DE3321060A1 - Solid-state circuit (IC) - Google Patents

Solid-state circuit (IC)

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DE3321060A1 DE19833321060 DE3321060A DE3321060A1 DE 3321060 A1 DE3321060 A1 DE 3321060A1 DE 19833321060 DE19833321060 DE 19833321060 DE 3321060 A DE3321060 A DE 3321060A DE 3321060 A1 DE3321060 A1 DE 3321060A1
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Abstract

Solid-state circuits (IC) are used on printed-circuit boards and in each case consist of an insulating body (1) on which active and passive components are arranged which form a complete electronic circuit, based on semiconductors, in a very small space (chip 3) and have connecting conductors (4), which are passed to the exterior and are connected to terminal legs (3), and furthermore require a capacitor which is allocated to the solid-state circuit, filters the supply voltage (VCC) and whose connections are connected to the supply voltage and to earth. In such solid-state circuits, voltage surges on the power supply leads, which are caused by current pulses with steep rising edges, are damaging to the components which are used on the chip, for example transistors, diodes and the like. In addition, the remote arrangement of such blocking capacitors leads to disadvantages in the interception of voltage surges. In order to allocate the blocking capacitor with an improved mechanical effect, in a less costly manner in production-engineering terms, and with an improved electronic effect of the solid-state circuit, it is proposed that at least one capacitor (6) be enclosed within the insulating body (1) which supports the active and passive components, and that said capacitor (6) be arranged at the minimum possible distance, in terms of line technology, from the integrated circuit (chip 3). In this case, the capacitor (6) is advantageously fused into the insulating body (1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Festkorperschaltung (IC), bestehendThe invention relates to a solid state circuit (IC), consisting

aus einem Isolierkörper, auf dem aktive und passive Bauelemente angeordnet sind, die eine vollständige, elektronische Schaltung auf Halbleiterbasis und auf kleinstem Raum bilden (Chip), aus nach außen gedührten, an Polbeinen angeschlossenen Verbindungsleitern und aus einem der Festkörperschaltung zugeordneten, die Versor gungsspannung filternden Kondensator9 dessen Anschlüsse an der Versorgungsspannung und an Masse Biegen, Derartige Festkörperschaltungen befinden sich als kompakte elektronische Bauelemente auf Leiterplatten, die selbst eine vollkonwnene elektronische Schaltung zur Steuerung, Regelung oder zur Messung von physikalischen Größen darstellt. Die e Festkörperschaltungen (integrierte Schaltkrei se) erfordern jeweils einzeln auf der Leiterplatte einen Kondensator als Schutz gegen Oberspan nungen der Stromversorgung, zæ1l zoBo Spannungsspitzen Schäden oder ungewollte Funktionen an den einzelnen Elementen der Festkörperschaltungen, wie z.B. an den Transistoren9 Dioden und dgl hervorrufen könnten. Ein solcher oft auch als Abblockkondensator bezeichneter Kondensator ist demgemäß jeder Festkörperschaltung auf der Leiterplatte zuzuordnen.from an insulating body on which active and passive components are arranged which are a complete, electronic circuit based on semiconductors and on Form the smallest space (chip), from outward led, connected to pole legs Connecting conductors and from one of the solid-state circuit assigned, the supply supply voltage filtering capacitor9 its connections to the supply voltage and bending to ground, such solid-state circuits are found to be compact electronic components on printed circuit boards, which are themselves a fully-fledged electronic Representing a circuit for controlling, regulating or measuring physical quantities. The solid-state circuits (integrated circuits) each require individually A capacitor on the circuit board as protection against high voltage in the power supply, zæ1l zoBo Voltage peaks Damage or unwanted functions on the individual elements of solid-state circuits, such as diodes and the like on transistors9 could. Such a capacitor is often also referred to as a blocking capacitor accordingly to be assigned to each solid-state circuit on the circuit board.

Es ist schon vorgeschlagen worden in den hohlen, nach unten und oben offenen Innenraum eines Sockels für Festkörperschaltungen den Kondensator mittels seiner Anschlußleitungen zu befestigen. Diese Anordnung erfordert Jedoch grundsätzlich die Verwendung von Sockeln, wobei solche nur in Fällen des vorgesehenen Austausches von störungsanfälligen Festkörperschaltungen in Betracht kommen.It has already been suggested in the hollow, down and up open interior space of a base for solid-state circuits by means of the capacitor to attach its connecting cables. However, this arrangement basically requires the use of plinths, whereby such only in cases of the intended exchange of failure-prone solid-state circuits come into consideration.

In den meisten Fällen wird jedoch aus Kostengründen oder aus funktionellen Gründen ein Austausch des Festkörperschaltungs-Bausteines nicht in Betracht gezogen. Sodann bewirkt die Anordnung eines solchen Abblock-Kondensators innerhalb eines Sockels eine gewisse Entfernung von dem zu beschaltenden Baustein, was zu nachteiligen Störspannungsspitzen auf den Versorgungsleitungen führt.In most cases, however, it will be for cost reasons or for functional reasons For reasons, an exchange of the solid-state circuit component has not been considered. Then causes the arrangement of such a blocking capacitor within a Socket a certain distance from the component to be wired, which is disadvantageous Leads to interference voltage peaks on the supply lines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kondensator mit verbesserter mechanischer Wirkung, fertigungstechnisch weniger aufwendig und mit verbesserter elektronischer Wirkung dem Festkdrperschaltungs-Biustein zuzuordnen.The invention is based on the object, the capacitor with improved mechanical effect, less expensive to manufacture and with improved electronic effect to be assigned to the solid state circuit block.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zumindest ein Kondensator innerhalb des die aktiven und passiven Bauelemente tragenden Isolierkörpers umschlossen und in einem leitungstechnisch geringstmöglichem Abstand zum integrierten Schaltkreis angeordnet -ist. Diese Anordnung macht zunächst die Verwendung eines Keramiksockels einerseits unnötig, sie schließt eine solche Anwendung andererseits jedoch auch nicht aus. Sodann kann der Kondensator bereits bei der Herstellung des Isolierkörpers und bei Verbindung des Isolierkörpers mit dem Chip bzw. den Verbindungsleitern für die Pol beine eingebaut werden. Der Kondensator ist selbst mechanisch geschützt angeordnet. Die Anschlußleitungen werden ebenfalls isoliert verlegt, so daß eine verbesserte mechanische und elektronische Wirkung erzielt wird.The problem posed is achieved in that at least one capacitor enclosed within the insulating body carrying the active and passive components and at the smallest possible distance from the integrated circuit in terms of wiring arranged -is. This arrangement first makes the use of a ceramic base on the one hand unnecessary, but on the other hand it also excludes such an application not from. The capacitor can then already be used during the manufacture of the insulating body and when the insulating body is connected to the chip or the connecting conductors for the pole legs are installed. The capacitor itself is mechanically protected arranged. The connection lines are also laid insulated, so that one improved mechanical and electronic effect is achieved.

Von besonderem Vorteil ist die erhöhte Funktionssicherheit des Festkörperschaltungs-Bausteines. Weiterhin schlagen die reduzierten Bestückungskosten bei der Herstellung einer solchen Leiterplatte positiv zu Buche. Bereits bei der Auslegung der Leiterplatte kann auf eine Grundfläche für den Kondensator verzichtet werden. Es entsteht daher auf der Leiterplatte ein geringerer Platzbedarf oder anders ausgedrückt kann die Leiterplatte grundsätzlich kleiner konstruiert werden.The increased functional reliability of the solid-state circuit component is of particular advantage. Furthermore, the reduced assembly costs in the manufacture of such a hit PCB positive to book. Already when designing the circuit board, a base area for the capacitor can be dispensed with. It is therefore created on the Printed circuit board requires less space or, in other words, the printed circuit board can generally be constructed smaller.

Ein vollkommener mechanischer Schutz und eine vollkommene elektrische Isolation werden gleichzeitig dadurch erzielt, daß der Kondensator in dem Isolierkörper eingeschmolzen ist. Das Einschmelzen erfolgt hier bei der Herstellung des Festkörperschaltungs-Bausteines und erfordert keine zusätzlichen Arbeitsgänge.A perfect mechanical protection and a perfect electrical one Isolation are achieved at the same time that the capacitor in the insulating body melted down. The melting takes place here during the manufacture of the solid-state circuit component and does not require any additional operations.

Die verbesserte elektronische Wirkung wird gemäß einer anderen Weiterentuncklung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kondensator auf der Anschlußseite für die Versorgungsspannung unmittelbar an den Siliziumkörper des integrierten Schaltkreises angebondet ist. Diese Maßnahme erzielt die theoretisch kürzestmögliche Verbindungsleitung auf der Versorgungsspannungsseite.The improved electronic effect is according to another further development the invention achieved in that the capacitor on the connection side for the Supply voltage directly to the silicon body of the integrated circuit is bonded. This measure achieves the theoretically shortest possible connection line on the supply voltage side.

Vorteilhafterweise ist noch vorgesehen, daß der Kondensator aus einem flach ausgebildeten Viel schichtkondensator besteht. Die flache Form des Kondensators begünstigt die Raumausnutzung innerhalb des Isolierkörpers.It is advantageously also provided that the capacitor consists of a There is a flat multi-layer capacitor. The flat shape of the capacitor favors the use of space within the insulating body.

Diese Raumausnutzung kann außerdem dadurch günstig gestaltet werden, indem der Kondensator im Mittenbereich der beidseitig am Isolierkörper'in Reihen angeordneten Polbeinen bzw. der von diesen zum integrierten Schaltkreis verlaufenden Verbindungsleitern angeordnet ist.This use of space can also be designed favorably by by placing the capacitor in rows in the middle of the insulator on both sides arranged pole legs or the extending from these to the integrated circuit Connecting conductors is arranged.

Derartige Kondensatoren sind für Festkörperschaltungen im Einsatz, die z.B. mit einer Versorgungsspannung von 4,5 V betrieben werden.Such capacitors are used for solid-state circuits, which are operated e.g. with a supply voltage of 4.5 V.

Die Größe der Kondensatoren steht in Funktion zu ihrer Kapazität.The size of the capacitors is a function of their capacitance.

Es ist daher vorteilhaft, wenn ein solcher Kondensator eine Kapazitrat von 0,01 Mikrofarad bis 0,1 Mikrofarad aufweist.It is therefore advantageous if such a capacitor has a capacitance from 0.01 microfarads to 0.1 microfarads.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf den Festkörperschaltungs-Baustein, Fig. 2 eine Vorderansicht des Festkörperschaltungs-Bausteins gemäß Fig. 1.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. 1 shows a plan view of the Solid-state circuit package, Figure 2 is a front view of the solid-state circuit package according to FIG. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Festkörperschaltung, üblicherweise als IC (1ntegrated circuit) bezeichnet, einen Isolierkörper l auf, der, um erforderliche Abstände für die Polbeine.2 zu erlauben, entsprechend größer dimensioniert ist als der Chip 3, der alle aktiven und passiven Bauelemente enthält, die eine vollständige elektronische Schaltung auf Halbleiterbasis bilden. Von dem Chip 3 sind die Verbindungsleiter 4 zu den einzelnen Polbeinen 2 geführt. Die Verbindungsleiter 4 verlaufen jeweils schräg vom Chip 3, also vom Zentrum des Isolierkörpers 1 nach außen, bevor sie zu einem der Polbeine 2 umgelenkt geformt sind. Aus dieser Anordnung ergeben sich freie, bislang ungenutzte Räume 5a bzw. 5b. In einem dieser Räume, im Raum 5a,#ist der Kondensator 6 elngeschmolzen, wobei durch das. Einschmelzen vorteilhafterweise sogar noch an Masse für den Isolierkörper 1 eingespart wird. Der Anschluß 6a ist an ein Polbein 2 gelegt, der mit Kasse verbunden ist. Der Anschluß 6b fur die Versorgungsspannung NVCClI liegt entweder an dem die Versorgungsspannung übertragenden Pol bein oder ist uninittelbar an den Siliziumkörper des Chips 3 angebondet. Der rund gezeichnete Kondensator 6 kann auch als ein flach geformter Viel schichtkondensator ausgelegt sein, wodurch sich noch eine Verminderung des Raumbedarfs in der der Dicke des Festkörperschaltungs-Bausteines ergibt.As can be seen from Fig. 1, the solid-state circuit, usually referred to as IC (integrated circuit), an insulating body l, which in order to make necessary To allow distances for the Polbeine.2, is dimensioned correspondingly larger than the chip 3, which contains all active and passive components that make a complete form electronic circuit based on semiconductor. The connecting conductors are from the chip 3 4 led to the individual pole legs 2. The connecting conductors 4 each run obliquely from the chip 3, so from the center of the insulating body 1 to the outside, before they to one of the pole legs 2 are shaped deflected. This arrangement results in free, previously unused rooms 5a and 5b. In one of these rooms, in room 5a, # is the Capacitor 6 single-melted, advantageously even by the melting-down still saved in mass for the insulating body 1. The connection 6a is on Pole leg 2 placed, which is connected to the cash register. The connection 6b for the supply voltage NVCClI is either on the pole that transmits the supply voltage or is directly bonded to the silicon body of the chip 3. The round drawn Capacitor 6 can also be designed as a flat-shaped multi-layer capacitor be, which still reduces the space required in the thickness of the solid-state circuit component results.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Anzahl der Pol beine beschränkt. Es können auch mehrere kleinere Kondensatoren 6, die dem jeweils vorhandenen Chip 3 angepaßt sind, indem sie mit unterschiedlichen Kapazitätswerten den jeweiligen Funktionskreisen des Chips 3 zugeordnet sind, in den Räumen 5a bzw. 5b untergebracht sein, wobei ihre Auswahl entsprechend den verlangten Kapazitäten zwischen 0,01 Mikrofarad bis 0,1 Mikrofarad erfolgt.The application of the invention is not to the number of pole legs limited. There can also be several smaller capacitors 6, which are respectively present Chip 3 are adapted by having different capacitance values Functional circuits of the chip 3 are assigned, housed in the rooms 5a and 5b their selection according to the required capacities between 0.01 microfarads up to 0.1 microfarads.

Claims (6)

Festkörperschaltung (IC) Patentansprüche 1. Festkörperschaltung (IC), bestehend aus einem Isolierkörper, auf dem aktive und passive Bauelemente angeordnet sind, die eine vollständige, elektronische Schaltung auf Halbielterbasis und auf kleinstem Raum bilden (Chip), aus nach außen geführten, an Polbeinen angeschlossenen Verbindungsleitern und aus einem der Festkörperschaltung zugeordneten, die Versorgungsspannung filternden Kondensator, dessen Anschlüsse an der Versorgungsspannung und an Masse liegen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Kondensator (6) innerhalb des die aktiven und passiven Bauelemente tragenden Isolierkörpers (1) umschlossen und in einem leitungstechnisch geringstmöglichen Abstand zum integrierten Schaltkreis (3) angeordnet ist. Solid-state circuit (IC) claims 1. Solid-state circuit (IC), consisting of an insulating body on which active and passive components are arranged are a complete electronic circuit based on semi-electrical devices and based on Form the smallest space (chip), from outward led, connected to pole legs Connecting conductors and from one of the solid-state circuit assigned, the supply voltage filtering capacitor, its connections to the supply voltage and to ground are, characterized in that at least one capacitor (6) within the the active and passive components supporting insulating body (1) enclosed and at the smallest possible distance from the integrated circuit in terms of wiring (3) is arranged. 2. Festkörperschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) in dem Isolierkörper (1) eingeschmolzen ist.2. Solid-state circuit according to claim 1, characterized in that the capacitor (6) is melted into the insulating body (1). 3. Festkörperschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) auf der Anschlußseite für die Versorgungsspannung (VCC) unmittelbar an den Siliziumkörper des integrierten Schaltkreises (3) angebondet ist.3. Solid-state circuit according to Claims 1 and 2, characterized in that that the capacitor (6) on the connection side for the supply voltage (VCC) directly bonded to the silicon body of the integrated circuit (3) is. 4. Festkörperschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das der Kondensator (6) aus einem flach ausgebildeten Vielschichtkondensator besteht.4. Solid-state circuit according to Claims 1 to 3, characterized in that that the capacitor (6) consists of a flat multilayer capacitor. 5. Festkörperschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) im Mittenbereich der beidseitig am Isolierkörper (1) in Reihen angeordneten Polbeinen (2) bzw. der von diesen zum integrierten Schaltkreis (3) verlaufenden Verbindungsleitern (4) angeordnet ist.5. Solid-state circuit according to Claims 1 to 4, characterized in that that the capacitor (6) in the middle area of the insulator (1) on both sides in Rows of pole legs (2) or those of these to the integrated circuit (3) extending connecting conductors (4) is arranged. 6. Festkörperschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (6) eine Kapazität von 0,01 uF bis 0,1 uF (Mi krofarad) aufweist.6. Solid-state circuit according to Claims 1 to 5, characterized in that that the capacitor (6) has a capacity of 0.01 uF to 0.1 uF (Mi krofarad).
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