiterbahnen befinden.
  • i) Die austretenden Teile der Leiterbahnen werden mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren vergoldet.
  • j) Im Falle, daß die drahtmäßige elastische Isolierplättchen umwickelt werden sollen, folgende Prozeßschritte ausgeführt werden.
    • a) Eine Elastikmatrix, die eine Anzahl von elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen einbegreift, wird auf einer Grundfläche hergestellt. Die Verwendungsziele der elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen sind es, die Bestandteile der Anschlußkontaktreihen zu werden. Die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen werden so angeordnet, daß die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen nach dem richtigen Aufbringen der Monolithkeramikmatrix genau unter den drahtmäßigen Keramikplättchen liegen.
    • b) Die drahtmäßigen Keramikplättchen der Monolithkeramikmatrix werden von der Seite der Leiterbahnenausgängen mit einem Klebstoff eingeschmiert.
    • c) Die Oberseiten der elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen der Elastikmatrix werden mit demselben Klebstoff eingeschmiert, wenn es für die gewählte Art des Klebstoffs nötig ist.
    • d) Die Monolithkeramikmatrix wird auf die Elastikmatrix so aufgebracht und angedrückt, daß die drahtmäßigen Keramikplättchen und die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen aneinander treffen und zusammenkleben.
    • e) Nach dem Aushärten des Klebstoffs wird die kombinierte Matrix so in Teile geschnitten, daß jeder abgeschnittene Teil ein Keramikplättchen mit austretenden Leiterbahnen und bis zu 4 Paaren, jeweils aus einem drahtmäßigen Keramikplättchen und einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen, die zwischen den Ausgängen der austretenden Leiterbahnen zusammengeklebt sind, aufweist;
    • f) Jedes Paar, bestehend aus einem drahtmäßigen Keramikplättchen und einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen wird an der entsprechenden Stelle, die sich an der freien Seite des entsprechenden Keramikplättchens befindet, angeklebt oder auf eine andere Art befestigt, wenn diese Anschlußkontaktreihe gerade an diesem Zielkeramikplättchen angeordnet werden soll.
  • k) Im Falle, daß die drahtmäßigen elastischen Isolierplättchen umgefasst werden sollen, folgende Prozeßschritte ausgeführt werden.
    • a) Die Monolithkeramikmatrix wird so in Teile geschnitten, daß jeder abgeschnittene Teil ein Zielkeramikplättchen mit austretenden Leiterbahnenreihen, von denen jede mit ihrem drahtmäßigen Keramikplättchen durch die befestigten Leiterbahnenausgänge verbunden ist, aufweist.
    • b) Jeweils wird ein zeitbedingtes hitzebeständiges Ersatzmittel für das elastische draht­ mäßige Isolierplättchen mit der austretenden Leiterbahnenreihe, deren Ausgänge auf dem entsprechenden drahtmäßigen Keramikplättchen befestigt sind, umgefasst. Und das drahtmäßige Keramikplättchen wird mittels Schmelzen des Metalls in den Erdleiterdurch­ gängen, die sich gegenüber den Erdleiterdurchgängen der Zielstelle befinden sollen, befestigt.
    • c) Nach Abkühlen wird das zeitbedingte hitzebeständige Ersatzmittel durch das elastische drahtmäßige Isolierplättchen, dessen Ausgang mit dem Ausgang dieses Ersatzmittels verbunden werden soll, mittels Ziehen ersetzt und danach von dem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen abgeschnitten.
Verfahren 4
Das gleichzeitige Herstellen einer Anzahl von Paaren, bestehend je aus einer Anschlußlage und einer Erdlage nach dem vorangehenden Verfahren, das die folgenden Unterschiede umfaßt:
  • a) Zwei Monolithkeramikmatrizen werden behandelt.
  • b) In der zweiten Monolithkeramikmatrix werden die Erdleiterflächen in den Zielkeramik­ plättchen, Erdleiterdurchgänge in den drahtmäßigen Keramikplättchen und keine austretenden Leiterbahnen vorgesehen.
  • c) Vor dem Schneiden der Monolithkeramikmatrizen und vor der Verwendung der Elastikmatrix oder den Manipulierungen mit den hitzebeständigen Ersatzmitteln werden die Monolithkeramikmatrizen mittels Schmelzen des Metalls in den Leiterdurchgängen, die gleichnamig sind und die sich gegenübereinander befinden, zusammengeschweißt.
Bemerkung: Die Verfahren 3, 4 und die nachfolgenden Verfahren sind meistens für eine Massenproduktion geeignet. Diese Verfahren brauchen jedoch zumindest eine Reihe von starken feinen Laserstrahlen. Solche Reihen von Laserstrahlen geben folgende Vorrichtungen.
Vorrichtung 1
Eine Vorrichtung zum Erzeugen der feinen Laserstrahlen, das ein Laser mit einem breiten starken Strahl, eine Linse, die eine Plus-Konvexität nur in einem zentralen Querschnitt aufweist, eine Linse, die eine Minus-Konvexität nur in dieselbem zentralen Querschnitt aufweist, eine Keramikmaske mit 1 bis 4 parallel angeordneten und relativ eng benachbarten Reihen von feinen Durchgangsöffnungen, eine Linse, die eine Plus-Konvexität in beiden zentralen Querschnitten aufweist, und eine Linse, die eine Minus-Konvexität in beiden zentralen Querschnitten aufweist, wobei die Keramikmaske mit einem Wärmeentzug versorgt ist.
Vorrichtung 2
Eine Vorrichtung zum Erzeugen der feinen Laserstrahlen, das 1 bis 16 Reihen von Halbleiterlasern, die nicht alle unbedingt parallel angeordnet werden sollen, eine Sammellinse und eine Zerstreuungslinse aufweist.
Verfahren 5
Das Herstellen eines Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchens, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) In einem Zielkeramikplättchen, dessen Verwendungsziel es ist, ein Leiterdurchgänge aufweisendes Keramikplättchen zu werden, werden feine Durchgangsöffnungen während des Keramik-Plättchen-Herstellungsprozesses und/oder nach diesem Herstellungsprozeß erzeugt.
  • b) Das Zielkeramikplättchen wird auf ein poliertes Grundkeramikplättchen angebracht.
  • c) Die Durchgangsöffnungen werden mit feinen Metallkugeln durch Vibration oder mit einer Metallpaste unter Druck gefüllt.
  • d) Die Metallpaste oder die Metallkugeln, die sich nicht in den Durchgangsöffnungen befinden, werden entfernt.
  • e) Das Metall in den Durchgangsöffnungen wird über seinen Schmelzpunkt erhitzt.
  • f) Nach Aushärten des Metalls wird das Zielkeramikplättchen oder das Grundkeramikplättchen verschoben und beseitigt.
Verfahren 6
Das Herstellen einer Monolithkeramikmatrix nach dem vorangehenden Verfahren, das die folgenden Unterschiede umfaßt:
  • a) Statt des Zielkeramikplättchens wird eine Monolithkeramikmatrix behandelt.
  • b) Die Fenster in der Monolithkeramikmatrix werden mit Füllmittelplättchen gefüllt, dabei unter dem Füllmittelplättchen ein Plättchen, das die Form des entsprechenden Fensters aufweist, gemeint ist.
Verfahren 7
Das Herstellen einer Anzahl von Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchen, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) In einer Anzahl von Zielkeramikplättchen, deren Verwendungsziel es ist, die Leiterdurch­ gänge aufweisenden Keramikplättchen zu werden, werden feine Durchgangsöffnungen während des Keramik-Plättchen-Herstellungsprozesses und/oder nach diesem Herstellungsprozeß erzeugt.
  • b) Alle Zielkeramikplättchen werden aufeinander zusammengestellt und zusammengeheftet oder auf eine andere Art zusammengehalten. Die im Vergleich zur Keramik weichen hitzebeständigen Zwischenplättchen, die gleiche Durchgangsöffnungen aufweisen, werden optionalweise verwendet, um nachfolgendes Schneiden zu erleichtern. Dabei stellen gleichnamige Durchgangsöffnungen lange Tunnel-Durchgangsöffnungen zusammen.
  • c) Das geschmolzene Metall wird in die Tunnel-Durchgangsöffnungen unter Druck hineingestoßen.
  • d) Nach Aushärten des Metalls werden äußere Reste des Metalls entfernt, und der Block wird aus den Zielkeramikplättchen in einzelne Zielkeramikplättchen geschnitten.
  • e) Optionale Prozeßschritte:
    Jedes Zielkeramikplättchen wird auf ein poliertes Grundkeramikplättchen angebracht. Das Metall in den Durchgangsöffnungen wird über seinen Schmelzpunkt erhitzt. Nach dem Aushärten des Metalls wird das Zielkeramikplättchen oder das Grundkeramik­ plättchen verschoben und beseitigt.
Verfahren 8
Das Herstellen einer Anzahl von Monolithkeramikmatrizen nach dem vorangehenden Verfahren, das die folgenden Unterschiede umfaßt:
  • a) Statt der Zielkeramikplättchen werden Monolithkeramikmatrizen behandelt.
  • b) Die im Vergleich zur Keramik weichen hitzebeständigen Zwischenplättchen sind unbedingt nötig, wobei mindestens das erste Zwischenplättchen die für die Fenster in der ersten Monolith­ keramikmatrix bestimmten Füllmittelplättchen auf seiner Oberfläche aufweist, dabei unter dem Füllmittelplättchen ein Plättchen, das die Form des entsprechenden Fensters aufweist, gemeint ist.
Verfahren 9
Das Herstellen einer Anzahl von Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchen, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) In einer Anzahl von Zielkeramikplättchen, deren Verwendungsziele es sind, die Leiterdurch­ gänge aufweisenden Keramikplättchen zu werden, werden feine Durchgangsöffnungen während des Keramik-Plättchen-Herstellungsprozesses und/oder nach diesem Herstellungsprozeß erzeugt.
  • b) Alle Zielkeramikplättchen werden aufeinander zusammengestellt und zusammenbefestigt. Die im Vergleich zur Keramik weichen chemisch stabilen Zwischenplättchen, die gleiche Durchgangsöffnungen aufweisen, werden optionalweise verwendet, um nachfolgendes Schneiden zu erleichtern. Dabei stellen gleichnamige Durchgangsöffnungen lange Tunnel- Durchgangsöffnungen zusammen.
  • c) Ein Galvanikverfahren wird verwendet, wobei ein Elektrolyt unter Druck durch die Tunnel­ durchgangsöffnungen so viele Male durchgestoßen wird, daß die Tunnel-Durchgangsöffnungen wegen der zunehmenden Dicke der Metallinnenflächen fast verschwinden.
  • d) Äußere Reste des Metalls werden entfernt, und der Block aus den Zielkeramikplättchen wird gereinigt.
  • e) Der Block aus den Zielkeramikplättchen wird in einzige Zielkeramikplättchen geschnitten.
  • f) Optionale Prozeßschritte:
    Jedes Zielkeramikplättchen wird auf ein poliertes Grundkeramikplättchen angebracht. Das Metall in der Durchgangsöffnungen wird über seinen Schmelzpunkt erhitzt. Nach dem Aushärten des Metalls wird das Zielkeramikplättchen oder das Grundkeramik­ plättchen verschoben und beseitigt.
Verfahren 10
Das Herstellen einer Anzahl von Monolithkeramikmatrizen nach dem vorangehenden Verfahren, das die folgenden Unterschiede umfaßt:
  • a) Statt der Zielplättchen werden Monolithkeramikmatrizen behandelt.
  • b) Die im Vergleich zur Keramik weichen chemisch stabilen Zwischenplättchen sind unbedingt nötig, wobei mindestens das erste Zwischenplättchen die für die Fenster in der ersten Monolith­ keramikmatrix bestimmten Füllmittelplättchen auf seiner Oberfläche aufweist und mindestens das letzte Zwischenplättchen die für die Fenster in der letzten Monolithkeramikmatrix bestimmten Füllmittelplättchen auf seiner Oberfläche aufweist, dabei unter dem Füllmittel­ plättchen ein Plättchen, das die Form des entsprechenden Fensters aufweist, gemeint ist.
Verfahren 11
Das Herstellen des Substrats des Chip-Gehäuses, das die folgenden Schritte umfaßt:
  • a) Alle Lagen werden nacheinander und aufeinander zusammengesetzt. In jeder nachfolgenden Lage wird das Metall in den Leiterdurchgängen mittels feiner Laserstrahlen geschmolzen, wobei das Schmelzen des Metalls, wenn die Anschlußkontaktreihen schon ganz fertig sind, unter Verwendung eines Wärmeentzugs und, optionalweise, nicht gleichzeitig für alle Leiterdurchgänge ausgeführt wird, um die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen und den Klebstoff nicht zu beschädigen.
  • b) Nach Aushärten des Metalls werden die Anschlußkontaktreihen, die noch nicht ganz fertig gemacht und/oder nicht befestigt sind, ganz fertig gemacht und/oder dort befestigt, wo es für sie vorgesehen ist.
Aufklärungen zu den Zeichnungen
In allen Figuren sind die Ausschnitte von den Querschnitten gegeben, und der Maßstab beträgt ungefähr 40/1. Im Falle, daß es nicht stimmt, werden zusätzliche Aufklärungen gegeben.
Fig. 1A bis 1E: Die letzten Schritte im Herstellen einer Anschlußlage nach dem Anspruch 2.
Fig. 2: Die Verwendung dieser Anschlußlage in einem horizontal aufgelegten Chip-Gehäuse.
Fig. 3: Die Verwendung einer ähnlichen Anschlußlage in einem vertikal aufgelegten Chip- Gehäuse, das normalerweise für einen Speichermodul bestimmt ist.
Fig. 4A bis 4E: Die letzten Schritte im Herstellen einer Anschlußlage nach dem Anspruch 3, die mit einer Erdlage eine kombinierte Lage zusammensetzt.
Fig. 5. Die Verwendung dieser Lage in einem horizontal aufgelegten Chip-Gehäuse.
Fig. 6: Die Verwendung einer ähnlichen Lage in einem vertikal aufgelegten Chip-Gehäuse, das normalerweise für einen Speichermodul bestimmt ist.
Fig. 7A bis 7F: Die letzten Schritte im Herstellen einer Anschlußlage nach dem Anspruch 5.
Fig. 8: Die Verwendung dieser Anschlußlage in einem horizontal aufgelegten Chip-Gehäuse.
Fig. 9: Die Verwendung einer ähnlichen Anschlußlage in einem vertikal aufgelegten Chip- Gehäuse, das normalerweise für einen Speichermodul bestimmt ist.
Fig. 10: Ein zeitbedingtes hitzebeständiges Ersatzmittel für das elastische drahtmäßige Isolier­ plättchen mit einem angekuppelten elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen. Dieser "Zug" wird bei der Fertigung einer Anschlußkontaktreihe nach dem Anspruch 5 benutzt, wenn man kein Klebstoff auf den Leiterbahnenausgängen lassen will. Seine Verwendung kann auch bei der Fertigung einer Doppel-Anschlußlage nach dem Anspruch 6 nützlich sein. Die Abschnittlinie ist gezeigt.
Fig. 11: Der letzte Schritt im Herstellen einer Doppel-Anschlußlage nach dem Anspruch 6. Als die Zwischenlage können eine Kondensatorlage und/oder andere nützliche Lagen verwendet werden.
Fig. 12: Die Verwendung dieser Anschlußlage in einem vertikal aufgelegten Chip-Gehäuse, das normalerweise für einen Speichermodul bestimmt ist.
Fig. 13: Diese Zeichnung macht das Folgende klar. Wenn es keine Vertiefung in der Hauptplatte gibt, müssen die harten drahtmäßigen Plättchen verschiedene Dicke aufweisen.
Fig. 14: Diese Zeichnung zeigt, wie man ohne feine Signal-Leiterdurchgänge das Bonden machen kann. Das lohnt, falls es Probleme bei der Fertigung von den feinen Metalldurch­ gängen gibt.
Fig. 15: Die Verwendung der Chip-Gehäuse, die Anschlußlagen nach dem Anspruch 2 aufweisen. Im oberen Teil des Bildes sind die Ausschnitte der Ansichten von unten dargestellt. Diese Ausführung ist insbesondere für die 512-Bit-Datenbreite-Übertragung zwischen dem Prozessor (1) und dem Speicher (2) günstig. Der Maßstab beträgt ungefähr 15/1. Wenn eine solche Integration unter GHz-Frequenzen verwendet ist, wird eine Lüftabkühlung nicht genügend und braucht man ernste Abkühlungsmethoden.
Fig. 16: Die Verwendung der Chip-Gehäuse, die Anschlußlagen nach den Ansprüchen 5 und 6 aufweisen. Im oberen Teil des Bildes sind die Ausschnitte der Ansichten von unten dargestellt. Diese Ausführung ist insbesondere für die 256-Bit-Datenbreite-Übertragung zwischen dem Prozessor (1) und dem Speicher (2) günstig. Der Maßstab beträgt ungefähr 15/l. Wenn eine solche Integration unter GHz-Frequenzen verwendet ist, wird eine Luftabkühlung nicht genügend und braucht man ernste Abkühlungsmethoden.
Aufklärungen zu den Bezugszeichen
Die Bezugszeichen sind für alle Figuren gemeinsam und bedeuten das Folgende:
1 Ein horizontal aufgelegtes Chip-Gehäuse, normalerweise ein Prozessor.
2 Ein vertikal aufgelegtes Chip-Gehäuse, normalerweise ein Speichermodul.
3 Eine mehrschichtige Hauptplatte. Eine Technologie vom Chip-Substrat ist bevorzugt.
4 Eine Kopplungseinheit. Die Kopplungseinheiten ermöglichen eine präzise Kopplung ohne eine spezielle technologische Ausrüstung.
5 Ein Kühler. Eine Lüftabkühlung ist nur für 64Bit- bis 128Bit-Datenbreiten und mäßigen Frequenzen möglich, aber die Erfindung selbst macht keine Beschränkungen.
10 Ein Halbleiterbaustein oder Chip
11 Ein Anschlußlage
12 Eine Erdlage
13 Eine Kondensatorlage
14 Eine Verbindungslage
15 Ein Bondfenster
16 Eine Lötkugel des Halbleiterbausteins
17 Ein Epoxydklebstoff. Normalerweise wird heute ein Epoxydklebstoff benutzt, um die Lötkugeln des Chips vor den Spannungen zu schützen und die Abdichtung zu fertigen
18 Ein Stoff, der einen guten Wärmekontakt mit einem Kühler ermöglicht
19 Eine Metallkugel oder eine Lötkugel, die dem Substrat des Chip-Gehäuses gehört
20 Eine präzise direkte Kante des Chip-Gehäuses
21 Ein hartes drahtmäßiges Isolierplättchen
22 Eine austretende Leiterbahn
23 Ein elastisches drahtmäßiges Isolierplättchen
24 Ein Hauptkeramikplättchen
25 Ein Leiterdurchgang oder ein Metalldurchgang
25S Ein Signalleiterdurchgang. Die Signalleiterdurchgänge dienen der Signalübertragung
25G Ein Erdleiterdurchgang. Die Erdleiterdurchgänge dienen der Stromversorgung, der elektrischen Abschirmung und dem Zugang zur Kondensatorlage
25E Ein Spannungsdurchgang. Die Spannungsdurchgänge dienen der Stromversorgung und dem Zugang zur Kondensatorlage.
26 Eine Erdleiterfläche. Die Erdleiterflächen dienen der elektrischen Abschirmung und ermöglichen die Welle-Übertragung durch die Leiterbahnen.
27 Ein Klebstoff, normalerweise ein Epoxydklebstoff
28 Ein zeitbedingtes hitzebeständiges Ersatzmittel für das elastische drahtmäßige Isolierplattchen, das mit dem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen verbunden ist
29 Ein drahtmäßiges Keramikplättchen, das als ein hartes drahtmäßiges Isolierplättchen oder ein Bestandteil des harten drahtmäßigen Doppel-Isolierplättchens dient
30 Eine präzise schräge Kante. Sie ist für das Chip-Gehäuse nützlich und für eine Kopplungseinheit nötig

Claims (35)

1. Chip-Gehäuse, das ein Substrat und mindestens einen Halbleiterbaustein (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Substrat mindestens eine Anschlußlage (11) aufweist, die mindestens ein dünnes Hauptkeramikplättchen (24) mit feinen Leiterbahnen, deren austretende Teile (22), falls die Leiterbahnen nicht golden sind, mindestens einseitig vergoldet sind, und mindestens ein elastisches drahtmäßiges Isolierplättchen (23), das mit diesen austretenden Leiterbahnen umgefasst oder umwickelt ist, aufweist;
  • - wobei die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen nicht in jeder Hinsicht elastisch, sondern nur im Vergleich zum Metall genügend elastisch sind.
2. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - jede Reihe von austretenden Leiterbahnenausgängen (22) auf einem harten drahtmäßigen Isolierplättchen (21), das ein drahtmäßiges Keramikplättchen sein kann, mittels eines Kleb­ stoffs (27) oder mittels des geschmolzenen Glases oder mittels Schmelzen dieser Leiter­ bahnenausgänge und/oder Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen (25), die sich in diesem Fall im harten drahtmäßigen Isolierplättchen gegenüber den Leiterbahnenausgängen befinden, befestigt ist und
  • - das harte drahtmäßige Isolierplättchen und das elastische drahtmäßige Isolierplättchen (23) zusammengeklebt, mit den austretenden Leiterbahnen (22), deren Ausgänge sich zwischen diesen Isolierplättchen befinden, umwickelt und durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Isolierplättchens auf der Außenseite desselben Hauptkeramikplättchens (24) oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats angeklebt oder auf eine andere Art befestigt sind.
3. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - jede Reihe von austretenden Leiterbahnenausgängen (22) zwischen zwei drahtmäßigen Keramikplättchen (29), die ein hartes drahtmäßiges Doppel-Isolierkplättchen (21) zusammen­ setzen, mittels Schmelzen dieser Leiterbahnenausgänge und/oder Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen (25), die diesen Keramikplättchen (29) gehören und sich gegenüber den Leiterbahnenausgängen befinden, befestigt ist und
  • - das harte drahtmäßige Doppel-Isolierplättchen und das elastische drahtmäßige Isolier­ plättchen (23) zusammengeklebt, mit den austretenden Leiterbahnen (22), deren Ausgänge sich zwischen diesen Isolierplättchen befinden, umwickelt und durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Doppel-Isolierplättchens auf der Außenseite desselben Hauptkeramik­ plättchens (24) oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats angeklebt oder auf eine andere Art befestigt sind;
  • - wobei das zweite drahtmäßige Keramikplättchen in jedem drahtmäßigen Doppel-Isolier­ plättchen nur Erdleiterdurchgänge (25G) aufweist oder nur diese Metalldurchgänge benutzt sind;
  • - wobei unter der Erdleiterdurchgänge Leiterdurchgänge, die das elektrische Potential "Erde" tragen, gemeint sind.
4. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das elastische drahtmäßige Isolierplättchen (23) mit der austretenden Leiterbahnen (22) umgefasst ist und die Leiterbahnenausgängen auf der Außenseite desselben Hauptkeramik­ plättchens (24) oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats mittels eines Klebstoffs oder des geschmolzenen Glases angeklebt oder durch Schmelzen der Leiterbahnenausgänge über den Metalldurchgängen (25) des Hauptkeramikplättchens befestigt oder auf eine andere Art befestigt sind.
5. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - jede Reihe von austretenden Leiterbahnenausgängen (22) auf einem harten drahtmäßigen Isolierplättchen (21), das ein drahtmäßiges Keramikplättchen (29) sein kann, mittels eines Klebstoffs oder mittels des geschmolzenen Glases oder mittels Schmelzen dieser Leiter­ bahnenausgänge und/oder Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen (25), die sich in diesem Fall im harten drahtmäßigen Isolierplättchen gegenüber den Leiterbahnenausgängen befinden, befestigt ist und
  • - das elastische drahtmäßige Isolierplättchen (23) mit den austretenden Leiterbahnen (22), deren Ausgänge auf dem harten drahtmäßigen Isolierplättchen befestigt sind, umgefasst ist und das harte drahtmäßige Isolierplättchen durch seine freie Seite auf der Außenseite desselben Hauptkeramikplättchens (24) oder auf der Außenseite des Hauptkeramikplättchens einer anderen Lage oder auf der Stirnseite des ganzen Substrats
  • - angeklebt oder mittels Schmelzen des Metalls in der Erdleiterdurchgängen (25G) des harten drahtmäßigen Isolierplättchens, die sich gegenüber den entsprechenden Erdleiter­ durchgängen (25G) des Hauptkeramikplättchens befinden, befestigt oder auf eine andere Art befestigt ist;
  • - wobei unter der Erdleiterdurchgänge Leiterdurchgänge, die das elektrische Potential "Erde" tragen, gemeint sind.
6. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Anschlußlage zwei dünne Hauptkeramikplättchen (24) aufweist und eine Doppel- Anschlußlage ist, die gemeinsame feine Leiterbahnen (22) und ein gemeinsames elastisches drahtmäßiges Isolierplättchen (23) für beiden Hauptkeramikplättchen aufweist;
  • - die Reihe von austretenden Leiterbahnen (22) nicht die austretende Ausgänge aufweist, sondern die von Keramik freien Teile zwischen den Hauptkeramikplättchen;
  • - das elastische drahtmäßige Isolierplättchen mit den von Keramik freien Teilen der Leiterbahnen umgefasst und an die Stirnseite eines Zwischenplättchens oder einer Zwischenlage (13) angedrückt ist;
  • - wobei das Zwischenplättchen oder die Zwischenlage zwischen den beiden dünnen Haupt­ keramikplättchen eingeklebt oder mittels Schmelzen des Metalls in Metalldurchgängen (25), die gegenübereinander angeordnet sind, befestigt ist.
7. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im Falle, daß das Chip-Gehäuse auf die Hauptplatte horizontal (1) aufgestellt werden soll und mindestens zwei Anschlußlagen ausweist, die Lagen des Substrats einen Pyramidenstumpf zusammenstellen und die harten drahtmäßigen Isolierplättchen (21) für die verschiedenen Anschlußlagen verschiedene Dicken aufweisen oder
  • - statt der verschiedenen Dicken der harten drahtmäßigen Isolierplättchen die Hauptplatte (3) eine entsprechende pyramidenstumpfmäßige Vertiefung aufweist, das bevorzugt ist.
8. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Substrat zwischen den Anschlußlagen und/oder außenseitig Erdlagen (12) aufweist, von denen jede ein dünnes Keramikplättchen (24) mit einer Leiterschicht, aufweist;
  • - wobei die Erdleiterbahnen von Anschlußlagen und Erdleiterflächen (26) von Erdlagen normalerweise durch Leiterdurchgänge (25G) verbunden sind;
  • - wobei unter der Erdleiterbahnen und der Erdleiterflächen Leiterbahnen und Leiter­ flächen, die das elektrische Potential "Erde" tragen, gemeint sind.
9. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Funktion als Anschlußlage (11) und die Funktion als Erdlage (12) dank zwei Leiter­ schichten auf den beiden Seiten des Hauptkeramikplättchen in einer einzigen Lage verwirklicht sind.
10. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Substrat zwischen den Anschlußlagen und/oder außenseitig Verbindungslagen (14) aufweist, von denen jede ein dünnes Keramikplättchen (24) mit einer Leiterschicht, aufweist;
  • - wobei die Signalleiterbahnen von Anschlußlagen und gleichnamige Signalleiterbahnen von Verbindungslagen durch Leiterdurchgänge (25S) verbunden sind;
  • - wobei unter der Verbindungslage eine Lage, die zur Verbindung zwischen den Halbleiterbausteinen innerhalb des Chip-Gehäuses dient, gemeint ist.
11. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Funktion als Anschlußlage (11) und die Funktion als Verbindungslage (14) dank zwei Leiterschichten auf den beiden Seiten des Hauptkeramikplättchens in einer einzigen Lage verwirklicht sind.
12. Chip-Gehäuse nach der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Substrat mindestens eine Kondensatorlage (13) aufweist, die eine Anzahl von Spannungs­ leiterschichten, eine Anzahl von Erdleiterschichten und eine Anzahl von Isolierschichten aufweist, die eine Reihenfolge "Erde/Isolier./Spannung/Isolier./Erde/Isolier./Spannung/Isolier. /Erde/. . ." aufweisen;
  • - wobei die Erdleiterbahnen und Spannungsleiterbahnen von Anschlußlagen und die entsprechenden Leiterschichten der Kondensatorlage normalerweise durch Leiterdurch­ gänge verbunden sind;
  • - wobei unter der Spannungsleiterbahnen und der Spannungsleiterschichten Leiter­ bahnen und Leiterschichten, die die elektrische Spannung der Stromversorgung tragen, gemeint sind.
13. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Kondensatorlage nicht selbstständig ist, sondern zu einer anderen Lage hinzugebaut ist.
14. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - jede Anschlußlage des Substrats für jede Anzahl von 2 bis 24, bevorzugt 8 bis 12 von Signalleiterbahnen normalerweise eine Erdleiterbahn und eine Spannungsleiterbahn aufweist.
15. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Abstandschritte zwischen Anschlußkontakten 1/320" bis 1/40", bevorzugt 100 µm oder 1/160" oder 200 µm oder 1/80" betragen, wobei jeder Signalkontakt normalerweise 1 Abstandschritt besitzt und jeder Stromversorgungskontakt bevorzugt 2 Abstandschritte besitzt.
16. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - unter den Chips (10) eine Erdlage (12) des Substrats liegt, die nicht nur Erdleiterflächen (26), sondern auch Bondeinheiten oder ein gemeinsames Bondfenster (15) aufweist;
  • - wobei die Funktion als Bondeinheiten dieser Erdlage die Außenausgänge der Leiter­ durchgänge (25), die zu den inneren Leiterbahnenausgängen der Anschlußlagen führen, oder die kurzen Metallstreifen, die mit diesen Außenausgängen verbunden sind, erfüllen;
  • - wobei unter dem gemeinsamen Bondfenster ein relativ großes Fenster unter allen Halbleiterbausteinen, das mindestens durch diese Lage führt und zur direkten Bond­ verbindung dient, gemeint ist.
17. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Bondeinheiten des Substrats und die Bondinseln der Chips unter Verwendung eines Flip- Chip-Prozesses verbunden sind;
  • - wobei die Chips (10) auf einer Seite des Substrats oder auf beiden Seiten des Substrats befestigt und abgedichtet sind und es b. z. w. eine oder zwei Schichten der Chips gibt;
  • - wobei unter den Chips Halbleiterbausteinen gemeint sind.
18. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im Falle einer Verwendung des Bondfensters (15) und bei Vorhandensein einer Anschluß­ lage (11) pro 1 Chipschicht die inneren Leiterbahnenausgänge der Anschlußlage mit den Lötkugeln (16) der Chips direkt zusammengelötet sind.
19. Chip-Gehäuse nach dem Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im Falle einer Verwendung des Bondfensters (15) und bei Vorhandensein von zwei Anschluß­ lagen (11) pro 1 Chipschicht
  • - die inneren Leiterbahnenausgänge der von der Chipschicht ausgesehen ersten Anschlußlage mit den Lötkugeln (16) der Chips direkt zusammengelötet sind und
  • - feine Metallkugeln (19) oder Lötkugeln (19) auf den inneren Leiterbahnenausgängen der von der Chipsschicht aus gesehen zweiten Anschlußlage angeschweißt oder angelötet sind und mit den Lötkugeln der Chips zusammengelötet sind.
20. Chip-Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Chip-Gehäuse präzise Kanten (20, 30) aufweist, die den präzisen Kanten von Kopplungseinheiten (4) auf der Hauptplatte (3) oder in der Decke oder in der Zelle, wohin das Chip-Gehäuse eingesteckt werden soll, entsprechen und eine präzise Kopplung ohne eine spezielle technologische Ausrüstung sicherstellen.
21. Verfahren zum Herstellen einer Anschlußlage, bei dem
  • - ein dünnes Zielkeramikplättchen, dessen Verwendungsziel es ist, das Hauptkeramikplättchen der Anschlußlage zu werden, und 1 bis 4 genau so dünne Hilfskeramikplättchen auf einem Grundkeramikplättchen so angeordnet werden, daß die Hilfskeramikplättchen um das Zielkeramikplättchen herum aufgebracht und an das Zielkeramikplättchen eng angedrückt werden;
  • - wobei im Zielkeramikplättchen feine Leiterdurchgänge im voraus hergestellt werden, falls die Leiterdurchgänge im Substrat nötig sind;
  • - wobei die Ausgänge der feinen Leiterdurchgänge mindestens einseitig Flächen aufweisen, die mit der Oberfläche des Zielkeramikplättchens eine gemeinsame Fläche zusammenstellen;
  • - wobei das Zielkeramikplättchen so aufgebracht wird, daß diese gemeinsame Fläche nach oben gerichtet wird;
  • - auf das Zielkeramikplättchen und die Hilfskeramikplättchen eine Glasfolie angebracht wird oder auf dem Zielkeramikplättchen und auf den Hilfskeramikplättchen eine dünne Glasschicht erzeugt wird;
  • - das Zielkeramikplättchen und die Hilfskeramikplättchen auf dem Grundkeramikplättchen durch Schmelzen des Glases mit einem Laserstrahl oder Laserstrahlen über Hilfsdurchgangs­ öffnungen des Zielkeramikplättchens und Hilfsdurchgangsöffnungen der Hilfskeramikplättchen und durch nachfolgendes Aushärten des geschmolzenen Glases zeitbedingt befestigt werden;
  • - auf der Glasfolie oder auf der dünnen Glasschicht feine Leiterbahnen und optionale feine kurze Metallstreifen, die im Falle des Herstellens der Leiterdurchgänge des Substrats nützlich sind, mit einem Verfahren, das Vakuumaufstäuben, Fotolithografie und Ätzen aufweist, oder mit einem anderen Verfahren, das eine für den gewählten Abstandschritt zwischen der Leiterbahnen genügende Präzision sicherstellt, erzeugt werden;
  • - dabei zeitbedingte kurze Zwischenmetallstreifen zwischen Leiterbahnenausgängen auch erzeugt werden, wenn diese Zwischenmetallstreifen während des Herstellens der Anschlußkontaktreihen nützlich sind;
  • - die Dicke der Leiterbahnen und der Metallstreifen mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren verstärkt wird, wenn diese Dicke nicht genügend ist;
  • - die Teile der Leiterbahnen, die sich über den Hilfsplättchen befinden, mit einem Galvano­ verfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren vergoldet werden;
  • - ein Heizplättchen eines Erhitzers an alle Leiterbahnen und Metallstreifen von oben angedrückt wird und/oder ein Heizkörper an das Grundplättchen von unten angedrückt wird;
  • - wobei das Glas über seinen Schmelzpunkt erhitzt wird und alle Leiterbahnen und Metall­ streifen durch das geschmolzene Glas bis zu den Oberflächen des Zielplättchens und der Hilfsplättchen gesenkt werden;
  • - wobei die Glasschicht nicht zu dick sein soll, damit die Leiterbahnen und die Metallstreifen in dem geschmolzenen Glas nicht versinken.
  • - die Hilfsplättchen, das Grundplättchen und der Heizkörper, falls er benutzt wurde, beseitigt werden;
  • - statt des Grundplättchens ein Grundblock, der fast so breit wie das Zielplättchen ist, und/oder eine Stütze oder eine Halterung der technologischen Ausrüstung daruntergelegt wird;
  • - die Reste des geschmolzenen Glases von den Unterseiten der austretenden Leiterbahnen mit einer feinen Heizscharre entfernt werden;
  • - wobei die austretenden Leiterbahnen mit einem Block einer technologischen Ausrüstung, wenn das Heizplättchen des Erhitzers nicht benutzt wird, von oben festgehalten werden;
  • - das Heizplättchen des Erhitzers, falls es benutzt wurde, oder der Block einer technologischen Ausrüstung, falls er benutzt wurde, beseitigt wird;
  • - im Falle daß die Leiterdurchgänge des Substrats nötig sind, die Abschnitte der Leiterbahnen über den Leiterdurchgängen des Zielkeramikplättchens und die Abschnitte der kurzen Metallstreifen über den Leiterdurchgängen des Zielkeramikplättchens mittels feiner Laserstrahlen über den Schmelzpunkt des Metalls erhitzt werden, um die Leiterverbindungen von den Leiterbahnen und den kurzen Metallstreifen zu den Leiterdurchgängen des Zielkeramikplättchens herzustellen;
  • - nach dem Aushärten des Glases die austretenden Leiterbahnenausgänge mit den optionalen zeitbedingten kurzen Zwischenmetallstreifen festgehalten werden, um die nächsten zwei oder drei Verfahrenschritte zu erleichtern;
  • - unter jede Reihe von den austretenden Leiterbahnenausgängen ein elastisches drahtmäßiges Isolierplättchen mit einem Klebstoff auf seiner Oberseite festgebracht wird;
  • - wobei die Unterseiten der austretenden Leiterbahnenausgänge, wenn es für die gewählte Art des Klebstoffs nötig ist, mit demselben Klebstoff eingeschmiert werden;
  • - über jede Reihe von den austretenden Leiterbahnenausgängen ein hartes drahtmäßiges Isolierplättchen mit einem Klebstoff auf seiner Unterseite festgebracht wird;
  • - wobei die Oberseiten der austretenden Leiterbahnenausgänge, wenn es für die gewählte Art des Klebstoffs nötig ist, mit demselben Klebstoff eingeschmiert werden;
  • - jede Reihe von austretenden Leiterbahnenausgängen und die entsprechenden drahtmäßigen Isolierplättchen zusammengepresst werden und bis zum Aushärten des Klebstoffs so gelassen werden;
  • - die zeitbedingten kurzen Zwischenmetallstreifen zwischen den Leiterbahnenausgängen und b. z. w. die kleinen Teile der Leiterbahnenausgänge abgeschnitten werden;
  • - die freie Seite jedes harten drahtmäßigen Isolierplättchens mit einem Klebstoff eingeschmiert wird und/oder die entsprechende Stelle auf der Unterseite des Zielkeramikplättchens mit demselben Klebstoff eingeschmiert wird;
  • - jedes Paar, bestehend aus einem harten drahtmäßigen Isolierplättchen und einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen, mit seinen austretenden Leiterbahnen teilweise umwickelt und durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Isolierplättchens an die entsprechende Stelle auf der Unterseite des Zielkeramikplättchens, wenn diese Anschlußkontaktreihe gerade auf diesem Zielkeramikplättchen befestigt werden soll, angedrückt und bis zum Aushärten des Klebstoffs so gelassen wird.
22. Verfahren zum Herstellen eines Paares, bestehend aus einer Anschlußlage und einer Erdlage, bei dem
  • - ein Keramikplättchen, das für eine Anschlußlage bestimmt ist, vorbereitet wird, wobei in diesem Keramikplättchen feine Leiterdurchgänge im voraus hergestellt werden, wenn die Leiterdurchgänge im Substrat nötig sind;
  • - wobei die Ausgänge der feinen Leiterdurchgänge mindestens einseitig Flächen aufweisen, die mit der Oberfläche dieses Keramikplättchens eine gemeinsame Fläche zusammenstellen;
  • - ein Keramikplättchen, das für eine Erdlage bestimmt ist, vorbereitet wird, wobei in diesem Keramikplättchen eine Leiterfläche und feine Leiterdurchgänge im voraus hergestellt werden, wenn die Leiterdurchgänge im Substrat nötig sind;
  • - wobei die Ausgänge der feinen Leiterdurchgänge mindestens einseitig Flächen aufweisen, die mit der Oberfläche dieses Keramikplättchens eine gemeinsame Fläche zusammenstellen;
  • - auf einer Glasfolie feine Leiterbahnen und optionale feine kurze Metallstreifen, die im Falle des Herstellens der Leiterdurchgänge des Substrats nützlich sind, mit einem Verfahren, das Vakuumaufstäuben, Fotolithografie und Ätzen aufweist, oder mit einem anderen Verfahren, das eine für den gewählten Abstandschritt zwischen den Leiterbahnen genügende Präzision sicherstellt, erzeugt werden;
  • - dabei die Längen der Leiterbahnen so vorgesehen werden, daß diese Leiterbahnen später aus den Keramikplättchen austreten könnten und zum Bauen der Anschlußkontaktreihen geeignet wären;
  • - dabei zeitbedingte kurze Zwischenmetallstreifen zwischen den Leiterbahnenausgängen, wenn diese Zwischenmetallstreifen während des Herstellens der Anschlußkontaktreihen nützlich sind, auch erzeugt werden;
  • - die Dicke der Leiterbahnen, der Metallstreifen und der Zwischenmetallstreifen, die auf der Glasfolie vorbereitet sind, wenn diese Dicke nicht genügend ist, mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren verstärkt wird;
  • - das Keramikplättchen, das für eine Anschlußlage bestimmt ist, die Glasfolie mit allen ihren Leitereinheiten und das Keramikplättchen, das für eine Erdlage bestimmt ist, zusammen­ gepresst, und über Schmelzpunkt des Glases erhitzt werden;
  • - dabei der Glasüberfluß ausgedrückt wird und die Keramikplättchen sich einander bis zu dem Abstandschritt, der gleich der Dicke der Leiterbahnen ist, nähern;
  • - die Glasreste auf den aus den Keramikplättchen austretenden Leiterbahnen entfernt werden;
  • - die Keramikplättchen durch das Aushärten der Glasreste zwischen diesen Keramikplättchen zusammengeklebt werden;
  • - die austretenden Leiterbahnen mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren mindestens einseitig vergoldet werden;
  • - für jede Reihe der austretenden Leiterbahnen jeweils ein hartes drahtmäßiges Keramik­ plättchen und ein elastisches drahtmäßiges Keramikplättchen durch die Zwischenabstände zwischen den Ausgängen der austretenden Leiterbahnen zusammengeklebt, mit diesen austretenden Leiterbahnen teilweise umgewickelt und
  • - auf einer bestimmten Stelle direkt nach dem vorangehenden Verfahrenschritt oder nach der Zusammensetzung aller Lagen durch die freie Seite des harten drahtmäßigen Keramik­ plättchens befestigt werden.
23. Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen einer Anzahl von Anschlußlagen, bei dem
  • - eine Monolithkeramikmatrix, die eine Anzahl von Zielkeramikplättchen und eine Anzahl von drahtmäßigen Keramikplättchen aufweist, hergestellt wird;
  • - wobei die Verwendungsziel eines Zielkeramikplättchens es ist, das Hauptkeramik­ plättchen einer Anschlußlage zu werden, und die drahtmäßigen Keramikplättchen die sogenannten harten drahtmäßigen Isolierplättchen der Anschlußkontaktreihen werden;
  • - wobei die Zielkeramikplättchen und die drahtmäßigen Keramikplättchen zahlreiche Metalldurchgänge aufweisen und so angeordnet werden, daß die Abstände zwischen jedem Zielkeramikplättchen und den umliegenden drahtmäßigen Keramikplättchen den Längen der künftigen austretenden Leiterbahnen entsprechen und die Ausmaße jedes drahtmäßigen Keramikplättchens ohne der zeitbedingten Zwischenverbindungen den Ausmaßen des künftigen drahtmäßigen Isolierplättchens der Anschlußkontaktreihe entsprechen;
  • - falls die Monolithkeramikmatrix zu schwach ist, ein breites Hilfskeramikplättchen, das den Metalldurchgängen der Monolithkeramikmatrix entsprechende leere Durchgangsöffnungen aufweist, auf die Monolithkeramikmatrix aufgebracht und durch Schmelzen und Aushärten des Metalls in seinen Hilfsdurchgangsöffnungen oder auf eine andere Art zeitbedingt befestigt wird;
  • - auf einem breiten polierten Grundkeramikplättchen eine dünne Glasschicht erzeugt wird und auf dieser Glasschicht feine Leiterbahnen und optionale feine kurze Metallstreifen mit einem Verfahren, das Vakuumaufstäuben, Fotolithografie und Ätzen aufweist, oder mit einem anderen Verfahren, das eine für den gewählten Abstandschritt zwischen der Leiterbahnen genügende Präzision sicherstellt, erzeugt werden;
  • - die Dicke der Leiterbahnen und der Metallstreifen, wenn diese Dicke nicht genügend ist, mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren verstärkt wird;
  • - die Monolithkeramikmatrix auf alle Leiterbahnen und Metallstreifen, die sich auf der Glasschicht beinden, aufgebracht wird;
  • - mittels einer Reihe feiner Laserstrahlen oder einer Anzahl von Reihen feiner Laserstrahlen das Metall in den Metalldurchgängen der Monolithkeramikmatrix geschmolzen wird und so Leiterverbindungen zu den Leiterbahnen und den Metallstreifen erzeugt werden;
  • - nach dem Aushärten des Metalls in den Leiterdurchgängen und vor dem Aushärten des Glases unter den Leiterbahnen und den Metallstreifen die Monolithkeramikmatrix oder das Grundkeramikplättchen verschoben und beseitigt wird;
  • - wobei das Glas, wenn es vor dem Verschieben der Monolithkeramikmatrix schon ausgehärtet ist, noch einmal erhitzt wird;
  • - die Glasreste auf der Monolithkeramikmatrix entfernt werden, besonders sorgfältig von dort, wo sich die austretenden Teile der Leiterbahnen befinden;
  • - die austretenden Teile der Leiterbahnen mit einem Galvanikverfahren oder mit einem anderen geeigneten Verfahren vergoldet werden;
  • - im Falle, daß die drahtmäßigen elastischen Isolierplättchen umwickelt werden sollen,
  • - eine Elastikmatrix, die eine Anzahl von elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen aufweist, auf einer Grundfläche hergestellt wird,
  • - wobei die Verwendungsziele der elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen es sind, die Bestandteile der Anschlußkontaktreihen zu werden,
  • - wobei die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen so angeordnet werden, daß die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen nach dem richtigen Aufbringen der Monolith­ keramikmatrix genau unter den drahtmäßigen Keramikplättchen liegen,
  • - die drahtmäßigen Keramikplättchen der Monolithkeramikmatrix von der Seite der Leiterbahnenausgängen mit einem Klebstoff eingeschmiert werden,
  • - die Oberseiten der elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen der Elastikmatrix mit demselben Klebstoff eingeschmiert werden, wenn es für die gewählte Art des Klebstoffs nötig ist,
  • - die Monolithkeramikmatrix auf die Elastikmatrix so aufgebracht und angedrückt wird, daß die drahtmäßigen Keramikplättchen und die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen aneinander treffen und zusammenkleben,
  • - nach dem Aushärten des Klebstoffs die kombinierte Matrix so in Teile geschnitten wird, daß jeder abgeschnittene Teil ein Keramikplättchen mit austretenden Leiterbahnen und bis zu 4 Paaren, jeweils aus einem drahtmäßigen Keramikplättchen und einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen, die zwischen den Ausgängen der austretenden Leiterbahnen zusammengeklebt sind, aufweist,
  • - jedes Paar, bestehend aus einem drahtmäßigen Keramikplättchen und einem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen, an der entsprechenden Stelle, die sich an der freien Seite des entsprechenden Keramikplättchens befindet, angeklebt oder auf eine andere Art befestigt wird, wenn diese Anschlußkontaktreihe gerade an diesem Keramikplättchen angeordnet werden soll;
  • - im Falle, daß die drahtmäßigen elastischen Isolierplättchen umgefasst werden sollen,
  • - die Monolithkeramikmatrix so in Teile geschnitten wird, daß jeder abgeschnittene Teil ein Zielkeramikplättchen mit austretenden Leiterbahnenreihen, von denen jede mit ihrem drahtmäßigen Keramikplättchen durch die befestigten Leiterbahnenausgänge verbunden ist, aufweist,
  • - jeweils ein zeitbedingtes hitzebeständiges Ersatzmittel für das elastische drahtmäßige Isolierplättchen mit der austretenden Leiterbahnenreihe, deren Ausgänge auf dem entsprechenden drahtmäßigen Keramikplättchen befestigt sind, umgefasst wird und das drahtmäßige Keramikplättchen mittels Scmelzen des Metalls in den Erdleiterdurchgängen, die sich gegenüber den Erdleiterdurchgängen der Zielstelle befinden sollen, befestigt wird,
  • - nach Abkühlen das zeitbedingte hitzebeständige Ersatzmittel durch das elastische drahtmäßige Isolierplättchen, dessen Ausgang mit dem Ausgang dieses Ersatzmittels verbunden werden soll, mittels Ziehen ersetzt und danach von dem elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen abgeschnitten wird.
24. Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen einer Anzahl von Paaren, bestehend je aus einer Anschlußlage und einer Erdlage nach dem Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - zwei Monolithkeramikmatrizen behandelt werden;
  • - in der zweiten Monolithkeramikmatrix die Erdleiterflächen in den Zielkeramikplättchen, Erdleiterdurchgänge in den drahtmäßigen Keramikplättchen und keine austretende Leiterbahnen vorgesehen werden;
  • - vor dem Schneiden der Monolithkeramikmatrizen und vor der Verwendung der Elastikmatrix oder den Manipulierungen mit den hitzebeständigen Ersatzmitteln die Monolithkeramik­ matrizen mittels Schmelzen des Metalls in den Leiterdurchgängen, die gleichnamig sind und die sich gegenübereinander befinden, zusammengeschweißt werden.
25. Vorrichtung zum Erzeugen der feinen Laserstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - ein Laser mit einem breiten starken Strahl, eine Linse, die eine Plus-Konvexität nur in einem zentralen Querschnitt aufweist, eine Linse, die eine Minus-Konvexität nur in demselben zentralen Querschnitt aufweist, eine Keramikmaske mit 1 bis 4 parallel angeordneten und relativ eng benachbarten Reihen von feinen Durchgangsöffnungen, eine Linse, die eine Plus- Konvexität in beiden zentralen Querschnitten aufweist, und eine Linse, die eine Minus- Konvexität in beiden zentralen Querschnitten aufweist, wobei die Keramikmaske mit einem Wärmeentzug versorgt ist.
26. Vorrichtung zum Erzeugen der feinen Laserstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß 1 bis 16 Reihen von Halbleiterlasern, die nicht alle unbedingt parallel angeordnet werden sollen, eine Sammellinse und eine Zerstreungslinse aufweist.
27. Verfahren zum Herstellen eines Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchens, bei dem
  • - in einem Zielkeramikplättchen, dessen Verwendungsziel es ist, ein Metalldurchgänge aufweisendes Keramikplättchen zu werden, feine Durchgangsöffnungen während des Keramik­ plättchenherstellungsprozess und/oder nach diesem Herstellungsprozeß erzeugt werden;
  • - das Zielkeramikplättchen auf ein poliertes Grundkeramikplättchen angebracht wird;
  • - die Durchgangsöffnungen mit feinen Metallkugeln durch Vibration oder mit einer Metallpaste unter Druck gefüllt werden;
  • - die Metallpaste oder die Metallkugeln, die sich nicht in den Durchgangsöffnungen befinden, entfernt werden;
  • - das Metall in den Durchgangsöffnungen über seinen Schmelzpunkt erhitzt wird;
  • - nach Aushärten des Metalls das Zielkeramikplättchen oder das Grundkeramikplättchen verschoben und beseitigt wird.
28. Verfahren zum Herstellen einer Monolithkeramikmatrix nach dem Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - statt des Zielkeramikplättchens eine Monolithkeramikmatrix behandelt wird und
  • - die Fenster in der Monolithkeramikmatrix mit Füllmittelplättchen gefüllt werden, wobei unter dem Füllmittelplättchen ein Plättchen, das die Form des entsprechenden Fensters aufweist, gemeint ist.
29. Verfahren zum Herstellen einer Anzahl von Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchen, bei dem
  • - in einer Anzahl von Zielkeramikplättchen, deren Verwendungsziel es ist, die Leiterdurchgänge aufweisenden Keramikplättchen zu werden, feine Durchgangsöffnungen während des Keramik-Plättchen-Herstellungsprozesses und/oder nach diesem Herstellungs­ prozeß erzeugt werden;
  • - alle Zielkeramikplättchen aufeinander zusammengestellt und zusammengeheftet oder auf eine andere Art zeitbedingt zusammengehalten werden;
  • - wobei im Vergleich zur Keramik weiche hitzebeständige Zwischenplättchen, die gleiche Durchgangöffnungen aufweisen, optionalweise verwendet werden, um nachfolgendes Schneiden zu erleichtern;
  • - dabei gleichnamige Durchgangsöffnungen lange Tunnel-Durchgangsöffnungen zusammenstellen;
  • - das geschmolzene Metall in die Tunnel-Durchgangsöffnungen unter Druck hineingestoßen wird;
  • - nach Aushärten des Metalls äußere Reste des Metalls entfernt werden und der Block aus den Zielkeramikplättchen in einzige Zielkeramikplättchen geschnitten wird.
30. Verfahren zum Herstellen einer Anzahl von Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchen nach dem Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - am Ende des Verfahrens
  • - jedes Zielkeramikplättchen auf ein poliertes Grundkeramikplättchen angebracht wird;
  • - das Metall in den Durchgangsöffnungen über seinen Schmelzpunkt erhitzt wird;
  • - nach dem Aushärten des Metalls das Zielkeramikplättchen oder das Grundkeramik­ plättchen verschoben und beseitigt wird.
31. Verfahren zum Herstellen einer Anzahl von Monolithkeramikmatrizen nach dem Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - statt der Zielkeramikplättchen Monolithkeramikmatrizen behandelt werden und
  • - die im Vergleich zur Keramik weichen hitzebeständigen Zwischenplättchen unbedingt nötig sind;
  • - wobei mindestens das erste Zwischenplättchen die für die Fenster in der ersten Monolith­ keramikmatrix bestimmten Füllmittelplättchen auf seiner Oberfläche aufweist, dabei unter dem Füllmittelplättchen ein Plättchen, das die Form des entsprechenden Fensters aufweist, gemeint ist.
32. Verfahren zum Herstellen einer Anzahl von Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchen, bei dem
  • - in einer Anzahl von Zielkeramikplättchen, deren Verwendungsziel es ist, die Leiterdurchgänge aufweisenden Keramikplättchen zu werden, feine Durchgangsöffnungen während des Keramik-Plättchen-Herstellungsprozesses und/oder nach diesem Herstellungs­ prozeß erzeugt werden;
  • - alle Zielkeramikplättchen aufeinander zusammengestellt und zusammengeheftet oder auf eine andere Art zeitbedingt zusammengehalten werden;
  • - wobei im Vergleich zur Keramik weiche chemisch stabile Zwischenplättchen, die gleiche Durchgangsöffnungen aufweisen, optionalweise verwendet werden, um nachfolgendens Schneiden zu erleichtern;
  • - dabei gleichnamige Durchgangsöffnungen lange Tunnel-Durchgangsöffnungen zusammenstellen;
  • - ein Galvanikverfahren verwendet wird;
  • - wobei ein Elektrolyt unter Druck durch die Tunnel-Durchgangsöffnungen so viele Male durchgestoßen wird, daß die Tunnel-Durchgangsöffnungen wegen der zunehmenden Dicke der Metallinnenflächen fast verschwinden;
  • - äußere Reste des Metalls entfernt werden und der Block aus den Zielkeramikplättchen gereinigt wird;
  • - der Block aus den Zielkeramikplättchen in einzelne Zielkeramikplättchen geschnitten wird.
33. Verfahren zum Herstellen einer Anzahl von Metalldurchgänge aufweisenden Keramikplättchen nach dem Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - am Ende des Verfahrens
  • - jedes Zielkeramikplättchen auf ein poliertes Grundkeramikplättchen angebracht wird;
  • - das Metall in den Durchgangsöffnungen über seinen Schmelzpunkt erhitzt wird;
  • - nach dem Aushärten des Metalls das Zielkeramikplättchen oder das Grundkeramik­ plättchen verschoben und beseitigt wird.
34. Verfahren zum Herstellen einer Anzahl von Monolithkeramikmatrizen nach dem Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - statt der Zielplättchen Monolithkeramikmatrizen behandelt werden und
  • - die im Vergleich zur Keramik weiche chemisch stabile Zwischenplättchen unbedingt nötig sind;
  • - wobei mindestens das erste Zwischenplättchen die für die Fenster in der ersten Monolith­ keramikmatrix bestimmten Füllmittelplättchen auf seiner Oberfläche aufweist, und mindestens das letzte Zwischenplättchen die für die Fenster in der letzten Monolithkeramikmatrix bestimmten Füllmittelplättchen auf seiner Oberfläche aufweist, dabei unter dem Füllmittelplättchen ein Plättchen, das die Form des entsprechenden Fensters aufweist, gemeint ist.
35. Verfahren zum Herstellen des Substrats des Chip-Gehäuses, bei dem
  • - alle Lagen nacheinander und aufeinander zusammengesetzt werden;
  • - wobei in jeder nachfolgenden Lage das Metall in den Leiterdurchgängen mittels feiner Laserstrahlen geschmolzen wird;
  • - wobei das Schmelzen des Metalls, wenn die Anschlußkontaktreihen schon ganz fertig sind, unter Verwendung eines Wärmeentzugs und, optionalweise, nicht gleichzeitig für alle Leiterdurchgänge ausgeführt wird, um die elastischen drahtmäßigen Isolierplättchen und den Klebstoff nicht zu beschädigen;
  • - nach dem Aushärten des Metalls die Anschlußkontaktreihen, die noch nicht ganz fertig gemacht und/oder noch nicht befestigt sind, ganz fertig gemacht und/oder dort befestigt werden, wo es für sie vorgesehen ist.
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