DE1590397B2 - Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreises - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreisesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Schaltkreises, bei dem ein erster Grundkörper
für Halbleiterbauelemente in einem Gehäuse am Boden angeordnet ist oder den Gehäuseboden bildet
und eine Leiterplatte trägt, mit der die elektronischen Bauelemente sowohl des ersten Grundkörpers als auch
die eines zweiten Grundkörpers für eine Dünnschicht-Baueiementegruppe
elektrisch verbunden sind.
Es ist bekannt, Hybrid-Schaltkreise herzustellen, bei denen eine auf einer Glas- oder Keramikunterlage
gebildete und aus passiven Bauelementen wie Widerstände, Kondensatoren usw. bestehende Dünnschicht-Bauelementegruppe
mit der Leiterplatte eines Gehäuses verbunden wird, auf dessen Gehäuseboden aktive
Halbleiterbauelemente, beispielsweise Transistoren und Dioden, eingebaut sind. Dabei können die Halbleiterbauelemente
durch Löten oder durch Widerstandsschweißung befestigt sein.
Hinsichtlich des Platzbedarfes sowie der Verfahrensschritte, die zum Aufbau des kompletten Schaltkreises
benötigt werden, läßt eine solche bekannte Anordnung vieles zu wünschen übrig. Insbesondere trifft dies bei
einer in Fig. 1 dargestellter, bekannten Ausführungsform zu, wo sämtliche Bauelemente auf einem einzigen
Grundkörper angeordnet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Herstellen eines Hybrid-Schaltkreises,
der aus aktiven Halbleiterbauelementen und aus passiven Dünnschicht-Bauelementen besteht, mit mögliehst
einfachen Verfahrensschritten eine zuverlässige funktionssichere Baueinheit zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß der zweite Grundkörper, der als Trägerplatte ausgebildet ist und dem Gehäuseboden
gegenüberliegt, teilweise auf die Leiterplatte aufgelegt wird, daß die elektrische Verbindung der auf der
Trägerplatte befindlichen Bauelemente und der auf dem ersten Grundkörper befindlichen Bauelemente mit der
Leiterplatte über Kontakte hergestellt wird und daß die Verbindung gleichzeitig mit dem Gehäuseverschluß
durch Erhitzen eines mit einer Schicht aus einem niedrigschmelzenden Glas versehenen auf den Gehäuserand
aufgesetzten Deckels erfolgt.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, für die als Träger für die Bauelemente
fungierenden Grundkörper Keramik oder Glas zu verwenden. Die Halbleiterbauelemente werden auf
einer am ersten Grundkörper angeordneten Leiterplatte angelötet, während die Dünnschicht-Bauelementegruppen
auf die Trägerplatte direkt aufgedampft werden. Die für die Verbindung der beiden Grundkorper
bzw. der darauf befindlichen Bauelemente mit der Leiterplatte vorgesehenen Kontakte werden auf die mit
der Dünnschicht-Bauelementegruppe versehene Trägerplatte aufgelötet.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Kontakte aus einem niedrigschmelzenden Lot bestehen, damit der
Halbleiterkristall beim Verlöten keinen erhöhten Wärmebelastungen ausgesetzt ist. Die elektrische
Verbindung der Halbleiterbauelemente mit den Kontakten erfolgt durch Golddrähte oder vergoldete
Molybdändrähte.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, ein Gehäuse aus Glas, Aluminium oder einer Eisen-Nickel-Legierung zu
verwenden.
Für den auf den Rand des Gehäuses aufzusetzenden Deckel wird eine Metallplatte verwendet, die mit einer
Schicht eines niedrigschmelzenden Glases versehen ist. Ein Vanadin enthaltendes Glas hat sich als besonders
gut geeignet erwiesen, da es sich bei 400 bis 4300C mit
anderen Materialien verbindet Es kann aber auch ein aus PbO-Ag2O-B2O3 bestehendes Glas gewählt werden.
Hier entsteht eine Verbindung erst bei 550 bis 6000C
Bei einem auf dem Erfindungsgedanken beruhenden Ausführungsbeispiel besteht die Trägerplatte für die
Dünnschicht-Bauelementegruppe wegen des günstigen Ausdehnungskoeffizienten aus einem borhaltigen Glas.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Anordnung
und zur Verbesserung der Wärmeableitung des Gehäuses zwischen dem ersten Grundkörper und
Halbleiterbauelement eine Zwischenschicht aus einem niedrigschmelzenden, insbesondere Beryllium enthaltenden
Glas oder aus Klebeharz aufzutragen.
Bei der zusätzlichen Verwendung einer Grundplatte aus Metall wird der Effekt noch verbessert und es
gelingt, Hybrid-Schaltkreise mit hohen Leistungen zu
erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem bereits bekannten Verfahren den Vorteil der bequemeren
und rationelleren Herstellung. Außerdem sind beide Bauelementegruppen in einem abgeschlossenen Gehäuse
untergebracht und dadurch gegen äußere Einflüsse jeder Art geschützt Zusätzlich wird der Raumbedarf
des Hybrid-Schaltkreises verkleinert und die Stabilität wesentlich erhöht
Durch den Gehäuseverschluß durch das Erhitzen von der Deckelseite her, bei dem auch gleichzeitig die
elektrische Verbindung zwischen den die Bauelemente enthaltenden Grundkörpern mittels eines niedrigschmelzenden Lotes hergestellt wird, ist es möglich,
erhöhte Temperaturen an den Halbleiterkristallen zu vermeiden.
An sich ist es zwar beispielsweise aus der US-Patentschrift 30 72832 und aus der DT-AS II 56 457 bekannt,
eine Halbleiterschaltung in einem Gehäuse hermetisch gegen äußere Einflüsse abzuschirmen. Das erfindungsgemäße
Verfahren für die so heterogenen passiven und aktiven Bauelemente verschiedenster Herstellungsart
ist dadurch jedoch nicht nahegelegt.
Zunächst wird mittels der F i g. 1 das bekannte Verfahren zur Herstellung eines Hybrid-Schaltkreises
dargestellt.
Nachfolgend wird dann die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und der Fig.2 und 3 näher
erläutert.
In F i g. 1 ist eine Anordnung gezeigt, bei der auf eine Keramik- oder Glasunterlage eine aus passiven
Bauelementen wie Widerstände und Kondensatoren bestehende Dünnschicht-Bauelementegruppe 2 angeordnet
ist und mittels einer Zuführung mit der die aktiven Bauelemente 4 wie Transistoren und Dioden
enthaltenden Leiterplatte, die als Gehäusebestandteil dient, verbunden ist.
Fig.2 zeigt einen nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung hergestellten Hybrid-Schaltkreis. Auf einer konkaven metallischen Leiterplatte 5 auf dem Boden
eines aus Glas bestehenden, rechteckigen und flachen Gehäuses 1 ist eine Halbleiteranordnung 4 in bekannter
Weise aufgelötet und mittels eines Golddrahtes oder eines vergoldeten Molybdändrahtes 6 mit Kontakten 3
verbunden. Diese Kontakte 3 sind auf einer Trägerplatte 7 aufgelötet, die aus einer Keramik- oder Glasunterlage
besteht und auf der durch Metallbedampfung eine aus Widerständen und Kondensatoren bestehende
Dünnschicht-Bauelementegruppe 2 aufgebracht ist Die beiden die Bauelemente tragenden Grundkörper, der
Boden des Gehäuses 1 und die Trägerplatte 7, werden dann so aufeinandergesetzt, daß die Trägerplatte 7 mit
der Dünnschicht-Bauelementegruppe 2 der Halbleiteranordnung 4 genau gegenübersteht und über die
Kontakte 3 auf einer innenseitigen Abstufung des Gehäuses 1 auf der metallischen Leiterplatte 5 aufliegt.
Dann wird eine Metallplatte 9, die als Deckel dient und mit einer vorher aufgebrachten Glasschicht 8 versehen
ist, auf den Rand des Gehäuses 1 aufgesetzt und von außen erhitzt, so daß die Glasschicht 8 und das Lot der
Kontakte 3 zu schmelzen beginnen, wobei sowohl ein luftdichter Gehäuseverschluß erfolgt als auch die auf
den beiden Grundkörpern befindlichen Bauelemente elektrisch miteinander verbunden werden. Die Temperatur
am Halbleiterkristall wird dabei unter 3500C
gehalten.
Fig.3 zeigt einen anders ausgestalteten Hybrid-Schaltkreis.
Hier wird zwischen der als erster Grundkörper und Gehäusebestandteil dienenden Grundplatte
10, die aus Metall oder Keramik bestehen kann, und der Halbleiteranordnung 4 eine aus einem niedrigschmelzenden
Material, beispielsweise einem berylliumhaltigen Glas, bestehende Zwischenschicht 11 aufgebracht,
wodurch die mechanische Festigkeit und die Wärmeleitung des Gehäuses verbessert und dadurch die Leistung
des Hybrid-Schaltkreises noch erhöht
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (13)
1. Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Schaltkreises, bei dem ein erster Grundkörper für
Halbleiterbauelemente in einem Gehäuse am Boden angeordnet ist oder den Gehäuseboden bildet und
eine Leiterplatte trägt, mit der die elektronischen Bauelemente sowohl des ersten Grundkörpers als
auch die eines zweiten Grundkörpers für eine Dünnschicht-Bauelementegruppe elektrisch verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Grundkörper, der als Trägerplatte (7)
ausgebildet ist und dem Gehäuseboden gegenüberliegt, teilweise auf die Leiterplatte (5) aufgelegt wird,
daß die elektrische Verbindung der auf der Trägerplatte (7) befindlichen Bauelemente (2) und
der auf dem ersten Grundkörper befindlichen Bauelemente (4) mit der Leiterplatte (5) über
Kontakte (3) hergestellt wird und daß die Verbindung
gleichzeitig mit dem Gehäuseverschluß durch Erhitzen eines mit einer Schicht (8) aus einem
niedrigschmelzenden Glas versehenen auf den
Gehäuserand ausgesetzten Deckels (9) erfolgt-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die als Träger für die Bauelemente fungierenden Grundkörper aus Keramik oder aus
Glas bestehen.
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche t bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontakte (3) auf den mit der Dünnschicht-ßauelementegruppe
(2) versehenen zweiten Grundkörper aufgelötet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (3) aus einem niedrigschmelzenden
Lot bestehen.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als erster
Grundkörper ein Gehäuse (1) aus Glas, Aluminium oder einer Eisen-Nickel-Legierung verwendet wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den
Rand des Gehäuses (1) aufgesetzte Deckel (9) aus Metall besteht und mit einer Schicht (8) eines
niedrigschmelzenden Glases versehen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vanadin enthaltendes Glas
verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht aus PbO-Ag2O-B2O3-Glas
besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Grundkörper für die
Dünnschicht-Bauelementegruppe eine Trägerplatte (7) aus borhaltigen Gläsern verwendet wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem ersten Grundkörper und Halbleiterbauelement (4) eine einen niedrigen Schmelzpunkt
aufweisende Zwischenschicht (11) aufgebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus
einem Beryllium enthaltenden Glas besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus
einem klebenden Harz gebildet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Grundkörper aus Metall besteht.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3368365 | 1965-06-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1590397A1 DE1590397A1 (de) | 1970-04-16 |
| DE1590397B2 true DE1590397B2 (de) | 1976-10-21 |
Family
ID=12393218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19661590397 Withdrawn DE1590397B2 (de) | 1965-06-07 | 1966-05-26 | Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreises |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1590397B2 (de) |
-
1966
- 1966-05-26 DE DE19661590397 patent/DE1590397B2/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1590397A1 (de) | 1970-04-16 |
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