DE2734439A1 - Integrierte schaltungsbaugruppe und herstellungsverfahren dafuer - Google Patents

Integrierte schaltungsbaugruppe und herstellungsverfahren dafuer

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DE2734439A1
DE2734439A1 DE19772734439 DE2734439A DE2734439A1 DE 2734439 A1 DE2734439 A1 DE 2734439A1 DE 19772734439 DE19772734439 DE 19772734439 DE 2734439 A DE2734439 A DE 2734439A DE 2734439 A1 DE2734439 A1 DE 2734439A1
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Description

PATENTANWÄLTE
Dr. phil. G. B. HAGEN Dlpl.-Phys. W. KALKOFF 8000 MÜNCHEN 71 (Solln)
Franz-Hals-Straße 21 Tel. (089)796213/795431
AMP 3742
München, 25. Juli 1977 sch
AMP Incorporated Eisenhower Boulevard Harrisburg, Pa. (V. St. A.)
Integrierte Schaltungsbaugruppe und Herstellungsverfahren
dafür
Priorität: 30. Juli 1976; V.St.A.; Nr. 710 043
AMP "*ΠΛ?
Die Erfindung bezieht sich auf eine integrierte Schaltungobaugruppe und ein Herstellungsverfahren dafür.
Integrierte Schaltungen werden heute in großem Umfang z. B. in Uhren, Rechnern usw. verwendet, und es besteht ein Bedarf für ein Verfahren, mit dem derartige Schaltungen in Form sog. Chips bzw. Substrate in einfacher Weise vollautomatisch als Baugruppen herstellbar sind. Die Baugruppen sollten gegen* das Eindringen von Gasen oder Feuchtigkeit hermetisch dicht sein, viodurch ihre Standzeit verlängert wird.
Das Verfahren nach der Erfindung zum Herstellen einer integrierten Schaltungsbaugruppe ist gekennzeichnet durch Befestigen eines integrierten SchaltungoSubstrats in einem Hohlraum eines Rahmens aus elektrischem Isolierstoff, wobei das Substrat elektrisch mit Zuleitungen verbunden ist, die sich vom Hohlraum durch den Rahmen zum Anschluß an externe Schaltungen erstrecken, Ausfüllen des Hohlraums um das Substrat mit einer gelartigen Dichtungsmasse, und Einpressen eines Verschlußteils in Reibungseingriff mit dem Rahmen, wodurch die Dichtungsmasse verdichtet und der Hohlraum hermetisch dicht gemacht wird.
Die integrierte Schaltungsbaugruppe nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen einen Hohlraum definierenden Rahmen aus elektrischem Isolierstoff; ein integriertes Schaltungssubstrat, das im Hohlraum aufgenommen ist; sich vom Substrat durch den Rahmen erstreckende elektrische Zuleitungen zum Anschluß an externe Schaltungen; eine das Substrat im Hohlraum umgebende gelartige Dichtungsmasse;
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amp Zl-,:: . - 7 -
und ein den Hohlraum vorachlioPcndcc Vorochlv.fVfccil, O.aa in RcibungGoingriff in Rahmen nitst.
Die Erfindiing v/ird nachstehend cmho.nd von Auaführungnboiopielon näher erläutertβ Tr1 r,oJßcnz
Pig. 1 ein Bloclrh.i.n.rl clen VorAali??cno nach dor Fr-
Fig. ?. o.lno Drauf nicht auf oinp ToIm von Eixba traten T)W. Chipn für integrierte Schaltungen;
Fig. 3 oino DrrAifDicht auf oino otornförmigo Zii.ieitupgDcinhoit, clio num DQfoatigon eines Subotrato vcrv/ondot v/ird;
Pig. 4 die otornfUrmigo SuloitungDcinlieit nach
Fig. 5, auf öor oin Cixbotrat bofootigt int;
Fig. 5 eine Drai\fDicht a\tf eino Mehrsohl von elolctriDchcn Zitloitungon, auf die oin Rahmen vv.a loolicratoff auf Geformt iot;
Fig. 6 den Rahmen nach Fig. 5, v/obei daraiif die
aus ZulcitungDeinheit und Substrat bootehordo Untergruppe nach Fig. 4 befestigt iot;
Fig. 7 eine Ansicht der anderen Seite der Anordnung nach Fig. 6}
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ATT Γ742 -S-
IMg. 8, Rchnittpno.lehlien VIJI-VIII nnch und 10 Fig. 7, die Vorfahrcnoachritte verdeutlichen;
Pig. 11 cine Poropoktivo.nn.lcht eier Anordnung nach Fig. Π, anf dor die Untergruppe aus Zi-tloitvmgocinhoit imd Subctrat angeordrrot iot;
Pig. 12 eine Pornpoktivannicht do?.·· Euoammongc-
fügten Anordnung nach Fig. 11 , v.'oboi ein Teil v/eggobrochen iot;
Pig. 13 cine Schnittanoicht oinea ersten Λν.ο-ftihrungDboispiolD der Daugrixppo nach der Erfindung; und
Pig. H eine Schnittanoicht cinoo sv/citon AuoführungnboiopiolG dor Eaugruppo nach der Erfindung.
Nach Fig. 1 werden elektrische Zuleitungorahmcn (b. B. cni sprechend den Fig. 11 und 12) von einem Vorrat 1 einer Formstation 2 zugeführt, an der ein Rahmen aus elektrischem Isolierstoff (ζ. B. nach den Fig. 11 und 12) auf jeden Zuleitungsrahmen geformt v/ird. Sternförmige ZnIoitungseinheiten (z. B. nach Fig. 3) v/erden von einem Vorrat 3 entnommen und zusammen mit integrierten Schaltungssubstraten bzw. -chips von einem Vorrat 4 einer Montagestation 5 zugeführt, an der ein Substrat auf jeder
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AMP 3742 - 9 -
sternförmigen "uleituni5no.inho.it. cmgoorrtnot wird, no rlnß eine Anordnung nach Fig. 4 erhalten v/ird. Die au3 Zuleitungseinheit und Substrat bestehenden Untergruppen v/erden dann einer Montagestation 6 zugeführt, an der jeweils eine solche Untergruppe im Rahmen je einer von der Formstation 2 zugoführten, aus Zuleitungen und Rahmen bestehenden Untergruppe befestigt v/ird, so daß eine Anordnung nach den Fig. 6 und 7 erhalten v/ird. Die aus "uloitunkrahmen, ntornfUrmiflor EiiToitungooinhoi b und Substrat bontohondo Frvugmppo xiXvft flp.nn oinor orrrton Verschließstation 7 zugeführt, on der ein Verschlußtoil in den Rahmen eingepreßt v/ird, 00 daß dcoGon oino Hol to verschlossen ist (vgl. Fig. 0); daraufhin v/ird clio Baugruppe einer zv/oiten Verschlioßatation 0 zugeführt, an der der Hohlraum im Rahmen mit einer gelartigen Dichtungsmasse, z. B. Silikongol, gefüllt v/ird (vgl. Fig. 9), und schließlich wird sie einer dritten Verschlicßstation 9 zugeführt, an der ein sv/eitor Verochlußtoil in den Raiunon eingepreßt wird, dessen offene Seite verschließt ftnd gleichzeitig daa Dichtungsgel verdichtet, so daß die erhaltene Baugruppe zuverlässig hermetisch dicht ist (vgl. Fig. 10).
Das vorstehend erläuterte Verfahren hat den Vorteil, daß es leicht vollautomatisch durchführbar ist; dabei ergibt sich durch das Einpressen der Verschlußteile in den Rahmen, in dem sie ausschließlich durch Reibungseingriff gehalten werden, der zusätzliche Vorteil, daß die Verschlußteile jeweils; durch einen Hub einer geeigneten automatischen Vorrichtung an den Stationen 7 und 9 gefertigt und eingepaßt werden können.
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AMP 3742 - 10 -
Pig. 2 zeigt mehrere integrierte Schaltungssubstrate bzw. -chips 10, deren jedes um seinen Rand mit mehreren Anschlußflächen 11 ausgebildet ist. Es sind viele Verfahren zum Herstellen solcher Substrate bekannt, und Einzelheiten brauchen daher nicht erläutert zti werden.
Fig..3 zeigt eine sternförmige Zuleitungseinheit, bestehend aus mehreren konvergierenden Zuleitungen 12, die auf einer Isolierstoffolie 13 angeordnet sind. Die Isolierstofffolie 13 ist mit einem Fenster 14 ausgebildet, und die Zuleitungen 12 verlaufen oowohl übor dao Fenster 14 nlo auch über den Rand der Folie 13.
In Fig. 4 ist die sternförmige Zuleitungseinheit nach Fig. mit einem über dem Fenster 14 angeordneten Substrat 10 nach Fig. 2 versehen, wobei die Anschlußflächen 11 des Substrats 10 z. B. durch Beaufschlagen mit Wärme oder Ultraschall mit den Innenenden der Zuleitungen 12 verbunden sind. Solche Untergruppen werden an der Befestigungsstation 5 nach Fig. 1 hergestellt.
Fig. 5 zeigt einen Teil einer Zuleitungsrahmeneinheit, bestehend aus mehreren elektrischen Zuleitungen 15, die einen Teil eines vollständigen Zuleitungsrahmens nach Fig. 11 bilden. Ein Rahmen 16 aus elektrischem Isolierstoff ist in bekannter Weise auf den Zuleitungen aufgeformt, wobei sich die Zuleitungen 15 von innerhalb des Rahmens 16 durch den Rahmen 15 nach außen erstrecken. Überflüssige Teile des Zuleitungsrahmens werden anschließend in üblicher Weise entfernt, so daß die Zuleitungen 15 elektrisch voneinander getrennt und dann in ihrer Lage durch den Rahmen 16 gehaltert sind. Die aus Zuleitungen und Rahmen bestehende
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AMP 374? - 11 -
Untergruppe nach Pig. 5 wird an der Forrastation 2 nach Pig. 1 hergestellt.
In Pig. 6 ist auf der Untergruppe nach Fig. 5 eine aus sternförmigen Zuleitungen und Substrat bestehende Untergruppe nach Fig. 4 angeordnet, wobei die äußeren Enden der 'Zuleitungen 12 der sternförmigen Zuleitungeeinheit mit den inneren Enden der elektrischen Zuleitungen 15 verbunden sind, so daß das Substrat 10 in dem durch den Rahmen 16 gebildeten Hohlraum 17 aufgenommen let. Die Anschlüsse zwischen den Zuleitungen 12 und 15 sind mit bekannten Verfahren, s, B. durch Wärme-Druck-Verbinden, hergestellt, und die Zuleitungen sind bevorzugt mit einem Edelmetall, z. B* Gold oder Silber, beschichtet.
Flg. 7 zeigt die Rückseite der Baugruppe nach Flg. 6, die an der Befestigungsstation 6 hergestellt wird.
Die Schnittansicht von Fig. 8 veranschaulicht den an der Station 7 nach Fig. 1 ausgeführten Verfahrensschritt. Ein aus Isolierstoff bestehendes Verschlußteil 18 wird in den Hohlraum 17 des Rahmens 16 eingepreßt und darin durch Reibungseingriff gehalten; es verschließt nur eine Seite des Hohlraums 17.
In Fig. 9 ist die Baugruppe mit dem eingepreßten Verschlußteil 18 dargestellt. An der Station 8 nach Fig. 1 wird der Hohlraum 17 im wesentlichen mit einer gelartigen Dichtungsmasse 19, z. B. einem Silikongel mit niedrigem molekularem Vernetzungsgrad, angefüllt, woraufhin ein zweites Verschlußteil 18 in den Rahmen eingepreßt wird und die offene Seite
709886/1080
AMP 3742 - 12 -
des Hohlraums 17 verschließt; dieser Schritt wird an der Station 9 nach Pig. 1 durchgeführt. Während des Einpressens des zweiten Verschlußteils 18 wird die Dichtungsmasse 19 verdichtet und fließt, so daß sie alle im Hohlraum 17 und zwischen den Rändern der Verschlußteile 18 und dem Rahmen 16 vorhandenen Zwischenräume ausfüllt; dadurch wird die erhaltene Baugruppe wirksam hermetisch dicht gemacht·
Fig. 10 zeigt die so hergestellte fertige Baugruppe nach der Erfindung.
Fig. 11 verdeutlicht den an der Station 6 nach Fig. 1 durchgeführten Verfahrensschritt. Eine sternförmige Zuleitungseinheit, die ein Substrat 10 trägt, ist aus einem Streifen 20 gestanzt worden, bevor sie in den Hohlraum 17 der aus Zuleitungen und Rahmen bestehenden Einheit eingesetzt wird.
Nach den Fig. 12 und 13 Weist der Hohlraum 17 auch eine leitfähige Erdungsplatte 21 auf, auf der das Substrat 10 sitzt und die über eine der Zuleitungen 15 mit der Außenseite des Rahmens 16 verbunden ist.
Ferner sind nach Fig. 13 die Zuleitungen 15 um den Rahmen 16 gebogen und bilden Kontakte zum Herstellen von Anschlüssen an die fertige dichte Baugruppe.
Bei dem erläuterten Verfahren wird zwar nur ein Substrat im Hohlraum 17 befestigt; es ist aber ersichtlich, daß erforderlichenfalls auch zwei aus sternförmigen Zuleitungen und Substrat bestehende Untergruppen an der Station 6
709886/1080
AMP 3742 - 13 -
nach Flg. 1 montierbar sind, wobei die flulcitunken 12 dor beiden Untergruppen mit gegenüberliegenden Seiten der Zuleitungen 15 der aus Zuleitungen und Rahmen bestehenden Untergruppe verbunden werden. Das Verschließen und Abdichten des Hohlraums 17 erfolgt dann in der vorstehend erläuterten Weise.
Eine solche Baugruppe ist in Pig. 14 dargestellt, wobei auch eine Erdungsplatte zwischen den beiden Substraten angeordnet ist.
Sie Verschlußteile 18 sind zwar als aus Isolierstoff bestehend erläutert worden, sie können jedoch auch aus leitfähigem Werkstoff bestehen, was für das untere Verschlußteil der Baugruppe nach Pig. 13 besonders vorteilhaft ist.
709885/1080
AU-
Leerseite

Claims (8)

  1. AMP 3742 f
    P a t e η t a nap rüche
    1 J Verfahren zum Herstellen einer integrierten Schaltungsiaugruppe,
    gekennzeichnet durch
    Befestigen eines integrierten Schaltungssubstrats in einem Hohlraum eines Rahmens aus elektrischem Isolierstoff, wobei das Substrat elektrisch mit Zuleitungen verbunden ist, die sich vom Hohlraum durch den Rahmen zum Anschluß an externe Schaltungen erstrecken,
    Ausfüllen des Hohlraums um das Substrat mit einer gelartigen Dichtungsmasse, und
    Einpressen eines Verschlußteils in Reibungseingriff mit dem Rahmen, wodurch die Dichtungsmasse verdichtet und der Hohlraum hermetisch dicht gemacht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Hohlraum ursprünglich auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten offen ist, und daß ein Verschlußteil in Reibungseingriff in dem Rahmen eingepaßt wird, um beide gegenüberliegende Seiten des Hohlraums zu verschließen, die Dichtungsmasse zu verdichten und den Hohlraum hermetisch dicht zu machen·
    709886/1080 original inspected
    273AA39
    AMP 3742
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
    Befestigen des Substrats auf einer sternförmigen Zuleitungseinheit, bestehend aus mehreren auf einer Isolierstofffoli'e angeordneten, konvergierenden Zuleitungen, vor dem Befestigen des Substrats im Hohlraum, wobei das Substrat mit den Zuleitungen der sternförmigen Zuleitungseinheit elektrisch und dio Zuloltungon dor stornfürmlßon Zuloitunßo· einheit mit den sich in den Hohlraum erstreckenden Zuleitungen elektrisch verbunden sind.
  4. 4. Integrierte Schaltungsbaugruppe, gekennzeichnet durch
    einen einen Hohlraum (17) definierenden Rahmen (16) aus elektrischem Isolierstoff;
    ein integriertes Schaltungssubstrat (10), das im Hohlraum (17) aufgenommen ist;
    sich vom Substrat (10) durch den Rahmen (16) erstreckende elektrische Zuleitungen (15) zum Anschluß an externe Schaltungen;
    eine das Substrat (10) im Hohlraum (17) umgebende gelartige Dichtungsmasse (19); und
    ein den Hohlraum (17) verschließendes Verschlußteil (18), das in Reibungseingriff im Rahmen (16) sitzt.
    709886/1080
    AMP 3742 -JK-
  5. 5. Baugruppe nach Anspruch 4»
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Hohlraum (17) auf zwei gegenüberliegenden Seiten durch in Reibungseingriff eingepreßte Verschlußteile (18) verschlossen ist.
  6. 6. Baugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Substrat (10) auf einer sternförmigen Zuleitungseinheit, bestehend aus mehreren auf einer Isolierstofffolie (13) angeordneten, konvergierenden Zuleitungen (12), angeordnet ist, wobei das Substrat (10) mit den Zuleitungen (12) der sternförmigen Zuleitungseinheit und diese (12) wiederum mit den elektrischen Zuleitungen (15), die sich durch den Rahmen (16) erstrecken, elektrisch verbunden sind.
  7. 7· Baugruppe nach Anspruch 4, 5 oder 6, gekennzeichnet durch
    eine in dem Hohlraum (17) angeordnete leitfähige Erdungsplatte (21), auf der das Substrat (10) sitzt und die mit einer sich durch den Rahmen (16) erstreckenden Zuleitung (15) verbunden ist.
    709885/1080
  8. 8. Baugruppe nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Dichtungsmasse (19) ein Silikongel ist.
    709885/1080
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