DE2108191A1

DE2108191A1 - Mehrlagige elektronische Baugruppe und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2108191A1
Application number: DE19712108191
Authority: DE
Inventors: Hannes Dipl.-Phys.; Henneberger Jürgen Dipl.-Chem.; χ 6530 Hermsdorf; Schüler Siegfried Dipl.-Phys. Dr.; Heisig Ullrich Dipl.-Phys.; χ 8051 Dresden Tieze
Original assignee: HERMSDORF KERAMIK VEB
Current assignee: HERMSDORF KERAMIK VEB
Priority date: 1970-02-23
Filing date: 1971-02-20
Publication date: 1971-09-16
Also published as: FR2080693A7; FR2080693B3

Description

Kombinat VBB Keramische ^ P 257 Werke Hermsdorf 6.2.1970

Mehrlagige elektronische Baugruppe und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine mehrlagige elektronisch· Baugruppe mit hoher Bauelementedichte und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Zur Herstellung mehrlagiger gedruckter Schaltungen mit koapli-· ziertem Leiterbahnverlauf, die jedoch selbst keinerlei elektronische Bauelemente enthalten, ist es beispielsweise bekannt, die übereinanderliegenden Leiterplatten am Ort der gewünschten Verbindungen ssu durchbohren und die Bohrungswand elektrolytisch und/oder stromlos mit einer Metallschicht zu überziehen, welch· die Leiterbahnen verschiedener Leiterplatten verbindet.

In analoger Weise ist es bekannt, die übereinanderliegenden Leiterplatten mit Metallstiften zu durchstoßen und diese gegebenenfalls mit den Leiterbahnen zu verlöten.

Beide Ausführungen lösen nur das Problem komplizierter Verdrahtungen, die keine Bauelemente aufweisen und bereiten außerdee technologische Schwierigkeiten.

Zur Verbindung hochintegrierter Schaltkreise untereinander oder mit anderen Bauelementen ist es weiter bekannt, deren Anschlüsse in der gewünschten Leitungsführung alt aus «iiMWi Stapel herausragenden kammförmigen Ausläufern von Metallfolien zu verlöten oder auf dl· oberste ein·« Stapele von Leiterplatten aufzulöten, die untereinander in der gewünschten Weise durch an den jeweiligen Leiterbahnen anliegend· Metallstift« verbunden sind.

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Nachteilig iat hierbei, daß auch Bauteile, die au· ökonomischen oder technischen Gründen nicht integriert werden können, oben auf den Leiterplattenstapel aufzusetzen sind, wobei sich eine koalisierte Leiterftüirung ergibt und der Torteil des geringen •Raumbedarfs der anderen, hochintegrierten Schaltkreise wieder sunichte wird·

Schließlich sind unter der Bezeichnung *lfikromodule" geschichtete Schaltkreise bekannt, deren Schaltungsplättchen über Drähte verbunden sind, die in metal lisierte Kerben a· Rande der Plättchen eingelegt und dort verlötet sind· Diesen auf den ersten Blick ähnlich sind gestapelte, miteinander verklebte %bridschaltungen, deren Anschlüsse ebenfalls an den Schmalseiten des Stapele entlanggeführt sind, aber gegebenenfalls erst auf einer Grundplatine verbunden werden Büßten·

Der Nachteil der beiden letztgenannten Anordnungen liegt darin, daS der Anteil der relativ unzuverlässigen Lötverbindungen gegenüber den in mikroelektronischer !Technologie (aufgedampft, aufgedruckt) aufgebrachten Le it verb indungen groß 1st· Bei komplizierten Schaltungen nimmt die Zahl Jener Lötverbindungen noch unverhältnismäßig zu, was neben weiteren Schwierigkelten bei Entwurf und Technologie auch bei hohen Arbeitsfrequensea störende parasitäre Einflüsse ergibt.

Der Zweck der Erfindung liegt in der Beseitigung der oben geschilderten IQCagel des Standes der Technik·

Der Srfindoog liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrlagige elektronische Baugruppe zu schaffen, welche hohe Bauelementedichte, einfache Konstruktion und Technologie sowie die Tortelle der Dünnschichthybridtechnik hinsichtlich der Genauigkeit der elektrischen Parameter vereint.

Diese Aufgabe wird erfindungegesÄß durch die abwechselnde Anord-BAD ORIGINAL - 3 -

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nung τοπ Trägerfolien, die Leiterbahnen und in Schichtbauelemente tragen und Zwiechenlagen, die Aueeparungen sur Aufnahne und Poeitionierung sueätellcher nichtebener Bauelement· und eich auf den Leiterbahnen abstützender Kontaktelenente aufweisen, gelöst, wobei Tragerfolien und Zwiechenlagen aue vorsugsweiee flexiblem Plastewerketoff bestehen.

Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn auch die Trägerfolien Aussparungen sur Aufnah·· der Kontaktelernente aufweisen·

Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Kontaktelement· Kugel- oder Zylinderfo» haben.

Besondere sweckaBßig iet ee, wem die Anschlüsse der niohtebenen Baueleaente gleichseitig Kontaktelemente sind·

In weiterer Ausgestaltung dessen können auch die erhabenen Anschltteee von Chip-Baueleeenten gleichseitig Kontaktelementβ eein·

Welter let auch die Anbringung τοη Grund- oder Zwlecheaplatten au· gut wärmeleitende« Material sweekaBBlg·

Se let auch sweckalfiig, wenn eine oder sehrer« Trägerfolien oder Zwischenlagen an ihren Enden als Steckverbinder ausgebildet sind.

Weiter ist es aweckeäßig, wenn senkrecht su den gestapelten Trägerfolien und Zwiechenlagen susätsllche Terdrahtuagsebenen Torsugeweise in Form won Schaltkarten angebracht sind·

Schließlich let ee sweckmäßig, wenn dl· Zwiechenlagen aus temperaturbeständige» Flaetwerketaff bestehen.

Bei der Herstellung dieeer Baugruppen 1st ·β sweckaSBlg, daß die Aueeparungen in den Zwiechenlagen und/oder Trägerfolien

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mittels eines programmgesteuerten Elektronenstrahl« an definierten Stellen gebohrt werden.

Auch kann es sweckoäßig sein, wenn die Trägerfolien und Zwischenlagen an bestimmten Stellen durch einen programmgesteuerten Elektronenstrahl miteinander verschweißt werden.

Schließlich ist die Anwendung der an eich bekannten Seibetpositionierung des programmgesteuerten Elektronenstrahls in bezug auf bereite vorhandene Aussparungen, Leiterbahnen oder Schichtbauelemente zweckmäßig.

Diese elektronische Baugruppe und das Verfahren zu ihrer Herstellung ermöglichen eine hohe Bauelementedichtβ_# große Varlatlonsnugliehkelten der Schaltungetechnik infolge der sicheren Kontaktierung sowohl benachbarter ale auch weiter entfernter Schaltungeebenen sowie die Einhaltung vorgegebener elektrischer Parameter durch Abgleich der Schichtelemente auf den Trägerfolien and Einsatz entsprechender nichtebener Bauelemente.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Aueführungsbeisplel näher erläutert. Die beigefügten Abbildungen stellen dar:

Fig. 1: ein Schnitt durch eine erfindungsgeaäße Baugruppe Pig. 2s di* Draufsieht su Pig, 1.

Se eel vorausgeschickt, daß die Schichtanordnung in Fig. 1 übertrieben dick dargestellt ist, um alle Einzelheiten zu verdeutlichen* Auf einer Grundplatte 1, vorteilhaft aus gut wärmeleitend·· Materiel, «lud in abwechselnder Anordnung Trägerfolien 2 und Swisci-salagta 3 eue fl^xiblen Theraoplastwerfcetoff angeordnet* Bin Eantrierartift 4 dient der definierten gegenseitigen Anordnung ^*r eiaieln-'-n X^eu. Di· Trägerfolieji 2 weisen auf «ine? -Aer heiu%n S«?,t«n fcept», is Dilna- odc-r Dick-

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elemente 6 auf. Weiter« nichtebene Bauelemente, wie ein keramischer Scheibenkondensator 7 and ein Chlp-Translstor 8 sind in Aussparungen der Zwischenlagen 3 angeordnet. Der Yerbindumg benachbarter Leiterbahnen 5 diene« vorsugmwelse kugelfSraige Kontakte leiaente 9, derjenigen nicht benachbarter Leiterbahnen zylinderfärmige Kontakteleiaente 10» die beide ebenfalls in Aue~ eparungen der Zwischenlageη 3 angeordnet Bind und too den jeweiligen Trägerfoliaa 2 eicher kontaktieren! an die Leiterbahnen 5 angedrückt werden« In gleicher Weise erfolgt auch die Kontaktierung des Seheibenkondeneatore 7 Ober dessen Anschlösse und des Chip-Transistors 8 Ober dessen Anschluss· 12. Dit mittlere Trggerfoli· 2 ist an ihre« einen £nde als Steckverbinder ausgebildet, der einen einfachen Einbau 1« AmrendungeJel· geetattet·

Als Herstellungeverfahren derartiger Baugruppen hat eich die programngesteuerte Elektronenstrahlbearbeitung bewährt. Als Bezugspunkt des sich in bekannter Weise selbst positionierendes. Elektronenstrahls kann beispielsweise die in allen Tragerfolien 2 und Zwischenlagen 3 suvor anzubringende Bohruag für den Zentrieret ift 4 dienen. Ton diesen Punkt auegehend bohrt vor iem ZuSÄiianenbeu ein besonders energiereicher Elektronenstrahl die Aussparungen für die Kontaktelemente 9 und 10 sowie für die nichtebenen Bauelemente 11 und 12 In den Zwischenlage« 3« Entsprechend dient ein Slektroaeastrahl auch Assi Abgleich der beispielsweise als Widerstand virkeaden SchichtbaueleeMnte $ auf den Trägerfoliea 2. Sann werden die Trägerfolien 2 end dis Svlsehsnlagen 3 in der gezeigten Weise gestapelt und an den Schwelßetellen 14 ebenfalls durch einen energlerelceen Elektronenstrahl gegebenenfalls unter Druckt lowlrkung miteinander verbunden.

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Pat ent &R0prueh*:

1« Mehrlagig« elektronische Baugruppe, gekennzeichnet durch die abwechselnde Anordnung von Trägerfolien (2), die Leiterbahnen (5) und in Schichtbauelementβ (6) tragen und Zwischenlagen (3)» die Aussparungen zur Aufnahme und Positionierung zusät al Icher nicht ebener Bauelemente (7» 8) und sich auf den Leiterbahnen abstützender Kontaktelanente (9i 10) aufweisen, wobei Trägerfolien (2) und Zwischenlagen (3) aus vorzugsweise flexiblem Plastwerkstoff bestehen,
2. Mehrlagige elektronische Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Trägerfolien (2) Aussparungen zur Aufnahme der Kontaktelemente (9i 10) aufweisen·
3. Mehrlagige elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente Kugel- (9) oder Xylinderform (10) haben·
4· Mehrlagige elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dafi die Anschlüsse (11; 12) der nichtebenen Bauelemente (7| 8) gleichseitig Kontaktelemente ■ind«
5· Mehrlagige elektronische Baugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet» daß die erhabenen Anschlüsse (12) von ChIpbauelementen (8) gleichseitig Kontaktelemente sind«
6· Mehrlagige elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 5» gekennzeichnet durch eine Grundplatte (1) oder Zwischenplatten au« gut wärmeleitende· Material.
7· Mehrlagig· elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder eehrere Trägerfolien (2) oder Zwischenlagen (3) an ihren 2nden als Steckverbinder (13) ausgebildet sind.

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8. Mehrlagige elektronische Baugruppe nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß senkrecht zu den gestapelten Trägerfolien (2) und Zwischenlage (3) zusätzliche Verdrahtungsebenen vorzugsweise in Form von Schaltkarten angebracht sind.
9. Mehrlagige elektronisch· Baugruppe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenlagen (3) aus temperaturbeständigem Plastwerketoff bestehen·
10. Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen elektronischen Baugruppe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auseparungen in den Zwischenlagen (3) und/oder Trägerfolien (2) mittels eines programme steuert en Elektronenstrahls an definierten Stellen gebohrt werden,
11. Verfahren zur Herstellung einer mehrlagigen elektronischen Baugruppe nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolien (2) und Zwischenlagen (3) an beetineten Stellen (H) durch einen programmgesteuerten Elektronenstrahl miteinander verschweißt werden·
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch die Anwendung der an sich bekannten Seibatpositionierung des programmgesteuerten Elektronenstrahls in bezug auf bereits vorhandene Aussparungen, Leiterbahnen (5) oder Schichtbauelamente (6).

1 O 9 S Λ P M ^:: I Γ

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