ГИБРИДНАЯ ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА СВЧ ДИАПАЗОНА Российский патент 2002 года по МПК H01L27/02 H01L25/16 

Настоящее изобретение относится к области электронной техники, а более точно касается гибридной интегральной схемы СВЧ диапазона, и может быть использовано в полупроводниковой микроэлектронике.

Известна гибридная интегральная схема СВЧ диапазона, содержащая диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации и кристаллами полупроводниковых приборов, размещенных в объеме подложки таким образом, что лицевая поверхность каждого кристалла с контактными площадками расположена в одной плоскости с поверхностью подложки, а контактные площадки кристаллов электрически соединены с топологическим рисунком металлизации (US, А, 4722914).

Указанной схеме присущ разброс электрических параметров схемы, связанный с разбросом длины соединительных проводников из-за возможности перемещения кристалла полупроводникового прибора по дну углубления от одной стенки углубления к другой.

Известна гибридная интегральная схема, содержащая диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации и углублениями, в которых с помощью связующего вещества закреплены кристаллы бескорпусных полупроводниковых приборов, причем лицевая поверхность кристаллов с контактными площадками лежит в одной плоскости с поверхностью платы, а контактные площадки кристаллов электрически соединены с топологическим рисунком металлизации (JP, В, 49-12794).

Указанной схеме присущи низкая воспроизводимость электрических параметров схемы, связанная со смещением кристалла вдоль дна углубления в процессе монтажа кристалла и, как следствие, с разбросом длин соединительных проводников.

В основу изобретения была положена задача создания гибридной интегральной схемы СВЧ диапазона, в которой углубления в диэлектрической плате, в которых закреплены кристаллы бескорпусных полупроводниковых приборов, были бы так выполнены, что позволило бы повысить воспроизводимость электрических параметров и технологичность.

Это достигается тем, что в гибридной интегральной схеме СВЧ диапазона, содержащей диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации и углублениями, в которых с помощью связующего вещества закреплены кристаллы бескорпусных полупроводниковых приборов, причем лицевая поверхность кристаллов с контактными площадками лежит в одной плоскости с поверхностью платы, а контактные площадки кристаллов электрически соединены с топологическим рисунком металлизации, согласно настоящему изобретению стенки каждого углубления выполнены наклонными, причем угол наклона стенок углубления к поверхности платы составляет 90,1-150^o.

Выполнение угла наклоны стенок относительно плоскости поверхности платы менее 90,1^o не дает положительного результата, а более 150^o существенно увеличивает длину выводов, а следовательно, паразитную индуктивность.

Углубления могут быть металлизированы, причем металлизация углубления электрически соединена с топологическим рисунком металлизации платы. Плата может иметь экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне, а в дне углублений могут быть выполнены металлизированные отверстия, заполненные электро- и теплопроводящим материалом, для соединения с экранной заземляющей металлизацией.

Выполнение стенок углубления относительно плоскости поверхности платы с углом наклона α =90,1-150^o обеспечивает:
во-первых, ограничение возможности смещения кристаллов вдоль дна углублений, а значит, сокращение разброса длины соединений контактных площадок кристаллов с топологическим рисунком металлизации, а следовательно, повышение воспроизводимости электрических параметров;
во-вторых, повышение точности посадки кристалла в углублении и его ориентации в нем, а также упрощение выполнения соединения металлизации углубления с топологическим рисунком металлизации и тем самым повышение технологичности.

Далее изобретение поясняется описанием конкретных примеров его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает патентуемую гибридную интегральную схему СВЧ диапазона (разрез);
фиг.2 - то же, что на фиг. 1 (вид сверху);
фиг. 3 - другой вариант выполнения патентуемой гибридной интегральной схемы (разрез);
фиг. 4 - еще один вариант выполнения патентуемой гибридной интегральной схемы (разрез).

Гибридная интегральная схема СВЧ диапазона согласно изобретению содержит диэлектричекую плату 1 (фиг.1 и 2), например из поликора толщиной 0,5 мм, с топологическим рисунком 2 металлизации на лицевой стороне платы 1. Металлизация может иметь структуру, например, Сr-Сu (напыленная 3 мкм) - Сu (гальваническая 3 мкм) - Ni (гальванический 0,5 мкм) - Аu (гальваническое 3 мкм). Плата 1 имеет углубления 3 размером, например, 0,6•0,6•0,16 мм с углом наклона стенок α =120^o. В этом случае при толщине связующего вещества 4 на дне 10 мкм расстояние между кристаллом 5 и верхней кромкой углубления 3 будет равно 87 мкм. В качестве связующего вещества 4 может быть использован клей ЭЧЭ-С (ЫУО 0.028.052 ТУ).

Кристалл 5 бескорпусного транзистора 3П325А-5 размером 0,5•0,5•0,15 мм расположен в углублении 3 таким образом, что его поверхность совпадает с плоскостью поверхности платы 1. Контактные площадки 6 кристалла 5 соединены посредством электрических соединений с топологическим рисунком 2 металлизации с помощью золотой проволоки 7 диаметром 15 мкм.

Углубления 3 (фиг.3) могут быть металлизированы и структура металлизации 8 может быть, например, Pd-Ni (химический 0,2 мкм) - Сu (гальваническая 3 мкм) -Ni (гальванический 0,5 мкм) - Аu (гальваническое 3 мкм).

В дне углубления 3 (фиг.4) выполнены металлизированные отверстия 9, например диаметром 100 мкм, заполненные электро- и теплопроводящим материалом 10, например заращены медью, с предварительной активацией PdCl₂+SnCl₂. Обратная сторона платы 1 имеет экранную заземляющую металлизацию 11 со структурой, аналогичной металлизации 2 на лицевой стороне платы 1.

Схема согласно изобретению работает следующим образом.

На вход каскада транзисторного усилителя подают сигнал, который проходит соответствующее преобразование, и усиленный сигнал поступает на выход каскада.

Патентуемая гибридная интегральная схема позволяет повысить воспроизводимость электрических параметров путем уменьшения разброса длины соединительных проводников (выводов) кристалла бескорпусного полупроводникового прибора, повысить технологичность путем повышения точности установки кристалла в углублении и его ориентации в нем, а также путем упрощения выполнения соединения металлизации углубления с топологическим рисунком металлизации. Все это позволяет снизить трудоемкость подстройки схемы.

Кроме того, в случае металлизации углубления и ее соединения с топологическим рисунком металлизации позволяет повысить надежность схемы.

При описании рассматриваемых вариантов осуществления изобретения для ясности используется конкретная узкая терминология. Однако изобретение не ограничивается принятыми терминами и необходимо иметь в виду, что каждый такой термин охватывает все эквивалентные термины, работающие аналогично и используемые для решения тех же задач.

Хотя настоящее изобретение описано в связи с предпочтительным видом реализации, понятно, что могут иметь место изменения и варианты без отклонения от идеи и объема изобретения, что компетентные в данной области лица легко поймут.

Эти изменения и варианты считаются не выходящими за рамки сущности и объема изобретения и прилагаемых пунктов формулы изобретения.

Использование: полупроводниковая микроэлектроника. Сущность изобретения: гибридная интегральная схема СВЧ диапазона содержит диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации и углублениями, в которых с помощью связующего вещества закреплены кристаллы бескорпусных полупроводниковых приборов. Лицевая поверхность кристаллов с контактными площадками лежит в одной плоскости с поверхностью платы, а контактные площадки кристаллов электрически соединены с топологическим рисунком металлизации. Стенки углублений выполнены наклонными. Угол α наклона стенок углублений к плоскости платы составляет 90,1-150^o, для кристалла размером 0,5•0,5•0,15 мм и размер углубления 0,6•0,6•0,16 мм. Техническим результатом изобретения является повышение воспроизводимости электрических параметров и технологичность. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Гибридная интегральная схема СВЧ диапазона, содержащая диэлектрическую плату с топологическим рисунком металлизации и углублениями, в которых с помощью связующего вещества закреплены кристаллы бескорпусных полупроводниковых приборов размером 0,5•0,5•0,15 мм, причем поверхность кристаллов с контактными площадками лежит в одной плоскости с поверхностью платы, а контактные площадки кристаллов электрически соединены с топологическим рисунком металлизации, отличающаяся тем, что стенки каждого углубления выполнены наклонными, причем угол α наклона стенок углубления к плоскости платы составляет 90,1-150^o, а углубление имеет размер 0,6•0,6•0,16 мм. 2. Гибридная интегральная схема СВЧ диапазона по п. 1, отличающаяся тем, что углубления металлизированы, причем металлизация углубления электрически соединена с топологическим рисунком металлизации платы. 3. Гибридная интегральная схема СВЧ диапазона по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что плата имеет экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне, а в дне углублений выполнены металлизированные отверстия, заполненные электро- и теплопроводящим материалом.