DE1811857A1

DE1811857A1 - Carrier for electronic micro-miniature circuits

Info

Publication number: DE1811857A1
Application number: DE19681811857
Authority: DE
Inventors: Freddie Kossar; Belko Jun William Robert
Original assignee: Vitramon Inc
Current assignee: Vitramon Inc
Priority date: 1967-12-07
Filing date: 1968-11-29
Publication date: 1969-07-17
Also published as: FR1599117A; GB1195149A

Description

Träger für elektronische Mikrominiaturschaltungen. Carrier for electronic micro-miniature circuits.

Die Erfindung betrifft einen Träger oder eine Unterlage für elektronische Mikrominiatursohaitungen aus einem ebenen monolithischen Körper aus dielektrischem Material.The invention relates to a carrier or a pad for electronic devices Microminiature fittings made from a flat, monolithic body of dielectric Material.

Bisher werden Kapazitäten und Induktivitäten in dick-oder dünnschichtige Mikroschaltungen eingebracht, indem einzelne Mikrominiaturbauteile auf die Schaltungsunterlage geschweißt oder mit dieser auf andere Weise rest verbunden werden. Diese Bauteile haben bestimmte Nachteile. Rauptsächlich verhindert die beschränkte Größe des Bauteils eine reste Verbindung zwischen diesem Bauteil und der Unterlage oder dem Träger.So far, capacitances and inductances are in thick or thin layers Microcircuits introduced by individual micro-miniature components welded to the circuit board or otherwise connected to it will. These components have certain disadvantages. Mainly prevents the restricted Size of the component, a remaining connection between this component and the base or the carrier.

Selbst die ausgefallenste Ultraschallbindung und die hierfür verwandten Löttechniken (reflow solder technlques) erzeugen keine wirklich feste Bindung, die Bedingung für viele Anwendungszwecke der fertigen Schaltung ist. In allzu vielen Fällen ist dieser Fehler die hauptsächliche Ursache für das Versagen der Schaltung, insbesondere wenn die Unterlage großen Beschleunigungs- oder Gravitationskräften oder einer rohen Behandlung ausgesetzt wird. Ein anderer Nachteil der Schaltungen nach dem Stand der Technik besteht darin, daß das Anbringen der Bauteile auf dem Träger meistens eine schwer auszuführende Handarbeit ist, die sich in ein sonst von Maschinen mit hoher Geschwindigkeit durchgeführtes Herstellungsverfahren einordnen muß. Darüber hinaus erfordern diese Bauteile, selbst wenn sie richtig als Mikrominiaturbauteile bezeichnet werden können, ein relativ großes Raumvolumen auf der Unterlage, bestimmen dadurch die Stapelfähigkeit der Träger und reduzieren den wesentlichen volumetrischen Wirkungsgrad der gesamten Schaltung.Even the most unusual ultrasonic bond and the ones related to it Reflow solder technlques do not create a really strong bond that A condition for many applications of the finished circuit is. In too many In some cases, this error is the main cause of the failure of the circuit, especially if the base has great acceleration or gravitational forces or subjected to rough treatment. Another disadvantage of the circuits according to the prior art is that the mounting of the components on the Carrier is usually a difficult to carry out manual work, which results in an otherwise classify manufacturing processes carried out by machines at high speed got to. In addition, these components require, even if correctly, called micro-miniature components can be designated, determine a relatively large volume of space on the surface thereby the stackability of the carrier and reduce the essential volumetric Efficiency of the entire circuit.

Die Erfindung beseitig die oben aufgeführten Schwierigkeiten mit einem für dick und dünnschichtige Mikroschaltungen geeigneten Träger, der einen Körper aus dielektrisoh- Material aufweist, in dem eine Reihe von übereinander angeordneten Elektroden eingebettet sind, die mit Schichten aus dem dielektrischen Material abwechseln und wenigstens zwei leitfähige Verbindungsglieder aufweisen, die die Elektroden in kapazititer und/oder induktiver Schaltung miteinander verbinden.The invention overcomes the difficulties noted above with one for thick and thin-layer microcircuits suitable carrier, which has a body made of dielektrisoh- material in which a series of arranged electrodes are embedded with layers of the dielectric Alternate material and have at least two conductive links, which connect the electrodes to one another in a capacitive and / or inductive circuit.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise erläutert.The invention is explained by way of example with the aid of the figures.

Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Träger für eine elektronische Mikrominiaturschaltung, wobei die eingebetteten Teil mit gestrichelten Linien dargestellt sind.Figure 1 shows a plan view of a carrier for an electronic Micro-miniature circuit, the embedded part shown with dashed lines are.

Figur 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Figur 1.FIG. 2 shows a section along the line 2-2 in FIG.

Figur 3A zeigt schematisch einen elektrischen Kreis für eine mögliche Schaltung der Vorrichtung nach Figur 1.Figure 3A shows schematically an electrical circuit for a possible Circuit of the device according to FIG. 1.

Figur 3B zeigt schematisch einen elektrischen Kreis für eine andere mögliche Schaltung der Ausführungsform nach Figur 1 und Figur 3c zeigt schematisch einen elektrischen Kreis noch einer weiteren möglichen Schaltung der Ausführungsform nach Figur 1.Figure 3B shows schematically one electrical circuit for another possible circuit of the embodiment according to Figure 1 and Figure 3c shows schematically an electrical circuit of yet another possible circuit of the embodiment according to Figure 1.

In den Figuren 1 und 2 ist eine elektronische Mikrominiaturschaltungsunterlage 10 dargestellt; die aus einem monolithischen Körper 12 aus gesintertem, dielektrischen Material besteht, in dae ein erster Satz von ebenen, im Abstand voneinander angeordneten Elektroden 14 aus leittähigem Material, ein zweiter Satz von ebenen, im Abstand voneinander angeordneten Blektroden 16 aus leitfähigem Material, ein dritter Satz von ebenen, im Abstand voneinander angeordneten Elektroden 18 aus leitfähigem Material und ein Paar Anschlußleitungen 20 und 22 für Jeden Elektrodensatz eingebettet sind. Die eingebetteten Elektroden sind in Abhängigkeit von ihrer Funktion in der Schaltung und von der relativen Anordnung der anderen Schaltkreiskomponenten (nioht dargestellt) auf dem Träger in ganz bestimmten Lagen in dem Träger angeordnet. Die Anordnung von drei eingebetteten Elektrodensätzen ist nur ein Beispiel.In Figures 1 and 2 is a micro-miniature electronic circuit board 10 shown; that consists of a monolithic body 12 of sintered, dielectric Material consists in dae a first set of planar, spaced apart Electrodes 14 of conductive material, a second set of planar ones, spaced apart mutually arranged sheet metal electrodes 16 made of conductive material, a third set of flat electrodes 18 made of conductive material and arranged at a distance from one another and a pair of lead wires 20 and 22 for each electrode set are embedded. The embedded electrodes are dependent on their function in the circuit and the relative arrangement of the other circuit components (not shown) arranged on the carrier in very specific positions in the carrier. The order of three embedded electrode sets is just one example.

Der Träger kann z.B. nur einen breiten Satz, d.h. die Hauptflächen der Elektroden nehmen relativ große ebene Flächen des Trägers ein, oder nur einen kleinen Satz, d.h. die Hauptflächen der Elektroden nehmen nur einen relativ kleinen ebenen Bereich des Trägers ein, oder irgendeine Anzahl von Sätzen, die nur durch die Größe des Trägers begrenzt sind, enthalten. Die Elektroden können entweder rechteckig und gleichförmig, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, in welchem Fall sie eine kapazitive Funktion haben, oder sie können im allgemeinen kreisförmig mit einem Zentrum aus dielektrischem Material geformt sein, ähnlich denjenigen, die in der US-Patentanmeldung S.N. 719 106, eingereicht m 5. April 19681 beschrieben werden, in welchem Fall sie eine induktive Wirkung haben. Zur Erläuterung wird nur die kapazitive Schaltung im einzelnen beschrieben und dargestellt. Jedoch wird hervorgehoben, daß die Erfindung ebenfalls Anordnungen betrifft, bei denen der Träger ein induktives Schaltelement ist.For example, the carrier can only have one broad set, i.e. the main faces of the electrodes take up relatively large flat surfaces of the support, or only one small set, i.e. the main surfaces of the electrodes only take up a relatively small one flat area of the wearer, or any number of sets just going through the size of the carrier are limited. The electrodes can either be rectangular and uniform, as shown in Figures 1 and 2, in which case they have a capacitive function, or they can be generally circular with a Center molded of dielectric material, similar to those shown in the U.S. patent application S.N. 719 106, filed April 5, 19681, in which case they have an inductive effect. For illustration purposes only the capacitive circuit described and shown in detail. However, it is emphasized that the invention also relates to arrangements in which the carrier is an inductive Switching element is.

Jeder Satz von eingebetteten Elektroden ist in bekannter Weise in zwei Oruppen unterteilt. Die Teile Jeder Gruppe haben einen Endabschnltt 23, der sich nach außen Uber die benachbarten Elektroden hinaus erstreckt und Jede Gruppe wird elektrisch mit einem eingebetteten Anschluß 20 oder 22 verbunden. Die Anschlüsse 20 und 22, die wie dargestellt die Form von "Niotenw haben können, sind in Bohrungen eingesetzt, die in den Träger und durch die vorstehenden Abschnitte 23 der abwechselnden Schichten aus dem leitfähigen Material und dem dielektrischen Material gebohrt werden, wobei der Kopf 24 der Niete auf einer Haupttläche 26 der Unterlage 12 freiliegt.Each set of embedded electrodes is known in the art divided into two groups. The parts of each group have an end portion 23, the extends outwardly beyond the adjacent electrodes and each group is electrically connected to an embedded terminal 20 or 22. The connections 20 and 22, which can have the shape of "Niotenw" as shown, are in bores inserted into the carrier and through the protruding portions 23 of the alternating Layers of the conductive material and the dielectric material are drilled, wherein the head 24 of the rivet is exposed on a major surface 26 of the liner 12.

Eine Reihe von 8tegen 28 aus leitfähigem Material sind auf einer Hauptfläche des Trägers aufgesintert, um eine Vielzahl von Schaltkombinationen mit bestimmten Anschlüssen 20 und 22 zu bewirken, als Verbindungeglieder von weiteren Schaltelementen (nicht dargestellt) mit der Oberfläche 26 des Trägers zu dienen und elektrisch die eingebetteten kapazitiven und induktiven Einrichtungen 14, 16 und 18 mit den weiteren Schalteinrichtungen verbinden. Außerdem können bestimmte Teile oder Abschnitte der leitfähigen Stege, wie z.B. bei 30 dargestellt, aus Cermet bestehen, um einen Wider stand in die elektronische Schaltung einzubringen. Die leitfähigen Stege 28 erstrecken sich über die Hauptfläche 26 des Trägers 12 bis zu einer der Seitenflächen, z.B. bis zu der Seitenfläche 32, die mit einem leitfähigen Material 34 überzogen ist, so daß der Träger elektrisch mit anderen Trägern der Schaltung gekoppelt werden kann. Die Figuren 3A, 3B und 30 stellen in schematischer Abbildung Beispiele von einigen möglichen elektrischen Schaltungen dar, die mit dem Träger nach den Figuren 1 und 2 erhalten werden können.A series of 8-webs 28 made of conductive material are on a major surface of the carrier sintered to a variety of switching combinations with certain To effect connections 20 and 22, as connecting members of further switching elements (not shown) to serve with the surface 26 of the carrier and electrically die embedded capacitive and inductive devices 14, 16 and 18 with the other Connect switching devices. Also, certain parts or sections of the conductive webs, such as shown at 30, consist of cermet to a cons stand to be brought into the electronic circuit. the conductive Web 28 extend over the main surface 26 of the carrier 12 up to one of the Side surfaces, e.g. up to side surface 32, covered with a conductive material 34 is coated so that the carrier is electrically connected to other carriers of the circuit can be coupled. Figures 3A, 3B and 30 represent a schematic illustration Examples of some possible electrical circuits are included with the carrier according to Figures 1 and 2 can be obtained.

Claims

1.Microminiatures for electronic microcircuits made of monolithic flat body made of dielectric material, characterized in that that the body (10) has two main surfaces and in it at least one set of one above the other arranged electrodes (14, 16) is embedded, each electrode set at least has two individual electrodes, so that the electrodes are on top of each other in planes, which run practically parallel to the main surfaces of the flat body and in one Plane arranged perpendicular to the main surfaces of the planar body at a distance from one another are, as well as alternate with layers of the dielectric material that at least two connecting conductors (20, 22) are provided for each set of electrodes, wherein at least one connection conductor has a first portion formed in the planar body is embedded and electrical with a specific group of the electrode set is connected and has a second portion (2b) having at least one main surface of the carrier is coexistent, and the at least one conductive 8teg (28) on at least a major surface of the carrier is deposited, wherein at least one of the conductive Step up to there. second part (24) of the connecting conductor extends and is electrically connected to it.

2. Carrier according to claim 1, characterized in that the alternating Layers of the embedded electrodes (14, 16) and the dielectric material, and the connecting conductors (20, 22) are arranged and connected so that the Carrier acts as a reactance

3. Carrier according to claim 1, characterized in that that the alternating layers of the embedded electrodes (14, 16) and the dielectric material, and the connecting conductors (20, 22) so arranged and are connected that the carrier acts as a capacitor.

4. Carrier according to claim 1, characterized in that the alternating Layers of the embedded electrodes (14, 16) and the dielectric material, and the connecting conductors (20, 22) are arranged and connected so that the Carrier has an inductive effect.

5. carrier naah claim 2, characterized in that it is at least has three side faces, each of which is in a plane that is practically perpendicular to it the main surfaces is oriented, lies and connected to these main surfaces of the carrier is, and that at least one of the side surfaces has means around the carrier to connect electrically to an outer circle.

6. Carrier according to claim 5, characterized in that at least one of the conductive webs (28) extends up to at least one side surface (34) extends and this side surface is such that it electrically connects the carrier connects with an external circuit, the conductive web electrically with is connected to the coupling devices on the side face.

7. A carrier according to claim 2, characterized in that at least a part (30) of the conductive web (28) which is on a major surface of the carrier is deposited, consists of a cermet material to the carrier at least one To give resistance function.

8. Carrier according to claim 7, characterized in that the at least a conductive web (28) with a part designed as a resistor electrically connected to at least one conductor, in the resistance of the carrier and the Reactance of the same to connect electrically with each other.

9. A carrier according to claim 2, characterized in that it is at least has two sets of embedded electrodes, at least one set being capacitive switched and at least one set is switched inductively.

L e r s e i t e