DE68925922T2 - Elektrischer Schaltungsapparat - Google Patents

Elektrischer Schaltungsapparat

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Masaki Konishi
Takashi Sakaki
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
  • Als Beispiele für bisher bekannte Techniken, um elektrische Schaltungselemente elektrisch zu verbinden, können genannt werden:
  • (1) das Drahtbondverfahren
  • (2) das TAB-Verfahren (automatisches Tapebondverfahren) (das eine beispielsweise in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 59-139636 offenbarte Technik ist)
  • (3) das CCP-Verfahren (koitrolliertes Kollabierbondverfahren) (siehe beispielsweise Japagische Patentveröffentlichung Nr. 42-2096 und Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 60-57944)
  • (4) eine in den Fig. 1 und 2 gezeigte Technik
  • (5) eine in Fig. 3 gezeigte Technik
  • (6) eine in Fig. 4 gezeigte Technik,
  • wobei die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Technik dadurch gekennzeichnet ist, daß:
  • eine aus Polyimid od. dgl. gefertigte Isolierschicht 71 in den Bereichen mit Ausnahme der Verbindungsteile 5 eines ersten Halbleiter-Bauelements 4 ausgebildet wird. Metallelemente 70 aus Au od. dgl. werden für die Verbindungsteile 5 erzeugt, bevor die exponierten Flächen 73 und 72 der Metallelemente 70 und die Isolierschicht 71 abgeflacht werden. Andererseits wird eine weitere, aus Polyimid od. dgl. hergestellte Isolierschicht 71' an den Teilen mit Ausnahme der Verbindungsteile 5' eines zweiten Halbleiter-Bauelements 4' ausgestaltet. Metallelemente 70', die aus Au od. dgl. hergestellt sind, werden im Verbindungsteil 5' vor einem Abflachen der freigelegten Flächen 73' und 72' der Metallelemente 70' sowie der Isolierschicht 71' ausgebildet.
  • Dann werden das erste Halbleiter-Bauelement 4 und das zweite Halbleiter-Bauelement 4', wie in Fig. 2 gezeigt ist, in die richtige Lage gebracht und verschweißt, so daß die Verbindungs teile 5 des ersten Halbleiter-Bauelements 4 und die Verbindungsteile 5' des zweiten Halbleiter-Bauelements 4' miteinander über die Metallelemente 70 und 70' vereinigt werden.
  • Das Verfahren gemäß (5), das in Fig. 3 gezeigt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  • zwischen ein erstes Schaltungssubstrat 75 und ein zweites Schaltungssubstrat 75, eine anisotrope leitfähige Schicht 78 eingefügt wird, wobei diese anisotrope leitfähige Schicht 78 dadurch gebildet wird, daß leitfähige Partikel 79 in einem Isoliermaterial 77 dispergiert werden. Das erste und zweite Substrat 75 und 75' werden dann vor Anwenden eines Drucks allein oder einer Kombination von Wärme und Druck in die korrekte Lage gebracht, wodurch ein Verbindungsteil 76 des ersten Schaltungssubstrats 75 und ein Verbindungsteil 76' des zweiten Schaltungssubstrats 75' miteinander vereinigt werden.
  • Das Verfahren gemäß (6), das in Fig. 4 gezeigt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß:
  • ein elastischer, aus einem Isoliermaterial 81 und Metalldrähten 82 gefertigter Verbinder 83, der durch Anordnen von aus Fe oder Cu hergestellten Drähten 82 in den gleichen Richtungen gebildet ist, zwischen das erste Schaltungssubstrat 75 sowie das zweite Schaltungssubstrat 75' eingesetzt wird. Das erste Schaltungssubstrat 75 sowie das zweite Schaltungssubstrat 75' werden dann, bevor sie unter Druck gesetzt werden, positioniert, wodurch das Verbindungsteil 76 des ersten Schaltungssubstrats 75 und das Verbindungsteil 76' des zweiten Schaltungssubstrats 75' miteinander vereinigt werden.
  • Das vorbeschriebene herkömmliche Verbindungsverfahren schließt jedoch die folgenden Probleme ein:
  • Ein Schaltungsaufbau auf der Grundlage des Bondverfahrens zieht eine gewisse Beschränkung nach sich. Die Teilung (der Abstand zwischen den zentralen Teilen der benachbarten Verbindungsstellen) zwischen den benachbarten Leitern ist zu groß, und die Gesamtdicke der Schaltung kann nicht vermindert werden. Des weiteren ist die Betriebszuverlässigkeit wegen einer Korrosion und eines Bruchs der Leiter unzureichend, und aufgrund der Konzentration von Wärme in den Bereichen zwischen den Verbindungselementen und den elektrischen Schaltungselementen können die Kennwerte schlechter werden. Ferner kann, wenn ein elektrisches Schaltungsteil fehlerhaft wird, dieses nicht allein ersetzt werden.
  • Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Technik ruft die folgenden Probleme hervor:
  • (a) Die freigelegte Fläche 72 der Isolierschicht 71 sowie die freigelegte Fläche 73 der Metallelemente 70 oder die freigelegte Fläche 72' der Isolierschicht 71' sowie die freigelegte Fläche 73' des Metallelements 70' müssen abgeflacht werden. Aufgrund der Erweiterung des Herstellungsverfahrens werden die Produktionskosten ansteigen.
  • (b) Wenn irgendein Höhenunterschied zwischen der freigelegten Fläche 72 der Isolierschicht 71 und der freigelegten Fläche 73 der Metallelemente 70 oder zwischen der freigelegten Fläche 72' der Isolierschicht 71' und der freigelegten Fläche 73' der Metallelemente 70' vorhanden ist, so können die Metallelemente 70 und 70' nicht miteinander verbunden werden, was eine Herabsetzung in der Betriebszuverlässigkeit der elektrischen Schaltung verursacht.
  • Die Technik gemäß (5), die in Fig. 3 gezeigt ist, ruft die folgenden Probleme hervor:
  • (a) Wenn die Verbindungsteile 76 und 76' miteinander durch Anwenden von Druck, nachdem sie positioniert worden sind, vereinigt werden, werden die Verbindungsteile im Verbindungszustand ungleich, weil der Druck nicht gleichförmig aufgebracht werden kann. Als Ergebnis wird auch der aus einem Kontakt hervorgehende Widerstand der Verbindungsteile ungleichförmig. Das führt zur Verschlechterung in der Zuverlässigkeit der bewerkstellig ten Verbindung. Wenn eine große elektrische Strommenge durch die Schaltung zum Fließen kommt, erzeugen zusätzlich die Verbindungsteile in nachteiliger Weise Wärme. Deshalb kann diese Technik nicht in geeigneter Weise in einem Fall angewendet werden, wobei die Absicht besteht, eine große elektrische Strommenge fließen zu lassen.
  • (b) Selbst wenn auf die Verbindungsteile 76 und 76' ein Druck gleichförmig aufgebracht wird, wird aufgrund der räumlichen Anordnungen der leitfähigen Partikel 79 der anisotropen leitfähigen Schicht 78 die Widerstandsverteilung ungleichförmig. Das führt zur Verschlechterung in der Zuverlässigkeit der bewerkstelligten Verbindung. Darüber hinaus kann diese Technik nicht in geeigneter Weise in einem Fall zur Anwendung kommen, wobei die Absicht besteht, eine große elektrische Strommenge fließen zu lassen.
  • (c) Da der Widerstand zwischen den benachbarten Verbindungsteilen durch Verkürzen der Teilung zwischen den benachbarten Verbindungsteilen (des Abstandes zwischen den Zentrumsteilen der benachbarten Verbindungsteile) vermindert werden kann, wird diese Technik nicht in geeigneter Wqise bei dichten Verbindungen angewendet.
  • (d) Weil der Widerstand durch das ungleiche Vorspringen h&sub1; der Verbindungsteile 76 und 76' der Schaltungssubstrate 75 und 75' verändert werden kann, ist es notwendig, daß der ungleiche Wert im Vorsprung h&sub1; eingeschränkt wird.
  • (e) Wenn die anisotropen leitfähigen Schichten benutzt werden, um die Halbleiter-Bauelemente und das Schaltungssubstrat oder die ersten Halbleiter-Bauelemente und die zweiten Halbleiter- Bauelemente zu verbinden, muß ferner ein Schlag für jedes Verbindungsteil des Halbleiter-Bauelements vorgesehen werden, was dazu führt, daß die Gesamtkosten angehoben werden. Wenn des weiteren die Technik gemäß (6), die in Fig. 4 gezeigt ist, zur Anwendung kommt, um Halbleiter-Bauelemente und ein Schaltungssubstrat oder um die ersten Halbleiter-Bauelemente und die zweiten Halbleiter-Bauelemente zu verbinden, so erheben sich die folgenden Probleme (a) bis (d):
  • (a) Da auf die Verbindungsteile ein Druck aufgebracht werden muß, besteht die Notwendigkeit, ein Druckerzeugungswerkzeug zu verwenden.
  • (b) Weil der Kontaktwiderstand zwischen dem Metalldraht 82 des elastischen Verbinders 83 sowie dem Verbindungsteil 76 des ersten Schaltungssubstrats 75 und dem zweiten Verbindungsteil 76' des zweiten Schaltungssubstrats 75' aufgrund des aufge brachten Drucks und des Oberflächenzustands verändert werden kann, ist die Betriebszuverlässigkeit in der Verbindung ungenügend.
  • (c) Weil der Metalldraht 82 des elastischen Verbinders 83 aus einem steifen Material gefertigt ist, kann jede Fläche des elastischen Verbinders 83, des ersten Schaltungssubstrats 75 und des zweiten Schaltungssubstrats 75' einen Bruch erleiden, wenn der aufgewendete Druck zu hoch ist. Falls dagegen der aufgebrachte Druck zu gering ist, ist die Zuverlässigkeit in der Verbindung unzureichend.
  • (d) Darüber hinaus können der Uberstand h&sub2; der Verbindungsteile 76 und 76' der Schaltungssubstrate 75 sowie 75', der Überstand h&sub3; des Metalldrahts 82 des elastischen Verbinders 83 und deren ungleiches Niveau die Änderung im Widerstand und den Bruch beeinflussen. Deshalb muß irgendeine Gegenmaßnahme, um den ungleichen überstand dzu vermindern, ergriffen werden.
  • Gemäß der Schrift EP-A-0 245 179 ist ein gattungsgemäßes System nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs bekannt, um Halbleiter an einem Leitersubstrat lösbar anzubringen. Das wird ohne Löten durch Pressen eines anisotropen Leiterkissens zwischen einer Halbleitermatrize und einem Leitersubstrat erreicht. Die in dieser Schrift offenbarte Vorrichtung umfaßt zu Ausrichtungszwecken eine Gesenkplatte, die Öffnungen besitzt, welche in einem dem Schema der Kontaktbereiche der anderen elektrischen Schaltungskomponente entsprechenden Schema angeordnet sind. Die Öffnungen bestimmen Halter zur Aufnahme der elektrischen Schaltungskomponenten und des elektrisch verbindenden Bauteils, um eine Ausrichtung zwischen den elektrischen Schaltungskomponenten am einen Endabschnitt der elektrisch leitfähigen Bauteile und der anderen elektrischen Schaltungskomponente am anderen Endabschnitt zu erreichen. Wenn das System montiert wird, muß jedoch die Ausrichtung zwischen den Kontaktbereichen der anderen elektrischen Schaltungskomponente und der Öffnungen der Gesenkplatte präzis ausgeführt werden. Jeglicher Positionierfehler wird unvermeidlich zu schlechten Verbindungen einer jeden Schaltungskomponente führen.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Schaltungsvorrichtung zu schaffen, die eine angemessene Ausrichtung des Halterungsbauteils, des elektrisch verbindenden Bauteils und der übrigen elektrischen Schaltung gewährleistet, wobei diese Bauteile ohne weiteres ersetzbar sind und die Verbindungsteile zwischen diesen eine ausgezeichnete Betriebszuverlässigkeit zeigen.
  • Dieses Ziel wird mittels der Merkmale des Patentanspruchs erreicht.
  • Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren die Erfindung durch eine Ausführungsform erläutert.
  • Fig. 1 bis 4 sind Querschnittsdarstellungen, die ein herkömmliches Beispiel veranschaulichen;
  • Fig. 5A bis 5D sind Querschnittsdarstellungen, die eine Ausführungsform gemäß der Erfindung veranschaulichen;
  • Fig. 6A bis 6C sind Querschnittsdarstellungen, die eine Ausführungsform des Verfahrens des Metallisierens und/oder Legierens gemäß der Erfindung veranschaulichen;
  • Fig. 7A bis 7C sind Querschnittsdarstellungen, die eine Ausführungsform des Verfahrens des Metallisierens und/oder Legierens gemäß der Erfindung veranschaulichen;
  • Fig. 8A bis 8C sind eine Querschnittsdarstellung und Perspektivdarstellungen, die ein Verfahren zur Herstellung eines elektrisch verbindenden Bauteils zur Verwendung bei der Erfindung veranschaulichen
  • Fig. 9A bis 9C sind Querschnittsdarstellunge, die das Verfahren zur Herstellung des bei der Erfindung verwendeten elektrisch verbindenden Bauteils zeigen;
  • Fig. 10A und 10B sind Querschnittsdarstellungen, die die Zustände vor und nach der Verbindung gemäß der Erfindung zeigen.
  • Zuerst werden wesentliche Bauteile der vorliegenden Erfindung jeweils beschrieben.
    • Elektrische Schaltungselemente
  • Für die elektrischen Schaltungselemente gemäß der vorliegenden Erfindung dienen als Beispiele: Halbleiter-Bauelemente, wie Transistoren und IC's, Schaltungssubstrate, wie Harz-Schaltungssubstrate, keramische Substrate, Metallsubstrate, Siliziumsubstrate (die manchmal im folgenden als "Schaltungs substrat" bezeichnet werden) und Leiterplatten.
  • Die elektrischen Schaltungselemente, die durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil festgehalten oder mit diesem verbunden werden sollen, können angeordnet werden, daß sie allein an einer Fläche der elektrischen Schaltungselementhalterung angeordnet sind, oder es kann eine Mehrzahl von diesem an einer Fläche vorhanden sein. Die Größe, die Gestalt und der Typ der elektrischen Schaltungselemente, die durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil festgehalten oder verbunden werden sollen, können wahlfrei bestimmt werden. Jedoch wird, je mehr die Anzahl und die Typen der durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil festzuhaltenden oder zu lagernden elektrischen Schaltungselemente zunehmen, der durch die vorliegende Erfindung zu erlangende Effekt umso bedeutender.
  • Die elektrischen Schaltungselemente, die mit dem Halterungsbauteil verbunden werden sollen, können angeordnet werden, so daß sie allein an einer Fläche des Halterungsbauteils vorhanden sind, oder es kann eine Mehrzahl von diesen an einer Fläche vorhanden sein.
  • Elektrische Schaltungselemente, die Verbindungsteile besitzen, sind der Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Obgleich die Zahl der Verbindungsteile wahlfrei bestimmt werden kann, so wird, je mehr die Zahl dieser zunimmt, der durch die vorliegende Erfindung zu erlangende Effekt umso erheblicher.
  • Wenngleich die Positionen, an denen die Verbindungsteile angeordnet werden, fakultativ bestimmt werden können, so wird außerdem, je mehr die Verbindungsteile innen in den elektrischen Schaltungselementen vorhanden sind, der durch die vorliegende Erfindung zu erlangende Effekt von größerer Bedeutung.
  • Die Verbindungsteile werden aus elektrisch leitfähigem Material gefertigt.
    • Elektrisches Schaltungselement-Halterungsbauteil
  • Das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil kann aus irgendeinem Material gefertigt werden, das aus Metall, einer Legierung, organischen und anorganischen Materialien ausgewählt wird. Alternativ kann ein durch Zusammensetzen der oben beschriebenen Materialien erlangtes Material Anwendung finden. Die Gestalt und Größe des elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteils kann wahlfrei bestimmt werden, wenn eine Verbindung zwischen den festzuhaltenden oder zu verbindenden elektrischen Schaltungselementen und den zugeordneten elektrischen Schaltungselementen gleichförmig und stabil bewerkstelligt werden kann.
  • Obgleich die Größe, die Anzahl und die Typen der elektrischen Schaltungselemente, die durch das elektrische Schaltungselement- Halterungsbauteil festgehalten oder verbunden werden sollen, fakultativ bestimmt werden können, wird, je mehr die Anzahl und die Typen von diesen zunehmen, die durch die vorliegende Erfindung zu erlangende Wirkung umso bedeutungsvoller.
  • Für das Metall oder die Legierung, die oben erwähnt wurden, werden beispielhaft genannt: ein Metall oder eine Legierung, wie Ag, Cu, Al, Be, Ca, Mg, Mo, Fe, Ni, Co, Mn, W, Ti, Pt, Cr, Pd, Nb, Ta, V und Y.
  • Für das anorganische Material wird beispielhaft genannt: Si, Ge, GaAs, InGaAs, InP und a-Si-Halbleiter; B&sub2;O&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, Na&sub2;O, K&sub2;O, CaO, ZnO, BaO, PbO, Sb&sub2;O&sub3;, As&sub2;O&sub3;, La&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2;, BaO, P&sub2;O&sub5;, TiO&sub2;, MgO, SiC, BeO, BP, BN, h-BN, c-BN, AlN, B&sub4;C, TaC, TiB&sub2;, CrB&sub2;, TiN, Si&sub3;N&sub4;, Ta&sub2;O&sub5; und Si&sub2;-Keramik, Ia-, Ib-, IIa- und IIb-Diamanten, Glas, synthetischer Quarz, Kohlenstoff, Bor und die anderen anorganischen Materialien.
  • Die organischen Materialien können beispielsweise verwenden: isolierendes Harz, für das härtbares Harz, UV-Härtungsharz als Beispiel dienen, und thermoplastisches Harz, für das als Beispiel dienen: Polyimidharz, Polyphenylsulfidharz, Polyäthersulfonharz, Polyätherimidharz, Polysulfonharz, Fluorharz, Polykarbonatharz, Polydiphenylätherharz, Polybenzil-Imidazolharz, Polyamidimidharz, Polypropylenharz, Polyvinylchloridharz, Polystyrolharz, Methakrylatmethylharz, Polyphenyloxidharz, Phenolharz, Melaminharz, Epoxyharz, Harnstoffharz,Methakrylharz, Vinylidenchloridharz, Alkydharz, Silikonharz.
  • Eine Schaltung kann am elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet werden. Wenn das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil aus einem Isoliermaterial oder einem Material, dessen Oberfläche der isolierenden Behandlung unterworfen werden ist, gebildet ist, können ein Schaltungschema und ein Verbindungsteil an mindestens einer Seitenfläche des elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteils ausgebildet werden. Alternativ können die Schaltungen untereinander an den zwei Seitenflächen des Halterungsbauteils verbunden werden oder können Haltekörper, an denen ein Schaltungsschema jeweils hergestellt ist, geschichtet werden, um ein mehrschichtiges Substrat auszubilden.
  • Als das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil kann eine geschichtete Struktur zur Anwendung kommen, die durch Kombinieren von Materialien, von denen jedes individuelle Funktionen entfaltet, erhalten werden kann. Beispielsweise kann eine Kombination eines Schaltungssubstrats sowie einer Verstärkungsplatte oder eine Kombination eines Schaltungssubstrats sowie von Strahlungsrippen angewendet werden. Die Anzahl der Schichten und die Funktionen können fakultativ gewählt werden.
    • Elektrisch verbindendes Bauteil
  • Das elektrisch verbindende Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung wird so gebildet, daß eine Mehrzahl von leitfähigen Elementen in einen aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigten Aufnahmekörper eingebettet werden. Die leitfähigen Elemente werden voneinander elektrisch isoliert. Eine Stirnfläche dieses leitfähigen Elements zeigt sich an der einen Seite des Halterungsbauteils, während eine andere Stirnfläche des leitfähigen Elements an der anderen Seitenfläche des Halterungsbauteils vorliegt.
  • Die elektrisch verbindenden Bauteile können aus einer einzigen Schicht oder aus einer Mehrfachschicht, die aus zwei oder mehr Schichten besteht, gebildet werden.
    • Leitfähiges Element
  • Es wird für die Metallkomponente die Fertigung aus Gold vorgezogen. Jedoch kann das folgende Metall oder eine Legierung wahlweise verwendet werden, wofür als Beispiel zu nennen ist: ein Metall oder eine Legierung, wie Ag, Be, Ca, Mg, Mo, Ni, W, Fe, Ti, In, Ta, Zn, Cu, Al, Sn und Pb-Sn.
  • Das Metallelement und das Legierungselement können so angeordnet werden, daß ein einzelnes elektrisch verbindendes Bauteil dieselben Metalle oder Metalle eines individuellen Typs enthalten kann. Jedes der Metallelemente und der Legierungselemente des elektrisch verbindenden Bauteils kann aus den gleichen Metallen oder Legierungen gebildet sein, und alternativ kann dieses aus individuellen Metallen oder Legierungen gefertigt sein. Ein durch ein organisches Material und/oder ein anorganisches Material, das in einem Metallmaterial enthalten ist, hergestelltes Material kann zur Anwendung kommen, wenn es Leitfähigkeit hervorbringt. Ein durch Kombinieren eines organischen Materials sowie eines anorganischen Materials erhaltenes Material kann verwendet werden, wenn es Leitfähigkeit entfaltet.
  • Die Querschnittsgestalt des elektrisch leitfähigen Bauteils kann zu einer kreisförmigen, rechteckigen oder anderen wahlfreien Gestalt ausgebildet sein.
  • Die Dicke des elektrisch leitfähigen Bauteils ist nicht speziell beschränkt, jedoch ist für dieses vorzuziehen, daß sie um oder mehr ist, und sie kann 20 µm oder geringer sein. Derjenige Teil des elektrisch leitfähigen Bauteils, der außenseitig in Erscheinung tritt, kann auf demselben Niveau wie dasjenige des Aufnahmekörpers angeordnet werden, oder er kann angeordnet werden, um über die Fläche des Aufnahmekörpers vorzustehen. Dieser vorstehende Teil kann an einer Seite oder an zwei Seiten ausgebildet werden. Wenn der vorstehende Teil angeordnet wird, um weiter vorzuragen, kann er zu einer höckerartigen Gestalt ausgebildet sein.
  • Der Abstand zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen kann so angeordnet werden, daß es derselbe Abstand zwischen den Verbindungsteilen der elektrischen Schaltungsteile ist, oder es kann dieser Abstand so angeordnet werden, daß er ein Abstand ist, der kürzer als der erstgenannte ist. Wenn ein kürzerer Abstand zur Anwendung kommt, können die elektrischen Schaltungselemente und die elektrisch verbindenden Bauteile miteinander ohne jegliche Notwendigkeit zur Durchführung irgendeines Positionierens der elektrischen Schaltungselemente und der elektrisch verbindenden Bauteile verbunden werden.
  • Es ist für das elektrisch leitfähige Bauteil nicht notwendig, rechtwinklig zum Aufnahmekörper angeordnet zu werden, sondern es kann diagonal von der einen Seite des Aufnahmekörpers zur anderen Seite von diesem angeordnet werden.
    • Aufnahmekörper
  • Der Aufnahmekörper wird aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt.
  • Irgendein elektrisch isolierendes Material kann angewendet werden. Das elektrisch isolierende Material kann beispielhaft ein organisches oder ein anorganisches Material sein.
  • Alternativ können ein Metall oder eine Legierung, die einer Be handlung unterworfen worden sind, wobei die elektrisch leitfähigen Elemente voneinander elektrisch isoliert sind, zur Anwendung kommen. Ein Typ oder eine Mehrzahl von Typen eines anorganischen Materials, eines Metalls oder einer Legierung in Form von erwünschten Ausgestaltungen, wie pulverförmig und faserartig, können in den anorganischen Materialien dispergiert und enthalten sein. Falls das Halterungsbauteil aus einem Metall gefertigt wird, ist es notwendig, daß beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material, wie Harz, zwischen dem elektrisch leitfähigen Material und dem Aufnahmekörper angeordnet wird.
  • Beispielsweise kann als das organische Material isolierendes Harz, wie härtbares Harz, UV-Härtungsharz und thermoplastisches Harz, zur Anwendung kommen, wobei für das isolierende Harz beispielhaft zu nennen sind: Polyimidharz, Polyphenylsulfidharz, Polyäthersulfonharz, Polyätherimidharz, Polysulfonharz, Fluorharz, Polykarbonatharz, Polydiphenylätherharz, Polybenzil-Imidazolharz, Polyamidimidharz, Polypropylenharz, Polyvinylchloridharz, Polystyrolharz, Methakrylatmethylharz, Polyphenyloxidharz, Phenolharz, Melaminharz, Epoxyharz, Harnstoffharz, Methakrylharz, Vinylidenchloridharz, Alkydharz, Silikonharz.
  • Es ist vorzuziehen, aus den oben genannten Materialien ein Harz zu wählen, das eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit entfaltet, weil Wärme, die unvermeidbar durch das Halbleiter-Bauelement erzeugt worden ist, durch das Harz abgegeben werden kann. Zusätzlich kann eine Verschlechterung in der Betriebszuverlässigkeit der Vorrichtung aufgrund von thermischer Expansion und thermischer Kontraktion weiter verhindert werden, indem die Konstruktion so eingerichtet wird, daß Harz gewählt wird, welches denselben oder im wesentlichen denselben Wärmedehnungs koeffizienten wie denjenigen des Schaltungssubstrats zeigt, wobei mindestens die Anordnung von einer Öffnung oder einer Mehrzahl von Luftblasen im organischen Material vorgesehen wird.
  • Das zu verwendende anorganische Material und Metallmaterial ist beispielsweise: SiO&sub2;, B&sub2;O&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, Na&sub2;O, K&sub2;O, CaO, ZnO, BaO, PbO, Sb&sub2;O&sub3;, As&sub2;O&sub3;, La&sub2;O&sub3;, ZrO&sub2;, BaO, P&sub2;O&sub5;, TiO&sub2;, MgO, SiC, BeO, BP, BN, AlN, B&sub4;C, TaC, TiB&sub2;, CrB&sub2;, TiN, Si&sub3;N&sub4;, Ta&sub2;O&sub5;-Keramik und Metall oder eine Legierung wie Ag, Cu, Au, Al, Be, Ca, Mg, Mo, Fe, Ni, Si, Co, Mn sowie W.
    • Verbindung: durch Metallisieren und/oder Legieren hergestellte Verbindung
  • Das Endstück des elektrisch verbindenden Bauteils kann mit dem elektrischen Schaltungselement durch die folgenden Methoden verbunden werden, wobei die Methode derart ausgestaltet ist, daß jedes der Endstücke der Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen, das auf der einen Seite des Aufnahmekörpers in Erscheinung tritt, und wenigstens eines aus der Mehrzahl von Verbindungsteilen des zweiten elektrischen Schaltungselements miteinander über eine Verbindungsschicht verbunden werden, die durch Metallisieren oder Legieren gebildet ist, während die anderen Endstücke einer Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Elementen, die an der anderen Seite des Aufnahmekörpers vorliegen und eine Mehrzahl von Verbindungsteilen der zweiten elektrischen Schaltungelemente untereinander über eine Verbindungsschicht verbunden werden, die durch Metallisieren und/oder Legieren gebildet ist.
  • Die Verbindungsschichten werden nachstehend beschrieben. In einem Fall, da das elektrisch leitfähige Bauteil und das Verbindungsteil , die miteinander verbunden werden sollen, aus demselben reinen Metall gefertigt sind, erlangt die aufgrund der Metallisierung auszubildende Verbindungsschicht eine kristalline Struktur vom selben Typ, die das elektrisch leitfähige Bauteil oder das Verbindungsteil bildet. Um die Metallisierung auszuführen, kann beispielsweise eine Methode angewendet werden, die so eingerichtet ist, daß die Endstücke des elektrisch leitfähigen Bauteils und das zugeordnete Verbindungsteil, die miteinander in Berührung gebracht worden sind, auf eine geeignete Temperatur erhitzt werden. Als Ergebnis dieser Hitze können Atome in die Nachbarschaft des Berührungsbereichs diffundieren, so daß der diffundierte Bereich zu einem metallisierten Zustand gebracht und die Verbindungsschicht ausgebildet wird.
  • In einem Fall, da das elektrisch leitfähige Bauteil und das Verbindungsteil, die miteinander vereinigt werden sollen, aus individuellen reinen Metallen gefertigt sind, wird die ausgebildete Verbindungsschicht aus einer Legierung der oben angebenen Metalle gefertigt. Um dieses Legieren zu bewerkstelligen, kann beispielsweise eine Methode Anwendung finden, die so eingerichtet ist, daß das Endstück des elektrisch leitfähigen Bauteils und das zugeordnete Verbindungsteil, die miteinander in Berührung gebracht worden sind, auf eine angemessene Temperatur erhitzt werden. Als Ergebnis dieser Hitze können Atome in der Nachbarschaft des Berührungsbereichs diffundieren, was dazu führt, daß eine Schicht einer festen Lösung oder einer metallischen Zusammensetzung in der Nähe des Berührungsbereichs gebildet wird, wobei diese Schicht imstande ist, als die Verbindungsschicht zu dienen.
  • Falls Au als das das elektrisch verbindende Bauteil bildende Metall und Al im Verbindungsteil der elektrischen Schaltungselemente zur Anwendung kommen, ist es für die Heiztemperatur vorzuziehen, diese auf 200 bis 350 ºC einzustellen.
  • In dem Fall, da entweder das elektrisch leitfähige Bauteil oder das Verbindungselement aus einem reinen Metall gefertigt ist, während das andere aus einer Legierung hergestellt ist, oder in dem Fall, da diese beiden aus den gleichen oder individuellen Legierungen gefertigt sind, wird die Verbindungsschicht aus der Legierung hergestellt.
  • In jedem der folgenden Fälle wird die oben beschriebene Metallisierung oder Legierung durchgeführt, und das Verbindungsteil wird in gleichartiger Weise behandelt: ein Fall, da die Mehrzahl der elektrisch leitfähigen Bauteile eines elektrisch verbindenden Elements aus demselben Metall oder derselben Legierung gefertigt sind, ein Fall, da diese jeweils aus individuellen Metallen oder Legierungen hergestellt sind, ein Fall, wobei das eine elektrisch leitfähige Element aus dem gleichen Metall oder der gleichen Legierung hergestellt ist, und ein Fall, da das eine elektrisch leitfähige Element aus einem individuellen Metall oder einer individuellen Legierung gefertigt ist.
  • Es ist notwendig, daß das elektrisch leitfähige Element oder das Verbindungsteil aus einem Metall oder einer Legierung im Berührungsbereich zwischen diesen zu fertigen ist, während das andere Teil aus einem Material, bei welchem Glas mit Metall oder Harz mit Metall gemischt ist, hergestellt werden kann.
  • Es ist vorzuziehen, zur Steigerung in der Festigkeit des verbundenen Teils die Oberflächenrauheit der miteinander zu verbindenden Teile herabzusetzen (vorzugsweise soll sie 0,3 µm oder weniger sein). Ferner kann eine aus Metall oder einer Legierung hergestellte Plattierschicht, die ohne weiters in eine Legierung überführt werden kann, an den miteinander zu verbinbindenden Flächen ausgebildet werden.
    • Festhalten
  • Die folgenden Methoden (1) bis (5) können, um mindestens eine Seite außer den Seiten, an denen mindestens ein elektrisch verbindendes Bauteil des elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteils sowie des elektrischen Schaltungselements vorhanden ist, zu halten und um das elektrisch verbindende Bauteil sowie die elektrische Schaltungskomponente oder die andere elektrische Schaltungskomponente festzuhalten, angewendet werden, wobei mindestens ein Teil der obigen mittels mindestens einer der folgenden Methoden festgehalten werden muß:
  • (1) Eine Haltemethode, wobei die Abbindereaktion des organischen Materials ausgenutzt wird. Wenn Harz als das organische Material verwendet wird, kann dessen Typ fakultativ gewählt werden. Beispielsweise kann irgendein Material, das aus einer aus wärmehartbarem Harz und UV-Härtungsharz bestehenden Gruppe ausgewählt wird, verwendet werden.
  • (2) Eine Haltemethode, wobei ein Haftmittel verwendet wird. Der Typ des Haftmittels wird freigestellt gewählt. Beispielsweise kann irgendein Material, das aus einer Gruppe gewählt wird, die aus Akryl-Haftmittel und Epoxy-Haftmittel besteht, angewendet werden.
  • (3) Eine Haltemethode, bei der das oben beschriebene Metallisieren und/oder Legieren zur Anwendung kommt.
  • (4) Eine Haltemethode, wobei die Teile des elektrischen Schaltungs-Halterungsbauteils und diejenigen des elektrischen Schaltungselements aus dem gleichen Material gefertigt, die Flächen dieser Teile gereinigt und die gereingten Flächen im Vakuum aufeinandergestapelt werden, so daß sie durch eine Kraft (van der Waalssche Kräfte) zwischen den Komponentenatomen des Berührungsbereichs gehalten werden.
  • (5) Eine wahlfreie Methode außer (1) bis (4) mit einer Festigkeit, um den Lagefehler des Halterungsteils zu verhindern, auch wenn eine gewisse äußere Kraft auf das elektrische Schaltungs-Halterungsbauteil oder das elektrische Schaltungselement aufgebracht wird. Beispielsweise kann eine mechanische Preßpassung od. dgl. angewendet werden.
    • Anbringen und Ablösen
  • Die folgende Methode wird angewendet, um eines aus dem elektrischen Schaltungselement oder dem zweiten elektrischen Schaltungselement als eine anbringbare oder ablösbare Komponente anzuordnen:
  • Das Verfahren zur Verbindung der elektrischen Schaltungskomponente und der zweiten elektrischen Schaltungskomponenten untereinander, wobei der ein Ende des elektrisch leitfähigen Elements bildende Teil, der auf der einen Seitenfläche des elektrisch verbindenden Bauteils auftritt, und die anderen Enden des elektrisch leitfähigen Elements, die an der anderen Seitenfläche vorkommen, individuelle elektrisch verbindende Bauteile aus Materialien, von denen jedes einen individuellen Schmelzpunkt hat, verwenden. Demzufolge werden sowohl das elektrische Schaltungselement als auch das zweite elektrische Schaltungselement gleichzeitig miteinander durch Metallisieren und/oder Legieren mit Hilfe einer Wärme verbunden, die dem hohen Schmelzpunkt des elektrisch leitfähigen Elements, das ein Ende des elektrisch verbindenden Bauteils bildet, nachdem das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil, das elektrisch verbindende Bauteil und das andere elektrische Schaltungselement gleichzeitig positioniert worden sind, überschreitet. Alternativ kann eine Methode angewendet werden, wobei entweder der Aufnahmekörper oder das elektrisch verbindende Bauteil oder das zweite elektrische Schaltungselement im voraus positioniert werden, so daß sie untereinander durch Metallisieren und/oder Legieren zu verbinden sind, und sie werden durch Metallisieren und/oder Legie ren verbunden, indem sie auf eine Temperatur erhitzt werden, die den Schmelzpunkt des einen Endes des elektrisch leitfähigen Elements und des anderen Endes von diesem überschreitet, die jedoch niedriger als der Schmelzpunkt des anderen ist, nachdem das andere positioniert worden ist. Im letztgenannten Fall wird entweder das eine Ende oder das andere Ende des elektrisch leitfähigen Bauteils, das im voraus verbunden werden soll, aus einem Material mit dem höheren Schmelzpunkt gefertigt.
  • Es gibt ein Verfahren, das so eingerichtet ist, daß, wenn die auf diese Weise hergestellte elektrische Schaltungsvorrichtung erneut auf eine Temperatur erhitzt wird, die den unteren Schmelzpunkt überschreitet, jedoch unter dem höheren Schmelzpunkt liegt, nur das elektrische Schaltungselement, das mit dem elektrisch leitfähigen Bauteil des niedrigeren Schmelzpunkts verbunden ist, vom elektrisch verbindenden Bauteil getrennt wird, und daß dann nach erneutem Positionieren durch Erhitzen der Vorrichtung auf eine Temperatur, die den unteren Schmelzpunkt überschreitet, die jedoch unter dem höheren Schmelzpunkt ist, die Verbindung durch Metallisieren und/oder Legieren von neuem fertiggestellt wird. Wenn sich die Lagebeziehung der Verbindungsteile nicht ändert, kann das elektrische Schaltungsele ment, das dasselbe wie das elektrische Schaltungselement ist, welches zuvor verbunden worden ist, verbunden werden, und alternativ kann ein unterschiedliches elektrisches Schaltungselement in Verbindung gebracht werden.
    • Mechanisches Teil oder funktionelles Teil, das als ein Bezug zur Klärung der Lagebeziehung dient
  • Als mechanische Teile oder funktionelle Teile, die als Bezugsnormale für ein Positionieren des elektrischen Schaltungselement- Halterungsbauteils sowie des anderen elektrischen Schaltungselements dienen und die in diesem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil sowie dem anderen elektrischen Schaltungselement angeordnet sind, werden Positionierbohrungen und Positionierstifte verwendet.
  • Zusätzlich können mechanische Teile oder funktionelle Teile, die als Positionierbezüge dienen, welche für das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil , die zweiten elektrischen Schaltungselemente und das elektrisch leitfähige Bauteil vorzusehen sind, im zentralen Bereich oder im peripheren Bereich angeordnet werden. Je länger der Abstand zwischen den Bezugsteilen ist, desto mehr kann jedoch die Positioniergenauigkeit gesteigert werden. Die Anzahl von diesen ist nicht eingeschränkt.
  • Da das elektrische Schaltungselement so eingerichtet ist, um am elektrisch verbindenden Bauteil angebracht oder von diesem gelöst zu werden, können die elektrischen Schaltungselemente zum Zeitpunkt eines Fehlverhaltens ersetzt werden, was zu einer elektrischen Schaltungsvorrichtung führt, die extrem einfach zu warten ist.
  • Als Ergebnis der gleichförmigen Lagebeziehung zwischen den ]erbindungsteilen kann das elektrische Schaltungselement,das durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil festzuhalten oder mit diesem zu verbinden ist, ohne Schwierigkeiten mit dem anderen elektrischen Schaltungselement verbunden werden, und einer einzigen elektrischen Schaltungsvorrichtung kann eine Vielfalt von Funktionen vermittelt werden, wann immer das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil, das das elektrische Schaltungselement festhält oder das mit dem elektrischen Schaltungselement verbunden ist, ersetzt wird.
  • Weil das oben beschriebene Ersetzen durchgeführt werden kann, kann sogar ein elektrisches Schaltungselement der elektrischen Schaltungsvorrichtung, das als ein fehlerhaftes Teil im Leistungstest nach der Herstellung bestimmt worden ist, wieder im Herstellungsprozeß der elektrischen Schaltungsvorrichtung verwendet werden. Als Ergebnis kann der Produktionsertrag gesteigert werden, und dadurch können die Herstellungskosten herabgesetzt werden.
  • Weil das elektrische Schaltungselement und das zweite elektrische Schaltungselement miteinander unter Anwendung des oben beschriebenen elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteils und des elektrisch verbindenden Bauteils verbunden werden, kann das Verbindungsteil des elektrischen Schaltungselements im peripheren Bereich wie auch in dem Bereich außer diesem peripheren Bereich angeordnet werden. Als Ergebnis kann die Anzahl der Verbindungsteile erhöht werden, was dazu führt, einen dichten Aufbau erreichen zu können.
  • Weil ferner die Menge des für das elektrisch verbindende Bauteil zu verwendenden Metallmaterials vermindert werden kann, können die Gesamtkosten herabgesetzt werden, selbst wenn als das Metallteil teures Gold verwendet wird.
  • Da das elektrische Schaltungselement und das zweite elektrische Schaltungselement miteinander durch das elektrisch verbindende Bauteil verbunden werden, nachdem das elektrische Schaltungselement durch das elektrische Schaltungselement-Halte rungsbauteil festgehalten oder mit diesem verbunden worden ist, können eine Mehrzahl von und eine Vielfalt von elektrischen Schaltungselementen zur Anwendung kommen. Weil zusätzlich die Verwendung der derart angewendeten elektrischen Schaltungselemente zusammengefaßt erreicht wird, kann eine Vielfalt von elektrischen Schaltungsvorrichtungen in einem einzigen Herstellungsprozeß gefertigt werden.
  • Durch Klassifizieren der vom Halterungsbauteil festzuhaltenden elektrischen Schaltungselemente auf der Grundlage ihrer Funktionen können die elektrischen Schaltungselemente auf der Grundlage von Funktionsgruppen der Halterungsbauteile, die die elektrischen Schaltungselemente halten oder verbinden, angeordnet werden. Deshalb können weiter verschiedenartige elektrische Schaltungsvorrichtungen vom gleichen Fertigungsverfahren her erzeugt werden.
  • Weil ferner die elektrischen Schaltungselemente durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil festgehalten werden, brauchen die elektrischen Schaltungselemente nicht während oder nach der Beendigung der Herstellung der elektrischen Schaltungsvorrichtung durch Spannvorrichtungen und/oder Werkzeuge festgehalten zu werden. Als Ergebnis kann eine Kontrolle in der Herstellung der elektrischen Schaltungsvorrichtungen und eine Kontrolle nach der Herstellung ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden.
  • Weil das elektrische Schaltungselement und das zweite elektrische Schaltungselement miteinander mittels des elektrisch verbindenden Bauteils verbunden werden, nachdem das elektrische Schaltungselement durch das elektrische Schaltungselement- Halterungsbauteil gehalten worden ist, ist es nicht notwendig, komplizierte Positionierungen einer abwärts montierten Fläche für jedes der elektrischen Schaltungselemente auszuführen, und ein Positionieren der Verbindungsteile einer Vielfalt von elektrischen Schaltungselementen kann durchgeführt werden. Als Ergebnis kann die Produktionsleistung erheblich gesteigert werden. Weil gemäß der vorliegenden Erfindung das elektrische Schaltungselement und das zweite elektrische Schaltungselement gemeinsam positioniert und miteinander mittels des elektrisch verbindenden Bauteils verbunden werden, nachdem das elektrische Schaltungselement durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil festgehalten worden ist, kann eine Vielfalt von elektrischen Schaltungselementen zum Einsatz kommen, und die Verbindung der somit zum Einsatz gebrachten elektrischen Schaltungselemente kann gleichzeitig ausgeführt werden. Als Ergebnis kann eine Vielfalt von elektrischen Schaltungsvorrichtungen aus dem gleichen Herstellungsprozeß heraus gefertigt werden.
  • Die elektrischen Schaltungselemente können mit einer Vielfalt von Seitenflächen des elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteils und des elektrisch verbindenden Bauteils vereinigt werden. Als Ergebnis kann eine Dichte 3D-Elektroschaltungsvorrichtung erhalten werden.
  • Wenn ein Material, das eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit entfaltet, als das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil zur Anwendung kommt, und/oder wenn ein Material, das eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit zeigt, als das isolierende Material des elektrisch leitfähigen Bauteils angewendet wird, kann vom elektrischen Schaltungselement erzeugte Wärme ferner rasch nach außen abgeführt werden. Als Ergebnis kann eine elektrische Schaltungsvorrichtung erhalten werden, die ausgezeichnete Wärmeabführungseigenschaften entfaltet. Falls der isolierende Teil des elektrisch leitfähigen Bauteils aus einem Material mit einem Wärmedehnungskoeffzienten, der demjenigen des elektrischen Schaltungselements angenähert ist, gefertigt wird oder wenn das elektrische Schaltungselement- Halterungsbauteil aus einem Material mit einem Wärmedehnungskoeffzienten, der demjenigen des elektrischen Schaltungselements angenähert ist, gefertigt wird, kann jegliche Erzeugung einer Wärmespannung und -beanspruchung verhindert werden. Als Ergebnis können Fehler, die die Zuverlässigkeit der elektrischen Schaltungsvorrichtung verschlechtern, wie ein Bruch der elektrischen Schaltungselemente, oder die eine Änderung in den Kennwerten der elektrischen Schaltungselemente aufgrund der Anwen dung von Wärme hervorrufen, unterbunden werden. Als Ergebnis kann eine zuverlässige elektrische Schaltungsvorrichtung erlangt werden.
  • Weil die in Mehrzahl vorhandenen elektrischen Schaltungselemen te miteinander durch eine mittels Metallisieren und/oder Legieren ausgebildete Verbindungsschicht über das elektrische Verbindungsbauteil verbunden werden, werden die elektrischen Schaltungselemente fest und sicher miteinander zusammengebracht. Das führt zu der Tatsache, daß in einer elektrischen Schaltungsvorrichtung der Widerstand am Verbindungsteil von dieser gleichförmig gemacht und vermindert werden kann, wobei die mechanische Festigkeit von dieser groß ist und wobei die Vorrichtung erhalten werden kann, die ein extrem herabgesetztes Ausschußverhältnis zeigt.
  • Weil darüber hinaus eine Mehrzahl von elektrischen Schaltungselementen mittels des elektrisch verbindenden Bauteils untereinander durch eine Verbindungsschicht zusammengefügt werden, die durch Metallisieren und/oder Legieren gebildet ist, wird der Widerstand am Verbindungsteil zwischen den elektrischen Schaltungselementen weiter gegenüber dem Fall herabgesetzt, da lediglich ein elektrisches Schaltungselement durch Metallisieren und/oder Legieren verbunden wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Positioniermittel für das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil, die zweiten elektrischen Schaltungselemente und die elektrisch verbindenden Bauteile vorgesehen und sind imstande, als Bezugsnormale für die Lagebeziehung zu dienen. Als Ergebnis kann das Positionieren des elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteils und der zweiten elektrischen Schaltungselemente akkurat erlangt werden, d.h., das Verbindungsteil zwischen den elektrischen Schaltungselementen, die vom elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil gehalten oder mit diesem verbunden sind, und das Verbindungsteil der zweiten elektrischen Schaltungselemente können weiter ganz genau positioniert werden. Als Ergebnis kann eine gesteigerte genaue Verbindung weitgehend gleichförmig und konstant erhalten werden. Darüber hinaus kann die Verbindung mit einer hohen Geschwindigkeit verwirklicht werden. Weil als das mechanische Teil, das als der Bezug für die Lagebeziehung dient, ein mechanischer Preßsitztyp zur Anwendung kommt, kann eine Verbindung ohne irgendein Lokalisieren auf einfache Weise durchgeführt werden. Da die Verbindung nach dem Lokalisieren bewerkstelligt wird, das akkurat erreicht worden ist, kann des weiteren die Festigkeitsverteilung der verbundenen Teile in bedeutendem Maß vergleichmäßigt werden. Als Ergebnis wird die Betriebszuverlässigkeit gesteigert.
  • Als Ergebnis der derart durchgeführten Anordnung, daß das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil als eine Abdeckung für einen dichten Abschluß des elektrischen Schaltungselements dient, kann des weiteren vom elektrischen Schaltungselement erzeugte Wärme rasch nach außen abgeführt werden. Deshalb kann eine elektrische Schaltungsvorrichtung erhalten werden, die eine ausgezeichnete Wärmeabführungsleistung zeigt. Zusätzlich kann als Ergebnis der Tatsache, daß die elektrischen Schaltungselemente gegenüber der Außenseite dicht abgeschlossen sind, ein Schutz gegen ein Eindringen von Wasser in die Vorrichtung erzielt werden. Folglich können der Schaltungsteil der Verbindungsbereiche und die elektrischen Schaltungselemente gegenüber irgendeiner Korrosion geschützt werden, was eine Steigerung in deren Betriebszuverlässigkeit bewirkt.
  • Weil die funktionellen Teile der Verbindungsbereiche und die elektrischen Schaltungselemente in einem Hohlzustand abgeschlossen sind, kann jegliche Erzeugung einer thermischen Beanspruchung oder Spannung aufgrund des Unterschieds im Wärmedehnungskoeffizienten verhindert werden, selbst wenn die Abmessung der Vorrichtung vergrößert wird. Als Ergebnis können Fehler, die die Zuverlässigkeit der elektrischen Schaltungsvorrichtung verschlechtern, z.B. ein Brechen der elektrischen Schaltungselemente oder eine Anderung in den Kennwerten der elektrischen Schaltungselemente aufgrund der Anwendung von Wärme, verhindert werden. Als Ergebnis kann eine zuverlässige elektrische Schaltungsvorrichtung erhalten werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5A bis 5D beschrieben.
  • Die Querschnittsdarstellung der Fig. 5A ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, bevor die Mehrzahl von Halbleiter-Bauelementen 101, die als elektrische Schaltungselemente dienen, mit dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsteil 201 verbunden und/oder von diesem festgehalten werden. Die Bezugszahl 204 bezeichnet eine Positionierlehre mit einem Positionierstift 205'. Die Anzahl der Halbleiter-Bauelemente 101 kann, solange sie Eins überschreitet, wahlfrei bestimmt werden.
  • Die Fig. 5B ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, nachdem die Halbleiter-Bauelemente 101 mit dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil 201 verbunden worden und oder von diesem getragen sind. Die Fig. 5C ist eine Darstellung, die einen Zustand zeigt, wobei die Halbleiter-Bauelemente 101 mit/von dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsteil 201 verbunden und/oder getragen sind und das Schaltungssubstrat 104, das als das andere elektrische Schaltungselement dient, in Gegenüberlage zueinander zu einem elektrisch verbindenden Bauteil 125 gebracht sind.
  • Im elektrisch verbindenden Bauteil 125 sind Metallelemente 107, die als die elektrisch leitfähigen Elemente dienen, in einen aus einem organischen Material gefertigten Aufnahmekörper 111 eingebettet, wobei Stirnseiten 108 der Metallelemente 107 an der einen Seite des Aufnahmekörpers 111 auftreten, während die anderen Stirnseiten 109 der Metallelemente 107 an der anderen Seite des Aufnahmekörpers 111 in Erscheinung treten und im Aufnahmekörper Positionierbohrungen 203 ausgebildet sind.
  • Das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil 201 umfaßt eine Glasplatte und ist mittels einer Haftkraft an mindestens einer Seite von jedem der Halbleiter-Bauelemente 101 gehalten, an welcher mindestens ein oder mehrere Verbindungsteile 102 nicht vorhanden sind, wobei in der Halterung 201 Positionierbohrungen 202 ausgestaltet sind.
  • Die Halbleiter-Bauelemente enthalten Verbindungsteile 102, an welchen die Halbleiter-Bauelemente mit den einen Stirnseiten 108 der Metallelemente 107, die auf der einen Seite des Aufnahmekörpers 111 vorhanden sind, durch Legieren verbunden sind.
  • Das Schaltungssubstrat 104 enthält Verbindungsteile 105, an welchen das Schaltungssubstrat 104 mit den anderen Stirnseiten 109 der Metallelemente 107, die an der anderen Seite des Aufnahmekörpers 111 auftreten, durch Legieren verbunden sind, wobei im Substrat Positionierstifte ausgebildet sind.
  • Die Fig. 5D ist eine Querschnittsdarstellung, die einen Zustand zeigt, in welchem die oben beschriebenen Komponenten durch Verbinden zu einer Einheit zusammengefügt sind.
  • Die Positionierbohrungen 202 sowie 203 und die Positionierstifte 205 sind die mechanischen oder die funktionellen Teile, die als Bezug für die Lagebeziehung dienen.
  • Dieses Ausführungsbeispiel wird nun im Detail beschrieben.
  • Wie in Fig. 5A gezeigt ist, werden, nachdem die Positionierstifte 205' der Positionierlehre 204 in die im Glassubstrat 201 ausgebildeten Positionierbohrungen 202 eingesetzt worden sind, die Halbleiter-Bauelemente 101 unter Verwendung der Positionierstifte 205' als die Bezüge positioniert, um eine konstruktiv vorgesehene Lagebeziehung zwischen den Verbindungsteilen 102 der Halbleiter-Bauelemente 101 und den Verbindungsteilen 105 des Schaltungssubstrats, das über ein Haftmittel vom Glassubstrat 201 gehalten werden soll, herzustellen.
  • Dann werden, wie in Fig. 5A gezeigt ist, nachdem die für die Positionierlehre 204 vorgesehenen Positionierstifte 205' in die im Glassubstrat 201 ausgebildeten Positionierbohrungen 202 eingesetzt worden sind, die Halbleiter-Bauelemente 101 so positioniert, um eine konstruktive Lagebeziehung zwischen den Verbindungsteilen 102 und den Verbindungsteilen 105 des Schaltungssubstrats 104, das durch ein Haftmittel gehalten werden soll, herzustellen (siehe Fig. 5A und 5B).
  • Das auf diese Weise hergestellte elektrische Schaltungselement- Halterungsbauteil 201 wird von der die Halteposition bestimmenden Positionierlehre 204 abgenommen, und dann werden das elektrisch verbindende Bauteil 125 und Schaltungssubstrat 104 präpariert.
  • Jedes der Halbleiter-Bauelemente 101 und das Schaltungssubstrat 104 gemäß dieser Ausführungsform enthalten eine Mehrzahl von Verbindungsteilen 102 und 105.
  • Die Verbindungsteile 102 der Halbleiter-Bauelemente 101 werden so angeordnet, daß das Metall an den Positionen vorliegt, die den Verbindungsteilen 105 des Schaltungssubstrats 104 und den Verbindungsteilen 108 sowie 109 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 entsprechen.
  • Wie in Fig. 5C gezeigt ist, werden die für das Schaltungssubstrat 104 vorgesehenen Positionierstifte 205 in die Positionierbohrungen 203, die im elektrisch verbindenden Bauteil 125 ausgebildet sind, eingesetzt, und dann werden diese Positionierstifte 205 in die im elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil 201 ausgestalteten Positionierbohrungen 202 eingeführt, so daß das Positionieren abgeschlossen ist. Dann werden, wie in Fig. 5D gezeigt ist, eine Verbindung zwischen den Verbindungsteilen 102 der Halbleiter-Bauelemente 101 sowie den Verbindungsteilen 108 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 und eine Verbindung zwischen den Verbindungsteilen 105 des Schaltungssubstrats 104 sowie den Verbindungsteilen 109 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 durch Metallisieren und/oder Legieren hergestellt.
  • Irgendeine der folgenden drei Methoden kann angewendet werden, um die Halbleiter-Bauelemente 101, das eleketrisch verbindende Bauteil 125 und das Schaltungssubstrat 104 durch Metallisieren und/oder Legieren zusammenzubringen.
  • (1) Ein Verfahren, bei dem, nachdem das Glassubstrat 201, das elektrisch verbindende Bauteil 125 und das Schaltungssubstrat 104 in die richtige Lage gebracht worden sind, eineverbindung. zwischen den Verbindungsteilen 102 der Halbleiter-Bauelemente 101 sowie den Verbindungsteilen 108 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 und eine Verbindung zwischen den Verbindungsteilen 105 des Schaltungssubstrats 104 sowie den Verbindungsteilen 109 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 durch Metallisieren und/oder Legieren bewerkstelligt werden.
  • (2) Ein Verfahren, bei dem das Glassubstrat 201 und das elektrisch verbindende Bauteil 125 positioniert sowie dann die Verbindungsteile 102 der Halbleiter-Bauelemente 101 und die Verbindungsteile 108 des elektrisch verbindenden Bauteils miteinander durch Legieren verbunden werden. Hierauf wird das Schaltungssubstrat 104 positioniert, um eine Verbindung zwischen den Verbindungsteilen 109 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 sowie den Verbindungsteilen 105 des Schaltungssubstrats durch Metallisieren und/oder Legieren auszuführen (siehe Fig. 6A bis 6C).
  • (3) Ein Verfahren, bei dem das Schaltungssubstrat 104 und das elektrisch verbindende Bauteil 125 positioniert sowie die Verbindungsteile 105 des Schaltungssubstrats 104 und die Verbindungsteile 109 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 miteinander durch Metallisieren und/oder Legieren verbunden werden. Dann wird das Glassubstrat 201 positioniert, und die Verbindungsteile 108 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 sowie die Verbindungsteile 102 der Halbleiter-Bauelemente werden untereinander durch Metallisieren und/oder Legieren verbunden (siehe Fig. 7A bis 7C).
  • Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel die Positionierzapfen 205 für das Schaltungssubstrat 104 vorgesehen sind, ist es augenscheinlich, daß ein gleichartiger Effekt erlangt werden kann, wenn diese für das Glassubstrat 201 vorgesehen werden, das als das elektrische Schaltungshalterungsbauteil dient. Darüber hinaus kann eine Konstruktion angewendet werden, die so eingerichtet ist, daß Positionierbohrungen sowohl im Glassubstrat 201, das als das elektrische Schaltungs-Halterungsbauteil dient, als auch im Schaltungssubstrat 104 ausgebildet und die Positionierstifte für beide vorgesehen werden. Des weiteren kann eine gleichartige Wirkung durch eine Konstruktion erlangt werden, die so eingerichtet ist, daß die Positionierbohrungen sowohl im Glassubstrat als auch im Schaltungssubstrat ausgebildet, die Positionierzapfen jedoch nicht für beide vorgesehen sind. Alternativ werden die Positionierzapfen für die die Verbindungsposition bestimmende Lehre gleichartig zu der Weise vorgesehen, wobei die Zapfen für die die Halteposition bestimmende Lehre, die in Fig. 5A und 5B verwendet wird, vorgesehen sind.
  • Als die Verbindung der Verbindungsteile der auf diese Weise hergestellten elektrischen Schaltungsvorrichtung geprüft worden ist, zeigte sich eine ausgezeichnete Betriebszuverlässigkeit.
  • 1gemäß den Fig. 9A bis 9C und den Fig. 10A sowie 10B wird ein elektrisch verbindendes Bauteil verwendet, das so gestaltet ist, daß die Metallelemente, die auf der einen Seite des elektrisch verbindenden Bauteils 125 vorliegen, und die Metallele-5 mente, die auf der anderen Seite vorhanden sind, aus einem Material gefertigt sind, welche individuelle Schmelzpunkte haben. Ein Beispiel zur Herstellung dieses elektrisch verbindenden Bauteils wird beschrieben.
  • Ein in den Fig. 8B und 8C gezeigtes elektrisch verbindendes Bauteil 125 wird durch die Methode gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt. Resistschichten 203 werden, wie in Fig.9A gezeigt ist, durch ein Photolithographieverfahren an den Teilen ausgebildet, an denen keine Metallelemente 107 auf der einen Seitenfläche dieses elektrisch verbindenden Bauteils 125 auftreten. Dann wird durch Zerstäubung eine diffundierte Sperrschicht 204 aus Mo, W, Pd od. dgl. hergestellt. Eine Au-Sn-Schicht 205 (mit 20 Gew.-%) wird an dieser Sperrschicht 204 ausgestaltet (siehe Fig. 9B) und die Resistschichten 203 werden durch eine lift-on-Methode entfernt (siehe Fig. 9C). Dann werden die Sperrschicht 204 und eine Pb-Ag-Sn-Schicht 206 (mit 36,1-1,4-62,5 Gew.-%), die bei der Darstellung in Fig.9A bis 9C weggelassen ist, an der anderen Seitenfläche des elektrisch verbindenden Bauteils 125 ausgestaltet. Das auf diese Weise hergestellte elektrisch verbindende Bauteil 125 wird an den beiden Stirnflächen seiner Metallelemente 107 so hergerichtet, daß die Au-Sn-Schicht (mit 20 Gew.-%) einen Schmelzpunkt von 280 ºC zeigt, während die Pb-Ag-Sn-Schicht (mit 36,1-1,4-62,5 Gew.-%) einen Schmelzpunkt von 180 ºC aufweist, wobei der Unterschied im Schmelzpunkt im wesentlichen 100 ºC beträgt.
  • Das oben beschriebene elektrisch verbindende Bauteil 125 wird, wie in Fig. 10A und 10B gezeigt ist, auf 300 ºC oder höher erhitzt sowie nach Positionieren des Glassubstrats 201 , das die Halbleiter-Bauelemente 101 trägt, des elektrisch verbindenden Bauteils 125 und des Schaltungssubstrats 104 zusammengepreßt Als Ergebnis werden eine Verbindung zwischen den Verbindungsteilen 102 der Halbleiter-Bauelemente 101 sowie den Verbindungsteilen 108 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 und eine Verbindung zwischen den Verbindungsteilen 105 des Schaltungssubstrats 104 sowie den Verbindungsteilen 109 des elektrisch verbindenden Bauteils 125 durch gleichzeitiges Metallisieren und/oder Legieren hergestellt.
  • In der derart gefertigten elektrischen Schaltungsvorrichtung wird, wenn diese auf eine Temperatur höher als der niedrigere Schmelzpunkt, jedoch niedriger als der höhere Schmelzpunkt er hitzt wird, das eine Verbindungsteil geschmolzen, was bewirkt, daß nur eine Komponente zu entfernen ist. Wenn andererseits 15 diese auf eine Temperatur höher als der niedrigere Schmelzpunkt, jedoch niedriger als der höhere Schmelzpunkt nach dem gleichzeitigen Positionieren erhitzt werden, können sie wieder miteinander verbunden werden.
  • Weil das Zusammensetzungsverhältnis gemäß diesem Ausführungsbeispiel aufgrund der thermischen Diffusion von Metallatomen verändert werden kann, wann immer ein Erhitzen ausgeführt wird, ist die Zahl für das Anbringen und Abtrennen selbstverständlich begrenzt. Da jedoch die zwei Verbindungsteile miteinander durch Metallisieren und/oder Legieren verbunden werden können, kann der Widerstand an den Verbindungsteilen in bedeutendem Maß herabgesetzt werden. Als Ergebnis kann immer eine stabile Verbindung erlangt werden.
  • Obgleich gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Au-Sn-Schicht 205 an den Stirnseiten 108 des Metallelements 107 ausgebildet wird, während die Pb-Ag-Sn-Schicht 205 an den anderen Stirnseiten 109 ausgestaltet wird, so kann das in einer umgekehrten Weise ausgeführt werden. Zusätzlich kann eine andere als die oben beschriebene Legierungsschicht für die Schicht 205 und 206 zur Anwendung kommen, wenn geeignete Schmelzpunkte und ein geeigneter Temperaturunterschied erlangt werden können.
  • Weil die vorliegende Erfindung in der oben beschriebenen Weise ausgestaltet ist, können die folgenden verschiedenen Vorteile erlangt werden:
  • (1) Eine zuverlässige Verbindung kann in der Verbindung der elektrischen Schaltungsteile, z.B. als Verbindung der Halbleiter-Bauelemente und der Schaltungssubstrate und/oder der Leiterplatten, erhalten werden. Deshalb können die herkömmlichen Methoden, wie ein Drahtbondverfahren, ein TAB-Verfahren und ein CCB-Verfahren u. dgl., ersetzt werden.
  • (2) Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Verbindungsbereiche der elektrischen Schaltungsteile in irgendwelchen gewünschten Positionen (insbesondere im inneren Teil) angeordnet werden. Deshalb kann eine erweiterte große Kontaktanzahl für die Verbindung gegenüber dem herkömmlichen Drahtbondverfahren oder dem TAB-Verfahren angewendet werden. Insofern kann ein System erhalten werden, das für eine Vielstiftverbindung geeignet ist. Weil darüber hinaus ein Isoliermaterial im voraus bei den benachbarten Metallen der elektrischen Verbindungsteile vorhanden ist, kann eine elektrische Leitung zwischen den einander benachbarten Metallen verhindert werden. Deshalb kann gegenüber dem CCB-Verfahren eine erhöhte große Anzahl von Kontakten zur Anwendung kommen.
  • (3) Weil gegenüber dem herkömmlichen System die Menge des bei den elektrisch verbindenden Bauteilen verwendeten Metalls vermindert werden kann, können gegenüber der herkömmlichen Vorrichtung die Gesamtkosten herabgesetzt werden, selbst wenn als das Metallelement ein teures Metall, wie Gold, verwendet wird.
  • (4) Eine dichte Schaltungsvorrichtung, wie Halbleiter, kann erhalten werden.
  • (5) Weil beide elektrische Schaltungselemente miteinander durch eine Verbindungsschicht, die durch Metallisieren und/oder Legieren gebildet ist, über ein elektrisch verbindendes Bauteil verbunden werden, können die elektrischen Schaltungselemente fest und sicher miteinander vereinigt werden. Als Ergebnis kann eine mechanisch feste elektrische Schaltungsvorrichtung erhalten werden, die ein erheblich vermindertes Fehlerverhältnis zeigt.
  • (6) Wenn der Aufnahmekörper des elektrisch verbindenden Bauteils so angeordnet wird, daß dessen Isolierteil entweder aus einem Pulver- oder Fasermaterial oder aus einem Fasermaterial gefertigt ist, das durch Dispergieren von sowohl Pulver als auch Fasern erhalten wird, wobei es ein Metall oder mehrere Metalle oder anorganische Materialien einschließt, die eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit entfalten, oder wenn das Isolierteil aus einem Metall oder einem anorganischen Material hergestellt wird, dessen elektrisch leitfähiges Element isoliert werden kann, so kann Wärme von den elektrischen Schaltungselementen durch das elektrisch verbindende Bauteil oder die zweiten elektrischen Schaltungselemente abgeführt werden. Deshalb kann eine elektrische Schaltungsvorrichtung erhalten werden, die eine ausgezeichnete Wärmeabführungsleistung entfaltet.
  • Wenn das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil aus einem einzigen Typ eines Metalls oder eines anorganischen Materials, das ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit entwickelt, gebildet wird, kann Wärme von den elektrischen Schaltungselementen durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil abgeleitet werden. Als Ergebnis kann eine elektrische Schaltungsvorrichtung erlangt werden, die eine ausgezeichnete Leistung im Abführen von Wärme hat.
  • (7) Weil die zweiten elektrischen Schaltungselemente verbunden werden, nachdem das elektrische Schaltungselement durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil gehalten ist, kann die Gestalt des Halterungsbauteils so entworfen werden, daß sie dem zu haltenden elektrischen Schaltungselement entspricht. Deshalb kann die Verbindung ohne Rücksicht auf die Größe, Gestalt und den Typ des elektrischen Schaltungselements durchgeführt werden. Daher kann ein freies und dichtes Montieren erzielt werden, was ermöglicht, eine freie Konstruktion durchzuführen.
  • (8) Durch Klassifizieren der festzuhaltenden elektrischen Schaltungselemente auf der Grundlage ihrer Funktionen können sie in Funktionsblöcke für die Halterungsbauteile eingeteilt werden. Als Ergebnis kann eine Vielfalt von elektrischen Schaltungsvorrichtungen vom selben Herstellungsprozeß her erhalten werden, was eine in weitem Umfang zu verwendende Montage und Konstruktion bewirkt.
  • (9) Wenn die Konstruktion so eingerichtet wird, daß entweder das durch das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil zu haltende Schaltungselement oder das zweite elektrische Schaltungselement am elektrisch verbindenden Bauteil befestigt oder von diesem gelöst werden kann, so kann es, wenn das elektrische Schaltungselement oder das zweite elektrische Schaltungselement ausgefallen ist, ohne weiteres ersetzt werden. Weil darüber hinaus die elektrischen Schaltungselemente mit dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil verbunden und/oder von diesem gehalten sind, welches so angeordnet ist, daß mindestens eine oder mehrere Seiten von diesem mit den Schaltungen ausgestaltet sind, kann dessen Handhabung ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden. Weil das elektrisch verbindende Bauteil von einem der elektrischen Schaltungselemente gehalten wird, kann ein zur Zeit der Durchführung einer Verbindung erforderliches Positionieren ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden. Die auf diese Weise hergestellte Verbindung entfaltet darüber hinaus eine ausgezeichnete Betriebszuverlässigkeit.
  • (10) Durch Vereinheitlichen der Lagebeziehung der Verbindungsteile können das elektrische Schaltungselement, dessen Funktion geändert wird und das durch das elektrische Schaltungs element-Halterungsbauteil gehalten werden soll, sowie das zweite elektrische Schaltungselement leicht miteinander verbunden werden. Als Ergebnis kann, wann immer das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil , welches das elektrische Schaltungselement hält, verändert wird, dieselbe elektrische Schaltungsvorrichtung eine andere Funktion entwickeln. Deshalb kann eine in ein System gebrachte elektrische Schaltungsvorrichtung erhalten werden.
  • (11) Die ausgezeichnete Kennwerte entfaltenden elektrischen Schaltungselemente oder die zweiten elektrischen Schaltungselemente, die am elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil gehalten oder mit diesem verbunden werden, können wieder in den Herstellungsprozeß der elektrischen Schaltungsvorrichtung eingeführt werden, selbst wenn sie bei der Prüfung nach der Herstellung der elektrischen Schaltungsvorrichtung als fehlerhaft festgestellt werden. Als Ergebnis können der Produktionsertrag gesteigert und die Herstellungskosten vermindert werden. (12) Wenn ein doppelseitiges Substrat, ein mehrschichtiges Substrat oder ein Substrat, in dem Durchgangslöcher ausgebildet sind, als das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil verwendet werden, kann durch dasselbe Verfahren eine Mehrschichtenstruktur verwirklicht und kann eine 3D-Montage ausge führt werden. Als Ergebnis kann durch die Verminderung in der Länge der Signalleitung die Signalverzögerungszeit verkürzt werden. Deshalb kann eine elektrische Hochgeschwindigkeit- Schaltungsvorrichtung erhalten werden.
  • Zusätzlich können die Verbindungsteile zwischen den elektri schen Schaltungsvorrichtungen in erheblichem Ausmaß vermindert werden, so daß eine weiter klein bemessene Vorrichtung hergestellt werden kann. Als Ergebnis kann ein Produktaufbau in freier Weise ausgeführt werden.
  • (13) Durch Anordnung der Konstruktion derart, daß, nachdem die elektrischen Schaltungskomponenten mit dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil verbunden und/oder von diesem gehalten sind, an welchem die Schaltung ausgestaltet ist, dieses mit dem anderen elektrischen Schaltungselement verbunden wird, kann eine Verbindung ohne Rücksicht auf die Größe, die Gestalt und den Typ der elektrischen Schaltungselemente erreicht werden. Als Ergebnis kann eine freie und dichte Montage ausgeführt werden, was dazu führt, daß die Konstruktionsfreiheit in erheblichem Maß gesteigert wird.
  • (14) Durch Ausbilden der Konstruktion derart, daß, nachdem die elektrischen Schaltungselemente mit dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil, an dem die Schaltungen ausgebildet werden, verbunden und/oder von diesem gehalten sind, die anderen Schaltungen und die elektrischen Schaltungselemente angeschlossen werden, kann mittels desselben Verfahrens eine mehr schichtige Struktur gebildet werden. Deshalb kann eine ultradichte 3D-Montage ausgeführt werden, und die Länge der Signalleitungen kann vermindert werden, was bewirkt, daß die damit verknüpfte Verzögerungszeit vermindert werden kann. Zusätzlich kann die Größe der elektrischen Schaltungsvorrichtung herabgesetzt werden, was eine Erhöhung in der Konstruktionsfreiheit bewirkt.
  • (15) Durch Klassifizieren der mit dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil, an welchem die Schaltungen ausgebildet werden, zu verbindenden und/oder von diesem zu haltenden elektrischen Schaltungselemente, können diese auf der Grundlage ihrer Funktionen in Blöcke eingeteilt werden. Deshalb können vielfältige Typen von elektrischen Schaltungsvorrichtungen aus demselben Herstellungsprozeß erlangt werden, was die Wahrscheinlichkeit einer weitgehenden Verwendung erheblich verbessert.
  • (16) Weil die Verbindung gemeinsam ausgeführt werden kann, kann, je mehr die Anzahl der Verbindungsteile anwächst, in einer kurzen Zeit die desto zuverlässigere Verbindung erlangt werden.
  • (17) Durch Ausbilden der Konstruktion derart, daß die Schaltungen am elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil mit dem elektrisch verbindenden Bauteil wie auch den elektrischen Schaltungselementen verbunden werden, kann die erheblich hohe Montagedichte erlangt werden.
  • (18) Durch Ausgestalten der Konstruktion derart, daß die Positioniermittel, die zur Klarstellung der Lagebeziehung zwischen dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil, den zweiten elektrischen Schaltungselementen und dem elektrisch verbindenden Bauteil für letztere vorgesehen sind, wird jedes Positionieren zwischen dem elektrischen Schaltungselement- Halterungsbauteil sowie den elektrischen Schaltungselementen, zwischen dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil sowie den zweiten elektrischen Schaltungselementen oder zwischen dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil dem elektrisch verbindenden Bauteil sowie den zweiten elektrischen Schaltungselementen unter Erlangung einer zusätzlichen Genauigkeit durchgeführt. Das bedeutet, daß das Positionieren zwischen den Verbindungsteilen der elektrischen Schaltungselemente, die am elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil gehalten oder mit diesem verbunden sind, und der Position zwischen diesen sowie den elektrisch leitfähigen Bauteilen, die auf den zwei Seiten des elektrisch verbindenden Bauteils vorhanden sind, präzis ausgeführt werden kann. Deshalb kann eine weitere präzise und weitgehende Verbindung durchgeführt werden. Der Vorteil des verminderten Lagefehlers von dieser führt zu einer Steigerung in der Betriebszuverlässigkeit, weil die Verbindungsfläche konstant beibehalten wird.
  • (19) Weil mechanische Passungen im elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil, bei den zweiten elektrischen Schaltungselementen und bei dem elektrisch verbindenden Bauteil als mechanische Bezugsteile zur Anwendung kommen, kann das Positionieren zwischen dem elektrischen Schaltungselement-Halterungsbauteil, den zweiten elektrischen Schaltungselementen und dem elektrisch verbindenden Bauteil auf einfache Weise ausgeführt werden. Als Ergebnis können die elektrischen Schaltungselemente ohne die Notwendigkeit zur Durchführung eines speziellen Positionierens verbunden werden.
  • (20) Wenn ein Isoliermaterial, das aus einem leitfähigen Material oder aus einem Material, in welchem das leitfähige Material gleichförmig gemischt ist, als das elektrische Schaltungselement-Halterungsbauteil verwendet wird, kann eine elektrische Schaltungsvorrichtung erhalten werden, die einen ausgezeichneten Abschirmungseffekt entfaltet.

Claims (1)

1. Eine elektrische Schaltungsvorrichtung, die umfaßt:
- ein elektrisch verbindendes Bauteil (125) einschließlich eines aus elektrisch isolierendem Material gefertigten Aufnahmekörpers (111) und einer Mehrzahl von in den genannten Aufnahmekörper eingebetteten elektrisch leitfähigen Elementen (107), wobei sich erste Endstücke der besagten elektrisch leitfähigen Elemente durch die eine Seitenfläche des genannten Aufnahmekörpers hindurch erstrecken, während sich zweite Endabschnitte der besagten elektrisch leitfähigen Elemente durch die andere Seitenfläche des genannten Aufnahmekörpers hindurch erstrecken;
- eine Mehrzahl von ersten elektrischen Schaltungselementen a (101), mit denen die erwähnten ersten Endstücke der besagten elektrisch leitfähigen Elemente verbunden sind;
- ein zweites elektrisches Schaltungselement b (105), mit dem die erwähnten zweiten Endabschnitte der besagten elektrisch leitfähigen Elemente verbunden sind; und
- ein Basisbauteil (104), um das genannte zweite elektrische Schaltungselement b (105) zu tragen;
- ein Halterungsbauteil (201), das die erwähnte Mehrzahl von ersten elektrischen Schaltungselementen a (101) festhält; und
- Positioniermittel (202, 203, 205, 205'), um das genannte Halterungsbauteil (201) sowie das genannte Basisbauteil (104) mit dem erwähnten elektrisch verbindenden Bauteil (125) in die richtige Lage zu bringen, indem am einen aus dem genannten Halterungsbauteil sowie dem genannten Basisbauteil vorhandene Positioniervorsprünge (205; 205') in im anderen Bauteil vorgesehene Löcher (202) eingesetzt werden;
dadurch gekennzeichnet, daß
- die genannten Positioniervorsprünge eine Mehrzahl von Löchern (203) in dem erwähnten elektrisch verbindenden Bauteil durchsetzen; und
- die erwähnten ersten elektrischen Schaltungselemente a (101), das erwähnte elektrisch verbindende Bauteil (125) sowie das genannte zweite elektrische Schaltungselement b (105) durch Metallisieren und/oder Legieren verbunden sind, wobei die erwähnten ersten Endstücke und die erwähnten zweiten Endabschnitte der besagten elektrisch leitfähigen Elemente (107) aus Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten gefertigt sind.
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