DE3321060C2

DE3321060C2 -

Info

Publication number: DE3321060C2
Application number: DE3321060A
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Clemens (Fh), 7959 Schwendi, De
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1987-07-02
Also published as: DE3321060A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Festkörperschaltung (IC), bestehend aus einem Isolierkörper, auf dem aktive und passive Bauelemente angeordnet sind, die eine vollständige, elektronische Schaltung auf Halbleiterbasis und auf kleinstem Raum bilden (Chip), aus nach außen geführten, an Polbeinen angeschlossenen Verbindungsleitern und aus einem der Festkörperschaltung zugeordneten, die Versor gungsspannung filternden Kondensator, dessen Anschlüsse an der Versorgungsspannung und an Masse liegen (DE-Z. Siemens-Zeitschrift, 1975, H. 4, S. 265-268).The invention relates to a solid-state circuit (IC), consisting from an insulating body on which active and passive components are arranged, which is a complete, electronic circuit on a semiconductor basis and in the smallest space (chip), from after connecting leads on the outside and connected to pole legs and from a solid-state circuit, the Versor voltage filtering capacitor, the connections of which Supply voltage and ground (DE-Z. Siemens magazine, 1975, H. 4, pp. 265-268).

Derartige Festkörperschaltungen befinden sich als kompakte elektronische Bauelemente auf Leiterplatten, die selbst eine voll kommene elekronische Schaltung zur Steuerung, Regelung oder zur Messung von physikalischen Größen darstellt. Die Festkörper schaltungen (integrierte Schaltkreise) erfordern jeweils einzeln auf der Leiterplatte einen Kondensator als Schutz gegen Überspan nungen der Strromversorgung, weil z. B. Spannungsspitzen Schäden oder ungewollte Funktionen an den einzelnen Elementen der Fest körperschaltungen, wie z. B. an den Transistoren, Dioden und dgl. hervorrufen könnten. Ein solcher oft auch als Abblockkondensator bezeichneter Kondensator ist demgemäß jeder Festkörperschaltung auf der Leiterplatte zuzuordnen.Such solid-state circuits are compact electronic components on printed circuit boards that are even a full coming electronic circuit for control, regulation or for Representation of physical quantities. The solids Circuits (integrated circuits) each require individually a capacitor on the circuit board as protection against overvoltage Power supply because z. B. Spike damage or unwanted functions on the individual elements of the festival body circuits, such as. B. on the transistors, diodes and the like. could cause. Often such as a blocking capacitor designated capacitor is accordingly any solid-state circuit assign on the circuit board.

Es ist schon vorgeschlagen worden, in den hohlen, nach unten und oben offenen Innenraum Sockels für Festkörperschaltungen den Kondensator mittels seiner Anschlußleitungen zu befestigen. Diese Anordnung erfordert jedoch grundsätzlich die Verwendung von Sockeln, wobei solche nur in Fällen des vorgesehenen Austausches von störungsanfälligen Festkörperschaltungen in Betracht kommen. In den meisten Fällen wird jedoch aus Kostengründen oder aus funktionellen Gründen ein Austausch des Festkörperschaltungs- Bausteines nicht in Betracht gezogen. Sodann bewirkt die Anordnung eines solchen Abblock-Kondensators innerhalb eines Sockels eine gewisse Entfernung von dem zu beschaltenden Baustein, was zu nachteiligen Störspannungsspitzen auf den Versorgungsleitungen führt. It has already been suggested in the hollow, down and open-top interior socket for solid-state circuits Fasten the capacitor by means of its connecting lines. These However, arrangement basically requires the use of Bases, such only in cases of the intended exchange of failure-prone solid-state circuits. In most cases, however, is for cost reasons or out for functional reasons, an exchange of the solid-state circuit Building block not considered. Then the arrangement does of such a blocking capacitor within a base a certain distance from the device to be connected, which leads to adverse interference voltage peaks on the supply lines leads.

Durch die Siemens-Zeitschrift 49 (1975), Heft 4, Seite 265 bis 268, insbesondere Fig. 3 auf Seite 267, ist es bekannt, einen Störschutzkondensator in der Nähe der Festkörperschaltung anzuordnen.From Siemens magazine 49 (1975), issue 4, pages 265 to 268, in particular Fig. 3 on page 267, it is known to arrange a noise protection capacitor in the vicinity of the solid-state circuit.

Ferner ist durch die Zeitschrift Industrie-Elektrik + Elektronik, 14. Jg. 1969, Nr. 18, Seite 446 rechts oben, Artikel "Doppel-Gate-Feldeffekttransistor mit integrierten Schutzdioden", bekannt, früher außerhalb eines Gehäuses dem Schutz eines im Gehäuse untergebrachten Chips dienende Bauelemente gleich mit im Gehäuse unterzubringen und zusammenzuhalten. Furthermore, through the magazine Industrie-Elektrik + Electronics, 14th year 1969, No. 18, page 446 right above, article "Double gate field effect transistor with integrated protective diodes ", previously known outside one housing protecting one in the housing built-in chips serving components to accommodate and hold together in the housing.

Beide Literaturstellen zeigen zwar Möglichkeiten auf, Leitungswege zu verkürzen, geben jedoch noch keine optimale Lösung an.Both literature references show possibilities However, there are still no ways to shorten cable routes optimal solution.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kondensator mit verbesserter mechanischer Wirkung, fertigungstechnisch weniger aufwendig und mit verbesserter elektronischer Wirkung dem Fest körperschaltungs-Baustein zuzuordnen.The invention has for its object the capacitor improved mechanical effect, less in terms of production technology elaborate and with improved electronic effect the party assign body circuit block.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zumindest ein Kondensator innerhalb des die aktiven und passiven Bauelemente tragenden Isolierkörper umschlossen und in einem leitungs technisch geringstmöglichen Abstand zum integrierten Schaltkreis angeordnet ist. Diese Anordnung macht zunächst die Verwendung eines Keramiksockels einerseits unnötig, sie schließt eine solche Anwendung andererseits jedoch auch nicht aus. Sodann kann der Kondenstor bereits bei der Herstellung des Isolierkörpers und bei Verbindung des Isolierkörpers mit dem Chip bzw. den Verbindungs leitern für die Polbeine eingebaut werden. Der Kondensator ist selbst mechanisch geschützt angeordnet. Die Anschlußleitungen werden ebenfalls isoliert verlegt, so daß eine verbesserte mechanische und elektronische Wirkung erzielt wird.The task is solved in that at least one Capacitor inside the active and passive components supporting insulating body enclosed and in a line technically the smallest possible distance to the integrated circuit is arranged. This arrangement makes the first use of a ceramic base is unnecessary on the one hand, it closes one On the other hand, however, application is also not sufficient. Then he can Condenser already in the manufacture of the insulating body and at Connection of the insulating body to the chip or the connection conductors for the pole legs are installed. The capacitor is even mechanically protected. The connecting lines are also laid in isolation, so that an improved mechanical and electronic effect is achieved.

Von besonderem Vorteil ist die erhöhte Funktionssicherheit des Festkörperschaltungs-Bausteines. Weiterhin schlagen die redu zierten Bestückungskosten bei der Herstellung einer solchen Leiterplatte positiv zu Buche. Bereits bei der Auslegung der Leiterplatte kann auf eine Grundfläche für den Kondensator verzichtet werden. Es entsteht daher auf der Leiterplatte ein geringerer Platzbedarf oder anders ausgedrückt kann die Leiterplatte grundsätzlich kleiner konstruiert werden.The increased functional reliability of the Solid state circuit device. Furthermore, the redu adorned assembly costs in the manufacture of such PCB positive to beech. Already when interpreting the Printed circuit board can be on a base for the capacitor to be dispensed with. It therefore arises on the circuit board less space requirement or in other words can Printed circuit boards are generally designed to be smaller.

Ein vollkommener mechanischer Schutz und eine vollkommene elekrische Isolation werden gleichzeitig dadurch erzielt, daß der Kondensator in dem Isolierkörper eingeschmolzen ist. Das Ein schmelzen erfolgt hier bei der Herstellung des Festkörperschal tungs-Bausteines und erfordert keine zusätzlichen Arbeitsgänge. A perfect mechanical protection and a perfect one electrical isolation are achieved at the same time that the Capacitor is melted in the insulating body. The one melting takes place here in the manufacture of the solid-state scarf tion module and does not require any additional operations.

Die verbesserte elektronische Wirkung wird gemäß einer anderen Weiterentwicklung der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kondensator auf der Anschlußseite für die Versorgungsspannung unmittelbar an den Siliziumkörper des integrierten Schaltkreises angebondet ist. Diese Maßnahme erzielt die theoretisch kürzest mögliche Verbindungsleitung auf der Versorgungsspannungsseite.The improved electronic effect is according to another Further development of the invention achieved in that the Capacitor on the connection side for the supply voltage directly to the silicon body of the integrated circuit is bonded. This measure achieves the theoretically shortest Possible connection line on the supply voltage side.

Vorteilhafterweise ist noch vorgesehen, daß der Kondensator aus einem flach ausgebildeten Vielschichtkondensator besteht. Die flache Form des Kondensators begünstigt die Raumausnutzung innerhalb des Isolierkörpers.It is also advantageously provided that the capacitor is off a flat multilayer capacitor. The flat shape of the capacitor favors space utilization inside the insulator.

Diese Raumausnutzung kann außerdem dadurch günstig gestaltet werden, indem der Kondensator im Mittenbereich der beidseitig am Isolierkörper in Reihen angeordneten Polbeinen bzw. der von diesen zum integrierten Schaltkreis verlaufenden Verbindungsleitern angeordnet ist.This space utilization can also be designed cheaply be by the capacitor in the middle of the on both sides on Insulating body arranged in rows of pole legs or of these connecting conductors to the integrated circuit is arranged.

Derartige Kondensatoren sind für Festkörperschaltungen im Einatz, die z. B. mit einer Versorgungsspannung von 4,5 V betrieben werden. Die Größe der Kondensatoren steht in Funktion zu ihrer Kapazität. Es ist daher vorteilhaft, wenn ein solcher Kondensator eine Kapa zität von 0,01 Mikrofarad bis 0,1 Mikrofarad aufweist.Such capacitors are used for solid-state circuits, the z. B. operated with a supply voltage of 4.5 V. The size of the capacitors is a function of their capacitance. It is therefore advantageous if such a capacitor has a Kapa has 0.01 microfarad to 0.1 microfarad.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Festkörperschaltungs-Baustein, Fig. 1 is a plan view of the solid-state circuit block,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Festkörperschaltungs-Bausteins gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a front view of the solid-state circuit module according to FIG. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, weist die Festkörperschaltung, üblicherweise als IC (integrated circuit) bezeichnet, einen Isolierkörper 1 auf, der, um erforderliche Abstände für die Pol beine 2 zu erlauben, entsprechend größer dimensioniert ist als der Chip 3, der alle aktiven und passiven Bauelemente enthält, die eine vollständige elektronische Schaltung auf Halbleiterbasis bilden. Von dem Chip 3 sind die Verbindungsleiter 4 zu den einzelnen Polbeinen 2 geführt. Die Verbindungsleiter 4 verlaufen jeweils schräg vom Chip 3, also zum Zentrum des Isolierkörpers 1 nach außen, bevor sie zu einem der Polbeine 2 umgelenkt geformt sind. Aus dieser Anordnung ergeben sich freie, bislang ungenutzte Räume 5 a bzw. 5 b. In einem dieser Räume, im Raum 5 a, ist der Kondensator 6 eingeschmolzen, wobei durch das Einschmelzen vor teilhafterweise sogar noch an Masse für den Isolierkörper 1 ein gespart wird. Der Anschluß 6 a ist an ein Polbein 2 gelegt, der mit Masse verbunden ist. Der Anschluß 6 b für die Versorgungsspannung "VVC" liegt entweder an dem die Versorgungsspannung übertragenden Polbein oder ist unmittelbar an den Siliziumkörper des Chips 3 angebondet. Der rund gezeichnete Kondensator 6 kann auch als ein flacher geformter Vielschichtkondensator ausgelegt sein, wodurch sich noch eine Verminderung des Raumbedarfs in der der Dicke des Festkörperschaltungs-Bausteins ergibt.As can be seen from FIG. 1, the solid-state circuit, usually referred to as an IC (integrated circuit), has an insulating body 1 which, in order to allow the required spacing for the pole legs 2 , is correspondingly larger than the chip 3 , all of which contains active and passive components that form a complete electronic circuit based on semiconductors. The connecting conductors 4 are led from the chip 3 to the individual pole legs 2 . The connecting conductors 4 each run obliquely from the chip 3 , that is to the center of the insulating body 1 , before they are deflected to one of the pole legs 2 . This arrangement results in free, previously unused rooms 5 a and 5 b . In one of these rooms, in room 5 a , the capacitor 6 is melted, the melting even before, geous enough, even saving ground for the insulating body 1 . The connection 6 a is placed on a pole leg 2 , which is connected to ground. The connection 6 b for the supply voltage "VVC" is either on the pole leg transmitting the supply voltage or is bonded directly to the silicon body of the chip 3 . The round-shaped capacitor 6 can also be designed as a flat shaped multilayer capacitor, which results in a reduction in the space requirement in the thickness of the solid-state circuit module.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Anzahl der Polbeine beschränkt. Es können auch mehrere kleinere Kondensatoren 6, die dem jeweils vorhandenen Chip 3 angepaßt sind, indem sie mit unter schiedlichen Kapazitätswerten den jeweiligen Funktionskreisen des Chips 3 zugeordnet sind, in den Räumen 5 a bzw. 5 b untergebracht sein, wobei ihre Auswahl entsprechend den verlangten Kapazitäten zwischen 0,01 Mikrofarad bis 0,1 Mikrofarad erfolgt.The application of the invention is not limited to the number of pole legs. There may also be several smaller capacitors 6 , which are adapted to the chip 3 present in each case, by being assigned to the respective functional circuits of the chip 3 with different capacitance values, in the rooms 5 a and 5 b , their selection corresponding to the required ones Capacities between 0.01 microfarads and 0.1 microfarads occur.

Claims

1. Solid-state circuit (IC), consisting of an insulating body, on which active and passive components are arranged, which form a fully permanent, electronic circuit based on semiconductors and in the smallest space (chip), made of connecting leads connected to the outside and connected to pole legs one associated with the solid-state circuit, the supply voltage filtering capacitor, the connections of which are connected to the supply voltage and to ground, characterized in that at least one capacitor ( 6 ) is enclosed within the insulating body ( 1 ) carrying the active and passive components and is as close as possible in terms of line technology to the integrated circuit ( 3 ) is arranged.

2. Solid-state circuit according to claim 1, characterized in that the capacitor ( 6 ) in the insulating body ( 1 ) is melted.

3. Solid state circuit according to claims 1 and 2, characterized in that the capacitor ( 6 ) on the connection side for the supply voltage (VCC) is bonded directly to the silicon body of the integrated circuit ( 3 ).

4. Solid state circuit according to claims 1 to 3, characterized in that the capacitor ( 6 ) consists of a flat multilayer capacitor.

5. Solid-state circuit according to claims 1 to 4, characterized in that the capacitor ( 6 ) in the center region of the two sides of the insulating body ( 1 ) arranged in rows of pole legs ( 2 ) or of these to the integrated circuit ( 3 ) Ver connecting conductors ( 4 ) is arranged.

6. Solid-state circuit according to claims 1 to 5, characterized in that the capacitor ( 6 ) has a capacitance of 0.01 µF to 0.1 µF (microfarad).