WO1986002230A1 - Hybrid mounting for electronic circuit - Google Patents

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WO1986002230A1
WO1986002230A1 PCT/DE1985/000238 DE8500238W WO8602230A1 WO 1986002230 A1 WO1986002230 A1 WO 1986002230A1 DE 8500238 W DE8500238 W DE 8500238W WO 8602230 A1 WO8602230 A1 WO 8602230A1
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hybrid
circuit hybrid
contact bridges
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PCT/DE1985/000238
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Inventor
Hartmut Zöbl
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10386—Clip leads; Terminals gripping the edge of a substrate
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10742—Details of leads
    • H05K2201/10886—Other details
    • H05K2201/10946—Leads attached onto leadless component after manufacturing the component

Definitions

  • the invention relates to a circuit hybrid having electronic components, for an electronic circuit according to the preamble of the main claim.
  • a known solution (DE-OS 31 46 608) a plate-shaped substrate is used for a hybrid circuit, which is provided on one side with various electronic circuit elements.
  • the circuit elements on one side edge of the substrate are contacted with connecting pins, which are mechanically attached to the substrate, by means of conductor cocks.
  • the connection pins are inserted into corresponding holes in a circuit board of the electronic circuit and connected to the circuit on the circuit board at the back by soldering.
  • This solution has the disadvantage that the electronic circuit elements are arranged on only one side of a correspondingly large substrate plate of the hybrid.
  • error sticky parts of the circuit hybrid can only be determined by a complete test after bonding, so that in such cases the entire circuit hybrid has to be eliminated and possibly reworked.
  • Another disadvantage is that such a circuit hybrid takes up a relatively large amount of space.
  • the dimensions of the hybrid are determined by the minimum spacing of the connecting pins required for soldering, which is also disadvantageous in the case of a large number of connecting pins.
  • the aim of the present solution is to reduce the failure rates when testing the circuit hybrids and at the same time to keep the space requirements of the circuit hybrid small.
  • the solution according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that the dimensions of the circuit hybrid are practically halved with respect to its length or width, so that the two plate-shaped hybrid halves can be produced and tested separately from one another, so that, if appropriate, only the hybrid halves are eliminated are faulty. In this way, the costs resulting from failures are reduced in particular when a relatively expensive circuit element, such as, for example, a microprocessor, is applied to one substrate plate and the other hardware parts are applied to the other substrate plate.
  • a relatively expensive circuit element such as, for example, a microprocessor
  • the U-shaped contact bridges can be used at the same time for contacting the circuit hybrid with a printed circuit board or the like by being provided with a connecting pin which is bent in the area of one leg of the contact bridge in the opposite direction to the leg .
  • a connecting pin which is bent in the area of one leg of the contact bridge in the opposite direction to the leg .
  • the contact bridges are advantageously placed on the switching hybrids in such a way that their connecting pins are alternately bent in the region of one or the other leg.
  • the connection pins also ensure a stable attachment of the circuit hybrid to the circuit board. They are for insertion into the corresponding holes in the circuit board and for contacting by soldering on the side of the circuit board facing away from the circuit hybrid, several millimeters long. An additional mounting of the circuit hybrid can be dispensed with.
  • FIG. 1 shows the circuit hybrid according to the invention in an enlarged representation in cross section on a circuit board that is recognizable as a breakout
  • FIG. 2 shows the circuit hybrid in a front view
  • FIG. 3 in a top view.
  • a circuit hybrid for a driving data computer in the motor vehicle is designated by 10. It consists of two separately produced plate-shaped, rectangular substrates 11 and 12 in the form of ceramic plates of the same size.
  • the substrate 11 carries a micro-processor
  • Chip 13 andclasubstrat 12 carries further hardware components 14 belonging to the driving data computer, such as resistors, capacitors, diodes, transistors and the like.
  • hardware components 14 belonging to the driving data computer, such as resistors, capacitors, diodes, transistors and the like.
  • conductive tracks and possibly resistors and capacitors are also produced by thick-film or thin-film technology, the electronic components 13 and 14 being contacted with the conductive tracks of the substrates 11 and 12 by bonding.
  • the substrate 11 is applied after the application of the microprocessor chip 13 and the bonding and completely covered after covering this area with a silicone coating 15. Defective parts are recognized, eliminated and possibly reworked. The other substrate 12 with the hardware components 1 4 is also checked after completion and adjusted if necessary. The faulty parts are also rejected here and reworked if necessary.
  • the back of the two substrates 11 and 12 are provided with an adhesive 16 and sandwiched together in a sandwich-like manner. Since the two substrates 11 and 12 have the same dimensions, their edges are at the same height on all four sides. With U-shaped metallic contact bridges 17 and 18, which are placed on the long sides 10a and 10b of the circuit hybrid 11 thus formed, the conductor tracks on the two substrates 11 and 12 can be electrically connected to one another by soldering 19.
  • the contact bridges 17 are provided on the long side of the circuit hybrid 10 provided for this purpose with connecting pins 21, each in the area of one leg 17a or 17b of the respective contact bridge 17 in the opposite direction to the leg 17a or 17b are cranked. It can be seen in FIG. 1 that a metallic web 22 is attached to the central yoke region 17c, 18c of the U-shaped contact bridges 17 and 18. To contact the circuit hybrid 10 with the circuit board 20 are on the contact bridges provided for this purpose
  • the webs 22 are formed at their one end, projecting laterally above the yoke region 17c, as a connecting pin 21 and bent at right angles thereto.
  • the connecting bridges not provided for contacting the printed circuit board 20
  • the contact bridges 17 provided for this purpose are arranged close to one another on one side of the circuit hybrid 10. Your connecting pins 21 are alternately bent in the region of one leg 17a or the other leg 17b. This is accomplished in a simple manner by placing the adjacent contact bridges 17 on the hybrid 10 rotated by 180 ° and soldering them.
  • the several millimeter long connecting pins 21 are inserted into corresponding bores 23 of the circuit board and contacted by soldering points 24 on the side of the circuit board 20 facing away from the circuit hybrid 10 with the corresponding conductor tracks of the circuit board 20.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Description

Schaltungshybrid für elektronische Schaltungen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektronische Bauteile aufweisenden Schaltungshybrid, für eine elektronische Schaltung nach der Gattung des Hauptanspruches. Bei einer bekannten Lösung (DE-OS 31 46 608) wird für eine Hybridschaltung ein plattenförmiges Substrat verwendet, das auf der einen Seite mit verschiedenen elektronischen Schaltungselementen versehen ist. Über Leiterhahnen werden die Schaltungselemente auf einer Seitenkante des Substrates mit Anschlußpins kontaktiert, die am Substrat mechanisch befestigt sind. Die Anschlußpins werden in entsprechende Bohrungen einer Leiterplatte der elektronischen Schaltung eingeführt und an deren Rückseite durch Lötung mit der Schaltung auf der Leiterplatte verbunden. Bei dieser Lösung ist nachteilig, daß die elektronischen Schaltungselemente auf nur einer Seite einer entsprechend großen Substratplatte des Hybriden angeordnet sind. Fehler hafte Teile des Schaltungshybriden können erst nach dem Bonden durch eine vollständige Prüfung ermittelt werden, so daß in solchen Fällen der ganze Schaltungshybrid ausgeschieden und eventuell nachgearbeitet werden muß. Nachteilig ist ferner, daß ein solcher Schaltungshybrid einen relativ großen Platz einnimmt. Außerdem werden bei der bekannten Lösung die Abmessungen des Hybriden durch den für die Lotung erforderlichen Mindestabstand der Anschlußpins bestimmt, was bei einer hohen Zahl von Anschlußpins ebenfalls nachteilig ist.
Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, die Ausfallraten bei der Prüfung der Schaltungshybriden zu verringern und zugleich den Platzbedarf des Schaltungshybriden klein zu halten.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lösung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Abmessungen des Schaltungshybriden bezüglich seiner Länge oder Breite praktisch halbiert werden, daß die beiden plattenförmigen Hybridhälften getrennt voneinander hergestellt und geprüft werden können, so daß gegebenenfalls nur die Hybridhälften ausgeschieden werden, die fehlerhaft sind. Auf diese Weise werden die durch Ausfälle entstehenden Kosten insbesondere dann verringert, wenn ein relativ teures Schaltungselement, wie beispielsweise ein Mikroprozessor auf der einen Substratplatte und die übrigen Hardwareteile auf der anderen Substratplatte aufgebracht sind. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die auf mindestens einer Seitenkante des Schaltungshybriden aufgesetzten Kontaktbrücken die beiden Substratplatten sowohl elektrisch als auch mechanisch miteinander verbinden. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. So können zusätzliche mechanische Beanspruchungen an den metallischen Kontaktbrücken dadurch verringert werden, daß die beiden Substrate des Schaltungshybriden gleiche Abmessungen haben und sandwichartig miteinander verklebt sind. Damit wird ferner die Handhabung des Schaltungshybriden bei der Anbringung der Kontaktbrücken erleichtert. Bei einer Vielzahl von anzubringenden Kontaktbrücken wird zur Verringerung der Abmessungen des Schaltungshybriden vorgeschlagen, die beiden aufeinanderliegenden Substrate auf zwei vorzugsweise einander gegenüberliegenden Seiten über die U-förmigen Kontaktbrücken miteinander elektrisch zu verbinden.
In vorteilhafter Weise können die U-förmigen Kontaktbrücken gleichzeitig, zur Kontaktierung des Schältungshybriden mit einer Leiterplatte oder dergleichen verwendet werden , indem sie mit e inem Ans chlußpin vers ehen s ind , der im Bereich des einen Schenkels der Kontaktbrücke in entgegengesetzter Richtung zum Schenkel abgekröpft ist. Für die Lötpunkte, an denen die Anschlußpins mit der Leiterplatte verbunden werden, sind zur Vermeidung von Lötbrücken gewisse Mindestabstände einzuhalten. Um dennoch aus Platzgründen die Kontaktbrücken mit den Anschlußpins an einer Seite des Schalthybriden möglichst dicht nebeneinander anzuordnen, werden in vorteilhafter Weise die Kontaktbrücken auf den Schalthybriden so aufgesetzt, daß ihre Anschlußpins abwechselnd im Bereich des einen bzw. des anderen Schenkels abgekröpft sind. Die Anschlußpins sorgen dabei gleichzeitig für eine stabile Befestigung des Schaltungshybriden auf der Leiterplatte. Sie sind zum Einsetzen in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte und zum Kontaktieren durch Löten an der dem Schaltungshybriden abgewandten Seite der Leiterplatte mehrere Millimeter lang. Auf eine zusätzliche Halterung des Schaltungshybriden kann dabei verzichtet werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 den erfindungsgemäßen Schaltungshybriden in vergrößerter Darstellung im Querschnitt auf einer als Ausbruch erkennbaren Leiterplatte, Figur 2 zeigt den Schaltungshybriden in der Vorderansicht und Figur 3 in der Draufsicht.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
In der Zeichnung ist ein Schaltungshybrid für einen Fahrdatenrechner im Kraftfahrzeug mit 10 bezeichnet. Er besteht aus zwei getrennt hergestellten plattenförmigen, rechteckigen Substraten 11 und 12 in Form von Keramikplättchen gleieher Größe. Das Substrat 11 trägt einen Mikroυrozessor¬
Chip 13 undclasSubstrat 12 trägt weitere zum Fahrdatenrechner gehörende Hardware-Bauteile 14 wie Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Transistoren und dergleichen. Auf den Substraten 11 und 12 werden ferner durch Dickschichtoder Dünnschi chtt echnik Leiterbahnen und gegebenenfalls Widerstände und Kondensatoren hergestellt, wobei die elektronischen Bauteile 13 und 14 mit den Leiterbahnen der Substrate 11 und 12 durch Bonden kontaktiert werden.
Um die Ausfallraten bei der Herstellung des Schaltungshybriden 10 gering zu halten, wird das Substrat 11 nach dem Aufbringen des Mikroprozessor-Chips 13 und dem Bonden und nach der Abdeckung dieses Bereichs mit einer Silikon- lasse 15 vollständig geprüft. Fehlerhafte Teile werden erkannt, ausgeschieden und eventuell nachgearbeitet. Das andere Substrat 12 mit den Hardware-Bauteilen 1 4 wird ebenfalls nach der Fertigstellung geprüft und gegebenenfalls abgeglichen. Auch hier werden die fehlerhaften Teile ausgeschieden und gegebenenfalls nachgearbeitet. Nach den Prüfungen werden die beiden Substrate 11 und 12 mit ihrer Rückseite mit einer Klebemasse 16 versehen und sandw.ichartig miteinander verklebt. Da die beiden Substrate 11 und 12 gleiche Abmessungen haben, liegen ihre Kanten an allen vier Seiten jeweils auf gleicher Höhe. Mit U-förmigen metallischen Kontaktbrücken 17 und 18, die auf den Längsseiten 10a und 10b des so gebildeten Schaltungshybriden 11 aufgesetzt werden, lassen sich die Leiterbahnen auf den beiden Substraten 11 und 12 durch Lotungen 19 elektrisch miteinander verbinden.
Zur Kontaktierung des Schaltungshybriden 10 mit einer Leiterplatte 20 sind die Kontaktbrücken 17 an der dafür vorgesehenen Längsseite des Schaltungshybriden 10 mit Anschlußpins 21 versehen, die jeweils im Bereich des einen Schenkels 17a bzw. 17b der jeweiligen Kontaktbrücke 17 in entgegengesetzter Richtung zum Schenkel 17a bzw. 17b abgekröpft sind. In Figur 1 ist erkennbar, daß am mittleren Jochbereich 17c, 18c der U-förmigen Kontaktbrücken 17 und 18 ein metallischer Steg 22 angebracht ist. Zur Kontaktierung des Schaltungshybriden 10 mit der Leiterplatte 20 sind an den dafür vorgesehenen Kontaktbrücken
17 die Stege 22 an ihrem einen, über dem Jochbereich 17c seitlich vorstehenden Ende als Anschlußpin 21 ausgebildet und dazu rechtwinklig abgebogen. Die nicht zur Kontaktierung der Leiterplatte 20 vorgesehenen Anschlußbrücken
18 des Schaltungshybriden 10 sind zweckmäßigerweise auf der gegenüberliegenden Längsseite des Schaltungshybriden 10 angeordnet und nicht mit Anschlußpins versehen. Zur Begrenzung der Abmessungen des Schaltungshybriden 10 bei einer Vielzahl von Kontaktierungen mit der Leiterplatte 20 werden die dafür vorgesehenen Kontaktbrücken 17 an einer Seite des Schaltungshybriden 10 dicht nebeneinander angeordnet. Ihre Anschlußpins 21 sind dabei abwechselnd im Bereich des einen Schenkels 17a bzw. des anderen Schenkels 17b abgekröpft. Dies wird in einfacher Weise dadurch bewerkstelligt, daß die benachbarten Kontaktbrücken 17 um jeweils 180º gedreht auf den Hybriden 10 aufgesetzt und verlötet werden. Für die Befestigung des Schaltungshybriden 10 auf der Leiterplatte 20 werden, die mehrere Millimeter langen Anschlußpins 21 in entsprechende Bohrungen 23 der Leiterplatte eingeschoben und durch Lötpunkte 24 an der dem Schaltungshybriden 10 abgewandten Seite der Leiterplatte 20 mit den entsprechenden Leiterbahnen der Leiterplatte 20 kontaktiert.
Auf diese Weise ist es möglich, bei einem erforderlichen Rastermaß von 2, 54mm für die Lötpunkte 24 durch die versetzte Abkröpfung der Anschlußpins 21 der benachbarten Kontaktbrücken 17 diese mit einem Rastermaß von 1,27 mm nebeneinander an der Längsseite des Schaltungshybriden 10 anzuordnen und damit die Abmessungen des Schaltungshybriden 10 gering zu halten . Außerdem wird durch di e ver s et zt e Abkröpfung der Anschlußpins 21 eine Befestigung und Halterung des Schaltungshybriden 10 auf der Leiterplatte 20 erzielt, die eine hohe mechanische Festigkeit hat und damit zusätzliche Maßnahmen oder Teile zur Abstützung des Hybriden entbehrlich macht.

Claims

An sprüche
1. Elektronische Bauteile aufweisender Schaltungshybrid für eine elektronische Schaltung, der eine Vielzahl von elektrischen Kontaktierungsstellen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungshybrid (10) aus zwei getrennt herstellbaren plattenförmigen Substraten (11, 12) mit elektronischen Bauteilen (13, 14) besteht, die mit ihrer Rückseite flach aufeinanderliegen und auf mindestens einer Seite an einer auf gleicher Höhe liegenden Kante (10a, 10b) an den dort angeordneten Kontaktierungsstellen durch U-förmige metallische Kontaktbrücken (17, 18) miteinander elektrisch verbunden sind.
2. Schaltungshybrid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Substrate (11, 12) gleiche Abmessungen haben und sandwichartig miteinander verklebt sind.
3. Schaltungshybrid nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Kontaktbrücken (17, 18) auf zwei vorzugsweise einander gegenüberliegenden Seiten (10a, 10b) der beiden aufeinanderliegenden Substrate (11, 12) angeordnet sind.
4 . Schaltungshybrid nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Kontaktbrücken (17) zur Kontaktierung des Schaltungshybriden (10) mit einer Leiterplatte (20) oder dergleichen mit einem Anschlußpin (21) versehen sind, der im Bereich des einen Schenkels (17a bzw. 17b) der Kontaktbrücken (17) in entgegengesetzter Richtung zum Schenkel (17a bzw. 17b) abgekröpft ist.
5. Schaltungshybrid nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß. die Kontaktbrücken (17) an einer Seite (10a) des Schaltungshybriden (10) dicht nebeneinander angeordnet sind und ihre Anschlußpins (21) abwechselnd im Bereich des einen Schenkels (17a) bzw. des anderen Schenkels ( 17b ) abgekröpft sind.
β. Schaltungshybrid nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußpins (21) zum Einsetzen in Bohrungen (23) einer Leiterplatte (20) und zum Kontaktieren durch Lötpunkte (2U) an der dem Schaltungshybriden (10) abgewandten Seite der Leiterplatte (20) mehrere Millimeter lang sind.
7. Schaltungshybrid nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Jochbereich (17c) der U-förmigen Kontaktbrücken (17) ein metallischer Steg (22) angebracht ist, dessen eines über dem Jochbereich (17b) der Kontaktbrücke (17) vorstehende Ende als Anschlußpin (21) abgewinkelt ist.
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