DE1227965C2

DE1227965C2 - Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE1227965C2
Application number: DE1961T0020650
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich-Wilhe Dehmelt; Rer Nat Hans Juergen Schuet Dr; Heinz-Wilhelm Ehlbeck; Willy Minner; Dr Phil Hans Pulfrich
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1961-08-25
Filing date: 1961-08-25
Publication date: 1974-05-22
Also published as: DE1227965B

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung in Mikromodultechnik, bei der die Schaltung auf einem Isolierkörper aufgebaut ist und die Schaltelemente durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in der Mikromodultechnik auf einem Isolierkörper aufgebrachten passiven und aktiven Elemente in relativ einfacher Weise miteinander zu verbinden.

Die Verwendung von Lötkontakten scheidet nämlich praktisch aus, da die als passive Elemente auf den Isolierkörper aufgedampften Schichten meistens nur eine Schichtdicke in der Größenordnung von 1 μΐη haben. Es ist zwar bereits der Versuch unternommen worden, diese Schichten an den Kontaktstellen zusätzlich zu metallisieren, um auf der verstärkten Lötschicht Lötverbindungen herstellen zu können, doch waren diese Versuche wenig erfolgreich. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, daß bei Mikromodulschaltungen die Leitbahnzüge auf die Oberfläche eines Isolierkörpers aufgedampft werden.

Es ist weiterhin ein Verfahren bekannt, bei dem die auf einem Isolierkörper aufgebrachten elektrischen Schaltelemente mit einer Schicht abgedeckt werden. Um eine elektrische Verbindung zwischen den abgedeckten Schaltelementen und dem Außenraum herzustellen, durchstoßen die Zuleitungsdrähte der abgedeckten Schaltelemente die zusätzliche Abdeckschicht. Weiterhin ist es bekannt, in einen Isolierkörper geradlinige Leiterstücke einzubetten, die hohl ausgebildet sind und eine elektrische Verbindung mit außerhalb des Isolierkörpers liegenden Teilen dadurch zu ermöglichen, daß Anschlußstücke in die Hohlräume der einzubettenden Leiterstücke eingeführt werden.

Ferner ist bereits ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem Kontaktstellen von Leitbahnen, die sich auf verschiedenen Ebenen eines mehrlagigen Trägerkörpers befinden, mit Hilfe von abgewinkelten Teilen elektrisch miteinander verbunden werden. Dieses Verfahren ist ungeeignet für die Herstellung mikrominiaturisierter Schaltungen, da für das Aufdampfen der hierbei erforderlichen Schichten eine völlig ebene Grundfläche erforderlich ist.
Außerdem ist bereits eine Isolierstoffplatte für eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der Zuleitungsdrähte in die Isolierstoffplatte eingebettet sind. Zuführungen zu diesen eingebetteten Drähten ragen auf beiden Oberflächenseiten aus der Isolierstoff-

platte heraus und sind vorzugsweise rohrförmig ausgebildet. In diese. Zuführungen werden diese Anschlußdrähte diskreter elektrischer Bauelemente eingesteckt. Die bekannte Isolierstoffplatte ist somit nicht für die Herstellung einer mikrominiaturisierten Schaltungsanordnung in Mikromodultechnik geeignet.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung in Mikromodultechnik, bei der die Schaltung auf einem Isolierkörper aufgebaut ist und die Schaltelemente durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Verbindungsleitungen als Leiterstücke ausgebildet sind, die in den Isolierkörper eingebettet und derart abgewinkelt sind, daß entweder beide Enden der Leiterstücke die Oberfläche des Isolierkörpers mit dieser eben abschließend durchstoßen oder daß nur ein Ende die Oberfläche des Isolierkörpers mit dieser eben abschließend durchstößt und das andere Ende aus einer Schmalseite des Isolierkörpers herausragt. Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß die elektrischen Leit- bahnen und Verbindungen von den Leiterstücken selbst gebildet werden.

Die Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, daß die Verbindungsleitungen gegen Unterbrechungen und Kurzschlüsse völlig geschützt in dem Isolierkörper eingebettet sind. Ferner steht die gesamte Oberfläche für Bauelemente zur Verfügung, da die Verbindungsleitungen in das Innere des Isolierkörpers verlegt wurden.

Sind nach der Erfindung zwei Kontaktstellen auf der gleichen Oberflächenseite des Isolierkörpers miteinander zu verbinden, so wird das eingebettete Leiterstück beispielsweise U-förmig ausgebildet. Sind elektrisch leitende Verbindungen zwischen einer außerhalb des Isolierkörpers befindlichen Kontaktstelle und einer Kontaktstelle auf derjenigen Oberflächenseite des Isolierkörpers herzustellen, auf der sich die elektrischen Schaltelemente befinden, so verwendet man beispielsweise ein rechtwinklig abgewinkeltes Leiterstück, welches die Oberflächenseite mit den Schaltelementen sowie die Schmalseite des Isolierkörpers durchstößt. Eine elektrisch leitende Verbindung mit außerhalb des Isolierkörpers liegenden Kontaktstellen ist beispielsweise bei der Herstellung einer leitenden Verbindung mit der Versorgungsquelle erforderlich. In manchen Fällen müssen auch einzelne Bauteile, die aus den Isolierkörpern mit den darauf befindlichen Schaltelementen bestehen, miteinander elektrisch leitend verbunden werden. Auch in diesem Fall eignet sich die Verwendung eines rechtwinklig abgewinkelten Und in die Isolierkörper eingebetteten Leiterstückes.

' Der Isolierkörper, der im allgemeinen scheibenförmig ausgebildet sein wird, kann beispielsweise aus Keramik oder Glas bestehen. Es empfiehlt sich, die elektrischen Leiter im Inneren des Isolierkörpers im allgemeinen drahtförmig auszubilden. Die Leiter können natürlich auch streifenförmig ausgebildet sein oder irgendeine andere Form aufweisen.

Bei Verwendung einer Glasplatte kann das vorgegebene Verdrahtungsnetz in die noch im flüssigen Zustand befindliche Glasmasse eingegossen, eingesintert oder eingepreßt werden. Die auf diese Weise in die Glasplatte eingebetteten Drähte bzw. elektrischen Leitungswege müssen bereits beim Einbetten so abgewinkelt sein, daß sie die großflächige Oberfläche der Glasplatte an der Stelle durchstoßen, an die nach einem weiteren Verfahrensschritt der Anfang eines Widerstandes, ein Kondensator oder beispielsweise auch die Zuleitung zu einem der drei Pole des Transistors oder der zwei Pole einer Diode zu liegen kommt. Es empfiehlt sich, die Leiter direkt unterhalb des Durchstoßpunktes und damit senkrecht umzubiegen.

Beim Einbetten der Leiter in einen Isolierkörper ist zu berücksichtigen, daß die abgewinkelten Teile nicht immer im gewünschten Maße die Oberfläche des Isolierkörpers durchstoßen werden. Ein guter Durchstoßpunkt wird jedoch dadurch erhalten, daß der Isolierkörper nachträglich so weit abgeschliffen wird, daß die zur Kontaktierung dienenden abgewinkelten Teile der elektrischen Leiter gerade die Oberfläche durchstoßen. Durch das Abschleifen der Oberfläche wird gleichzeitig die Oberflächenrauhigkeit des Isolierkörpers beseitigt und eine plane Oberfläche geschaffen. Dies gilt vor allem für Glasplatten.

Hat man durch Abschleifen des Isolierkörpers eine einwandfrei plane Oberfläche erhalten, so werden die aktiven und passiven Elemente unter Verwendung eines entsprechenden Blendensystems auf die großflächige Oberfläche des Isolierkörpers aufgedampft. Beim Aufdampfen ist darauf zu achten, daß zwischen den aufgedampften Systemen und den zugeordneten Kontaktstellen in Gestalt der die Oberfläche durchstoßenden Leiter ein guter Kontakt zustande kommt. Es ist nämlich zu berücksichtigen, daß die in einen Glaskörper eingebrachten Leiter bzw. Verdrahtungsnetze an der Durchstoßstelle eine chemische Verbindung mit dem Glas eingehen.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Kontaktstellen an der großflächigen Oberfläche einer Glasplatte wird ein U-förmig gebogenes Drahtstück in eine im flüssigen Zustand befindliche Glasmasse eingegossen, eingesintert oder eingepreßt. Durch entsprechende Formgebung erhält man nach dem Erstarren gemäß Fig. 1 eine Glasplatte!, in die das U-förmige Drahtstück 2 eingebettet ist. Beim Einbetten ist darauf zu achten, daß die abgewinkelten Teile 3 und 4 möglichst senkrecht zur großflächigen Oberfläche 5 verlaufen. Nach dem Erstarren wird die Glasplatte abgeschliffen, bis sich eine plane Oberfläche mit einwandfreiem Durchstoßpunkt ergibt.

Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, den Mikromodulträger so zu behandeln, daß die Drahtstifte 3 und 4 nicht mit der Oberfläche des Isolierkörpers abschließen, sondern aus der durch die Oberfläche gegebene Ebene herausragen.

Bei der Glasplatte der Fig. 2 ist im Gegensatz zu Fig. 1 der Draht reicht U-förmig ausgebildet, sondern nur einmal abgewinkelt. Eine solche Ausbildung des eingebetteten Drahtes ermöglicht beispielsweise eine Verbindung zwischen einer Kontaktstelle auf der großflächigen Oberfläche der Glasplatte und einer außerhalb dieser Glasplatte gelegenen Kontaktstelle. Um auf diese Weise eine elektrische Verbindung mit einer Spannungsquelle oder einem anderen Isolierkörper oder einer anderen Glasplatte als Bestandteil eines umfassenden Mikromodulsystems herstellen zu können, ist die Drahtlänge/derart gewählt, daß ein Teil des Drahtstückes die Schmalseite der Glasplatte durchstößt und aus dem Glaskörper herausragt. Dieses Teilstück ermöglicht dann eine Ver-

bindung mit außerhalb des Glaskörpers liegenden Kontaktstellen.

Nach Fertigstellung der Kontaktstelle werden auf die großflächige Oberfläche der Glasplatte die vorgesehenen Mikromodulsysteme aufgedampft. Für fast alle Anwendungszwecke reichen bekanntlich nicht einzelne Drahtstücke aus, sondern es wird im allgemeinen erforderlich sein, ein ganzes Verdrahtungsnetz mit einer Vielzahl von Kontaktstellen in den jeweiligen Isolierkörper einzubetten. Die in den Isolierkörper eingebetteten elektrischen Leiter können die verschiedensten geometrischen Formen aufweisen und auch aus den verschiedensten Materialien mit niederohmigem Charakter bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung in Mikromodultechnik, bei der die Schaltung auf einem Isolierkörper aufgebaut ist und die Schaltelemente durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen als Leiterstücke (2) ausgebildet sind, die in den Isolierkörper (1) eingebettet und derart abgewinkelt sind, daß entweder beide Enden der Leiterstücke (2) die Oberfläche des Isolierkörpers (1) mit dieser eben abschließend durchstoßen oder daß nur ein Ende die Oberfläche des Isolierkörpers (1) mit dieser eben abschließend durchstößt und das andere Ende aus einer Schmalseite des Isolierkörpers (1) herausragt.

2. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Leiter U-förmig ausgebildet sind.

3. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper scheibenförmig ausgebildet ist und daß die Leiter derart ausgebildet sind, daß sie mit ihrem einen Ende an die großflächige Oberflächenseite treten und mit ihrem anderen Ende die Schmalseite des Isolierkörpers durchstoßen. .

4. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Oberfläche tretenden Teile der elektrischen Leiter mit der durch die Oberfläche gegebenen Ebene abschließen.

5. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eingebetteten Leiter derart abgewinkelt sind, daß der Durchstoßpunkt auf der großflächigen Oberfläche mit mindestens einer Kontaktstelle auf dieser Oberfläche zusammenfällt.

6. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper aus Keramik besteht.

7. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper aus Glas besteht.

8. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter drahtförmig ausgebildet sind.

9. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter streifenförmig ausgebildet sind.

10. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter an derjenigen Stelle an die Oberfläche treten, an die der Anfang eines passiven Elementes oder die Zuleitung eines aktiven Elementes zu liegen kommt.

11. Mikrominiaturisierte Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter

senkrecht unterhalb des Durchstoßpunktes rechtwinklig abgewinkelt sind.

,12. Verfahren zur Herstellung einer mikrominiaturisierten Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter bei Verwendung eines Glaskörpers in die flüssige Masse eingegossen, eingesintert oder eingepreßt werden, daß danach ein scheibenförmiger Glaskörper hergestellt wird und daß nach dem Erstarren die großflächige Oberfläche abgeschliffen wird, bis sich eine plane Oberfläche ergibt und die elektrischen Leiter an den vorgesehenen Kontaktstellen die Oberfläche durchstoßen.