DE2160768A1

DE2160768A1 - Baugruppe für integrierte Schaltungen

Info

Publication number: DE2160768A1
Application number: DE19712160768
Authority: DE
Inventors: Warren Roy Barrington RX; Larsen Reidar Gjerlow North Attleboro; Wilcox Russell Elwin Norton; Mass.; Hogan (V.St.A.)
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1971-12-08
Publication date: 1972-06-22
Also published as: GB1376940A

Description

°^R-^INB· DIPL.-tNe.M.SC. Dl-. -P...'J. DH. DlPU-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

U.S.S.Nos. 101,564 u. 96,809

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Texas Instruments Incorporated, 13500 North Central Expressway, Dallas, Texas, U.S.A.

Baugruppe für integrierte Schaltungen

Die Erfindung, bezieht sich auf eine Baugruppe für integrierte Schaltungen mit einer mindestens eine integrierte Schaltung aufnehmenden Steckeinheit und einer Schaltungsplatte, in welche die Steckeinheit lösbar einsteckbar ist.

Bei den üblichen derartigen Baugruppen, den sogenannten "dual-inline" -Gruppen,v/eist die Steckeinheit zwei Reihen paralleler Stifte auf, die in entsprechende öffnungen der Schaltungsplatte einsteckbar sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass nur relativ kleine integrierte Schaltungen mit verhältnismässig wenig Anschlüssen untergebracht werden können. Weiterhin ist sie für schnell arbeitende Schaltungen, bei denen steile Impulse übertragen v/erden müssen, nur schlecht geeignet.

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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe für integrierte Schaltungen der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auch integrierte Schaltungen mit einer grösseren Anzahl von Anschlüssen aufzunehmen vermag und die es gestattet, auch schneller arbeitende Schaltungen optimal auszunutzen.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Steckeinheit als flache Karte ausgebildet ist, welche auf einer Seite mindestens ein Halbleiterplättchen mit einer integrierten Schaltung sowie eine Anzahl gedruckter Leiterbahnen trägt, die einerseits über Anschlussdrähte mit Anschlüssen der integrierten Schaltung verbunden sind und andererseits an einer Kante der Karte dicht nebeneinander liegend sowie parallel zueinander auslaufen und in entsprechende Kontakte der Schaltungsplatte einsteckbar sind.

Jedes Halbleiterplättchen kann dabei auf einer metallisierten Fläche der Karte befestigt und von Enden der Leiterbahnen umgeben sein. Vorteilhafterweise ist jedes Halbleiterplättchen von einem Ring aus dielektrischem Material umgeben, der von einem Deckel dicht abgedeckt ist.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kontakte Anschlussfahnen auf, die gegeneinander versetzt sind und senkrecht durch entsprechend versetzte Öffnungen in der Schaltungsplatte führen, derart, dass die Anschlussfahnen, voneinander einen zum Durchführen des Drahtwickelverfahrens ausreichenden Abstand besitzen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die Leiterbahnen, die durch die Kontakte gebildeten Leiter und/oder die Leiterbahnen auf der Schaltungsplatte einen vorbestimmten

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Wellenwiderstand auf» Hierzu kann auf der Rückseite der Karte, von Abstandsstücken einer die Kontakte enthaltenden Steckvorrichtung und/oder der Schaltungsplatte eine mit Masse verbindbare metallisierte Erdungsschicht-angeordnet sein.

Die Baugruppe nach der Erfindung lässt sich in besonders vorteilhafter Weise noch dadurch erheblich platzsparender aufbauen, dass zwei flache !arten mit ihrer nicht mit gedruckten Leiterbahnen und gegebenenfalls mit einer metallisierten Erdungsschicht versehenen Seite, also Rücken an Rücken, aneinander befestigt werden. '

Die Baugruppe für integrierte Schaltungen nach der Erfindung hat den Vorteil, dass sie sehr viel platzsparender aufgebaut werden kann als die bekannten derartigen Baugruppen. Während die bekannten Baugruppen mit zwei Reihen von je sieben Stiften bei einer Packungsdichte von 0,4 Einheiten pro QuadratZentimeter 5,5 Stifte pro Quadratzentimeter aufweisen, können bei der Baugruppe nach der Erfindung etwa zwölf Stifte pro Quadratzentimeter untergebracht werden. Dabei kann jede Baugruppe etwa vierzig Anschlüsse besitzen, wie es für integrierte Schaltungen mittleren Integrationsgrades erforderlich ist. Wollte man eine solche integrierte Schaltung auf einer bisher üblichen Baugruppe mit entsprechend mehr Anschlüssen unterbringen, würde dort die erzielbare Packungsdichte mindestens auf ein Fünftel absinken.

Durch die Wider stands anpassung der Übertragungsleitungen der Baugruppe können auch sehr hohe Frequenzen an die integrierte Schaltung übertragen werden, so dass diese auch mit sehr steilen Impulsen betrieben werden kann, ^;

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Im folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Baugruppe für integrierte Schaltungen nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2~2 in Fig. 1 in grösserem Maßstab,

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt entlang den Linien 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe nach der Erfindung in kleinerem Maßstab,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Längsachse des Steckers der Baugruppe, *

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5, Fig. 7 eine Unteransieht der Baugruppe,

Fig. 8 eine teilweise Draufsicht ähnlich derjenigen nach Fig. 1 einer weiteren Ausführungεform der Baugruppe nach der Erfindung,

Fig. 9 einen Teilschnitt ähnlich denjenigen nach Fig. 3 ent lang der Linie 9-9 in Fig. 8,

Fig.IO einen Schnitt ähnlich denjenigen nach Fig. 6 der weiteren Ausführungsform der Baugruppe nach der Urfindung,

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Pig. 11 eine Draufsicht auf eine andeie Ausführungsform der Baugruppe nach der Erfindung,

Fig. 12 einen Teilschnitt entlang der Linie 12-12· in Fig. 1 in grösserew Maßstab,

Fig. 13 eine teilweise Seitenansicht der Baugruppe nach Fig. 11/

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe nach Fig. 1, .

Fig. 15 eine Seitenansicht der Baugruppe,

Fig. 16 einen Schnitt entlang der Linie 16-16 in Fig. 15 und

Fig. 17 eine teilweise Unteransicht der Baugruppe nach den Fig. 11 bis 16.

In den Fig. 1 bis 4 ist als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Baugruppe 10 für integrierte Schaltungen dargestellt. Sie enthält eine dünne, starre Platte oder Karte 12,aus Keramik oder einem anderen dielektrischen Material, welche auf einer Oberfläche eine metallisierte Fläche 14 und eine Anzahl elektrisch leitender metallischer.Leiterbahnen 16 aufweist; Die Leiterbahnen 16 erstrecken sich von Stellen in der Nähe der metallisierten Fläche 14 bis zu einem Rand 12.1, der Karte 12, wo sie dicht nebeneinander angeordnet sind. Auf der metallisierten Fläche 14 ist in bekannter Weise ein Halblelterplättchen 18 mit einer integrierten Schaltung befestigt. Die integrierte Schaltung ist vorzugsweise eine schnell ansprechende, emittergekoppelte Verknüpfungsschaltung mittleren oder höheren Integrierur.gs-

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grades. Zwischen den Leiterbahnen 16 und Anschlüssen 22 der integrierten Schaltung auf dem Halbleiterplättchen 18 sind Anschlussdrähte 2O angebracht, die in Fig. 1 gestrichelt angedeutet sind.

Gemäss einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist auf der entgegengesetzten Oberfläche der keramischen Karte 12 eine metallische Erdungsschicht 17 angeordnet, welche für die Leiterbahnen 16 der Baugruppe 10 eine definierte Impedanz gewährleitstet. Gewünschtenfalls können, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, zxiischen den Leiterbahnen 16 ähnliche metallische Abschirmbahnen 19 vorgesehen sein, welche die Leiterbahnen 16 voneinander trennen und gegeneinander abschirmen.

Die Baugruppe 10 kann in irgendeiner bekannten Weise hergestellt werden. Zum Beispiel kann pulverisiertes Aluminium- oder Berylliumoxid mit einem Epoxydbinder gemischt und dann in die Form einer Karte gepresst werden. Diese pressgeformte Karte kann dann bei hoher Temperatur zu Keramik gebrannt werden» Die Karte 12 hat beispielsweise eine Grosse von 5 χ 2,5 cm und eine Stärke von etwa 1 mm.

Eine der Oberflächen der Karte 12 wird dann derart maskiert, dass der Platz für die Fläche 14, die Leiterbahnen 16 und gegebenenfalls die Abschirmbahnen 19 freibleibt. Sodann wird elektrisch leitendes Wolframmeta11 oder dergleichen in flüssiger Form über die maskierte Oberfläche und über die entgegengesetzte Oberfläche der Karte 12 gestrichen, so dass die freiliegenden Teile dieser Oberfläche mit dem Metall bedeckt werden. Die so vorbereitete Karte 12 wird dann stark erwärmt oder anderweitig behandelt, um das Maskierungsmaterial zu entfernen und die metallischen Beläge auf der Karte 12 zu befestigen, welche die Fläche 14, die Leiterbahnen 16, die Erdungsschicht 17 und ge~

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gebenenfalls die Abschirmbahnen 19- bilden. Diese Wolframbeläge sind in den Fig. 2 und 3 mit 14.1, 16.1, 17.1 und 19.1 bezeichnet.

Auf die beiden Oberflächen der. Karte 12 wird sodann eine flüssige Emaille derart aufgebracht, dass die metallisierte Fläche 14, die Enden der Leiterbahnen 16 und der Abschirmbahnen 19 sowie ein Teil der Erdungsschicht 17 an der Kante 12.1 der Karte 12 freibleiben. Während die Emaille 24 noch flüssig ist, wird ein Keramikring 26, der vorzugsweise in der gleichen Weise hergestellt worden ist wie die Karte 12. und auf einer seiner ringförmigen Kanten einen Wolframbelag 26.1 (Fig. 2) trägt, um die metallisierte Fläche 14 und die dort benachbarten Enden der Leiterbahnen 16 und der Abschirmbahnen 19 herum angebracht. Die glasierte Karte 12 wird dann erhitzt und wieder abgekühlt oder anderweitig behandelt, um die Emaille 24 derart zu härten, dass sie Teile der Leiterbahnen 16, der Abschirmbahnen 19 und der Erdungsschicht 17 schützend bedeckt und den Keramikring 26 festlegt.

Anschliessend wird die Karte 12 in bekannter Weise, beispielsweise durch nichtgalvanisches Plattieren oder dergleichen mit einem Edelmetallüberzug versehen, der - wie bekannt - sich nur auf den freiliegenden metallischen Flächen niederschlägt. Die Edelmetallüberzüge auf der metallisierten Fläche 14, den Enden der Leiterbahnen 16 und der Abschirmbahnen 19, dem Kantenbereich der Erdungsschicht 17 und dem Keramikring 26 sind in der Zeichnung mit 14.2, 16.2, 19.2, 17.2 und 26.2 bezeichnet. Auf dem Keramikmaterial der Karte 12 und auf der Emaille 24 bleibt dabei kein Edelmetall haften.

Das Ilalbleiterplättchen 18, das vorzugsweise aus Silicium besteht, kann dann leicht durch Drucklötung oder dergleichen auf

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der metallisierten Fläche .14 befestigt v/erden. In ähnlicher Weise können die Anschlussdrähte 20 an den plattierten Enden der Leiterbahnen 16 und den Anschlüssen 22 der integrierten Schaltung auf dem Halbleiterplattchen 18 durch Druckleitung oder dergleichen befestigt werden, um die integrierte Schaltung mit den Leiterbahnen 16 elektrisch zu verbinden, liach der Befestigung der Anschlussdrähte 20 wird ein Deckel, beispielsweise eine Metallplatte 28 mit dem Belag 26.2 des Keramikringes 26 verbunden, um das Halblexterplättchen 18 einzukapseln und zu schützen.

Der Deutlichkeit halber sind in Fig. 1 nur wenige Leiterbahnen 16 und Abschirmbahnen 19 dargestellt worden. Sobald die integrierte Schaltung auf dem Halblexterplättchen 18 auch nur einen mittleren Integrierungsgrad aufweist, benötigt die Baugruppe 10 bereits eine Anzahl von Leiterbahnen in der Grössenordnung von 4O. In einer praktischen Ausführung der Baugruppe nach der Erfindung , bei v/elcher die Karte 12 5 χ 2,5 cm gross war, hatten die 40 Leiterbahnen 16 an der Kante 12.1 einen Abstand von Mitte zu Mitte von 1,25 mm.

Die Baugruppe 10 weist weiterhin eine Steckvorrichtung 30 auf, die.in den Fig. 5 bis 7 dargestellt ist. Sie besteht aus zwei Hälften 32 und 34 aus dielektrischem Material, beispielsweise aus glasfibergefülltem Nylon. Die beiden Hälften 32 und 34 der Steckvorrichtung werden durch Stifte 36 zusammengehalten und sind so miteinander verbunden, dass sich auf den beiden Längsseiten der Steckvorrichtung 30 zwei Vertiefungen 38 und 40 bilden, und dass zwischen den beiden Hälften eine Kontaktanordnung 42 gehalten wird.

Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, enthält die Kontcaktanordnung 42 ein relativ langes, aber schmales und dünnes Abstandstück 44 aus dielektrischem Materiell, vorzugsweise aus dorn

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gleichen Material wie die keramische Karte 12. Das Abstandstück 44 hat weiterhin im wesentlichen die gleiche Stärke wie die keramische Karte 12. Es ist mit einer Anzahl metallisierter Bereiche 46 versehen, die - wie aus Fig. 5 ersichtlich - im Abstand voneinander an einer Seite des AbstandStückes 44 angeordnet sind. Die metallisierten Bereiche 46 erstrecken sich dabei von einer Kante des Abstandstückes 44 bis zu der anderen« Die metallisierten Bereich 46 haben vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Breite wie die Leiterbahnen 16 auf der keramischen Karte 12 und auch den gleichen Abstand wie die Enden der Leiterbahnen 16 an der Kante 12.1 der keramischen Karte 12. Das Abstandstück 44 v/eist weiterhin eine metallisierte Erdungsschicht 48 auf seiner den metallisierten Bereichen 46 abgewandten Seite auf. Die Erdungsschicht 48 bedeckt dabei im wesentlichen die ganze Fläche des Abstandstückes 44.

Die Kontaktanordnung 42 besitzt weiterhin Kontakte 50 und 52, die jeweils aus einer Kontaktfeder 50.1 bzw. 52.1 und einer Anschlussfahne 50.2 bzw. 52.2 bestehen. Der Kontakt 50 unterscheidet sich dadurch von dem Kontakt 52, dass er eine zusätzliche Abknickung 50.3 besitzt, welche die Anschlussfahne 50.2 . gegen die Kontaktfeder 50.1 versetzt. Die Kontakte 50 und 52 sind vorzugsweise durch Löten oder anderweitig mit den metallisierten Bereichen 46 bzw. der Erdungsschicht 48 des Abstandstückes 44 verbunden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Kontakte 50 und 52 abwechselnd an die metallisierten Bereiche 46 angeschlossen und in umgekehrter Reihenfolge an die metallisierte Erdungsschicht 48 auf der anderen Seite des Abstandstückes 44. Aus den Fig. 6 und 7 ist deutlich zu ersehen, dass die Anschlussfahnen der Kontakte sich gegeneinander versetzt in Reihen von der Kontaktanordnung erstrecken. Hierdurch wird erreicht, dass die Ansehlussfahnen, obwohl die Kontaktfedern dicht beieinander liegen, relativ grosse Abstände voneinander haben, was den elektrischen Anschluss dieser Kontakte erheblich er-

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leichtert. Die Kontakte bestehen vorzugsweise aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, aus Phosphorbronze oder dergleichen, um eine entsprechende Federwirkung aufzuweisen.

Die Baugruppe 10 nach der Erfindung enthält weiterhin eine Schaltungsplatte 54 von im grossen und ganzen üblicher Bauart. Die Schaltungsplatte 54 besteht aus einer Schicht 56 aus glasfibergefülltem Epoxydharz oder dergleichen und trägt auf ihren beiden Oberflächen elektrisch leitende Metallschichten aus Kupfer oder dergleichen, welche einerseits übliche Leiterbahnen oder Stromzuführungen 58 und andererseits eine Erdungsschicht 60 bilden. Die Schaltungsplatte 54 hat in üblicher Weise eine Anzahl von von Öffnungen 62, die versetzt gegeneinander in Reihen angeordnet sind und die ebenso gegeneinander versetzten Anschlussfahnen der Kontakte der Steckvorrichtung 30 aufzunehmen vermögen. Wie in Fig. 6 angedeutet, sind die Öffnungen 62 an ihren Innenwänden (bei 64 bzw. 66) plattiert und mit den Leiterbahnen bzw. Stromzuführungen 58 bzw. der Erdungsschicht 60 elektrisch verbunden, um so eine sichere Kontaktgabe zu gewährleisten.

Baugruppen 10, Steckvorrichtungen 30 und die Schaltungsplatte werden, wie in den Fig. 4 und 6 dargestellt, zusammengebaut, um eine elektrische Schaltung zu erhalten, bei der die Leitungen von dem Halbleiterplättchen mit der integrierten Schaltung bis zu der Schaltungsplatte widerstandsmässig angepasst sind. Hierzu kann jede Baugruppe 10 mit einer Kante in die Vertiefung 38 einer Steckvorrichtung 30 eingesetzt werden, so dass die Kontakte 50 und 52, welche an .den metallisierten Bereichen 46 des Abstandstückes 44 befestigt sind, lösbar mit entsprechenden Enden der Leiterbahnen 16 der Baugruppe 10 zusammenwirken und weitere der Kontakte 50 und 52, welche' an die Erdungsschicht 48 auf dem Abstandstück 44 angeschlossen sind, lösbar mit der Erdungsschicht 17 der Baugruppe 10 verbindbar sind. Die Anschlussfahnen der

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Kontakte werden durch entsprechende Öffnungen in der Scha3.-tungsplatte 54, wie in Fig. 6 dargestellt, gesteckt, so dass diese Anschlussfahnen mit den metallplattierten Innenwänden der Öffnungen 62 elektrischen Kontakt bekommen.

Da das Abstandstück 44 aus dem.gleichen Material besteht und die gleiche Stärke aufweist wie die Karte 12,der Baugruppe 10 und da die Leiterbahnen 16 der Baugruppe die gleiche Breite haben, wie diejmetallisierten Bereiche 4"6 auf dem Abstandstück 44, wird zwischen der integrierten Schaltung und der Steckvorrichtung eine Widerstandsanpassung erzielt, welche von dem HaIbleiterplättchen 18 bis zu der Steckvorrichtung 30 eine definierte Impedanz gewährleistet. Die" Schaltungsplatte 54 ist dann in ähnlicher Weise dimensioniert, wobei in Betracht gezogen worden ist, dass die Schicht 56 der Schaltungsplatte 54 möglicherweise aus einem anderen Material mit einer anderen Dielektrizitätskonstante besteht, so dass auch hier Anpassung vorliegt. Auf diese Weise herrscht in dem gesamten System von dem Kalbleiterplättchen 18 bis zu der Schaltungsplatte 54 Widerstandsanpassung. Hierdurch wird die Arbeitsweise des gesamten Systemes erheblich verbessert, insbesondere wenn die integrierte Schaltung eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende, emittergekoppelte Schaltung ist. Weiterhin ermöglicht die Befestigung der Baugruppe 10 in der Steckvorrichtung 30 an einer ihrer Kanten die Unterbringung einer grossen Anzahl von Baugruppen auf einer relativ kleinen Fläche. Die versetzte Anordnung der Anschlussfahnen und der entsprechenden Öffnungen in der Schaltungsplatte 54 ermöglichen eine grössere Packungsdichte der Baugruppen bei ausreichendem Abstand der Anschlussfahnen, um mit den üblichen Methoden elektrische Anschlüsse an die Anschlussfahnen anbringen zu können.

In den Fig. 8 bis 10 ist eine weitere Ausführungsform der Baugruppe nach der Erfindung dargestellt, welche eine noch grössere Packungsdichte ermöglicht. Hier ist eine Baugruppe 68 gezeigt,

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welche im wesentlichen ein Doppelsystem ist aus zwei Baugruppen 10 der vorhergegangenen Ausführungεform. Die Baugruppe 68 enthält zwei keramische Karten 12, die an den beiden Seiten einer Erdungsschicht 17 befestigt sind, so dass diese zwischen den beiden Karten 12 zu liegen kommt. Die nach aussen weisenden Oberflächen der Karten 12 sind dann mit einer metallisierten Fläche 14, mit Leiterbahnen 16, mit einer Emailleschicht 24, mit einem Keramikring 26, mit einem auf der metallisierten Fläche 14 befestigten Halbleiterplättchen 18 und mit Anschlussdrähten 20 versehen, welche Anschlüsse der integrierten Schaltung mit den Leiterbahnen 16 verbinden'. Weiterhin ist wieder ein Deckel in Form einer Metallplatte 28 vorgesehen, die in der zuvor beschriebenen Weise mit dem Keramikring 26 der Baugruppe 10 verbunden ist. Die Leiterbahnen 16 auf der Karte 12 enden in der Baugruppe 68 an entsprechenden Kanten 12.1 der Karten, so dass sie leicht mit entsprechenden Kontakten zusammenwirken können. Die Erdungsschicht 17 zwischen den Karten 12 ist jedoch nicht so einfach zugänglich. In den keramischen Platten 12 sind daher Löcher 70 vorgesehen, die mit Metall 72 ausgefüllt sind, z.B. mit Wolfram, um die Erdungsschicht 17 mit entsprechenden Leiterbahnen zu verbinden .

Bei diesem weiteren Ausführungsbeispiel der Baugruppe nach der Erfindung weist das System, wie am besten aus Fig.10 ersichtlich, eine Steckvorrichtung 74 auf, die im wesentlichen der Steckvorrichtung 30 entspricht, aber eine andere Kontaktanordnung 76 besitzt. Die Steckvorrichtung 74 enthält zwei Hälften 78 und 80, die wiederum Vertiefungen 38 und 40 bilden und in ähnlicher Weise wie die Steckvorrichtung 30 die Kontaktanordnung 76 zwischen sich einklemmen. Die Kontaktanordnung 76 weist jedoch zwei relativ lange, doch schmale und .dünne Abstandsstücke 44 aus .dielektrischem Material auf, die auf .entgegengesetzte Oberflächen einer metal-

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lischen Erdungsschicht 48 befestigt sind, so dass diese sich zwischen den Abstandsstücken 44 befindet. Auf den anderen Oberflächen der Abstandsstücke 44 sind metallisierte Bereiche 46 gebildet, die im Abstand voneinander in ähnlicher Weise wie bei der Steckvorrichtung 30 auf den Seiten der Abstandsstücke angeordnet sind. An die metallisierten Bereiche 46 sind dann wieder abwechselnd Kontakte 50 und 52 befestigt, so dass die Anschlussfahnen der Kontakte sich gegeneinander versetzt und wie bei der Steckvorrichtung 30 in Reihen erstrecken. Bei dieser Ausführungsform greifen die Kontakte auf den Abs'tandsstücken 44 lösbar in die Enden der Leiterbahnen 16 auf einer der keramischen Karten 12 der Baugruppe 68 ein, während die Kontakte auf dem anderen Kontaktstück mit den Enden der Leiterbahnen 16 auf der anderen keramischen Karte 12 der Baugruppe 68 zusammenwirken (Fig.10). Wenn die Anschlussfahnen 50.2 und 52.2 der Kontakte der Steckvorrichtung 74^ wie in Fig.10 dargestellt, in öffnungen der Schaltungsplatte 54 eingreifen, sind ersichtlich im wesentlichen alle Kontakte mit den Leiterbahnen und den Stromzuführungen 58 der Schaltungsplatte verbunden; lediglich diejenigen Kontakte, die mit Leiterbahnen zusammenwirken, die elektrisch mit der metallischen Erdungsschicht 17 verbunden sind, haben Kontakt mit der Erdungsschicht 60 der Schaltungsplatte In diesem Ausführungsbeispiel kann die Schaltungsplatte 54 aus fünf Lagen bestehen, von denen die mittlere eine zwischen zwei Schichten aus dielektrischem Material liegende metallische Erdungsschicht sein kann. Auf den äusseren Oberflächen der Schichten aus dielektrischem Material können dann zwei Schichten mit Leiterbahnen gebildet sein. Bei dieser Anordnung würden die Kontakte der Steckvorrichtung 74 mit den Leiterbahnen der beiden äussersten Schichten der Baugruppe elektrisch verbunden sein.

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Obwohl in den beschriebenen Ausführungsbeispielen auf der keramischen Karte 12 nur eine einzige integrierte Schaltung gezeigt worden ist, können ohne weiteres mehrere solcher integrierter Schaltungen auf einer einzigen keramischen Karte 12 angeordnet und mit Leiterbahnen auf dieser Kartenseite verbunden sein.

In den Fig. 11 bis 14 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Baugruppe nach der Erfindung dargestellt. Sie enthält eine dünne, starre Platte oder Karte 12 aus keramischem oder einem anderen dielektrischen Material mit einer metallisierten Fläche 14 und einer Anzahl elektrisch leitender gedruckter Leiterbahnen 16, die auf einer Oberfläche der Karte 12 angeordnet sind. Die Leiterbahnen 16 erstrecken sich von Stellen um die metallisierte Fläche 14 herum bis zu einer Kante 12.1 der Karte 12, wo sie im Abstand voneinander angeordnet sind. Auf der metallisierten Fläche 14 ist ein Halbleiterplättchen 18 mit einer-integrierten Schaltung, vorzugsweise mittleren Integrierungsgrades befestigt. Zwischen den Leiterbahnen 16 und Anschlüssen 22 auf dem Halbleiterplättchen 18 sind, wie deutlich aus Fig.2 hervorgeht, Anschlussdrähte 20 angeordnet.

Die Baugruppe 10 kann nach irgendeiner der bekannten Methoden hergestellt werden. Zum Beispiel kann Aluminium- oder Beryllium-Oxydpulver mit einem Epoxydbinder gemischt und sodann in Kartenform gepresst werden. Die durch Pressformung gebildete Karte kann dann bei hoher Temperatur gebrannt werden, um eine Karte 12 zu bilden von beispielsweise einer Grosse von 5 χ 2,5 cm und einer S'tärke von ungefähr einem Millimeter.

Eine der Oberflächen der Karte 12 wird dann derart maskiert, dass Teile an den Plätzen für die metallisierte Fläche 14 und die Leiterbahnen 16 frei bleiben. Sodann wird über die maskierte Oberfläche der Karte elektrisch leitendes Wolframmetall o.dgl. gestrichen, so dass die frei liegenden Flächen der Kartenober-

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fläche mit dem Metall bedeckt werden. Sodann wird, die bestrichene Karte noch einmal gebrannt oder anderweitig"behandelt, um das Maskierungsmaterial zu entfernen und die metallischen Beläge an der Karte zu befestigen, welche die metallisierte Fläche 14 und die elektrisch."-leitenden gedruckten Leiterbahnen 16 bilden. Diese Metallbeläge aus Wolfram sind in Fig.2 mit

14.1 und 16.1 bezeichnet.

Änschliessend wird die Oberfläche-der Karte 12 derart mit einer flüssigen Emaille bedeckt, dass die Fläche 14 und die Enden der Leiterbahnen 16 frei bleiben. Während :die Emaille noch flüssig ist, wird ein Keramikring 26, der vorzugsweise In der gleichen Weise hergestellt worden ist wie die Karte und auf einer seiner ringförmigen Oberfläche einen Metallbelag 2-6.1 aus Wolfram o.dgl-. trägt, auf die Emaille um die Fläche 14 und die dort frei liegenden Enden der Leiterbahnen 16 aufgebracht« Die so .behandelte Karte wird dann erhitzt und wieder abgekühlt oder anderweitig behandelt, um die Emailleschicht 24 derart zu härten, dass sie wesentliche Teile der Leiterbahnen 16 schützend bedeckt und den Keramikring 26 fest an ihr haften lässt.

Die glasierte Karte 12 wird dann nichtgalvanisch oder auf eine andere,übliche Weise mit Metallüberzügen 14.2, 16.2 und

26.2 auf der Fläche 14, den Enden der Leiterbahnen 16 und dem Keramikring 26 aus Edelmetall überzogen. In "bekannter Weise bleibt das Edelmetall nicht auf dem keramischen Material der Karte T2 oder auf deren 'Emailleschicht 24 haften, sondern nur' dort, wo bereits ein Metallüberzug vorhanden ist.

Das Balbleiterplättchen 18, das vorzugsweise aus Silicium besteht und in üblicher Weise eine integrierte Schaltung aufweist, wird dann in einfacher Weise durch thermische Druckleitung o.dgl. mit der Fläche 14 verbunden. In ähnlicher Weise werden

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die Anschlussdrähte 20 durch thermische Druckleitung o.dgl. mit den plattierten Enden der Leiterbahnen 16 in der Nähe der Fläche 14 und mit den Anschlüssen 22 auf dem Halbleiterplättchen 18 angeschlossen, um so elektrische Verbindungen zwischen den Anschlüssen der integrierten Schaltung und den Leiterbahnen zu bilden. Abschlie.ssend wird ein Deckel in Form einer Metallplatte 28 mit dem Metallbelag 26»2 des Keramikringes 26 verbunden, um das Halbleiterplättchen 18 in bekannter Weise einzukapseln und zu schützen.

Der einfachen Darstellung halber sind in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich zehn Leiterbahnen 16 dargestellt-Tatsächlich benötigt jedoch ein Halbleiterplättchen 18, wenn seine integrierte Schaltung einen mittleren Integrierungsgrad aufweist, bereits eine Anzahl von Leiterbahnen 16 in der Grossenordnung von 40. Bei der praktischen Ausführung einer Baugruppe nach der Erfindung mit einer Karte 12 von 5x2,5 cm Grosse hatten die vierzig Leiterbahnen 16 an der Kante 12.1 der Karte beispielsweise einen Abstand von Mitte zu Mitte von 1 mm.

Die Baugruppe nach der Erfindung enthält weiter eine Steckvorrichtung 30 mit zwei Hälften 32 und 34 aus dielektrischem Material, wie glasfibergefülltem Nylon, welche miteinander verklebt oder anderweitig befestigt und derart ausgebildet sind, dass sie zwischen sich eine Vertiefung 136 aufweisen und zwei Gruppen von verschiedenartig ausgebildeten Kontakten 138 und festklemmen. Die Kontakte 138 und 140 sind, v/ie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich, in der Vertiefung 136 gegeneinander versetzt. Die Hälfte 32 der Steckvorrichtung 30 weist vorzugsweise eine Anzahl von Nuten 33 auf, welche Kontakte 138 und 140 umschliessen und die Hälfte 34 der Steckvorrichtung 30 besitzt vorzugsweise eine gleiche Anzahl von Vorsprüngen 35, welche passend auf die Kontakte 138 und 140 einzuwirken und diese in den Nuten

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33 festzuhalten vermögen, wie dies besonders deutlich aus Fig.6 hervorgeht.

Wie in der Zeichnung dargestellt, bilden die Hälften 32 und 34 der Steckvorrichtung 30 entlang einer ihrer Kanten 30.1 eine Vertiefung 136, welche die Kante 12.1 der keramischen Karte 12 einer Baugruppe 10 mit integrierter Schaltung aufzunehmen vermag (Fig. 4 und 6). Die Kontakte 138 und 140 sind vorzugsweise aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, aus Phosphorbronze o.dgl. gefertigt, und weisen eine Kontaktfeder 138.1 bzw. 140.1 auf, welche innerhalb der Vertiefung 136 der Steckvorrichtung 30 auf einer ihrer Seiten angeordnet ist, wodurch die Kontaktfeder der Kontakte die Enden der entsprechenden Leiterbahnen 16 der Baugruppe 10 lösbar zu berühren vermag. Wenn z.B. die Baugruppe 10 vierzig Leiterbahnen 16 besitzt, die mit einem Abstand von Mitte zu Mitte von 1 mm an der Kante der Baugruppe angeordnet sind, weisen die Kontaktfedern 138.1 bzw. 140.1 in der Steckvorrichtung 30 ebenfalls einen Abstand von Mitte zu MitLe von 1 mm auf.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzen die Kontakte 138 und 140 jedoch Anschlussfahnen 138.2, bzw. 140.2, die so angeordnet sind, dass sie sich in verschiedenen Richtungen erstrecken und zwar derart, dass die Anschlussfahnen sich zwar parallel zueinander, aber versetzt gegenein-

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ander von entgegengesetzten/30.2 der Steckvorrichtung 30 erstrecken, wodurch sich zwischen den Anschlussfahnen benachbarter Kontakte 138 und 140 ein Abstand a von etwa 2,5 mm ergibt.

In dem Schaltungsplattensystem 141 gemäss dem in Fig.14 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind eine Anzahl von Baugruppen 10 mit integrierten Schaltungen lösbar in entsprechenden Steckvorrichtungen 30 auf einer Schaltungsplatte 142 angebracht, so dass die Kontakte 138 und 140 in den ver-

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schiedenen Steckvorrichtungen entsprechende Enden von Leiterbahnen, wie oben beschrieben, lösbar berühren, und zwar derart_f dass die Anschlussfahnen 138.2 bzv/. 140.2 der Kontakte parallel, zueinander durch die Schalungsplatte verlaufen, wie in Fig.-4 durch die gestrichelten Linien- 38.2 und 40.2 angedeutet ist* Wie am besten aus der teilweisen Unteransicht gemäss Fig.7 ersichtlich ist, enthält die Schaltungsplatte eine Anzahl von öffnungen 144, die in Reihen von einem Abstand b von 2,5 mrn und um einen Abstand c von 1 mm versetzt gegeneinander angeordnet sind. Die Schaltungsplatte 142, die vorzugsweise aus einem glasfibergefülltem Epoxydharz oder aus einem anderen steifen dielektrischem Material hergestellt ist, hat einen üblichen Aufbau. Wie in Fig.7 durch die gestrichelten Linien 30 angedeutet, werden die Anschlussfahnen 138.2 und 140.2 der Steckvorrichtung 30 fest innerhalb von zwei benachbarten Reihen von Öffnungen in der Schaltungsplatte 142 mit einem Minimalabstand von mindestens 2,5 mm zwischen benachbarten Anschlussfahnen gehalten. Auf diese Weise kann eine grosse Anzahl von Baugruppen 10 und Steckvorrichtungen 30 auf einer vorgegebenen Fläche der Schaltungsplatte 142 untergebracht und gleichzeitig sichergestellt werden, dass zwischen den einzelnen AnsQhlussfahnen ein ausreichender Abstand verbleibt, der es ermöglicht, die Anschlussfahnen mit dem bekannten Drahtwickelverfahren elek~ , trisch miteinander zu verbinden, wie es in Fig.7 bei 146 angedeutet ist.

Wenn die Baugruppe 10 beispielsweise einen mittleren Integrationsgrad aufweist und an der Kante 12.1 vierzig Enden von Leiterbahnen 16 in einem Abstand von Mitte zu Mitte von einem mm besitzt, hat auch die Steckvorrichtung 30 Abstände der Kontakte 138 und 140 von einem mm von Mitte zu Mitte. Dennoch können diese Kontakte leicht in einem Bereich von 5 χ 0,5 cm untergebracht werden und es kann leicht erreicht werden, dass die An-

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Schlussfahnen der Steckvorrichtung mindestens einen Abstand von 2,5 mm voneinander aufweisen. Auf diese'Weise können auf jedem Quadratzentimeter der Schaltungsplatte mehr als 0,3 Baugruppen 10 angeordnet werden. In anderen Worten können auf jedem Quadratzentimeter der Schaltungsplatte mehr als 80 Anschlussfahnen vorgesehen werden, die voneinander einen ausreichenden Abstand besitzen, um an ihnen elektrische Anschlüsse nach dem Drahtwickelverfahren anbringen zu können. Der Abstand d der Baugruppen 10 in dem Schaltungsplattensystem 141 kann dabei von Mitte zu Mitte 5 mm betragen (Fig.4). Falls ein geringerer Abstand zulässig ist, können sogar noch mehr Anschlussfahnen 138.2 bzw. 140.2 je Flächeneinheit der Schaltungsplatte 142 untergebracht werden, ohne dass ein Mindestabstand von 2,5 mm zwischen den einzelnen Anschlussfahnen unterschritten wird.

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Claims

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Patentansprüche:

l.J Baugruppe für integrierte Schaltungen mit einer mindestens eine integrierte Schaltung aufnehmenden Steckeinheit und einer Schaltungsplatte, in welche die Steckeinheit lösbar einsteckbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckeinheit als flache Karte (12) ausgebildet ist, welche auf einer Seite mindestens ein Halbleiterplättchen (18) mit einer integrierten Schaltung sowie eine Anzahl gedruckter Leiterbahnen (16) trägt, die einerseits über Anschlussdrähte (2O) mit Anschlüssen (21', 22) der integrierten Schaltung verbunden sind und andererseits an einer Kante (12.1) der Karte (12) dicht nebeneinander liegend sowie parallel zueinander auslaufen und in entsprechende Kontakte (50,52; 138,140) der Schaltungsplatte (54,142) einsteckbar sind.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Halbleiterplättchen (18) auf einer metallisierten Fläche (14) der Karte (12) befestigt und von Enden der Leiterbahnen (16) umgeben ist.
3. Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Halbleiterplättchen (18) von einem Ring (26) aus dielektrischem Material umgeben ist, der von einem Deckel (28) dicht abgedeckt ist.
4. Baugruppe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kontakte (50,52; 138,140) Anschlussfahnen (50.2, 52.2; 138.2,140.2) aufweisen, die gegeneinander versetzt.

sind und senkrecht durch entsprechend versetzte Öffnungen (62,144) in der Schaltungsplatte (54,142) führen, derart,

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dass die Anschlussfahnen voneinander einen zum Durchführen des Dr ahtvrickelverf ahrens ausreichenden Abstand besitzen.
5. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (16) einen vorbestimmten Wellenwiderstand aufweisen.
6. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Kontakte (50,52; 138,140) gebildeten Leiter einen vorbestimmten Wellenwiderstand aufweisen. .
7. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Leiterbahnen auf. der Schaltungsplatte (54, 142) einen vorbestimmten Wellenwiderstand aufweisen.
8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite der Karte (12), von Abstandsstücken (44) einer die Kontakte (50,52; 138,140) enthaltenden Steckvorrichtung (30) und/oder der Schaltungsplatte (54,142) eine mit Masse verbindbare metallisierte Erdungsschicht (17, 48,60) angeordnet ist.

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