ИНТЕГРАЛЬНАЯ МИКРОСХЕМА Российский патент 1994 года по МПК H01L23/28 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при создании и производстве миниатюризованных интегральных микросхем (ИМС) и радиоэлектронной аппаратуры на их основе, преимущественно электронных модулей (э.м.), изготавливаемых способом поверхностного монтажа.

Известна ИМС, в которой полупроводниковый кристалл устанавливают на металлическую выводную рамку, контактные площадки кристалла соединяют проволочными перемычками с внутренними траверсами выводной рамки, а защиту от внешних воздействий выполняют полимерным материалом путем трансферного прессования [1].

К недостаткам такой конструкции относятся ограничения по количеству выводов, сложность изготовления многовыводных рамок и ограниченная мощность рассеивания, недостаточные миниатюризация и быстродействие ИМС.

Известна ИМС, содержащая корпус из пластмассы, размещенный в корпусе кристаллодержатель из теплопроводного материала, на одной из сторон которого размещены полупроводниковый кристалл и контактные площадки, а на другой - контактные площадки с присоединенными к ним внешними выводами входа-выхода. Контактные площадки противоположных сторон кристаллодержателя соединены между собой. Контактные площадки, расположенные на внутренней стороне кристаллодержателя, соединены с контактными площадками кристалла проволочными перемычками [2].

Известная конструкция имеет уменьшенные габариты, простую выводную рамку и повышенную мощность рассеивания.

Однако в данной конструкции не в полной мере использована возможность миниатюризации и повышения быстродействия ИМС.

Целью изобретения является уменьшение габаритов ИМС и повышение ее быстродействия.

Для этого в ИМС, содержащей защитную диэлектрическую оболочку, кристалл, расположенный на кристаллодержателе с внутренними контактными площадками и внешними контактными площадками - выводами, расположенными соответственно на внутренней, обращенной к кристаллу, и внешней, наружной, поверхностях кристаллодержателя и соединенными между собой через межслойные переходы проводниковой разводкой, расположенной на внутренней плоскости кристаллодержателя, причем внутренние контактные площадки кристаллодержателя соединены с контактными площадками кристалла, согласно изобретению проводниковая разводка, расположенная на внутренней поверхности кристаллодержателя, частично размещена в области, находящейся под кристаллом и перекрываемой этим кристаллом, и изолирована от него диэлектрическим слоем.

Уменьшение габаритов может быть достигнуто также и за счет того, что защитная оболочка из диэлектрического материала расположена только со стороны полупроводникового кристалла.

Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что предлагаемая конструкция содержит новые отличительные признаки. В ней проводниковая разводка, соединяющая внутренние контактные площади кристаллодержателя с внешними контактными площадками входа-выхода, частично размещена в зоне, находящейся под кристаллом, и закрыта дополнительным диэлектрическим слоем. Это позволяет разместить на поверхности кристаллодержателя полупроводниковый кристалл и внутренние контактные площадки в непосредственной близости от краев кристалла, а соединительную разводку осуществлять под нижней поверхностью кристалла. Благодаря отмеченным признакам появляется возможность существенного уменьшения площади кристаллодержателя и ИМС в целом, что позволяет повысить быстродействие ИМС.

Технических решений, содержащих признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, не обнаружено, на основании чего следует сделать вывод о соответствии заявленного устройства критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлена ИМС в разрезе; на фиг.2 - та же, ИМС вид сверху с разрезом кристалла и указанием зоны его размещения; на фиг.3 - ИМС, у которой выводы кристалла размещены по узким сторонам, а внешние выводы входа-выхода - по ее широким сторонам, разрез; на фиг.4 - та же ИМС, вид сверху без защитной оболочки; на фиг.5 - та же ИМС, вид снизу.

ИМС содержит полупроводниковый кристалл 1, установленный на кристаллодержатель 2, защитную оболочку 3, внутренние контактные площадки 4, соединенные проволочными перемычками 5 с контактными площадками 6 кристалла, под которым размещен диэлектрический слой 7, ниже которого проходит проводниковая разводка 8, соединенная через межслойные переходы 9 с внешними контактными площадками-выводами 10.

Кристаллодержатель 2 выполняют в виде тонкой многослойной керамической пластины, на верхней поверхности которой за пределами кристалла создают металлизированные площадки для приварки проволочных перемычек 5, соединяющих контактные площадки кристалла 6 с внешними выводами входа-выхода 10, а в пределах площади кристалла размещают дополнительный диэлектрический слой 7, на который устанавливают кристалл 1, причем, если необходима установка кристалла с помощью эвтектической пайки, диэлектрический слой 7 покрывают металлизацией, если достаточна установка кристалла на клей, то указанную металлизацию не делают.

Уменьшение габаритов в предложенном решении достигается за счет более эффективного использования площади верхней поверхности кристаллодержателя, благодаря размещению проводниковой разводки под нижней поверхностью кристалла. При этом в зависимости от конкретного кристалла, используемого в схеме, разводка может быть только под кристаллом или под кристаллом и вне его. В обоих случаях достигается положительный эффект - уменьшение габаритов ИМС и повышение ее быстродействия. Так, микросхема серии 565РУ7, выполненная в металлокерамическом корпусе и имеющая габариты 21х7,5х3 мм, при реализации с использованием предложенного решения может иметь размеры 10х5х2 мм.

ИМС может быть выполнена как с внешними металлическими выводами, так и без них. Ее покрывают защитной оболочкой только со стороны кристалла, что также позволяет уменьшить габариты ИМС.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Сущность изобретения: в интегральной микросхеме, содержащей защитную оболочку из диэлектрического материала, кристалл с интегральной схемой, расположенной на кристаллодержателе с внутренними контактными площадками и внешними выводами входа-выхода, расположенными на противоположных плоскостях кристаллодержателя и соединенными посредством проводниковой разводки, размещенной на одной плоскости с внутренними контактными площадками, соединенными с контактными площадками кристалла проволочными перемычками, проводниковая разводка частично расположена в области, расположенной под кристаллом, и в этой области изолирована от кристалла диэлектрическим слоем. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. ИНТЕГРАЛЬНАЯ МИКРОСХЕМА, содержащая защитную оболочку из диэлектрического материала, полупроводниковый кристалл, расположенный на кристаллодержателе, снабженном внутренними контактными площадками и внешними контактными площадками - выводами входа-выхода, размещенными соответственно на внутренней, обращенной к кристаллу, и внешней, обращенной наружу, поверхностях кристаллодержателя, и соединенными между собой через межслойные переходы и проводниковую разводку, расположенную на одной плоскости с внутренними контактными площадками кристаллодержателя, которые соединены с контактными площадками кристалла проволочными перемычками, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения быстродействия, проводниковая разводка частично размещена в области, расположенной под кристаллом, и в этой области изолирована от кристалла диэлектрическим слоем. 2. Микросхема по п.1, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов, защитная оболочка из диэлектрического материала расположена только со стороны полупроводникового кристалла.