© 2002 SIEGERT electronic GmbH
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Hybridschaltungen
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Technologie - Merkmale
- Designrules -
Anwendungen - 
Hybridschaltungen
sind elektronische Funktionsbaugruppen.
Eine Technologie zwischen Halbleiterintegration und diskretem
Schaltungsaufbau in Leiterplattentechnik.
Hybride werden dann eingesetzt, wenn elektronische Systeme hohe
technische Anforderungen erfüllen müssen.
Siegert produziert seit 30 Jahren Dickschicht-Hybridschaltungen.
Löthybride, Durchkontaktierungen in der Keramik, Mehrlagenschaltungen,
Bondhybride, LTCC, Keramik-Multilayer, Flip Chip und PTF sind
die wesentlichen Merkmale dieser Entwicklung.
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Technologie - Merkmale
- Designrules -
Anwendungen -
Technologie
[Hybridschaltungen]
Als Trägerwerkstoff wird Al2O3-Keramik
mit hoher mechanischer Festigkeit und hervorragenden elektrischen
und thermischen Eigenschaften eingesetzt. Leiterstrukturen auf
Edelmetallbasis, Widerstandsschichten, Isolations- und Schutzgläser
werden in Siebdrucktechnik aufgebracht und zwischen 500 °C und
850 °C eingebrannt. Durchkontaktierungen erlauben doppelseitigen
Schaltungsaufbau. In Verbindung mit Mehrlagendrucktechnik sind
bis zu 10 Leitungsebenen realisierbar.
Widerstände
von 0,1 Ohm bis 100 MOhm werden gedruckt - nicht bestückt! Sie
können kleiner als 1 qmm sein und unter ICs "versteckt"
werden. Miniaturisierung und Zuverlässigkeit wird damit bei
niedrigen Kosten erreicht. Relative Toleranzen von <
0,1 % und relativen TK-Gleichlauf werden durch den Laserabgleich
realisiert.
Die
Aufbringung von aktiven und passiven Komponenten in SMD, C&W
oder Flip Chip-Technik ist möglich - auch in Kombination!
Die
Rückführung aller siebdruckfähigen Materialien in den Edelmetallkreislauf
ist Stand der Technik. Seit Jahren! Der Keramikträger ist grundwasserneutral
und rein mineralisch.
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Technologie - Merkmale
- Designrules -
Anwendungen -
Merkmale
[Hybridschaltungen]
| Kurze
Entwicklungszeiten |
| Hohe
Änderungsflexibilität |
| Niedrige
Entwicklungskosten |
| Funktionsabgleich
der Schaltung |
| Extreme
thermische Belastbarkeit |
| Hohe
Zuverlässigkeit und Lebensdauer |
| Gute
elektromagnetische Verträglichkeit |
| Hervorragendes
Tracking der Widerstände |
| Gute
Langzeiteigenschaften der Widerstände |
| Know
How Schutz der Schaltung |
| Kosteneinsparung |
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Technologie - Merkmale
- Designrules -
Anwendungen -
Designrules
[Hybridschaltungen]
| Substrate |
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| Material: |
Aluminiumoxid, 96% |
Aluminiumnitrid |
| Standardgrößen: |
4 x 4 Zoll, 4 x 6 Zoll |
4 x 4 Zoll |
| Standarddicken: |
0,63 mm, 1 mm |
0,63 mm, 1 mm |
| Wärmeleitfähigkeit: |
20 W/mK |
180 W/mK |
| Längenausdehnungskoeffizient: |
6,4 x 10-6 /K |
4,7 x 10-6 /K |
| Durchschlagsfestigkeit: |
> 15 KV/mm |
> 15 KV/mm |
| Dielektrizitätskonstante: |
9,5 |
9 |
| Kenngrößen gedruckter Strukturen |
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| Leiterbahnbreiten: |
> 100 µm |
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| Leiterbahnabstände: |
> 100 µm |
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| Schichtdicken gebrannt: |
5 ...100 µm je nach Paste |
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| Min. Widerstandsgeometrie: |
0,4 x 0,4 mm |
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| Eigenschaften gedruckter Widerstände |
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| Realisierbarer Nennwiderstand: |
< 10 mOhm ... > 100
MOhm |
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| Widerstandstoleranz Standard: |
1 % im Wertebereich |
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| Widerstandstoleranz Spezial: |
> 0,1 % auf Anfrage und
nach Vereinbarung |
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| Max. Verlustleistung: |
0,5 ... 1 W/qmm (1kOhm ...
1 MOhm) |
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| Temperaturkoeffizient, absolut: |
50 ... 100 ppm, je nach
Pastensystem |
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| Temperaturkoeffizient, relativ: |
< 20 ppm bezogen auf
gleiche R-Druckfolge |
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| Langzeitstabilität: |
typisch 0,3 %, kleinere
Werte nach Vereinbarung |
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| Eigenschaften gedruckter Leiterbahnen
und Metallisierungen |
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| Silber (Ag): |
2 ... 3 mOhm/Quadrat |
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| Silber Palladium (AgPd): |
10 ... 50 mOhm/Quadrat |
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| Silber Platin (AgPt): |
2 ... 5 mOhm/Quadrat |
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| Gold (Au): |
2 ... 5 mOhm/Quadrat |
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| Palladium Gold (PdAu): |
80 ... 100 mOhm/Quadrat |
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| Platin Gold (PtAu): |
70 ... 125 mOhm/Quadrat |
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| Eigenschaften von Durchkontaktierungen |
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| Durchmesser: |
0,2 ... 0,4 mm bei 0,63
mm Dicke |
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| Durchgangswiderstand: |
< 30 mOhm |
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| Eigenschaften von Isolationsschichten
(Dielektrika) |
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| Schichtdicke (gebrannt): |
20 ... 40 µm, andere nach
Vereinbarung |
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| Isolationswiderstand: |
> 10 11 Ohm |
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| Durchschlagsfestigkeit: |
> 300 V (bei Schichtdicke
35µm) |
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| Dielektrizitätskonstante
(1 MHz): |
8 ... 10 |
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| Assemblierung |
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| Bestückung gehäuster SMT-Bauteile: |
SMT-Automaten |
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| Löten: |
Reflow (mit Inertgas möglich) |
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Wellenlöten |
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Tauchlöten bei Anschlußpins |
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Handlöten bei Sonderbauformen |
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| Bestückung ungehäuster Halbleiter: |
Die Bonden (Kleben, Löten) |
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Wire Bonden (Au-Dünndraht,
Al-Dünn- und Dickdraht) |
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Flip Chip |
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Globetop-Abdeckung
(Epoxi, Silikon) |
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| Hybridbauformen: |
Single in line (SIL) |
Raster 1,27/2,54 mm |
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Dual in line (DIL) |
Raster 1,27/2,54 mm |
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Ohne pins, mit Lötpads |
pads mit/ohne Verzinnung |
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Sonderbauformen |
nach Vereinbarung |
| Passivierung |
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| Unbestückte Schichtschaltung: |
Glaspassivierung (Overglass)
additiv oder alternativ Silikonlack |
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| Bestückte Schichtschaltung
(Hybrid): |
Tauchlack-Umhüllung |
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Vergießen in Gehäuse |
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Hermetisch dicht in Metall-
oder Keramikgehäusen |
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Diese
Angaben dienen ausschließlich zur technischen Information
und stellen keine vertraglich zugesicherten Eigenschaften dar.
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Technologie - Merkmale
- Designrules -
Anwendungen -
Anwendungen
[Hybridschaltungen]
In Europa werden Hybridschaltungen überwiegend in der Automobilelektronik,
der Industrieelektronik und Sensorik, in der Medizintechnik,
sowie in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt.
Besonders die Automobilelektronik verlangt bei sehr hohen Stückzahlen
höchste Zuverlässigkeit und gleichbleibende Qualität.
Für elektronische Anwendungen im Mototrraum sind zusätzlich
Temperaturbeständigkeiten zwischen -50°C und + 180°C
bei hohen Vibrationsbeanspruchungen und kleinsten Volumina zu
berücksichtigen.
Dafür eignet sich besonders die Dickschichttechnik. Mit
diversen Bond-, Klebe- und Löttechniken für passive
und aktive Bauelemente können diese Ansprüche realisiert
werden.
PTF-Schaltung
(Power Thick Film)
Produkt für Siemens VDO
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Beispiele:
| Automobil |
Motorsteuerung |
| Automobil |
Getriebesteuerung |
| Automobil |
Luftmengenmesser |
| Industrie |
Frequenzumrichter |
| Medizin |
Hörgeräteverstärker |
| Luft- und Raumfahrt |
Laserabstandsdetektoren |
| Industrie |
Näherungsschalter |
| Automobil |
ABS |
| Industrie |
Winkelsensor |
bestückte
Motorsteuerung
Produkt für Siemens VDO
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Technologie - Merkmale
- Designrules -
Anwendungen -
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