DE1948333C3

DE1948333C3 - Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung mit äußeren elektrischen Zuleitungen

Info

Publication number: DE1948333C3
Application number: DE19691948333
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl.-Ing. Dr 8011 Neukeferloh Wiesner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1969-09-24
Publication date: 1978-02-23

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung mit äußeren elektrischen Zuleitungen, bei dem die integrierte Schaltung in ein Loch eines isolierenden Substrats mit darauf befindlichen elektrischen Leiterbahnen eingesetzt wird und die Leiterbahnen mit den entsprechenden Stellen der integrierten Schaltung elektrisch verbunden werden, nach Patent 19 15 501.

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 Seiten 16 bis 26 in 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 Substrats 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 werden. Dies steht aber gerade der eigentlichen Zielsetzung der integrierten Schaltung, nämlich auf möglichst kleinen 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 S Verbindung zwischen der integrierten Schaltung und

ihren äußeren Zuleitungen über dünne Drähte erfolgt

Dabei muß jeder Draht einzeln sowohl an der Zuleitung,

als auch an der integrierten Schaltung festgemacht werden, was eine große Anzahl von Verfahrensschritten

ίο erfordert Die Verbindung über Kontaktdrähte ist deshalb aufwendig und schwierig durchzuführen.

Es ist auch bekannt (US-PS 3176191), einen Transistor in ein Loch eines Substrates einzusetzen, wobei auf dem Substrat Leiterbahnen verlaufen, die iS über den Rand des Loches ragen. Ober 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.

Weiterhin ist es bekannt (US-PS 33 25 882), einen Füllstoff in den freien Raum zwischen einem Substrat und einer in ein Loch des Substrates eingesetzten integrierten Schaltung 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

Schließlich wurde im Hauptpatent vorgeschlagen, Leiterbahnen auf ein ätzbares Substrat aufzubringen, in das Substrat ein Loch zu ätzen, und in dieses Halbleiterbauelement einzusetzen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verwendung ätzbarer Substrate technologisch oft schwierig ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben, das die Verwendung auch nicht ätzbarer Substrate erlaubt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiis von Anspruch 1 gelöst.

In vorteilhafter Weise erlaubt das Verfahren die Verwendung beliebiger Substrate. Schwierig durchzuführende Ätzverfahren werden vermieden. Die Dimensionierung des Loches, in das die integrierte Schaltung eingesetzt wird, kann durch einen Bohrvorgang einfach festgelegt werden. Weiterhin ist der Platzbedarf der Leiterbahnen gering, da die Kontakte integrierte Schaltung — Leiterbahnen nur zur elektrischen Verbindung und nicht zur Befestigung von frei herausragenden Leiterbahnen dienen.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher SS beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 Eine Draufsicht auf ein nicht ätzbares Substrat mit einer eingebauten integrierten Schaltung, wobei ein wärmeleitender elektrischer Isolator weggelassen wurde.

F i g. 2 Einen Querschnitt durch den Gegenstand der F i g. 1, wobei der wärmeleitende elektrische Isolator in einer ersten Ausführungsform dargestellt ist,

F i g. 3 Einen Querschnitt durch den Gegenstand der F i g. 1, wobei der wärmeleitende elektrische Isolator in einer zweiten Ausführungsform dargestellt ist.

In ein isolierendes, nicht ätzbares Substrat 1 wird auf bekannte Art und Weise ein Loch 3 gebohrt Daran anschließend wird das Loch 3 mit einem ätzbaren

Material ausgefüllt Auf die Oberfläche des Substrates 1 und des ätzbaren Materials werden nach einem der bekannten Aufdampf- oder Galvanikverfahren Leiterbahnen 2 aufgebracht An den äußeren Enden der Leiterbahnen 2, die beispielsweise aus Gold bestehen, werden durch Lötung, Schweißung oder Thermokompression Kontakte 5 angebracht Dann wird das ätzbare Material aus dem Loch 3 herausgeätzt, und in das Loch die integrierte Schaltung 4 eingesetzt Als nicht ätzbares Substrat kann vorteilhafterweise Oxidkeramik verwendet werden.

Es ist zweckmäßig, die gesamte Anordnung mit einem wärmeleitenden elektrischen Isolator zu vergießen oder zu verkleben. So ist es beispielsweise möglich, das Loch 3 mit der eingesetzten integrierten Schaltung 4 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

S aufzukleben, die die Wärme leitet, aber elektrisch isoliert (F i g. 2). Durch diese Maßnahme wird eine gute Wärmeleitung der in der integrierten Schaltung entstehenden Verlustwärme gewährleistet Vorteilhafterweise wird für die Leiterbahnen 2 das gleiche

ίο 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 vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden einer integrierten Schaltung mit äußeren elektrischen Zuleitungen, bei dem die integrierte Schaltung in ein Loch eines isolierenden Substrats mit darauf befindlichen elektrischen Leiterbahnen eingesetzt wird und die Leiterbahnen mit den entsprechenden Stellen der integrierten Schaltung elektrisch verbunden werden, nach Patent 19 15501, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einem nicht ätzbaren isolierenden Substrat (1) ein Loch (3) gebohrt wird, daß das Loch (3) dann mit einem ätzbaren Material ausgefüllt wird, daß dann auf das Substrat Leiterbahnen (2) aufgebracht werden, derart, daß die Leiterbahnen (2) über den Rand des mit dem ätzbaren Material ausgefüllten Loches (3) ragen, daß anschließend das ätzbare Material aus dem Loch (3) herausgeätzt wird, so daß die inneren Enden der Leiterbahnen (2) frei über den Rand des Loches (3) ragen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nicht ätzbares isolierendes Substrat Oxidkeramik verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Substrat (1) mit der eingesetzten integrierten Schaltung (4), die mit den über den Rand des Loches (3) ragenden Enden der Leiterbahnen (2) verbunden ist, mit einem wärmeleitenden Isolator (6) umgeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das die Leiterbahnen (2) tragende Substrat (1) eine gut wärmeleitende, elektrisch isolierende Platte (8) aufgeklebt wird.