DE1814690A1

DE1814690A1 - Verfahren und Einrichtung zum Befestigen elektrischer Bauteile auf einer Unterlage

Info

Publication number: DE1814690A1
Application number: DE19681814690
Authority: DE
Inventors: Rigby Ronald William
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1968-12-14
Filing date: 1968-12-14
Publication date: 1970-07-02

Description

Joseph Lucas (Industries) Limited 12. Dez. 1968

Great King Street, 22 512 Ma/He

Birmingham / England

Verfahren und Einrichtung zum Befestigen elektrischer Bauteile auf einer Unterlage

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Befestigen elektrischer Bauteile beispielsweise von Mehrschichthalblextern auf einer Unterlage, auf deren Oberfläche elektrische Stromkreise aufgedruckt oder auf eine andere Weise ausgebildet sind. Eine solche Unterlage besteht beispielsweise aus Glas und ist im Betrieb innerhalb einer Kammer eingeschlossen, die ein inertes Gas enthält oder kann auch aus einem keramischen Formstück bestehen.

Das Anbringen von außerordentlich kleinen elektrischen Bauteilen auf einer solchen Unterlage ist eine sehr heikle Arbeit. Nach den bekannten Verfahren wurden die elektrischen Bauteile direkt auf der Unterlage befestigt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren und eine Einrichtung zum Befestigen von elektrischen Bauteilen auf einer Unterlage zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren und eine Einrichtung zum Befestigen von elektrischen Bauteilen auf einer Unterlage vorgeschlagen, gekennzeichnet durch Aufbringen einer metallischen Tinte auf mindestens zwei getrennte Teile der Oberfläche eines keramischen Tragkörpers,_tAufbringen der gleichen metallischen Tinte auf die Unterseite eines elektrischen Bauteils, Befestigen des Bauteils auf einer der mit Tinte bedeckten Oberfläche des Tragkörpers, Befestigen von metallischen Streifen auf getrennt mit Tinte bedeckten Oberflächenteiren des Tragkörpers, Anschließen einer oder mehrerer Leitungen an das elektrische Bauteil, um die elektrischen Anschlüs-

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se zwischen dem Bauteil und einem oder mehreren Streifen auf dem oder den anderen Oberflächenteil oder -teilen des Tragkörpers herzustellen und schließlich Befestigen des Tragkörpers auf der Unterlage und außerdem Herstellen der elektrischen Verbindung mit den elektrisch leitenden Teilen der Unterlage durch Befestigen der Enden der Streifen an geeigneten leitenden Teilen der Unterlage.

Die Erfindung besteht außerdem aus einem zusammengesetzten Träger mit einem elektrischen Bauteil und aus einer Unterlage, die nach dem Verfahren des obenstehenden Abschnitts hergestellt ist.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine keramische Unterlage in einem vergrößerten Maßstab, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist,

Pig. 2 u. 3 eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Tragkörpers, der auf der Unterlage befestigt werden soll und die

Fig. 4 u. 5 eine abgeänderte Ausführung eines Tragkörpers gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine keramische Unterlage 7 gezeigt, auf der eine Mehrzahl von elektrischen Leitern 8 ausgebildet sind, die Teile von elektrischen Stromkreisen darstellen. Diese Leiter 8 sind durch Aufdrucken einer metallischen Tinte auf die Oberfläche mit nachfolgender Erwärmung der Unterlage hergestellt, so daß die flüssigenLösungsmittel der Tinte ausgetrocknet werden. Einige der leitenden TMiIe 8 sind so ausgebildet, daß sie ausgewählte elektrische Widerstände bilden. Einige der Teile 8 sind auf der einen Seite und einige auf der anderen Seite der Unterlage ausgebildet. Entlang ft&r Kandis der Unterlage 7 sind Anschlußteile 9 vorgesehen, an denen äiuBeVe" Anschlüsse zu den leitenden Teilen 8

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hergestellt werden können.

Auf der Unterlage 7 sind auf der einen Seite eine Anzahl von Tragkörpern IO befestigt. Die Fig. 2 und 3 zeigen einen solchen Tragkörper in einer ersten Ausführungsform.

Der Tragkörper 10 ist aus einem elektrisch isolierenden keramischen Material hergestellt, dessen eine Oberfläche mit getrennten metallisierten Teilen 11, 12, IJ versehen ist, die sich in parallelen Bändern quer zur Oberfläche erstrecken. Die nicht metallisierten isolierenden Teile zwischen diesen Bändern sind mit den _Λ Bezugszeichen 14, 15 angegeben. .■."'."

An den metallisierten Teilen 11, 15, IJ> sind entsprechend Metallstreifen 16, 17, 18 befestigt. Auf dem metallisierten Streifen 12, der breiter ist als die Streifen 11, 1> ist, an einer Stelle, die entfernt von dem Streifen 17 ist, mittels Löten oder Diffusionsklebung ein elektrisches Bauteil 19 befestigt, das in diesem Ausführungsbeispiel eine Halbleiterdiode ist. Die untere Seite der Diode ist metallisiert, so daß das Löten an das Teil 12 des Tragkörper 10 erleichtert wird.

An die Diode wird eine elektrische Verbindung über das metallisierte Teil 12 erreicht, und daher auch zu dem Streifen 17 und außer- j dem ist an dem Oberteil der Diode ein Draht 20 angeschlossen, dessen anderes Ende mit dem Streifen 18 verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Draht 20 aus Gold hergestellt und, ist mittels Thermokompressionsklebung oder mittels Schweißen befestigt.

Der vollständige Tragkörperzusammenbau wird auf der Unterlage 7 durch Aufschweißen der Enden des Streifens auf geeigneten elektrischen Teilen 8 befestigt. Die Streifen dienen auf diese Weise als elektrische Leiter und als Befestigungselemente, des Tragkörpers

Es kann festgestellt werden, daß d$p Tragkörper extrem kleine Abmessungen aufweist. In dem dargestellten.Au^führungsbeispiel sind

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seine Abmessungen: 1,7 mm Länge, 1,3 mm Breite und 0,25 mm Stärke.

In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, trägt der Tragkörper 10 einen Transistor 21, an dem drei elektrische Anschlüsse hergestellt werden müssen. Der erste elektrische Anschluß wird über die untere Seite des Transistors 21 an dem metallisierten Teil 12 des Tragkörpers hergestellt, und die beiden anderen elektrischen Anschlüsse werden über Drähte 22 und 23, die an die Streifen 16, 18 angeschlossen sind, gebildet.

in dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 gezeigt ist, besitzt der Tragkörper 24 sechs getrennte metallisierte Streifenbereiche, die mit den Bezugszeichen 26 bis 31 angegeben sind und die von einem doppelkreuzförmigen nichtmetallisierten und daher elektrisch isolierenden Teil voneinander getrennt sind.

An den metallisierten Teilen 26 bis 31 sind Streifen 33 bis 38 befestigt und die Teile 28, 29 tragen entsprechend Transistoren 39* 40 an Stellen, die gegenüber den Streifen 35, 36 entsprechend getrennt sind.

Diese Transistoren 39, 40 sind über ihre unteren Oberflächen mit den Teilen 28, 29 verbunden und mit deren Anschlußdrähten 4l bis 44 sind die Transistoren an die Streifen 33, 34 und 37, 38 angeschlossen.

Die Streifen 37* 38 sind miteinander mittels eines Überbrückungsdrahtes 45 verbunden, jedoch in einer abgeänderten Konstruktion werden die Streifen 37, 38 aus einem einzigen Streifen gebildet.

V/eitere Konstruktionen nach der vorliegenden Erfindung, in denen einzelne oder Kombinationen von elektrischen Bauteilen, wie beispielsweise Halbleiter oder andere Schaltelemente enthalten sind, werden auf diesem Tragkörper an getrennten elektrischen leitenden metallisierten Teilen an der Oberfläche des Tragkörpers befestigt.

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Das Verfahren zur Herstellung des Tragkörperzusammenbaus kann ' 'auch das Aufbringen einer metallisierten Tinte auf die gesamte eine Oberfläche des Tragkörpers enthalten, wonach Teile der metallisierten Oberfläche mittels Ätzens oder anderer Verfahren entfernt werden und die Streifen mittels Löten oder Schweißen an die metallischen Teile angebracht werden.

Der nächste Verfahrensschritt besteht im Befestigen der Diode, des Transistors oder des elektrischen Bauteils auf einem geeigneten metallisierten Teil des Tragkörpers und Anschließen von Drähten. -Schließlich wird der Tragkörper mittels der Streifen an der Unterlage 7 angeschweißt, wobei dieser Verfahrensschritt die Anschlüsse an die elektrischen Schaltungsteile 8 auf der Unterlage 7 vervollständigt.

Die Erfindung ist außerdem auf die Befestigung elektrischer Bau-. teile auf einer Glasunterlage anwendbar, auf der die elektrischen Stromkreise mittels Vakuumablagerung ausgebildet sind.

Patentansprüche:

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Claims

18U690 Patentansprüche;

1. Verfahren zum Befestigen elektrischer Bauteile auf einer Unterlage, auf der elektrisch leitende Teile ausgebildet sind, gekennzeichnet durch Aufbringen einer metallischen Tinte auf mindestens zwei getrennte Teile auf der Oberfläche eines Tragkörpers (10, 24), Aufbringen der gleichen metallischen Tinte auf die Unterseite eines elektrischen Bauteils (19, 21, 39, 40), Befestigen des Bauteils auf einem der mit metallischer Tinte behandelnden Oberflächenteile des Tragkörpers, Befestigen metallischer Streifen (16, 17, 18, 33 bis 38) auf dem getrennt mit leitender Tinte bedeckten Oberflächenteilen (11, 12, I3, 26 bis 31) des Tragkörpers (10, 24), Anschließen eines oder mehrerer Drähte (20, 22, 23, 4l bis 44) an das elektrische Bauteil (19, 21, 39* 4o) zum Herstellen von Anschlüssen zv/isehen diesen Bauteilen und einem oder mehreren der Streifen auf der anderen Oberfläche des Tragkörpers und schließlich Befestigen des Tragkörpers auf der Unterlage (7) und Herstellen von elektrischen Verbindungen zu den leitenden Teilen (8) auf der Unterlage (7) durch Befestigen der Enden der Streifen (l6, 17, 18, 33 bis 38) an geeignete Teile (8) auf der Unterlage (7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der metallischen Teile mittels eines Druckvorganges erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn- ' zeichnet, daß der Draht oder die Drähte mittels Thermokompressionsklebung angeschlossen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die ganze Oberfläche des Tragkörpers die metallische Tinte aufgebracht wird und die getrennten Ober-

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flächenteile mittels Portätzens von Teilen der metallischen Oberfläche erhalten werden.

5. Ein elektrisches Bauteil und Tragkörper als Zusammenbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tragkörper (10, 24) mindestens zwei getrennte metallisierte Oberflächenteile (11, 12, 13) besitzt, daß auf einem Oberflächenteil (12) des Tragkörpers ein elektrisches Bauteil (19, 21, 39, ^O) derart befestigt ist, daß eine elektrische Verbindung zu der Basis dieses Bauteils hergestellt wird, daß metallische Streifen (16, 17, 18, 33 - 38) an den Oberflächenteilen befestigt sind, daß ein Draht oder mehrere

Drähte (20, 22, 23, 4l - 45) das elektrische Bauteil mit einem I oder mehreren der Streifen verbinden, daß die Streifen sich außerhalb des Tragkörpers erstrecken und als elektrische Anschlüsse und außerdem zum Befestigen des Tragkörpers .(10, 24) auf einer Unterlage (7) dienen.

6. Keramische Unterlage mit auf der Oberfläche angeordneten bzw. ausgebildeten elektrischen Stromkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß Tragkörper (10, 24) mit den elektrischen Stromkreisen (8) mittels metallischer Streifen (16, 17, 18, 33 - 38) befestigt sind, daß auf dem Tragkörper (10, 24) mindestens zwei getrennte elektrisch leitende Oberflächen ausgebildet sind, an denen die Streifen entsprechend befestigt sind und mindestens j ein elektrisches Bauteil (19, 21, 39, 4o) auf dem Tragkörper (10, 24) an einer der leitenden Oberflächen des Tragkörpers befestigt ist und außerdem eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Bauteil (19, 21, 39, ^O) und einem oder mehreren Streifen (l6, 17, l8, 33 - 38) mittels eines Drahtes oder Drähte vorhanden ist.

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