DE19532653C1 - Schaltungsanordnung mit einer Hybridschaltung - Google Patents

Schaltungsanordnung mit einer Hybridschaltung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer Hybridschaltung, die auf einem Keramik-Substrat eine Schichtschaltung und oberflächenmontierbare Bauelemente auf­ weist
Eine Schaltungsanordnung dieser Art ist in dem Buch von H. Reichel "Hybrid-Integration", 2. Auflage, 1988, Dr. Alfred Hüthig Verlag Heidelberg auf den Seiten 18 und 19 beschrieben bzw. dargestellt. Bei dieser be­ kannten Schaltungsanordnung sind auf einer Seite eines Keramik-Substrat s sowohl eine Schichtschaltung mit Leiterbah­ nen- und Widerstands schichten sowie oberflächenmontierbare Bauelemente in Form von Chips aufgebracht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsan­ ordnung mit einer Hybridschaltung vorzuschlagen, die sich durch besonders kleine Abmessungen und eine kostengünstige Herstellung auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist bei einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß die Hybridschal­ tung ein weiteres Keramik-Substrat auf, und zumindest die oberflächenmontierbaren Bauelemente sind auf beide Keramik-Sub­ strate verteilt angeordnet; die Schichtschaltung ist auf einer Seite mindestens eines Keramik-Substrates angeordnet und die oberflächenmontierbaren Bauelemente liegen jeweils auf der anderen Seite der Keramik-Substrate; die Keramik-Sub­ strate sind mit ihren jeweils einen Seiten zusammenge­ klebt.
Es ist zwar aus "Patents Abstracts of Japan", Sect. E, Vol. 13 (1989), Nr. 525 (E-850) eine Schaltungsanordnung bekannt, die aus zwei zusammengeklebten Keramik-Substraten besteht, jedoch weist jedes Keramik-Substrat nur auf jeweils einer Seite Leiterbahnen und oberflächenmontierbare Bauelemente auf; mit ihren jeweils anderen Seiten sind die Keramik-Substrate zusammengeklebt.
Ferner ist aus "Patents Abstracts of Japan", Sect. E, Vol. 17 (1993), Nr. 15 (E-1305) eine Schaltungsanordnung bekannt, die aus mehreren einen Verbund bildenden Substraten besteht. Einige der Substrate weisen auf jeweils einer Seite Leiterbahnen und Chips auf. Die jeweils andere Seite der Substrate ist unbestückt und auch frei von Leiterbahnen.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Schaltungsan­ ordnung besteht darin, daß sie verhältnismäßig kleine Abmes­ sungen aufweist, weil ihre Hybridschaltung auf zwei Keramik- Substrate verteilt ist, die unter Erzielung einer kompakten Bauweise zusammengeklebt sind. Die erfindungsgemäße Schal­ tungsanordnung zeichnet sich daher durch eine verhältnismäßig kleine Grundfläche bei nicht wesentlich im Vergleich zur be­ kannten Schaltungsanordnung erhöhter Dicke aus. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die zwischen der Schicht­ schaltung und den auf demselben Keramik-Substrat angeordneten oberflächenmontierbaren Bauelementen liegende Keramik-Schicht ein wesentlicher Beitrag zur Eigensicherheit der Schaltungs­ anordnung geschaffen ist.
Ist die Schichtschaltung verhältnismäßig groß, dann ist sie vorteilhafterweise auf beide Keramik-Substrate verteilt ange­ ordnet, wobei die Teile der Schichtschaltung auf verschiede­ nen Teilbereichen jeweils einer Seite der Keramik-Substrate liegen. Dies ermöglicht die Beibehaltung einer kompakten Bau­ weise und sorgt durch die zwischen den Teilen der Schicht­ schaltung und den oberflächenmontierbaren Bauelementen je­ weils liegende Keramikschicht der Keramik-Substrate für eine ausreichende Eigensicherheit, die noch durch die Anordnung der Teile der Schichtschaltung auf verschiedenen Bereichen der einen Seiten der Keramik-Substrate erhöht wird.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Schaltungsanordnung sind für die Eigensicherheit der Schaltungsanordnung wichtige Bauteile Bestandteile der Schichtschaltung und liegen auf der jeweils einen Seite der Keramik-Substrate. Bei solchen Bauteilen handelt es sich insbesondere um Widerstände, die bei einer Schichtschaltung konstruktionsbedingt eine höhere Belastbarkeit als Metallwi­ derstände haben, weil das Keramik-Substrat ein relativ guter Wärmeableiter ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Schaltungsanordnung sind die Keramik-Substrate mit einem Kleber zusammengeklebt, der die Eigenschaften einer dem Explosionsschutz genügenden Vergußmasse hat. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Luft- und Kriechstrecken ver­ kleinert werden können, weil der Kleber in dieser Hinsicht in vorteilhafter Weise zur Eigensicherheit der Schaltungsanord­ nung beiträgt. Außerdem wird durch den Kleber das Eindringen von zündfähigen Medien zwischen die Keramik-Substrate verhin­ dert.
Die Schichtschaltung kann bei der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung - was an sich bekannt ist - eine Dünn- oder Dickschichtschaltung sein.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in ihren verschiedenen Stadien der Herstellung wiedergegeben.
So zeigt Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung zwei Keramik-Substrate 1 und 2, auf deren einer in der Fig. 1 je­ weils oberen Seite 3 bzw. 4 jeweils ein Teil 5 bzw. 6 einer Schichtschaltung aufgebracht ist. Der Teil 5 der Schicht­ schaltung enthält Widerstandsschichten 7 und 8 sowie eine Leiterbahn 9 auf dem einen Keramik-Substrat 1 und der Teil 6 Schichtwiderstände 10, 11 und 12 sowie eine Leiterbahn 13 auf dem weiteren Keramik-Substrat 2.
Wie die Fig. 1 ferner erkennen läßt, ist der Teil 5 der Schichtschaltung auf der einen Seite 3 des einen Keramik-Sub­ strates 1 auf einem Teilbereich 16 so angeordnet, daß Be­ reiche 17 und 18 bleiben frei. Dementsprechend sind Teilbe­ reiche 17′ und 18′ auf der einen Seite 4 des weiteren Kera­ mik-Substrats 2 mit dem Teil 6 der Schichtschaltung bedeckt, wodurch es ermöglicht ist, die Keramik-Substrate 1 und 2 ohne eine Gefahr von Kurzschlüssen und ohne Beeinträchtigung der Eigensicherheit so aneinanderzulegen, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Dort ist zu erkennen, daß die Keramik-Substrate 1 und 2 mit ihren einen Seiten 3 und 4 einander zugewandt aufeinandergelegt werden, nachdem zuvor ein Kleber einge­ bracht worden ist. Es erfolgt beim Zusammenfügen der Keramik-Sub­ strate 1 und 2 - wie es Fig. 3 zeigt - ein Verkleben mit­ tels des Klebers 19 zu einer festen kompakten Einheit, in die ein zündfähiges Medium nicht eindringen kann.
Wie insbesondere die Fig. 1 und 3 erkennen lassen, sind auf den jeweils anderen Seiten 20 und 21 der Keramik-Sub­ strate 1 und 2 oberflächenmontierbare Bauelemente, zum Beispiel 22 und 23 auf dem einen Keramik-Substrat 1 und 24 und 25 auf dem anderen Keramik-Substrat 2 aufgebracht. Diese Anordnung ist im Hinblick auf die Erzielung einer ausrei­ chenden Eigensicherheit vorteilhaft, weil die Stärke des Keramik-Substrats 1 bzw. 2 ausreicht, um zwischen im Hinblick auf den Explosionsschutz getrennten Schaltungsteilen ausrei­ chende Abstände zu schaffen.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung mit einer Hybridschaltung, die auf einem Keramik-Substrat eine Schichtschaltung und oberflächen­ montierbare Bauelemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Hybridschaltung ein weiteres Keramik-Substrat (2) auf­ weist,
  • - zumindest die oberflächenmontierbaren Bauelemente (22 bis 25) auf beide Keramik-Substrate (1, 2) verteilt angeordnet sind,
  • - die Schichtschaltung auf einer Seite (3, 4) mindestens eines Keramik-Substrates (1, 2) angeordnet ist und die oberflächenmontierbaren Bauelemente (22 bis 25) jeweils auf der anderen Seite (20; 21) der Keramik-Substrate (1, 2) liegen und
  • - die Keramik-Substrate (1, 2) mit ihren jeweils einen Seiten (3, 4) zusammengeklebt sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Schichtschaltung (5, 6) auf beide Keramik-Substrate (1, 2) verteilt angeordnet ist, wobei
  • - die Teile (5, 6) der Schichtschaltung auf verschiedenen Teilbereichen (16; 17′, 18′) jeweils einer Seite (3, 4) der Keramik-Substrate (1, 2) liegen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - für die Eigensicherheit der Schaltungsanordnung wichtige Bauteile (7, 8; 10, 11, 12) Bestandteile der Schichtschaltung sind und auf der jeweils einen Seite (3, 4) der Keramik-Substrate (1, 2) liegen.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Keramik-Substrate (1, 2) mit einem Kleber (19) zu­ sammengeklebt sind, der die Eigenschaften einer dem Explosionsschutz genügendenden Vergußmasse hat.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Schichtschaltung eine Dünn-oder Dickschichtschaltung ist.
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