DE1915501C3 - Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung mit äußeren elektrischen Zuleitungen - Google Patents

Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung mit äußeren elektrischen Zuleitungen

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung mit äußeren elektrischen Zuleitungen, bei dem die integrierte Schaltung in ein Loch eines isolierenden Substrates mit darauf befindlichen elektrischen Leiterbahnen eingesetzt wird und die Leiterbahnen mit den entsprechenden Stellen der integrierten Schaltung elektrisch verbunden werden.
Integrierte Schaltungen werden nach bekannten Verfahren mit an der Schaltung selbst freigeätzten Leiterbahnen in ein Substrat eingesetzt. In der Zeitschrift »The Western Electric Engineer«. Dezember 1967, ist auf den S. 16 bis 26 die Verbindung in Beam-Lead-Technik einer integrierten Schaltung mit äußeren Zuleitungen beschrieben. Nach diesem Verfahren werden die Leiterbahnen an der integrierten Schaltung selbst beispielsweise durch Aufdampfen befestigt und die elektrische Verbindung mit den äußeren Zuleitungen außerhalb der integrierten Schaltung über diese Leiterbahnen hergestellt. Dazu ist es erforderlich, daß die Leiterbahnen an der integrierten Schaltung freigeätzt werden, derart, daß sie frei über den Rand des Sub strates der integrierten Schaltung ragen. Dieses Ätzverfahren erfordert eine große Genauigkeit, und ist deshalb schwierig durchzuführen. Ferner benötigen die Leiterbahnen auf der integrierten Schaltung Platz, wenn sie zuerst nur dort festgemacht weiden. Dies steht aber gerade der eigentlichen Zielsetzung der integrierten Schaltung, nämlich auf möglichst kleinem Raum möglichst viele Bauelemente unterzubringen, entgegen. Integrierte Schaltungen mit vorstehenden Leiterbahnen sind ferner schwierig zu handhaben, da sie leicht mechanisch beschädigt werden.
Es sind weiterhin Verfahren bekannt, bei denen die Verbindung zwischen der integrierten Schaltung und ihren äußeren Zuleitungen über dünne Drähte erfolgt Dabei muß jeder Draht einzeln sowohl an der Zuleituiig, als auch an der integrierten Schaltung festgemacht werden, was eine große Anzahl von Verfahrensschritten erfordert. Die Verbindung über Kontaktdrähte ist deshalb aufwendig und schwierig durchzuführen.
Es ist weiterhin bekannt (US-PS 3 176 19t), einen Transistor in ein Loch eines Substrates einzusetzen, wobei auf dem Substrat Leiterbahnen verlaufen, die über den Rand des Loches ragen. Über das Material des Substrates und das Loch selbst werden keine näheren Angaben gemacht, so daß davon auszugehen ist, daß das Loch auf mechanischem Wege durch Bohren oder Stanzen hergestellt wird. Auch werden bei diesem bekannten Verfahren die Leiterbahnen zunächst als Metallrahmen gefertigt und dann in die entsprechend bearbeitete Oberfläche des Substrates eingesetzt, so daß große Genauigkeiten erforderlich sind.
Schließlich ist es auch bekannt (US-PS 3 325 882). einen Füllstoff in den freien Raum zwischen einem Substrat und einer in ein Loch des Substrates eingesetzten integrierten Schallung einzubringen, um so eine Unterlage für die später herzustellenden Leiterbahnen zu haben. Der Füllstoff muß jedoch wieder entfernt werden, wozu ein zusätzlicher Verfahrensschritt erforderlich ist. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, das die Herstellung einer einfachen Verbindung zwischen einer integrierten Schaltung und äußeren Zuleitungen mit möglichst wenigen Verfahrensschritten erlaubt. Dabei sollen die Vorteile der Beam-Lead-Technik weitgehend ausgenutzt werden können.
Diese Aufgabe wiird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst auf die Oberfläche des isolierenden Substrates Leiterbahmen aufgedampft oder galvanisch abgeschieden werden und dann das Loch derart in das isolierende Substrat geätzt wird, daß die inneren Enden der Leiterbahnen frei über den Rand des Loches ragen. In vorteilhafter Weise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Leiterbahnen auf das isolierende Substrat verlegt. Dadurch entfällt das schwierig durchzuführende Ätzverfahren zum Freilegen der Leiterbahnen an der integrierten Schaltung selbst. Die Dimensionierung des Loches, in das die integrierte Schaltung eingesetzt wird, braucht keine große Genauigkeit aufzuweisen. Ferner ist der Platzbedarf der Leiterbahnen auf der integrierten Schaltung gering, da die Kontakte integrierte Schaltung — Leiterbahnen nur eine elektrische Verbindung herstellen müssen, und nicht zur Befestigung von frei heratisragenden Leiterbahnen dienen.
Weitere Merkmale: und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren. Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf ein isolierendes Substrat mit einer eingebauten integrierten Schaltung, wobei ein wärmeleitender elektrischer Isolator weggelassen wurde,
F i g. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung nach F i g. 1, wobei der wärmeleitende elektrische Isolator in einer ersten Ausführungsform dargestellt ist,
F i g. 3 einen Querschnitt durch die Anordnung nach F i g. 1, wobei der wärmeleitende elektrische Isolator in einer zweiten Ausführungsform dargestellt ist.
Auf ein isolierendes Substrat 1 werden nach einem der bekannten Aufdampf- oder Galvanikverfahren Leiterbahnen 2 aufgebracht. Diese können beispielsweise Goldleitbahnen sein. Anschließend werden diese
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Leiterbahnen freigeätzt, so daß im isolierenden Substrat 1 ein Loch 3 entsieht, dessen Dimensionierung keine große Genauigkeit aufzuweisen braucht. An den der integrierten Schaltung 4 abgewandten Enden der Leiterbahnen 2 werden am Rand drc, Substrates 1 durch Lötung, Schweißung oder Thermokompression Kontakte 5 angebracht. In dem Loch 3 wird eine integrierte Schaltung 4 untergebracht, die an die i.eiterb-hnen 2 beispielsweise angeschweißt wird. Wesentlich an dem erfindun^cgemäßen Verfahren ist, daö das Substrat 1 aus einem gut ätzbaren Isolator besieht. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, für das Substrat Glas oder oxidiertes Silicium zu verwenden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es zweckmäßig, die gesamte Anordnung mit einem wärmeleitenden elektrischen Isolator zu vergießen oder zu verkleben. Es ist beispielsweise möglich, das Loch 3 mit der eingesetzten integrierten Schaltung mit einem gut wärmeleitenden Stoff 6 auszugießen (F i g. 3). In vorteilhafter Weise ist es weiterhin möglich, auf der Oberfläche der gesamten Anordnung eine Platte 8 aufzukleben, die die Wärme leitet, aber elektrisch isoliert (Fig. 2). Durch diese Maßnahmen wird eine gute Wärmeableitung der in der integrierten Schalturg entstehenden Verlustwärme gewährleistet. Vorteilhafterweise wird
in für die Leiterbahnen 2 das gleiche Material wie für die Kontaktflecken 7 der integrierten Schaltung verwendet. Dadurch ist es möglich, die integrierte Schaltung einfach mit den Leiterbahnen zu verschweißen. Zudem wird das Entstehen von Thermospannungen vermie-
ϊ5 den.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung mit äußeren elektrischen Zuleitungen, bei dem die integrierte Schaltung in ein Loch eines isolierenden Substrates mit darauf befindlichen elektrischen Leiterbahnen eingesetzt wird und die Leiterbahnen mit den entsprechenden Steilen der integrierten Schaltung elektrisch verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf die Oberfläche des isolierenden Substrates (1) Leiterbahnen (5) aufgedampft oder galvanisch abgeschieden werden und dann das Loch (3) derart in das isolierende Substrat (1) geätzt wird, daß die inneren Enden (2) der Leiterbahnen (5) frei über den Rand des Loches (3) ragen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierendes Substrat Glas verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierendes Substrat oxydiertes Silicium verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Substrat (1) mit der eingesetzten integrierten Schaltung (4) mit einem wärmeleitenden Isolator (5) umgeben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf das die Leiterbahnen enthaltende isolierende Substrat (1) eine gut wärmeleitende, elektrisch isolierende Platte (8) aufgeklebt wird.
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