DE4239761A1 - Elektronische Schaltung - Google Patents

Elektronische Schaltung

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Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltung, insbesondere eine elektronische Hybridschaltung mit wenigstens einer, mit elektrischen Leiterbahnen versehenen Substratschicht, ferner mit auf der Substratschicht angeordneten, durch die Leiterbahnen miteinander in Verbindung stehenden elektronischen Bauelementen, sowie mit einem die Bauelemente gemeinsam mit der Substratschicht umschließenden, gegen Umwelteinflüsse abdichtenden Abdeckteil.
In der Hybridtechnik werden häufig nackte, also nicht in ein Gehäuse eingekapselte Halbleiter eingesetzt, die in einer Schutzgasatmosphäre hermetisch dicht verkapselt werden, um gegen chemische und mechanische Einflüsse geschützt zu sein. Dies geschieht u. a. beispielsweise durch Abdeckhauben, die auf die entsprechenden Stellen der Substratschicht aufgebracht werden.
Um elektrische Verbindungen zur anderen Seite der Substratschicht hin zu führen, müssen die elektrischen Verbindungen zunächst seitlich unter der Kapselung herausgeführt werden, um dann gegebenenfalls über konventionelle Durchkontaktierungen oder über den Substratrand zur Schaltungsrückseite zu gelangen. Damit ist nur eine beschränkte Packungsdichte der Bauelemente möglich und es können relativ lange Leiterbahnen entstehen, die in der Regel unerwünscht sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Hybridschaltung zu schaffen, bei der kurze Verbindungen zwischen den beiden Substratseiten möglich sind, ohne daß hierdurch Beeinträchtigungen der hermetisch dicht verkapselten Bauelemente durch äußere Einflüsse auftreten können.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Substratschicht im Bereich des Abdeckteils mit durchkontaktierten Bohrungen versehen ist, wobei die Bohrungen durch eine Dichtmasse hermetisch verschlossen sind.
Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß nunmehr auch komplexe mikroelektronische Hybridschaltungen problemlos realisiert werden können, da durch die Abdichtung der Bohrungen gleichwohl an jeder erforderlichen Stelle auf dem Substrat Durchkontaktierungen realisiert werden können, ohne daß über die Bohrungen die Schutzgasatmosphäre austreten bzw. verschmutze Luft von außen eintreten kann.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Bohrungen durch vollständiges Auffüllen oder durch Abdecken mit der Dichtmasse geschlossen. Ob dabei die Bohrung nur oberflächlich abgedeckt oder aber vollständig aufgefüllt wird, hängt von den an die Hybridschaltung gestellten Anforderungen, wie beispielsweise thermische Wechsellast, sowie von den Eigenschaften der verwendeten Dichtmasse ab. In besonders einfacher Weise kann dabei die Dichtmasse im Siebdruckverfahren aufgetragen, nach der Auftragung getrocknet und eingebrannt sein.
Die Dichtmasse kann in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung von einer elektrisch leitfähigen oder aber einer dielektrischen Dickschichtpaste, wie sie handelsüblich angeboten wird, gebildet sein.
Das Abdeckteil kann in konventioneller Weise von einer auf die Substratschicht aufgesetzten Haube gebildet sein. Es besteht jedoch auch die vorteilhafte Möglichkeit, daß zwei oder mehrere Substratschichten mit einem oder mehreren zwischen sich angeordneten, hermetisch gegen die Substratschichten abdichtenden Distanzteilen zu einer Einheit verbunden sind. In diesem Fall können die Kontakte zwischen den beiden Substratschichten durch Drähte oder Kontaktklammern realisiert werden.
Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine Hybridschaltung mit einer konventionellen Durchkontaktierung im Querschnitt,
Fig. 2 eine Hybridschaltung nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform in der Fig. 1 entsprechender Darstellung,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
Die in der Zeichnung in Fig. 1 dargestellte Hybridschaltung besteht aus einer mit elektrischen Leiterbahnen 1 versehenen Substratschicht 2, auf welcher mehrere elektronische Bauelemente 3 angeordnet sind. Diese Bauelemente 3 stehen über die elektrischen Leiterbahnen 1 über Anschlußdrähte 4 miteinander in Verbindung. Zum Schutz der in der Regel ungekapselten Bauelemente 3, insbesondere Halbleiterbauelemente, ist ein Abdeckteil 5 vorgesehen, das hermetisch dicht auf die Substratschicht 2 aufgesetzt ist und zumindest die gegen Umwelteinflüsse empfindlichen Bauelemente 3 schützt.
Wie sich aus Fig. 1 ergibt, mußten die Leiterbahnen 1 bisher unter dem Abdeckteil 5 seitlich herausgeführt und anschließend über entweder eine Randkontaktierung 6 oder eine konventionelle Durchkontaktierung 7 zur Unterseite der Substratschicht 2 geführt werden, wo in der Regel weitere Bauteile 8 in Form von Lötkomponenten angebracht sind.
Soweit das Abdeckteil 5 aus Metall besteht, sind darüber hinaus Vorkehrungen erforderlich, um einen Kurzschluß zwischen den Leiterbahnen 1 durch das Abdeckteil 5 zu verhindern.
Die Hybridschaltung nach Fig. 2 ist daher auch im Bereich unterhalb des Abdeckteils 5 mit durchkontaktierten Bohrungen 9 versehen, wobei die Bohrungen 9 durch eine Dichtmasse 10 hermetisch verschlossen sind. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist hierbei die linke Bohrung 9 vollständig aufgefüllt, während die rechte Bohrung 9 lediglich im Oberflächenbereich mit Dichtmasse 10 abgedeckt ist. Die Dichtmasse 10 kann im Siebdruckverfahren aufgetragen sein.
Die Dichtmasse 10 besteht im einzelnen aus einer konventionellen Dickschichtpaste, die entweder elektrisch leitfähige oder aber dielektrische Eigenschaften aufweisen kann. Diese Dickschichtpasten bestehen ihren wesentlichen Komponenten nach aus einem Lösungsmittel, Glasfritte, sowie Metallpartikeln bzw. isolierenden Füllstoffen in Form von Keramik. Sie werden nach dem Drucken getrocknet und anschließend in einem Hochtemperaturprozeß eingebrannt.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist das Abdeckteil 5 in üblicher Weise von einer auf die Substratschicht 2 aufgesetzten Haube gebildet.
Die durchkontaktierten Bohrungen 9 erlauben jedoch den Aufbau noch komplexerer Hybridschaltungen, wie dies in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 dargestellt ist. Hier sind zwei Substratschichten 2 mit zwischen sich angeordneten Distanzteilen 11 in Form eines Rahmens derart miteinander verbunden, daß der zwischen den Substratschichten 2 eingeschlossene Raum hermetisch abgedichtet ist. Dabei besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, weitere Substratschichten 2 in entsprechender Weise aufeinander zu setzen, wobei jeweils die oberste und unterste Substratschicht 2 die Kapselung bildet.
Die Substratschichten 2 sind randseitig durch Klammern 15 oder Drähte miteinander verbunden, die zugleich für die elektrische Verbindung zwischen den Substratschichten sorgen können.

Claims (6)

1. Elektronische Schaltung, insbesondere elektronische Hybridschaltung mit wenigstens einer, mit elektrischen Leiterbahnen (1) versehenen Substratschicht (2), ferner mit auf der Substratschicht (2) angeordneten, durch die Leiterbahnen (1) miteinander in Verbindung stehenden elektronischen Bauelementen (3), sowie mit einem die Bauelemente (3) gemeinsam mit der Substratschicht (2) umschließenden, gegen Umwelteinflüsse abdichtenden Abdeckteil (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Substratschicht (2) im Bereich des Abdeckteils (5) mit durchkontaktierten Bohrungen (9) versehen ist, wobei die Bohrungen (9) durch eine Dichtmasse (10) hermetisch verschlossen sind.
2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (9) durch vollständiges Auffüllen oder durch Abdecken mit der Dichtmasse (10) geschlossen sind.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse (10) im Siebdruckverfahren aufgetragen, nach Auftragung anschließend getrocknet und eingebrannt ist.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse (10) von einer elektrisch leitfähigen oder aber einer dielektrischen Dickschichtpaste gebildet ist.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (5) von einer auf die Substratschicht (2) aufgesetzten Haube gebildet ist.
6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Substratschichten (2) mit einem oder mehreren, zwischen sich angeordneten, hermetisch gegen die Substratschichten abdichtenden Distanzteilen (11) zu einer Einheit verbunden sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184579B1 (en) 1998-07-07 2001-02-06 R-Amtech International, Inc. Double-sided electronic device

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US6184579B1 (en) 1998-07-07 2001-02-06 R-Amtech International, Inc. Double-sided electronic device

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