DE1809559A1

DE1809559A1 - In ein Gehaeuse eingebaute elektrische Baugruppe

Info

Publication number: DE1809559A1
Application number: DE19681809559
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans Koritke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-11-18
Filing date: 1968-11-18
Publication date: 1970-06-04

Description

In ein Gehause eingebaute elektrische Baugruppe Die Neuerung betrifft eine in ein Gehäuse eingebaute elektrische Baugruppe in Hybridtechnik, bei der die Beiterbahnen und ein Teil der Bauelemente in Dünnschicht-Technik auf ein Substrat aufgebracht, ein anderer Teil jedoch getrennt hergestellt und nachtriglich in die Diinnschicht-Schaltung eingelötet ist.
Es ist bekannt, in Dünnschicht-Schaltungen zusitzliche Bauelements, insbesondere Dioden und Transistoren, nachträglich einzulöten. Hierbei werden die einzulötenden Bauelemente entweder unter dem Mikroskop einzeln eingesetzt oder sie werden mit Hilfe einer Lehre aufgesetzt und z.B. in einem Durchlaufofen gemeinsam eingelötet, soweit sie die Löttemperatur ohne Schaden ertragen.
Die bisher bekannten Substratmaterialien für Dünnschicht-Schaltungen, wie Glas oder Keramik, haben eine geringe Bruchsicherheit und sind relativ teuer. Inzwischen ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, nach dem auch auf Substrate aus flexiblen Folien Dünnschicht-Schaltungen hergestellt werden können. Diese dort verwendeten Folien sind leichter, billiger und vor allem weniger bruchanfiillig als Glas- oder Keramikwerkstoffe.
Fbr manche Anwendung ist jedoch die hohe Flexibilität der Substratfolic weniger günstig, insbesondere dann, wenn die nachtrfiglich eingesetzten Bauelemente besonders groß und schwer sind. Es ist daher zweckmäßig, die Dünnechic}lt-Schaltung zusammen mit den aufgesetzten Bauelementen in ein Gehäuse einzubauen.
Aufgabe der Neuerung ist es, eine in ein Geheiuse eingebaute elektrische Baugruppe anzugeben, bei der die aufgezeigten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Substrat eine flexible Folie ist und daß das Gehiuse gleichzeitig als JustLer-Lehre für das Zusammenlöten von Dünnschicht-Schaltung und zusätzlichen Bauelementen dient.
Damit ergeben sich die Vorteile, daß die nachträglich eingesetzten Bauelemente genau auf den zugehörigen Kontaktflächen zu liegen kommen, wobei das langwierige Justieren unter dem Mikroskop entfwllt. Ein. weiterer, sehr beachtlicher Vorteil ergibt sich durch die Verwendung einer dünnen Folie. Da manche Buelemente die Temperaturen beim Löten im Durchlaufofen nicht ohne Scden überstehen, ist dieses Lötverfahren oft nicht anwendbar. Diese Schwierigkeiten umgeht die Neuerung dadurch, daß die Lötwärme von der Folienrückseite durch die Polie hindurch an die Lötstellen geleistet werden kann. So werden nur die Anschlußdrihte der Bauelemente kurzzeitig erhitzt, während die Bauelemente selbst infolge ihrer Wärmeträgheit im wesentlichen kalt bleiben. Bei diesem Verfahren wird z.B. einfach ein Lötkolben auf die Rückseite der in dem Gehäuse justierten Substratfolie gelegt.
Als Substratfolie eignet sich vorteilhaft eine hochtemperaturbeständige Folie, z.B. eine Polyimidfolie, da dann auch ein Lot mit hoher Schmelstemperatur verwendet werden kann, das auch eine höhere Festigkeit der Lötstelle ergibt.
Der Einbau der Dwinnschicht-Schaltung kann auf zwei verschiedene hrten erfolgen, die jeweils eine besondere Ausgestaltung de Gehauses erfordern.
Anhand der Zeichnung soll das Prinzip der Ausgestaltung der Neuerung dargestellt werden.
Fig. 1 zeigt die eine Art der neuerungsgemäßen Baugruppe als Sprengbild. Man erkennt das Gehäuse, bestehend aus Deckel 1 und Grundkörper 2. In den Grundkörper 2 befindet sich eine nach linkp offene Aussparung 3, in die die Folie 4 mit den aufgebrachten Bauelementen 6 (punktiert), den Leiterbahnen 5 und den verlängerten Kontaktfltchen 7 (schraffiert) maßgenau hineinpaßt. Da die Folie 4 durchscheinend ist, ist die aufgebrachte Dünnschicht-Schaltung auch von der Rückseite her erkennbar. In dem Grundkörper 2 des Gehäuses befindet sich eine Vertiefung 8, in die ein Transistor mit vier Anschlußdrähten 9 so eingesetzt ist, daß diese Anschlußdrahte nur wenig über die Oberkante der Vertiefung 8 hervorstehen und mit entsprechenden Kontakt flecken auf der Dünnschicht-Schaltung 5,6,7 fluchten. Nach dem Zusammenbau der Baugruppe steht der Folienteil mit den verltingerten Kontakt flehen 7 über das Gehäuse 1,2 hinaus und dient zur Verschaltung mit anderen Baugruppen.
Fig. 2 zeigt ebenfalls als Sprengbild eine etwas abgewandelte Baugruppe. Man erkennt den Gehäusedeckel 1, die Folic 4, in dieser Figur ohne Schaltung dargestellt, und den Gehäusegrundkörper 2 mit der eingelassenen Vertiefung 3, in die die Folie 4 maVgenau hineinpaßt. Als zusätzliches Bauelement ist wieder ein Transistor mit vier Anschlußdrähten 9 in die Vertiefung 8 eingesetzt. Zur iiußeren Verschaltung dienen in diesem Falle in das Gehiuseteil 2 festeingesetzte Metallstifte 10, die in die Aussparung 3 nur so weit hineinragen, daß eine einwandfreie Lötverbindung zwischen der iünnschicht-Schaltung und den Stiften 10 ermöglicht wird. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der größeren Genauigkeit und Sicherheit der Fixierung der Folie 4 zu den zusittzlich einzusotzenden Bauelementen, während bei der ersten Ausführungsform eine einfachere Kontaktierung nach außen erreichbar ist. Während oder nach dem Anlöten der Bauelemente werden die beiden Gehäuseteile 1,2 zusammengeklebt.
Als Materialien für das Gehause kommen temperaturbeständige Isolicratoffe zur Anwendung. Die Auswahl hangt von der Temperaturbelastung ab, die während dcs Lötens und im Betrieb auftritt.
Als obere Grenze der Betriebstemperatur sind ca. 2000 C anzusetzen. Weiterhin darf der Isolierstoff keine schädlichen Reaktionen mit den elektrischen Bauelementen eingehen.
Für niedrige Temperaturen kommen organische Isolierstoffe, die evtl.itit anorganischen Stoffen gemischt sind, für hohe Temperaturen anorganische, inßbes. keramische Isolierstoffe, in Betracht. Organische Kunotstoffe mit geringer Temperaturfestigkeit sind z.B. Epoxid- oder Polyesterpreßmaven, mit höherer Festigkeit Silikonpreßmassen oder Polytetrafluoräthylen. Die entsprechend Auswahl unter den bekannten Isolíerotoffen läßt sich durch einfache Versuche treffen.
Das Schutzbegehren ist weiterhin nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Ohne die Grundidee der Neuerung zu verlassen, können allc bekannten Arten von Gehäusen, Schaltungen und Bauelementen vereinigt werden.
14 Schutzansprüche 2 Figuren

Claims

S c h u t z a n s p r ü c 1, In ein Gehäuse eingebaute elektrische Baugruppe in Hybrid-Technik, bei der die Leiterbahnen und ein Teil der Bauelementc in Dünnschicht-Technik auf ein Substrat aufgebracht, ein anderer Teil jedoch getrennt hergestellt und nachträglich in die Dünnschicht-Schaltung eingelötet ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß daß Substrat eine flexible Polic ist und daß das Gehäuse gleichzeitig als Justier Lehre für das Zusammenlöten von Dünnscht-Schaltung und zusätzlichen Bauelementen dient.
2. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Substrat eine hochtemperaturbeständige Kunststoffolie ist.
3. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k O n n z e i c h n e t , daß das Substrat eine Polyimidfolie ist.
4. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i e h n e t , daß das Gehäuse aus Keramik besteht.
5. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse aus einem wärmefesten Isolierstoff besteht.
6. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 5, d a d u r o h g c k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse aus einem organischon Kunststoff besteht.
7. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 6, d a d u r o h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse aus einem mit anorganischem flaterial gefüllten organischen Kunststoff besteht.
8. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 5, d a a u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse aus einem anorganischen, insbesondero keramischen Isolierstoff besteht.
9. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse aus einer Epoxid-Preßmasse besteht.
10. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse aus einer Polyester-Preßmasse besteht.
11. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 6, d a dur c h g e k e n n æ e i c h n e t , daß das Gehäuse aus einer Silikonpreßmasse besteht.
12. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse aus Polytotrafluoräthylen besteht.
15. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 12, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zur äußeren Verschaltung dienenden Kontaktflächen auf dem Substrat als lange, parallele Streifen an einer Substratseite ausgebildet sind und daß diese Kontaktflächen aus dem zusammengebauten Gehäuse herausragen.
14. Elektrische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 12, d a -d u r o h g e k e n n z e i c h n e t , daß in das Gehäuse motallische Anschlußstifte eingelassen sind.