КОРПУС-КРЫШКА ДЛЯ ГИБРИДНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ Российский патент 2003 года по МПК H01L23/04 H01L23/57 H01L23/06 H05K5/03 H05K5/06 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к гибридным интегральным схемам и полупроводниковым приборам.

Известен корпус-крышка колпачковой формы, выполненный из пластмассы, предназначенный для защиты-герметизации микросхемы и приклееваемый клеем к основанию корпуса, на котором расположена и закреплена микросхема [1].

Недостатком данного технического решения являются недостаточно высокие массогабаритные характеристики, связанные с установкой корпуса-крышки на диэлектрическое основание, на котором расположена микросхема, а затем установкой основания на плату и высокая трудоемкость изготовления, связанная со сложностью литьевой формы для изготовления корпуса-крышки.

Наиболее близким техническим решением является корпус-крышка для герметизации элементов гибридной интегральной схемы, который выполнен из металла, имеет плоское дно и боковые стенки с торцевыми поверхностями, параллельными плоскости дна корпуса-крышки, с закруглениями с внутренней и внешней стороны в местах соединения боковых стенок и дна, а также боковых стенок между собой, при этом толщина корпуса-крышки одинакова по всей поверхности [2].

Недостатками данного корпуса-крышки являются сложность изготовления оснастки, а следовательно, высокая стоимость, необходимость его заземления и изоляции в местах выхода пленочных проводников схемы из-под корпуса-крышки, сильное влияние на электрические характеристики схемы.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение влияния корпуса-крышки на электрические характеристики схемы, снижение стоимости изготовления и повышение надежности.

Технический результат достигается тем, что в известном корпусе-крышке для гибридной интегральной схемы, выполненном из диэлектрика, содержащем плоское дно и боковые стенки, с внутренней стороны которых, в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой выполнены закругления, а места соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой с внешней стороны имеют прямоугольные кромки, торцевые поверхности боковых стенок расположены параллельно внешней стороне плоскости дна и предназначены для установки и закрепления на плате, толщина корпуса-крышки в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой (Н) и толщина дна и боковых стенок (d) связаны соотношением Н>1,4d, при этом толщина дна и боковых стенок выбраны из диапазона 0,05-1 мм, уменьшающего влияние корпуса-крышки на электрические характеристики схемы.

В торцевых поверхностях боковых стенок корпуса-крышки в местах, прилегающих к выводам гибридной интегральной схемы, могут быть выполнены выемки.

Внутренняя поверхность корпуса-крышки и, по крайней мере, часть торцевой поверхности боковых стенок на расстоянии 0,1-2 мм от выводов схемы может иметь металлизационное покрытие толщиной 0,1-10 мкм.

Металлизированное покрытие внутренней поверхности корпуса-крышки может состоять из 2-х слоев, прилегающего к корпусу-крышке металлического и диэлектрического слоев.

Выполнение корпуса-крышки из диэлектрика позволит исключить необходимость ее изоляции от выводов пленочных проводников гибридной интегральной схемы, снизить его влияние на электрические характеристики схемы и снизить его стоимость за счет применения более дешевых материалов и упрощения изготовления.

Наличие прямоугольных кромок в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой увеличит прочность корпуса-крышки, увеличит площадь соединения с платой, что позволит снизить толщину боковых стенок и дна и тем самым уменьшить влияние на электрические характеристики.

Выполнение толщины стенок и дна корпуса-крышки менее 0,05 не обеспечивает механическую прочность, а более 1 мм ухудшает массогабаритные характеристики схемы, а также увеличивает влияние корпуса-крышки на электрические характеристики схемы. Ограничение толщины корпуса-крышки в местах соединения дна и стенок, а также боковых стенок между собой согласно соотношения Н>1,4 d позволит уменьшить толщину корпуса-крышки по всей поверхности и тем самым уменьшить его влияние на электрические характеристики схемы при сохранении его прочности.

Наличие прямоугольных кромок на внешней стороне и закруглений на внутренней в местах соединения дна и стенок, а также стенок между собой позволит применять фотошаблоны и молибденовую кассету вместо литьевых форм и штампов для изготовления корпуса-крышки и тем самым снизить стоимость.

Наличие выемок в торцевой поверхности стенок в местах выхода из-под корпуса-крышки выводов позволит дополнительно снизить его влияние на электрические характеристики схемы.

Наличие металлизационного покрытия на внутренней поверхности корпуса-крышки позволит экранировать схему от внешних электромагнитных полей (сделать схему электро- и радиогерметичной) и тем самым улучшить электрические характеристики схемы, а наличие металлизационного покрытия, по крайней мере, на части торцевой поверхности боковых стенок и внутренней поверхности на расстоянии 0,1-2 мм от выводов схемы позволит осуществить заземление металлизационного покрытия корпуса-крышки и тем самым улучшить электрические характеристики схемы.

Выполнение металлизационного покрытия из 2-х слоев прилегающего к внутренней поверхности корпуса-крышки металлического слоя и поверх него диэлектрического слоя исключит возможность электрического контакта элементов схемы с металлизационным покрытием и тем самым повысит надежность схемы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1, 2 представлены разрез и вид сверху предлагаемого корпуса-крышки и где: 1 - плоское дно; 2 - боковые стенки; 3 - закругления с внутренней стороны; 4 - торцевые поверхности; 5 - плата; 6 - прямоугольные кромки; 7 - выемки; 8 - выводы гибридной интегральной схемы; 9 - металлизационное покрытие внутренней и торцевой поверхности, 10 - диэлектрический слой.

Пример 1. Корпус-крышка для гибридной интегральной схемы выполнен из диэлектрика, например поликора (оксидной керамики), размером 4•5•1 мм. С внешней стороны места соединения дна 1 и боковых стенок 2, а также соединения боковых стенок между собой имеют прямоугольные кромки 6, а с внутренней - закругления 3. Толщина дна и боковых стенок равна 0,5 мм, а толщина корпуса-крышки в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой равна
т.е. Н>0,705 мм.

В торцевой поверхности могут быть выполнены выемки 7, размером 0,3•1,2 мм пленочного вывода 8, расположенного на плате 5 - 0,5 мм.

На внутренней поверхности корпуса-крышки может быть нанесена металлизация 9 Сr (100 Ом/мм² - Сu (напыленная) 6 мкм, а на нее диэлектрическая пленка 10) углерода с алмазоподобной структурой толщиной 800 .

Диэлектрический корпус-крышку приклеивают диэлектрическим клеем к плате и тем самым защищают элементы схемы - кристаллы полупроводниковых приборов. При этом выемки в торцевой поверхности стенок заполняются клеем и таким образом осуществляют защиту-герметизацию схемы. Пленочные выводы выходят из-под корпуса-крышки в местах выемок. Металлизационное покрытие корпуса-крышки локально соединяют проводящим клеем ЭЧЭ-С по торцу с заземляющей металлизацией платы и тем самым обеспечивают электро- и радиогерметичность схемы.

Пример 2. Корпус-крышка выполнен как в примере 1, но толщина дна и боковых стенок равна 0,05 мм, толщина корпуса-крышки в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой равна 1,5d=0,075 мм. Металлизационное покрытие имеет толщину 0,1 мкм.

Пример 3. Корпус-крышка выполнен как в примере 1, но толщина дна и боковых стенок равна 1 мм, толщина корпуса-крышки в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой равна 1,5d=1,5 мм, металлизационное покрытие имеет толщину 10 мкм.

Пример 4. Корпус-крышка выполнен как в примере 1, но толщина дна и боковых стенок равна 0,04 мм, толщина корпуса-крышки в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой равна 1,3d=0,052 мм, величина зерен в структуре поликора имеет размеры 0,03-0,04 мм, при этом возможно выкрашивание зерен, что ведет к снижению прочности конструкции.

Пример 5. Корпус-крышка выполнен как в примере 1, но толщина дна и стенок 1,5 мм, а толщина корпуса-крышки в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой равна Н=1,5d, т.е. Н=2,25 мм, это приводит к нерациональному расходованию площади платы ГИС и снижает массогабаритные характеристики.

Использование предлагаемого корпуса-крышки позволит по сравнению с прототипом снизить его влияние на электрические характеристики схемы, в том числе за счет наличия выемок под волноводами, снизить стоимость за счет применения более дешевой оснастки для его изготовления - фотошаблона вместо штампа или литьевой формы, кроме того, позволит улучшить массогабаритные характеристики, а следовательно, и схемы в целом.

Источники информации
1. Е.А. Славянинова и др. Полимерные корпуса для микросхем // Обмен опытом в радиопромышленности, 1979, 4, с.35-36.

2. О.С. Моряков. Производство корпусов полупроводниковых приборов, с.8 - прототип.

Изобретение относится к электронной технике. Технический результат - улучшение электрических характеристик схемы и снижение стоимости корпуса-крышки. Достигается тем, что корпус-крышка для гибридной интегральной схемы выполнен из диэлектрического материала, имеет плоское дно и боковые стенки, места соединения дна и боковых стенок, а также соединения боковых стенок между собой с внешней стороны имеют прямоугольные кромки, а с внутренней закругления. Толщина корпуса-крышки в этих местах (Н) соответствует соотношению H>1,4d, где d - толщина дна и боковых стенок корпуса крышки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Корпус-крышка для гибридной интегральной схемы, выполненный из диэлектрика, содержащий плоское дно и боковые стенки, с внутренней стороны которых, в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой выполнены закругления, а места соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой с внешней стороны имеют прямоугольные кромки, торцевые поверхности боковых стенок расположены параллельно внешней стороне плоскости дна и предназначены для установки и закрепления на плате, толщина корпуса-крышки в местах соединения дна и боковых стенок, а также боковых стенок между собой (Н) и толщина дна и боковых стенок (d) связаны соотношением Н>1,4d, при этом толщина дна и боковых стенок выбраны из диапазона 0,05-1 мм, уменьшающего влияние корпуса-крышки на электрические характеристики схемы. 2. Корпус-крышка для гибридной интегральной схемы по п. 1, отличающийся тем, что в торцевых поверхностях боковых стенок в местах, прилегающих к выводам гибридной интегральной схемы, выполнены выемки. 3. Корпус-крышка для гибридной интегральной схемы по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутренняя поверхность корпуса-крышки и, по крайней мере, часть торцевой поверхности боковых стенок на расстоянии 0,1÷2 мм от выводов схемы имеет металлизацию толщиной 0,1÷10 мкм. 4. Корпус-крышка для гибридной интегральной схемы по п. 3, отличающийся тем, что металлизация внутренней поверхности корпуса-крышки имеет диэлектрическое покрытие.