DE4135007A1 - Bauelemente fuer oberflaechenmontage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Bauelemente für Oberflächenmontage und insbesondere auf Widerstandsnetzwerke für die Oberflächenmontage.

Widerstandsnetzwerke hoher Qualität werden typischer Weise aus Keramiksubstraten hergestellt, auf denen zusammengesetzte Metall-Keramik-Leiter in Form eines Musters aufgebracht wurden. Diese sogenannten "Cermet"-Leiter werden bei hohen Temperaturen, typischerweise 800-1000° Celsius gebrannt. Die auf diese Weise gebildeten Cermet-Widerstände weisen Betriebseigenschaften auf, die beträchtlich besser als die von bei niedrigeren Temperaturen hergestellten polymeren Widerstandsmaterialien sind. Die hohen Brenntemperaturen erfordern jedoch die Verwendung von Keramiksubstraten.

Infolge einer örtlichen Erwärmung eines Widerstandselements, von plötzlichen Änderungen der Umgebungstemperatur oder anderen Ursachen ist ein fertiges und montiertes Widerstandsnetzwerk nur selten immer den gleichen Temperaturen und Temperaturänderungsgeschwindigkeiten wie das Verdrahtungssubstrat ausgesetzt, an dem das Netzwerk befestigt ist. Derartige Änderungen führen zu unterschiedlichen Ausdehnungen und Zusammenziehungen, was zu mechanischen Spannungen zwischen dem Netzwerk und dem Substrat führt. Solche thermisch induzierten mechanischen Spannungen können zu einer Unterbrechung der Verbindung führen, wenn keine geeigneten Entspannungsmöglichkeiten vorgesehen sind. Bei bekannten Widerstandsnetzwerken wurden derartige mechanische Spannungen sehr einfach durch die elastische Verformung der Leitungsdrähte des Widerstandsnetzwerkes aufgehoben. Diese Art der Entspannung steht jedoch in den Fällen nicht zur Verfügung, in denen ein Hersteller Bauelemente für die Oberflächenmontage angefordert hat, weil nicht genügend Raum für Leitungsdrähte zur Verfügung steht. Diese fehlende Entspannungsmöglichkeit verstärkt sich in den Fällen, in denen eine Anwendung die Betriebseigenschaften erfordert, die am besten mit unnachgiebigen Keramiksubstraten und mit Cermet- Leitern und -Widerständen erzielbar sind. Daher muß irgendeine andere Möglichkeit gefunden werden, um durch thermische Einflüsse hervorgerufene mechanische Spannungsprobleme zu beseitigen, wenn ein Hersteller immer noch in der Lage sein soll, von der bei Cermet-Widerständen zur Verfügung stehenden Qualität auszugehen und dennoch eine Schaltung mit hoher Betriebsgeschwindigkeit und enger Packungsdichte zu entwerfen.

Während moderne elektronische Bauteile schneller werden und immer dichter gepackt werden, ergibt sich ein fortlaufendes Bestreben in Richtung auf die Befestigung der Bauteile mit nur geringen oder keinen elektrischen Drahlängen zwischen dem Bauteil und einem Substrat. Allgemein ist irgendeine Verdrahtung lediglich auf oder in dem Substrat vorhanden und zusätzliche Drähte, die sich von einem Bauteil aus erstrecken, können als nachteilig für die Betriebseigenschaften, die Packungsdichte und die Eignung für Mehrlagen-Druckschaltungsplatten angesehen werden. Dies ergibt sich daraus, daß jeder Draht zusätzliche Verbindungen zwischen dem Bauteil und der Druckschaltungsplatte einführt (Bauteil-Draht-Druckschaltungsplatte im Gegensatz zu Bauteil-Druckschaltungsplatte), wodurch im gewisser Weise die Gesamtzuverlässigkeit beeinträchtigt wird. Der Draht erfordert zusätzlich einen gewissen Raumbedarf, wodurch die Packungsdichte verringert und bei Hochgeschwindigkeitsschaltungen eine Signalausbreitungsverzögerung sowie Störungen und Signaldämpfungen eingeführt werden können. Weiterhin erfordert der Draht zusätzliche durchgehende Bohrungen durch die Druckschaltungspatte zur Befestigung jedes Anschlusses. Diese erforderlichen durchgehenden Bohrungen müssen durch jede Schicht der Druckschaltungsplatte hindurchgebohrt werden und erfordern daher freie Stellen in dem Leiterbahnmuster, wodurch die Auslegung der Leiterbahnmuster kompliziert wird.

Wenn das Widerstandssubstratmaterial anders als das für das Verdrahtungssubstrat verwendete Material ist, oder wenn das Widerstandssubstrat thermisch von dem Verdrahtungssubstrat getrennt ist, so ergibt sich in vielen Fällen eine Verstärkung der Unterschiede hinsichtlich der Ausdehnung und Zusammenziehung, die so weit geht, daß eine Unterbrechung in der Verbindung zwischen dem Widerstandsnetzwerk und dem Verdrahtungssubstrat auftritt.

Es wurde bereits versucht, diesen Ausfallmechanismus dadurch zu beseitigen, daß ein Miniatur-Leiterrahmen von der Unterseite des Widerstandes zum Verdrahtungssubstrat befestigt wurde oder daß ein Leiterrahmen vollständig um das Bauteil gewickelt wurde und das Bauteil in Kunststoff eingebettet wurde. Der Kunststoff und der Leiterrahmen sind wesentlich elastischer als das keramische Widerstandssubstrat, was in vielen Fällen ausreicht, um eine Unterbrechung der Verbindung zwischen den Widerständen und dem Verdrahtungssubstrat zu verhindern.

Der Zusammenbau des Widerstandsnetzwerkes wird durch die Einfügung eines Leiterrahmens jedoch sehr viel stärker kompliziert, so daß das fertige Bauteil in der Herstellung aufwendiger ist. Zusätzlich ist die Anwendung dieser Technologie auf geringere Produktionsmengen hinsichtlich der Kosten vollständig untragbar und der Raum, der bei dieser Technologie erforderlich ist, steht auch häufig nicht mehr zur Verfügung, weil alle konstruktiven Auslegungen immer kleiner werden.

Verwandte Technologien wie beispielsweise bei der Chip- Widerstands- und Chip-Kondensator-Konstruktion wiesen bereits Merkmale auf, die eine Unterbrechung der Bauteilverbindung zum Verdrahtungssubstrat verhindern sollten. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, zwischen dem Chip und dem Verdrahtungssubstrat ein Lot-Füllstück mit spezieller Form zu schaffen, das die mechanischen Spannungen oder Beanspruchungen in dem Lot an jedem Punkt auf ein Minimum verringert. Auf diese Weise kann das Lot mechanische Spannungen durch eine geringfügige elastische Verformung über die normalen Temperaturänderungen ausgleichen, denen das Verdrahtungssubstrat und der Chip ausgesetzt werden. Bisher gab es jedoch keine wirtschaftliche Anwendung dieser Chip-Technologie auf Widerstandsnetzwerke, wahrscheinlich aus mehreren Gründen.

Der erste dieser Grunde besteht in den größeren Gesamtabmessungen eines Widerstandsnetzwerkes. Der Chip erfordert lediglich das Drucken von zwei Anschlüssen und eines Widerstandes zwischen diesen beiden Anschlüssen. Im Fall eines Widerstandsnetzwerkes ergibt sich typischerweise mehr als ein äußerer Anschluß für jeden auf das Netzwerksubstrat gedruckten Widerstand. Dies kann zu 20 oder mehr Anschlüssen bei bestimmten Gelegenheiten führen. Die vergrößerte Abmessung, die durch die Vielzahl von Anschlüssen bedingt ist, führt zu größeren tatsächlichen Unterschieden bei den Abmessungsänderungen zwischen dem Netzwerk und dem Verdrahtungssubstrat bei Temperaturänderungen.

Ein zweiter Grund für das Fehlen der Anwendung der Chip- Technologie auf Widerstandsnetzwerke ergibt sich aus der Gesamtzahl der Anschlüsse und der relativen Nähe dieser Anschlüsse zueinander. Bei einem Chip-Widerstand beeinflußt eine erhebliche Fehlausrichtung zwischen dem Chip und dem Verdrahtungssubstrat noch nicht die einwandfreie Verbindung. Wenn jedoch eine Vielzahl von Anschlüssen über eine größere Gesamtabmessung verteilt ist, so wird die Ausrichtung wesentlich kritischer. Dieses Problem kann weiterhin durch Herstellungstoleranzen hinsichtlich der Positionen der Anschlüsse verstärkt werden. Allgemein können Drahtanschlüsse dazu verwendet werden, Fehlausrichtungen und Herstellungstoleranzen zu kompensieren, während Konstruktionen vom Chip-Typ keine derartigen Merkmale zur Berücksichtigung dieses Problems aufweisen, weil derartige Merkmale nicht aus anderen Gründen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile bekannter Widerstandsnetzwerke zu beseitigen und eine genau steuerbare Verbindung zwischen einem Verdrahtungssubstrat und einem Bauteil bei hoher Packungsdichte zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Bauelemente für die Oberflächenmontage ist es möglich, derartige Bauelemente mit einer Vielzahl von Anschlüssen in genauer und zuverlässiger Weise mit einem Verdrahtungssubstrat zu verbinden, ohne daß sich Probleme hinsichtlich mechanischer Spannungen aufgrund von Temperaturänderungen ergeben. Da keine zusätzlichen Maßnahmen zur Beseitigung dieser mechanischen Spannungen erforderlich sind, ist eine hohe Packungsdichte und eine Vergrößerung der Betriebsgeschwindigkeit der diese Bauelemente verwendenden Schaltungen möglich.

Das erfindungsgemäße Bauelement weist ein oder mehrere Lotsperren auf, die eine Verringerung des Anschlußabstandes ermöglichen. Zusätzlich kann die von mechanischen Spannungen freie Verbindung dadurch erzielt werden, daß der Abstand zwischen dem Substrat des Bauelementes und dem Verdrahtungssubstrat in präziser und genau vorhersagbarer Weise gesteuert wird. Die Kombination einer Lotsperre und eines genau kontrollierbaren Abstandes ermöglicht in synergistischer Weise die Bildung einer Bauelementepackung mit zwei Anschlußreihen (DIP) im Gegensatz zur üblichen Packung mit einreihigen Anschlüssen (SIP), wodurch effektiv die halbe Gesamtlänge eines Bauteils eingespart wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Bauelementes zur Oberflächenmontage in Form eines Widerstandsnetzwerkes vor seiner Montage,

Fig. 2 eine Unteransicht des Netzwerkes nach Fig. 1, die die Anschlüsse erkennen läßt,

Fig. 3 ein den Fig. 1 und 2 entsprechendes Widerstandsnetzwerk nach der Oberflächenmontage in einem Schnitt entlang der Linie 3′-3′ nach Fig. 2,

Fig. 4 eine abgeänderte Ausführungsform eines Widerstandsnetzwerkes zur Oberflächenmontage vor der Befestigung,

Fig. 5 eine zweite abgeänderte Ausführungsform eines Widerstandsnetzwerkes zur Oberflächenmontage,

Fig. 6 eine Querschnittsansicht der zweiten abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 5 entlang der Schnittlinie 6′-6′ nach Fig. 5.

In den Figuren sind Ausführungsformen von Bauelementen in Form Widerstandsnetzwerken dargestellt, die jedoch lediglich ein Beispiel für derartige Bauelemente darstellen. In Fig. 1 ist das Netzwerk allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Die einzelnen Widerstände (Bezugsziffer 9 in Fig. 3) sind gegenüber Umgebungseinflüssen durch eine Beschichtung 10 geschützt. Die Widerstände sind auf einer allgemein ebenen Keramikoberfläche 3 ausgebildet, die sich nicht nur unter die Widerstände 9 und die Beschichtung 10 erstreckt, sondern sich geringfügig über die Beschichtung 10 und unter eine Fläche von Lothöckern 6 erstreckt. Das noch nicht montierte Netzwerk nach den Fig. 1 und 2 zeigt am besten den Grund für die Wortwahl "Lothöcker", weil das Element 6 eine etwas abgerundete oder höckerartige Form aufweist. An der Unterfläche des Widerstandsnetzwerkes sind zusätzlich keramische Abstandsstücke 4 und 5 angeformt. Die Abstandsstücke 5 sind etwas kleiner als die vier Eck- Abstandsstücke, die mit der Bezugsziffer 4 bezeichnet sind. Obwohl lediglich einige der Höcker und Abstandsstücke aus Gründen der Klarheit bezeichnet sind, gelten die gleichen Bezugsziffern für alle identischen keramischen Abstandsstücke oder Lothöcker. Die einzigen vergrößerten Keramik-Abstandsstücke 4 sind bei der bevorzugten Ausführungsform an den äußeren Ecken der Unterfläche des Substrats angeordnet. Andere Kundenanwendungen können es dem Konstrukteur ermöglichen, verschiedene Anbringungsstellen der größeren Abstandsstücke 4 vorzusehen. Die übrigen Keramik-Abstandstücke 5 sind zwischen jeweils zwei benachbarten Lothöckern 6 angeordnet.

Die Trennung der Lothöcker 6 durch keramische Abstandsstücke 5 trägt während der Herstellung dazu bei, Lotbrücken zwischen den Anschlüssen zu verhindern. Keramik, in diesem Fall Aluminiumoxyd, wird durch das Lot nicht benetzt. Als Ergebnis werden Lothöcker 6 mit kontrollierten und reproduzierbaren Abmessungen gebildet.

Die etwas größeren Abstandsstücke 4 an den vier äußeren Ecken der Unterfläche des Keramiksubstrats 2 sind als zweite Abmessungskontrolle vorgesehen. Zum Zeitpunkt der Herstellung der Verbindung zwischen dem Netzwerk 1 und den Leitern 12 des Verdrahtungssubstrates wird typischerweise auf die Substratleiter 12 eine Lotpaste mit vorgegebener Dicke aufgetragen. Die Oberflächenmontage-Bauelemente werden auf die Oberseite dieser Lotpaste und in diese eingesetzt. Im vorliegenden Fall dringen die Lothöcker 6 geringfügig in die Paste ein. Diese Überlappung zwischen der Paste und den Lothöckern ist notwendigerweise sehr kritisch, weil ohne eine Überlappung keine elektrische Verbindung zum Zeitpunkt des Lotaufschmelzens auftritt. Eine zu große Überlappung führt zu einem Verschmieren der Lotpaste über das Widerstandsnetzwerk 1 hinaus und möglicherweise zu anderen umgebenden Bauteilen. Eine derartige übermäßige Überlappung kann zu Lotbrücken zwischen dem Widerstandsnetzwerk 1 und einem benachbarten Bauteil führen.

Bei erneuter Bezugnahme auf die bekannten Chip-Bauteile, bei denen lediglich zwei Anschlüsse vorliegen, ist festzustellen, daß hier bei das Problem der Brückenbildung oder unterbrochener Verbindungen sehr gering ist, wenn dies überhaupt ein Problem darstellt. Wenn die Anzahl der Anschlüsse jedoch vergrößert wird, können Änderungen der Oberflächenebenheit des Verdrahtungssubstrats, der Dicke der aufgebrachten Lotpaste und sogar Oberflächenrauhigkeiten die Überlappung zwischen den Lothöckern 6 und der Lotpaste wesentlich beeinträchtigen. Weil Toleranzen des Verdrahtungssubstrates 13 bezüglich des Netzwerkes 1 aufgrund der größeren von dem Netzwerk 1 überdeckten Fläche notwendigerweise kritischer sind als für Chip-Bauteile, muß der Konstrukteur eine Maßnahme zur genauen Steuerung der Toleranzen der Netzwerkeigenschaften vorsehen, damit die Lothöcker 6 immer innerhalb enger Toleranzen in einem vorgegebenen Abstand von den Leitern 12 des Verdrahtungssubstrats gehalten werden. Die Abstandsstücke 4 und 5 ergeben eine ideale Möglichkeit zur Erzielung dieser Kontrolle und Steuerung, weil sie sowohl die Form der Bildung der Lothöcker 6 als auch den Abstand zwischen dem Netzwerksubstrat 2 und dem Verdrahtungssubstrat 13 genau festlegen.

Weiterhin wird durch eine genaue Festlegung des Abstandes zwischen dem Anschlußleiter 11 und dem Leiter 12 des Verdrahtungssubstrats ein festgelegtes Lot-Füllstück gebildet, was beträchtlich zur Verringerung mechanischer Spannungen durch die zur Verfügung stehende elastische Verformung beiträgt. Dies heißt mit anderen Worten, daß durch Festlegung der Abmessungen der Abstandsstücke ein genau festgelegtes und vorteilhaftes Lot- Füllstück 15 geschaffen wird.

Aus den Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, daß die bevorzugte Ausführungsform ein zusätzliches Merkmal aufweist. Eine Nut 7 ist in der Bodenfläche des Substrats 2 ausgebildet, um eine körperliche Trennung zwischen den Lothöckern 6 auf einer ersten Fläche 3 des Substrates und auf der gegenüberliegenden Fläche 14 zu schaffen. Diese körperliche Trennung ergibt eine körperliche und elektrische Isolation zwischen den Netzwerken, die auf jeder Seite des Substrates ausgebildet sind. Als Ergebnis hiervon kann eine Packung mit zweireihigen Anschlüssen ohne weiteres verwendet werden. Die Bedeutung dieser Möglichkeit ergibt sich aus der Verringerung der Gesamtlänge des Bauteils auf die Hälfte der Gesamtlänge, die normalerweise für eine Packung mit einreihigen Anschlüssen erforderlich sein würde. Die Verringerung der Länge ermöglicht vergrößerte Herstellungstoleranzen, eine bessere Ausbeute sowohl für den Hersteller des Netzwerkes als auch den Endverbraucher sowie daraus resultierende geringere Kosten. Vor allem verringert die Ausgestaltung mit zwei Reihen von Anschlüssen (DIP) die Substratlänge nahezu auf die Hälfte, wodurch die mechanischen Spannungen verringert werden, die durch unterschiedliche thermisch bedingte Ausdehnungen zwischen dem Substrat des Netzwerkes und dem Verdrahtungssubstrat auftreten, auf dem da Netzwerk befestigt ist.

Die Lotsperre ist in der bevorzugten Ausführungsform als Nut 7 dargestellt. Diese Nut würde typischerweise zum Zeitpunkt der Herstellung des Keramiksubstrates ausgebildet, und zwar ebenso wie die Abstandsstücke 4 und 5. Dies wird in allgemein bekannter Weise während des Pressens eines feinen Keramikpulvers unter Verwendung eines Formgesenks mit geeigneten Abmessungen zur Erzielung der entsprechenden Merkmale erreicht. Diese Formgebung erfolgt vor dem Brennen des Keramikmaterials. Andere in gleicher Weise befriedigende Verfahren können verwendet werden, wie beispielsweise Sandstrahlen. Aus nur kurz zu erläuternden Gründen wird die Ausbildung einer im wesentlichen kreisförmigen Nut 7 zum Zeitpunkt des Pressens des Substrats bevorzugt.

Andere Verfahren können für die Ausbildung einer Lotsperre verwendet werden. Ebenso wie die Abstandsstücke 5 in gewissem Ausmaß als Lotsperren wirken, könnte auch ein ähnlicher sich in Längsrichtung erstreckender Höcker verwendet werden. Die Ausbildung einer Nut ergibt jedoch einen gewissen Entspannungs­ oder Aufnahmebereich für ansonsten überschüssige Lotpaste, indem ein problemfreier Bereich mit vergrößertem Volumen geschaffen wird, in den die Lotpaste zum Zeitpunkt des Anbringens der Bauelemente fließen kann. Die Ausbildung eines Höckers würde diesen Vorteil nicht ergeben.

Die Kombination der Abstandsstücke 5 und speziell einer Nut 7 ergibt einen zusätzlichen Vorteil, der aus der getrennten Verwendung dieser Merkmale nicht ohne weiteres erkennbar ist. Die derzeitige Technologie für die Ausbildung der Lothöcker 5 umfaßt die Anbringung irgendeines lötbaren Materials 11 auf das Substrat. Im Hinblich auf die Unregelmäßigkeit der Oberfläche, auf die dieses Material abgeschieden werden muß, wird hierzu allgemein irgendeine Art eines Übertragungsvorganges unter Verwendung von Walzen, dünnen Metallstreifen oder irgendein anderer Übertragungsvorgang verwendet. Diese Übertragungsvorgänge sind sehr schnell und für eine Massenproduktion geeignet, ermöglichen jedoch im allgemeinen nicht das Aufbringen von Material, das in zwei Achsen entlang einer ebenen Oberfläche getrennt ist. Dies heißt mit anderen Worten, daß es normalerweise möglich ist, mehrere parallele Linien entlang eines Substrats einfach dadurch zu bilden, daß mehrere Walzen parallel zueinander vorgesehen werden, die über ein Substrat abrollen. Um ein unterbrochenes Muster sowohl entlang der x- als auch y-Achsen entlang eines Substrates zu erzeugen, ist beispielsweise die Verwendung von mit Kerben versehenen Walzen erforderlich, die Zahradzähnen ähneln. Derartige mit Kerben versehene Walzen weisen nicht die Zuverlässigkeit auf, die für hohe Produktionserträge erforderlich ist. Andere Alternativen für das getrennte Aufbringen in zwei Achsen könnten beispielsweise die Verwendung von Abgabespritzen einschließen. Derartige Spritzen sind jedoch nicht für eine Massenproduktion geeignet und beeinträchtigen allgemein den Produktionsertrag.

Die Einfügung der Nut 7 ergibt zwei getrennte unabhängige Hälften eines leitenden Materials 11 von einer Seite des Substrats zur gegenüberliegenden Seite. Dies wird ohne die Notwendigkeit der Verwendung aufwendiger Spritzen oder unzuverlässiger Walzen vom Zahnradtyp erreicht. Eine Überprüfung der richtigen Ausrichtung der Übertragungsvorrichtung wird in genauer Weise durch die Abstandsstücke 5 erreicht. Material wird lediglich auf die Kontaktbereiche übertragen und wird damit von der Nut 7 ausgeschlossen. Obwohl die Nut 7 eine Vielzahl von Formen aufweisen kann und auf eine Vielzahl von verschiedenen Arten geformt werden könnte, wurde die halbkreisförmige Nut als bevorzugte Ausführungsform ausgewählt, weil mechanische Spannungen in dem Keramikmaterial so gering wie möglich gehalten werden und die Tiefe auf einem relativen Maximum gehalten wird. Ein typisches Sandstrahlen würde einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt erfordern und könnte zu einer unzureichenden Tiefe der Nut führen. Selektiv könnte die Nut 7 an ein oder mehreren Anschlußstellen fortgelassen werden, damit leitendes Material 11 Schaltungen auf der Vorderseite des Substrates mit Schaltungen auf der Rückseite des Substrates verbinden kann.

Dargestellt, jedoch noch nicht erläutert, ist die abschließende elektrische Verbindung, die als Ergebnis der Oberflächenmontage auftritt. Das Substrat 13 trägt auf einer Oberfläche irgendeine Art von elektrischen Leitern 12. Beim Aufschmelzen irgendeiner Lotpaste und der Lothöcker 6 wird ein Lot-Füllstück 15 gebildet Dieses Lot wirkt als mechanische und elektrische Verbindung zur leitenden Beschichtung 11, die üblicherweise als Kerben- oder Kantenmaterial bezeichnet wird. Leitendes Material 8 wird auf dem Substrat in einem gewünschten Muster abgeschieden, typischerweise gebrannt, worauf erneut Widerstandsmaterial 9 abgeschieden und erneut gebrannt wird. Die elektrische Verbindung erfolgt dann von dem Leiter 12 durch das Lot- Füllstück 15 zum Kantenanschluß 11, dann zum Leiter 8 und schließlich zum Widerstandsmaterial 9. Eine Umhüllung oder Beschichtung 10 bietet einen gewissen Schutz gegen äußere und mechanische Einflüsse für das Widerstandsnetzwerk. Die Beschichtung kann zusätzlich eine Sperre bilden, über die hinaus das Lot nicht durch Kapillarwirkung aufsteigt, wodurch zusätzlich die Ausbildung des Füllstückes 15 während des Aufschmelzens des Lotes gesteuert wird.

In Fig. 4 ist eine erste abgeänderte Ausführungsform dargestellt, die allgemein als Netzwerk 41 bezeichnet ist, wobei gleiche Elemente die gleichen Bezugsziffern wie in den vorhergehenden Figuren aufweisen. Die Beschichtung 10, die allgemein ebene Keramikfläche 3 und die Abstandsstücke 4 sind ähnlich den bereits vorher gezeigten und erläuterten Elementen. Anstelle der kleineren Abstandsstücke 5 weist das Netzwerk 41 jedoch leicht eingekerbte Teile 42 auf. Diese Kerben ergeben wie die vorher erläuterte Kerbe 7 einen Bereich von freiliegendem Keramikmaterial mit erheblicher Länge und vergrößertem Volumen zwischen den Lothöcker-Anschlüssen 6. Weiterhin bilden diese Kerben 42 eine Lotsperre zwischen benachbarten Lothöckeranschlüssen 6. Schließlich erleichtert der offene Bereich, der durch diese Kerben gebildet ist, Reinigungsvorgänge, wie beispielsweise die Flußmittelentfernung, weil hierdurch kleine Öffnungen gebildet werden, die jeden Anschluß umgeben, so daß Reinigungsflüssigkeiten an diese Oberflächen gelangen können.

Eine zweite abgeänderte Ausführungsform ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Dieses Netzwerk weist einreihige Anschlüsse (SIP) auf, wie dies am besten aus Fig. 6 zu erkennen ist. Aus Gründen der Klarheit sind viele der Merkmale des Widerstandsnetzwerkes, wie zum Beispiel die Widerstände 9, die Leiter 8 und die Verdrahtungssubstrat-Leiter 12 nicht dargestellt, doch ist verständlich, daß sie auch bei dieser Ausführungsform vorhanden sind. Diese Ausführungsform, die allgemein als Netzwerk 51 bezeichnet ist, ist auf einer Verdrahtungsplatte 54 befestigt. Die Befestigung wird durch das Einsetzen von Keramikschenkeln 53 durch das Verdrahtungssubstrat 54 hindurch erreicht. Die Schenkel 53 sind mit verjüngten oder abgeschrägten Enden 52 dargestellt, obwohl irgendeine geeignete Form für die Schenkel 53 und die Enden 52 ohne weiteres verwendet werden kann. Die Schenkel ergeben eine Stabilität für das Widerstandsnetzwerk vor den Lot-Befestigungsvorgängen und sie ergeben zusätzlich eine körperliche Ausrichtung des Netzwerkes 51 und der zugehörigen Anschlüsse 56 gegenüber dem Verdrahtungssubstrat 54. Die Kerben 55 verhalten sich ähnlich wie die Kerben 42, die anhand der Fig. 4 gezeigt und erläutert wurden. Die Anschlüsse 56 sind gleichfalls den Lothöckeranschlüssen 6 nach Fig. 1 sehr ähnlich, und sie werden auch allgemein in der gleichen Weise ausgebildet.

Wie dies insbesondere aus Fig. 6 zu erkennen ist, die eine Querschnittsansicht entlang der Linie 6′ nach Fig. 5 darstellt und bei der wiederum einige Elemente nicht dargestellt jedoch vorhanden sind, umgibt das Verdrahtungssubstrat 54 jeden Schenkel 53. Eine Hälfte der Nut 55 ist sichtbar, und zwar ebenso wie das Lotfüllstück 15, das eine Brücke zwischen den Anschlüssen 56 und den Leitern des Verdrahtungssubstrats herstellt.

Obwohl diese zweite abgeänderte Ausführungsform in Form eines SIP dargestellt wurde, ist es genauso möglich, eine DIP- Konstruktion durch Einfügen einer Nut 7 zu schaffen. Eine derartige Nut oder Kerbe muß sich nicht notwendigerweise über die volle Länge des Substrates erstrecken, sondern sie kann sich auch lediglich über den Abstand erstrecken, der von den Anschlüssen 56 eingenommen wird.

Obwohl im Vorstehenden Einzelheiten bevorzugter Ausführungsformen erläutert wurden, sind diese in keiner Weise beschränkend. Beispielsweise weist die bevorzugte Ausführungsform Keramik-Widerstandsnetzwerke auf, obwohl die Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen auch auf andere Substratmaterialien und andere Netzwerke anwendbar sind, unter Einschluß von Polymer-Substraten und isolierten Metallsubstraten, Widerstands-Kondensator-Netzwerken, Kondensatornetzwerken, Hybridschaltungen und anderen Schaltungskombinationen, bei denen die vorstehend beschriebenen Merkmale vorteilhaft sind. Weiterhin wurde die bevorzugte Ausführungsform anhand von Lotverbindungen zum Verdrahtungssubstrat beschrieben. Die beschriebenen Merkmale können jedoch auch weitgehend für andere Verbindungs- und Anschlußverfahren verwendet werden, beispielsweise unter Verwendung von leitendem Epoxy-Material. Weiterhin ist die Beschichtung 10 in vielen Fällen nicht erforderlich.

Claims (11)

1. Bauelement für die Oberflächenmontage mit einem Bauelement- Substrat, auf dem zumindestens ein elektrisches oder elektronisches Bauteil zumindestens teilweise gehaltert ist, und mit einer Mehrzahl von elektrischen Verbindungseinrichtungen zur Bildung elektrischer Verbindungen zwischen den elektrischen oder elektronischen Bauteilen und anderen elektrisch leitenden Elementen die im übrigen von dem Bauelement-Substrat getrennt sind, wobei die Mehrzahl von elektrischen Verbindungseinrichtungen zumindestens eine erste und eine zweite Verbindungseinrichtung einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen einen minimalen gegenseitigen Abstand aufweisen, die gleich dem ist, der erforderlich ist, um eine elektrische Brückenbildung zwischen den ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen zu verhindern, und daß eine Mehrzahl von Isolationseinrichtungen (5, 7; 42; 55) benachbart zu der Mehrzahl von elektrischen Verbindungseinrichtungen (6; 56) vorgesehen ist, um einzelne Verbindungseinrichtungen von den übrigen benachbarten Verbindungseinrichtungen zu trennen, so daß die ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen durch die Isolationseinrichtungen isoliert sind, die eine Verringerung des minimal erforderlichen Abstandes zwischen den ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen auf einen Wert bewirken, der kleiner als der ist, der bei Fehlen der Isolationseinrichtungen erzielt würde.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationseinrichtungen (5; 42; 55) durch eine von einer ebenen Form abweichende Oberfläche gebildet ist, die zwischen den ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen (6; 56) angeordnet ist.

3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht ebene Oberfläche durch eine Nut (42; 55) gebildet ist, die in dem Bauelemente-Substrat (2) ausgebildet ist.

4. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsbereich vorgesehen ist, in dem eine Verbindung zwischen der Mehrzahl von elektrischen Verbindungseinrichtungen (6) und den anderen elektrisch leitenden Verbindungseinrichtungen (12) auftritt, und daß eine Trennung (7) der Mehrzahl der elektrischen Verbindungseinrichtungen entlang mehr als einer Achse innerhalb dieses Verbindungsbereiches durch die Isolationseinrichtungen vorgesehen ist.

5. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich im wesentlichen eben ist.

6. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Bauelement- Halterungseinrichtungen (4; 53) zur Halterung des Bauelementes bezüglich der anderen elektrisch leitenden Einrichtungen (12).

7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bauelement- Halterungseinrichtungen (4; 53) allgemein von dem Bauelement- Substrat (2) aus erstrecken oder von diesem vorspringen und mit einem externen Substrat (13) in Eingriff kommen, das keinen Teil des Bauelementes zur Oberflächenmontage ist, so daß sich die Halterungsfunktion ergibt.

8. Bauelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Netzwerk- Halterungseinrichtungen (4; 53) zumindestens teilweise durch das äußere Substrat (13) erstrecken.

9. Bauelement nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelement- Halterungseinrichtungen (4; 53) einstückig mit dem Bauelement- Substrat (2) ausgebildet sind.

10. Bauelement nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelement­ Halterungseinrichtungen (5; 42) allgemein von dem Bauelement- Substrat (2) weiter vorspringen als die Mehrzahl der elektrischen Verbindungseinrichtungen (6; 56) und mit dem äußeren Substrat (13) in Eingriff kommen um einen kontrollierten Abstand zwischen dem Bauelement-Substrat (2) und dem äußeren Substrat (13) herzustellen.

11. Verfahren zur elektrischen Lötverbindung zwischen einem zur Oberflächenmontage bestimmten Bauelement mit einer Mehrzahl von elektrischen Verbindungseinrichtungen und einem Verdrahtungssubstrat, das elektrische Leiter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement in einem ersten kontrollierten und reproduzierbaren Abstand von dem Verdrahtungssubstrat gehalten wird, daß Lot-Füllstücke geschaffen werden, die sich elastisch bei unterschiedlichen Ausdehnungen und Zusammenziehungen zwischen dem Bauelement- Substrat und dem Verdrahtungssubstrat verformen, und daß eine erste elektrische Verbindung von einer benachbarten elektrischen Verbindung isoliert wird, um eine elektrische Brückenbildung der ersten und der benachbarten elektrischen Verbindungen während des Schrittes der Schaffung der Lot-Füllstücke zu verhindern.