DE2348494A1

DE2348494A1 - Leitungsloser chiptraeger mit aeusseren anschluessen und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2348494A1
Application number: DE19732348494
Authority: DE
Inventors: Billy M Hargis
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1973-09-26
Publication date: 1974-04-18
Also published as: FR2200593B1; US3864810A; FR2200593A1; IT997860B; JPS5346557B2; JPS4975606A

Description

Minnesota Mining and Manufacturing Company Saint Paul, Minnesota, U.S.A.

Leitungsloser Chipträger mit äußeren Anschlüssen und Verfahren

zu seiner Herstellung.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung keramischer Bauteile, wie leitungsloser umgekehrter Chipträger mit metallisierten Oberflächen und äußeren Anschlüssen, die aus zwei oder mehr an ein Grundplättchen angefügter Lagen zusammengesetzt und durch deren Garbrennen hergestellt sind. Die Erfindung betrifft weiter zusammengesetzte leitungslose umgekehrte Keramikchiptrager.

Chipträger sind Bauteile zur Schaffung kleiner Chips, d.h. elektronische Bauteile, mit Leitungen, die gegenüber direkt auf dem Chip befindlichen einfacher zu handhaben sind. Nach dem Einbau wird das Chip normalerweise eingebettet, beispielsweise dadurch, daß es mit Harz, beispielsweise Epoxyharz, abgedeckt wird. Die Chipträger werden gewöhnlich in beträchtlicher Anzahl direkt an einer Muttertafel angelötet; dabei ist die Unversehrtheit der Lötstellen selbstverständlich zwingende Notwendigkeit, Häufig werden solche Bauteile beim Einbau umgekehrt bzw. invertiert, so daß die Oberseite nach Einbau des Chips schließlich nach unten zu liegen kommt. Die bisher zur

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Verfügung stehenden Chips wurden nur an einer Oberfläche angeschlossen, d.h. an ihrer Unterseite; die Verbindungsstellen waren deshalb nicht sichtbar und die Unversehrtheit der Anordnung mußte an Hand ihrer elektrischen Durchgängigkeit geprüft werden.

Die bisher zur Verfugung stehenden Chipträger wurden durch Pressen und Extrudieren von keramischen Pulvern, durch Bedekken verschiedenen Oberflächen mit Metallbelägen, durch Verwendung verschiedener mechanischer Arbeitsvorgänge zum Entfernen von Bereichen der Metallbeläge, um die erwünschte elektrische Isolation von nicht entfernten Teilen des Trägers zu erreichen, hergestellt. Die Tatsache, daß diese Träger sehr klein sein sollen (wegen der Größe der Chips) und eine Größenordnung von etwa 1 bis 2 mm jeder Richtung haben, läßt es einleuchtend erscheinen, daß eine Handbearbeitung solch kleiner Teile bei Schneidvorgängen und beim Einbau des Chips sowohl zeitraubend als auch schwierig ist. Chipträger dieser Art können in sehr großer Zahl bei bestimmten Anwendungen verwendet werden; deshalb werden sowohl verbesserte Herstellungsverfahren als auch verbesserte Träger benötigt.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein vereinfachtes Herstellungsverfahren keramischer Bauteile, insbesondere von umgekehrten Chipträgern, zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen verbesserten Chipträger zu schaffen, insbesondere einen, der nach dem Einbau visuell geprüft werden kann, um festzustellen, daß einwandfrei Lötkontakte hergestellt wurden.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung keramischer Bauteilsätze, wie z.B. Chipträger mit wenigstens vier miteinander verbundenen kleinen mehrlagigen Keramikbauteile?

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mit äußeren und inneren elektrischen Kontakten gelöst, das folgende Merkmale aufweist:

1) Ein grünes keramisches Grundplättchen und mindestens zwei grüne keramische Strukturplättchen, wobei das Grundplättchen wenigstens einen Anschluß für jedes Keramikbauteil und ein elektrisches Verbindungsnetzwerk zwischen wenigstens allen erwähnten Anschlüssen auf jedem Bausatz aufweist und jedes Strukturplättchen

a) wenigstens ein Loch mit metallisiertem Rand für jedes Keramikbauteil und

b) wenigstens eine metallisierte Leitfläche für jedes Keramikbauteil nahe dem Loch und weitere Löcher seitlich neben der Leitfläche aufweist und jede Leitfläche an den metallisierten Rand angeschlossen ist,

2) Aufbau einer Vielzahl von angeschlossenen mehrlagigen grünen Bauteilen durch sukzessives Aufeinanderschichten der grünen keramischen Strukturplättchen auf das grüne keramische Grundplättchen in gegenseitiger Ausrichtung, so daß der Randmetallbelag der aufeinanderfolgenden Strukturplättchen wenigstens im gleichen Bausatz mit dem elektrischen Verbindungsnetzwerk auf dem Grundplättchen gemeinsam verbunden ist,

5) Entfernen von überschüssigem grünen Keramikmateriäl, das die mehrschichtigen grünen Bauteile miteinander verbindet, wobei aber die Randmetallschichten und Verbindungen zwischen der grünen Keramikmasse des Grundplättchens und zumindest das elektrische Verbindungsnetzwerk jedes der erwähnten Bauteilsätze im wesentlichen beibehalten werden, wodurch

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grüne Bausätze mit einer Vielzahl von elektrisch verbundenen, mehrlagigen grünen Keramikbauteilen, die durch Keramikmaterial verbunden sind, entstehen und

M-) Garbrennen der grünen Bausätze, wodurch Bausätze aus keramisch und elektrisch verbundenen, kleinen mehrlagigen Keraraikbauteilen erhalten werden, bei denen eine Verbindung zwischen allen freiliegenden Metalloberflächen besteht.

Dieses Verfahren gestattet die gleichzeitige Herstellung umgekehrter Chipträger in großer Zahl und bringt Erleichterungen beim Goldplattieren und Chipeinbau mit sich. Die Chips sind lötbar; die Unversehrtheit der Verbindungen kann visuell geprüft werden.

Das erf indungsgemäße Verfahren beruht auf der aufeinanderfolgenden Zusammenschaltung eines geeignet gelochten und metallisierten Grundplättchens mit zwei oder mehreren Strukturplättchen aus grüner Keramik, dem ein gleichzeitiges und/oder aufeinanderfolgendes Entfernen von unnötigen Bereichen folgt, dem Trennen verschiedener Bauteile in Gruppen, die hier Bausätze genannt werden und schließlich dem Brennen. Die Vorbe- ' reitung für kommerzielle Anwendungen schließt normalerweise noch das Elektroplattieren freier Metalloberflächen mit Nickel oder Gold oder anderen geeigneten Metallen ein. Erf indungs gemäß hergestellte Bausätze sind zum Elektroplattieren ebensowie wie zum Einbau der Chips besonders gut geeignet und können für individuelle Bauteile durch schnelles Schleifen, durch das alle Überstände des Grundplättchens entfernt werden, verkleinert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Darstellungen beispielsweise und mit vorteilhaften Einzelheiten beschrieben. ,-

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm zur Darstellung der mechanischen und Verfahrens s chritt e;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines einzelnen gebrannten Chipbauteils;

Fig. 3 ein Längsschnitt durch das Bauteil gemäß Fig. 1; Fig. 4 ein Querschnitt durch das Bauteil gemäß Fig* 1; Fig. 5j 7> 9 und 11 Oberflächenansichten und

Fig. 6, 8, 10 und 12 Querschnittansichten der grünen Plättchen in Ebenen 1, 2, 3 und 4, Jeweils mit dem Metallbelag;

Fig. 13 eine Explosionsansicht zur Darstellung, wie die Teile eines einzelnen grünen Chipbauteils miteinander in Beziehung stehen;

Fig. 14 eine Ansicht zur Darstellung einer Methode, nach der bestimmtes überschüssiges Material von der zusammengebauten grünen Struktur und Bereiche des grünen Grundplättchens entfernt werden.

CP1 bezeichnet die Keramikebene 1, die Grundebene bzw. das Grundplättchen, CP2, CP3 und CP4 bezeichnen die Ebenen 2, und 4, die Strukturebenen bzw. -plättchen; der Metallbelag in jeder Ebene (und an den Rändern) ist insgesamt mit MP1, MP2, MP3 bzw. MP4 bezeichnet und am besten in den Querschnittdarstellungen sichtbar. Der Metallbelag ist etwas schematisch dargestellt, tatsächlich ist er sehr dünn und nach Zusammenschichten bzw. Zusammenfügen der verschiedenen Ebenen bzw. Plättchen entsteht eine Zusammensetzung, bei der sich das grüne Keramikmaterial und die Metallbeläge so aneinander anpassen, daß keine Ausbauchungen entstehen.

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In den Fig. 2, 3 und 4- zeigen die Linien GG die ungefähre Höhe an, bis· zu der das gebrannte Keramikmaterial nach Goldplattieren und nach dem Einbau und Einkapseln der Chips abgeschliffen wird. Die gesamte Ebene CPI und der Belag MPI gehen bei diesem Arbeitsschritt verlustig. Dies ist das Grundplättchen bzw. die Grundebene, die als Halterung bzw. Unterstützung zur Konstruktion der grünen Keramikbauteile und für die während der Plattiervorgänge anschließend verwendete elektrische Verbindungsleitung. (MPI) dient. Die Fig. 2, 3 und 4 sind in gewissem Ausmaß nur schematisch, weil bei ihnen nicht berücksichtigt ist, daß einzelne Chipträgerbauteile normalerweise nur durch das Entfernen von Material bis auf die mit GG bezeichnete Höhe von den Bausätzen getrennt werden, dann nur nach dem Einbau und Einbetten der Chips darin. Es ist berücksichtigt, daß einzelne grüne Bauteile, damit ist der Teil des Ganzen gemeint, der möglicherweise einen Bauteil, beispielsweise einen Chipträger, bildet, elektrisch und keramisch zu zusammengefügten Gruppen von etwa der Größe von 10 Einheiten, wie sie in Fig. 4, 6, 8 und 10 dargestellt sind, zusammengeschlossen werden; selbstverständlich sind auch größere oder kleinere solche Gruppen aus Gruppen von etwa 3 oder 4en aufwärts möglich.

Gruppen gleicher Teile wie diese, werden Bausätze genannt. Diese Bausätze sind gut zum Brennen geeignet und werden als \ solche gebrannt. Die Bausätze sind weiter zum Handhaben solch kleiner Bauteile geeignet, weil ein erfindungsgemäß hergestellter Bausatz unter Verwendung eines Anschlusses elektroplattiert wird und zum Einbau der Chips und ihrer Einbettung leichter handhabbar ist.

Etwas genauer besteht ein Bausatz aus elektrisch aneinander angeschlossenen miteinander verbundenen Keramikbauteilen mit

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(A) einem mit öffnungen versehenen Grundplättchen, das die elektrischen Anschlüsse trägt und (B) einer Mehrzahl von wenigstens vier räumlich getrennten Bauteilen auf dem Grundplättchen und keramisch damit verbunden; jeder dieser Bauteile weist wenigstens zwei innere Anschlüsse oder Flächen und zwei äußere Anschlüsse auf, wobei die inneren und äußeren Anschlüsse durch wenigstens teilweise außenliegende Leitungen miteinander verbunden sind. Bei diesem Anschluß sind die Verbindungen wie ein einzelnes Stück oder Teil aneinandergeschlossen.

Nach dem Einbau des Chips wird die Boden ebene (CPI) etwa längs der Linien GG abgeschliffen und die einzelnen Bauteile werden getrennt. Der eine Arbeiteschritt, in dem abgegratet wird, entfernt vom grünen Chipträger alles überschüssige grüne Material, so daß nach Entfernung des Grundplättchens (CPT) und (MPl) der einzelne Chipträger gerade Ränder hat und fertig zum Einbau in eine Muttertafel herkömmlicher Bauart ist. Ein Chipträgerbauteil weist einen Keramikkörper.mit (A) einer inneren Leitfläche, auf der das Chip angebracht ist und zwei innere, mit den Leitungen des Chips verbundene Anschlüsse, (B) eine Einbettung, die das Chip und die inneren Leitungen umgibt und (C) drei äußere Anschlüsse in einer Ebene auf der Gberseite des Bauteils, von denen jeder mit einem anderen der inneren Anschlüsse und der Leitfläche durch wenigstens teilweise freiliegende Leitungen verbunden ist.

Die hier verwendete Methode, die ein Grundplättchen oder eine Unterstützungsebene und Strukturplättchen oder zusammengesetzte Ebenen verwendet, kann auf andere Bauarten übertragen werden, bei denen mehr Anschlüsse oder andere Anordnungen der Anschlüsse wünschenswert sind. Abänderungen in den Metallbelägeii, um das Material wirtschaftlicher zu verwenden oder um größere Verfestigung des Keramikmaterials zu erreichen, liegen auch im

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Blickwinkel der Erfindung. Beispielsweise ist der Chipträger gemäß Fig. 2 wegen der Verlängerung von MP2 zum Ende nicht ganz einheitlich. Durch Einhalsen von MP2 nahe des Randes könnte das Keramikmaterial einheitlicher werden. Beide solche Keramikbauteile können als imwesentlichen einheitlich bezeichnet werden, insoweit die Keramik-Metal!verbindungen sehr stark sind. Andere Abänderungen dieser Art liegen auf der Hand.

Die grünen Keramikplättchen gemäß den IPig. 5, 7» 9 und sind Teile größerer Plättchen. Wegen der kleinen Abmessungen dieser Teile, die in der Größenordnung von etwa 1 mm Breite und etwa 2 mm oder weniger Länge ist, kann eine Gruppe, das ist ein Bausatz, wie er in diesen Figuren dargestellt ist,

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eine Fläche von weniger als 2 cm , sogar von nur etwa 1 cm bedecken. Entsprechend kann eine große Zahl solcher Gruppen bei entsprechend sorgfältiger Ausrichtung der einzelnen Schichten gleichzeitig hergestellt werden. Das Plattchenmaterial für jede Schicht ist etwa 0,2 bis 0,3 mm dick und kann aus jeder gewöhnlichen Keramikzusammensetzung, wie beispielsweise Aluminiumoxid von 90 bis 99»9 % oder größerer Reinheit, Berylerde oder anderen geeigneten Zusammensetzungen, die die Farbe bestimmende Bestandteile oder Bestandteile, die die Keramik schwarz oder opak machen, bestehen. Die Erfindung ist nicht auf irgendein spezielles Keramikmaterial beschränkt, im allgemeinen wird aber Aluminiumoxid bzw. Aluminiumerde von etwa 94 %iger oder höherer Reinheit bevorzugt.

In den Fig. 6, 8, 10, 12, 13 und 14 sind die Artikel mit plastischem Material oder Kunstharz umgeben geschnitten, weil das Material Eigenschaften des verwendeten Bindemittels übernimmt. In den Fig. 2, 3 und 4, die ein einzelnes Bauteil nach dem Brennen darstellen, stellt der Querschnitt nur Keramikmaterial dar, weil das Bindemittel während des Brennens vollständig verlorengeht.

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Fig. 1 stellt das erfindungsgemäße Verfahren dar, das zu gebrannten Bausätzen führt oder in weiteren Arbeitsschritten durch Plattieren zu Bausätzen, wie sie normalerweise im Handel gebraucht werden.

Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, ein Grundplättchen aus grünem Keramikmaterial und wenigstens zwei grüne Keramikstrukturplättchen zu schaffen, von denen Jedes einen entsprechenden Metallbelag aufweist. Die Kästchen innerhalb der gestrichelten Box 10 stellen diese Verfahrensstufe dar. Die Boxen 1, 3, 5 und 7 sind mit "Lochen" bezeichnet, weil CP1, CP2, CP3 und CP4- das Ausschneiden von grünen Plättchen aus einem grünen Keramikband, wie es in der US-PS 2 966 7^9 beschrieben ist, und das Ausbilden geeigneter Löcher darin bezeichnen. Das dafür verwendete Plättchen ist ziemlich dünn, beispielsweise 0,2 bis 0,3 mm; $e nach der herzustellenden Struktur kann es dünner oder dicker sein. Die Kästchen 2, 4, 6 und 8 sind mit " Sieb.^" für MPI, MP2, MP3 und MP4 bezeichnet; dies bezieht sich auf das Siebbedrucken der entsprechenden Felder mit metallisierenden Zusammensetzungen Die metallisierenden Zusammensetzungen können beliebig sein, beispielsweise Molybdänmangan, Wolfram, Platin oder andere mit dem entsprechenden Keramikmaterial verträgliche Metalle.

Die gestrichelt eingezeichnete Box 15 enthält den zweiten Verfahrensschritt, bei dem eine Mehrzahl von miteinander verbundenen mehrschichtigen Bauteilen auf dem grünen Basisplättchen CPI durch sukzessives Auf einand er schicht en der verschie-

gebau denen ausgerichteten Lagen auf dem grünen Grundplättchen CP1 v.^rird. Im Kästchen 11 ist der erste Schritt "Laminire" CP2 auf CPI, im Kästchen 12 "Laminiere"CP1-CP2 auf CP3 und im Kästchen 13 "Laminiere" CP1-CP2-CP3 mit CP4 zusammen.

Der dritte Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist

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BAO

durch, die gestrichelt gezeichnete Box 16 und das Kästchen 17 des'Flußdiagramms gekennzeichnet und besteht in "Entferne die Verbindungen und das überschüssige Material mit Ausnahme in CP1". Dieser Verfahrensschritt besteht im Entfernen von überschüssigem grünen Keramikmaterial, das die mehrschichtige grüne Anordnung verbindet, während dabei die Eandmetallschichten (CP2, CP3 und insbesondere CP4-) und die Zwischenverbindungen von grünem Keramikmaterial des Grundplättchens (CP1) sowie das elektrische Verbindungsnetzwerk MP1 für jeden Bausatz im wesentlichen beibehalten v/erden. Das Grundplatten en ist mit öffnungen versehen.

Der vierte Verfahrensschritt (gestrichelt gezeichnete Box 18) besteht im Garbrennen des Plättchens wie durch "Brenne " im Kästchen 19 angedeutet. Dies schafft die "gebrannten Bausätze", die im Kästchen 20 beschrieben sind, die "nickelplattiert" gemäß Kästchen 21 und "goldplattiert" gemäß Kästchen 22 werden können, um "handelsübliche Bausätze" gemäß Kästchen 23 zu schaffen. Auch andere Plattierabläufe können durchgeführt werden. Die plattierten handelsüblichen Bausätze sind nicht dargestellt, weil sie sich nur durch die plattierten Metallschichten unterscheiden.

Nach dem Plattieren sind die Bausätze für einen Hersteller fertig, der (1) ein Chip an jedem Bauteil anbringt, (2) das Chip mit Drähten an die Leitungen der Vorrichtung anschließt und (3) das Chip einbettet oder einkapselt. An dieser Stelle können durch Abschleifen der Schichten CP1 und MPI, wie mit der Linie GG angedeutet, die einzelnen Träger in einfacher Weise abgetrennt werden. Der Chipträger ist nun für den Einbau auf einer'Muttertafel (invertierte Stellung) mittels Hückflußlöten fertig.

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Die Fig. 5, 7, 9 und 11 zeigen Eckausschnitte der Plättchen, die im ersten Verfahrensschritt für CP1, CP2, CP3 bzw. CP4 erhalten werden. Es läge innerhalb des Rahmens der Erfindung, nur die ersten drei dieser Plättchen oder mehrere solcher Plättchen ge nach der entsprechenden Ausführungsform zu schaffen. Auch Veränderungen der Metallbeschichtung in einer oder allen Ebenen je nach der erwünschten Ausführungsform sind innerhalb des Rahmens der Erfindung. Solche Veränderungen liegen auf der Hand. Wie dargestellt, gehören Teile der Löcher gemeinsam zu benachbarten Bausätzen; bei Verwendung von mehr Material können Löcher geschaffen werden, die nur zu einem Bauteil gehören.

Die entsprechenden Querschnitte dieser Plättchen an den bezeichneten¹ Stellen sind in Fig. 6, 8, 10 bzw. 12 dargestellt, In diesen Figuren sowie in den Fig. 13 und 14 sind die !Teile des Letztlich hergestellten Ghipträgers die Leitfläche 50 mxt dem sie anschließenden Randmetallbelag 51, der in der zusammengebauten Vorrichtung dazu dient, die elektrische Anschlußanordnung 40 des Bausatzes über die Anschlüsse 42, die sich an dem äußeren Ende bei 44 (alle zusammen bilden MPI) teilen, um über die RandmetallbelägP/Ö^Cdie in CP2, CP3 und CP4 teilweise in Erscheinung treten) die inneren Anschlüsse 70 und 72mit. den oberen Lötflächen 74 und 76 zu verbinden, anzuschließen. Der Randmetallbelag 51 erstreckt sich auch über CP2, CP3 und CP4, um die obere Lötfläche 78 anzuschließen. Die Flächen 74, 76 und 78 sind, wenn die Vorrichtung zum Auflöten auf eine Muttertafel umgekehrt wird, tatsächlich Bodenflächen. Alle Teile jedes Bauteils in einem Bausatz sind über die Verbindungen von MP1 elektrisch miteinander verbunden. Die Randmetallbeläge 60 und 62 sind durch eine kleine Auskerbung 64 voneinander getrennt, die sich durch die verschiedenen Schichten hindurch fortsetzt. Dies dient vor allem dazu, die beiden Metallbeläge voneinander getrennt zu halten und

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ist in keiner Weise für das erfindungsgemäße Verfahren notwendig, ist aber nützlich. Ähnlich sind die öffnungen 80 in CP1 für das Verfahren nicht notwendig, werden aber vor allem dazu verwendet, um in den fertigen Bauteilen in den anderen Schichten Ränder zu bilden, wo Löcher 82 mit einem Ende, Löcher 84 mit dem anderen Ende und Löcher 86 mit den Seiten der Bauteile zusammenwirken. In den Plättchen CP3 und CP4, in denen zwischen den Enden des Chipträgerbauteiles ein Kanal ausgebildet sein muß, sind Langlöcher 88 vorgesehen. Von CP2, CP3 und CP4 müssen kleine unversehrte Bereiche erhalten bleiben, damit die grünen Keramikplättchen durchgehend sind. Diese kleinen grünen Keramikverbindungen sind an einem Ende mit 90 und am anderen Ende des Bauteils mit 92 bezeichnet, wie aus der Explosionsansicht von Fig. 13 in Fig. 14 klar wird.

Die zusammengebauten grünen Strukturen sind schematisch ir Fig, 14 dargestellt, so wie sie von einer männlichen Maibrize 100 (die teilweise abgeschnitten dargestellt ist) und einer weiblichen Matrize 102 (deren Boden ebenfalls abgeschnitten ist) ausgeschnitten werden. Die Matrizen sind aus Metall bestehend dargestellt, sie sind aber nur eine Methode überschüssiges grünes Keramikmaterial, das die mehrlagigen grünen Bauteile und das Basisplättchen verbindet, zu entfernen. Zusätzlich zu den Verbindungen 90 und 92 werden auch die Auskerbungen 64 entfernt und in das Grundplättchen werden eine leichte Kerbe 66 und nicht bezeichnete Öffnungen geschnitten. Damit geschieht eine einwandfreie Trennung zwischen den äußeren Leitungen 60 und 62. Unter der Berücksichtigung, daß diese Gegenstände Abmessungen der Grössenordnung von 1 bis 2 mm haben können, wird klar, daß die besondere Vorsichtmaßnahme zum Trennen der Leitung 60 und nützlich, jedoch nicht notwendig ist. Die zusätzliche Entfernung der Auskerbung gemäß Fig. 14 macht die Unterschiedlichkeit der beiden Randmetallbeläge noch deutlicher. Die

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Konstruktionslinien in Fig. 14 zeigen die gegenseitige Beziehung der verschiedenen strukturellen Merkmale.

In den Fig. 2, 3 und 4· ist ein einzelnes gebranntes Bauteil dargestellt; die Keramikverbindung 104 zum benachbarten Bauteil (oder zu dem Außenrand des Bausatzes)und der Anschluß 106 (der den Anschluß 42 trägt) sind dabei durchschnitten. Die Teile dieses Bauteils (der um 180° gegenüber der Darstellung in Fig. 13 und dem Verfahrensschritt von Fig. 14 gedreht ist) sind mit gleichen Bezugszeichen versehen wie die entsprechenden grünen .Teile. In den Fig. 13 und 14 ist dargestellt, daß die verschiedenen Schichten wenigstens über die Metallbeläge miteinander einteilig verbunden sind, d.h., sie sind im wesentlichen einheitlich, obwohl das gesamte Bauteil als vielschichtig bezeichnet werden kann, wenn man das Herstellungsverfahren berücksichtigt. Weil die Leitflächen, an denen Lötverbindungen ausgeführt werden (74, 76 und 78) direkt mit den Eandmetallbelägen an den Enden (60, 62 bzw, 51) verbunden sind, bildet das Lot, das die Flächen benetzt, auch längs des Randes einen Steg bzw. eine Ausrundung, durch die visuell angezeigt wird, daß tatsächlich gelötet wurde.

Patent? ansp.rüoke

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Claims

Pat ent ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung keramischer Bauteilsätze, wie z.B. Chipträger,mit wenigstens vier miteinander verbundenen, kleinen, mehrlagigen Keramikbauteilen mit äußeren und inneren elektrischen Kontakten, gekennzeichnet durch

(a) ein grünes, keramisches Grundplättchen und mindestens zwei grüne keramische Strukturplättchen, wobei das Grundplättchen wenigstens einen Anschluß für jedes Keramikbauteil und ein elektrisches Verbindungsnetzwerk zwischen wenigstens allen erwähnten Anschlüssen auf jede» Bausatz aufweist und jedes Strukturplättchen wenigstens ein Loch mit metallisiertem Hand für jedes Keramikbauteil und wenigstens eine metallisierte Leitfläche für jedes Keramikbauteil nahe dem Loch und weitere Löcher seitlich neben der Leitfläche aufweist und jede Leitfläche an den metallisierten Rand angeschlossen ist,

(b) Aufbauen einer Vielzahl von angeschlossenen, mehrlagigen grünen Bauteilen durch sukzessives Aufeinandez'schichten grüner Keramikplättchen auf das grüne Grundplättchen in gegenseitiger Ausrichtung, so daß der Randmetallbelag der aufeinanderfolgenden Strukturplättchen wenigstens im gleichen Bausatz mit dem elektrischen Verbindungsnetzwerk auf dem Grundplättchen gemeinsam verbunden ist,

(c) Entfernen von überschüssigem grünen Keramikmaterial_T das die mehrlagigen grünen Bauteile miteinander verbindet, wobei aber die Randmetallschichten und Verbindungen

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nit der grünen Keramikmasse des Grundplättchens und zumindest das elektrische Verbindungsnetzwerk jedes der erwähnten Bauteilsätze im wesentlichen beibehalten werden, sodaß ·:. grüne Bausätze mit einer Vielzahl von elektrisch miteinander verbundenen mehrlagigen grünen Keramikbauteilen, die durch Keramikmaterial miteinander verbunden sind, entstehen und

(d) Garbrennen der grünen Bausätze, wodurch Bausätze aus Ireramisch und elektrisch verbundenen kleinen mehrlagigen Keramikbauteilen erhalten werden, bei denen eine Verbindung zwischen allen freiliegenden Metalloberflächen besteht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein paar von mit einem Randmetallbelag versehenen Löchern für Jedes Keramikbauteil.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil von wenigstens einem Teil der Lochpaare in jedem Bausatz gemeinsam mi± einem Paar eines Keramikbauteils in einem benachbarten Bausatz ist.

4-. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitfläche nur eine Verbindung zu einem Randmetallbelag hat.

5. Keramiksatz von elektrisch _; angeschlossenen, verbundenen kleinen Keramikbauteilen, gekennzeichnet durch einen mit Öffnungen versehenen Grundaufbau mit elektrischen Anschlüssen und eine Mehrzahl von wenigstens vier räumlich getrennten Bauteilen, die keramisch mit dem mit öffnungen versehenen Grundbauteil verbunden sind, wobei jedes Bauteil wenigstens zwei innere Anschlüsse oder Leitflächen und wenigstens zwei äußere Anschlüsse aufweist und die inneren

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und äußeren Anschlüsse durch sich wenigstens teilweise außen erstreckende Leitungen miteinander verbunden sind.

6. Keramiksatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die kleinen Keramikbauteile Chipträger sind, von denen jeder eine innere Leitfläche (50) und zwei innere Anschlüsse (70, 72) aufweist, die teilweise über Außenleitungen (60, 62, 5Ό mit dr'ei äußeren in einer Ebene auf der Oberseite jedes Bauteils liegenden äußeren Anschlüssen (74·, 76, 78) verbunden sind.

7. Keramiksatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß er im wesentlichen aus Aluminoxid mit Metallbelägen aus Wolfram oder Molybdänmangan besteht und die Metallüberzüge mit wenigstens einem Schutzmetall aus der Gruppe von Nickel, Kupfer, Silber oder Gold plattiert sind.

8. Chipträger, gekennzeichnet durch einen Keramikkörper mit einer Innenfläche (50), auf der ein Chip angebracht ist und zwei inneren Anschlüssen (70, 72), die mit Leitungen, auf dem Chip verbunden sind, eine das Chip und die inneren Leitungen umgebende Einbettung und drei äußere Anschlüsse (74-, 76, 78) in einer Ebene auf der Oberseite des Bauteils, von denen jeder durch zumindest teilweise außen liegende Leitungen (60, 62, 5Ό mit einem anderen der inneren Anschlüsse (70, 72, 50) verbunden sind.

9. Chipträger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß er einen im wesentlichen, mindestens zu 90 % aus Aluminoxid bestehenden Körper und wenigstens teilweise elektroplattierte Metallbeläge aus Wolfram oder Molybdänmangan aufweist.

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10. Chipträger nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Unterschicht aus elektroplattiertem Nickel und eine Oberschicht aus Gold wenigstens an äußeren Metal!anschlussen.

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