СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБРИДНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СХЕМЫ СВЧ-ДИАПАЗОНА Российский патент 2008 года по МПК H01L21/84 

Изобретение относится к электронной технике.

Известен способ изготовления гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона, включающий изготовление на лицевой стороне диэлектрической подложки топологического рисунка металлизации пленочных проводников и монтажных площадок для расположения кристаллов навесных компонентов. Расположение кристаллов навесных компонентов, а именно кристаллов полупроводниковых приборов, керамических конденсаторов, катушек индуктивности и т.д. на монтажные площадки и соединение их с монтажными площадками [1]. Соединение контактных площадок кристаллов навесных компонентов с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации проволочными проводниками, используя термокомпрессионную сварку.

Недостатками данного способа являются низкие электрические характеристики:

- во-первых, из-за длительного воздействия высокой температуры порядка 300°С на навесные компоненты и особенно выполненные из элементов группы А³В⁵ в процессе термокомпрессионной сварки;

во-вторых, из-за высокой паразитной индуктивности проволочных проводников.

Кроме того, данный способ отличается низким процентом выхода годных из-за возможности пробоя навесных компонентов электростатическими зарядами в процессе изготовления гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона.

Известен способ изготовления гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона, в котором для соединения используют выводную рамку плоских балочных выводов, выполненную на полимерном носителе, включающий:

- изготовление на лицевой стороне диэлектрической подложки топологического рисунка металлизации пленочных проводников и монтажных площадок для расположения кристаллов навесных компонентов;

- расположение, совмещение и соединение внутренних концов плоских балочных выводов выводной рамки с контактными площадками, расположенными на лицевой стороне кристаллов навесных компонентов;

- удаление технологических частей выводной рамки;

- расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки;

- соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации [2] - прототип.

Использование для соединения выводной рамки плоских балочных выводов позволило:

- во-первых, улучшить электрические характеристики за счет использования плоских балочных выводов, имеющих меньшую паразитную индуктивность по сравнению с проволочными проводниками;

- во-вторых, увеличить прочность соединений и тем самым увеличить надежность гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона.

Однако соединение в гибридной интегральной схеме СВЧ-диапазона посредством плоских балочных выводов, выполненных на диэлектрической, полимерной выводной рамке не обеспечивает защиту кристаллов навесных компонентов от электрического пробоя их электростатическими зарядами, что обусловливает низкий процент выхода годных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона.

Техническим результатом изобретения является увеличение процента выхода годных, улучшение электрических характеристик при сохранении надежности гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, включающем изготовление на лицевой стороне диэлектрической подложки топологического рисунка металлизации пленочных проводников и, по крайней мере, одной монтажной площадки для расположения, по крайней мере, одного кристалла навесного компонента, расположение, совмещение и соединение внутренних концов плоских балочных выводов выводной рамки с контактными площадками, расположенными на лицевой стороне кристаллов навесных компонентов, удаление технологических частей выводной рамки, расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки, соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации, удаление технологических частей выводной рамки осуществляют после соединения внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации, при этом удаление осуществляют либо полностью, либо частично, расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки осуществляют либо одновременно, либо в определенной последовательности, соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации осуществляют либо непосредственно, либо и/или посредством кристаллов навесных компонентов.

Определенная последовательность в расположении кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки имеет место в случае использования навесных компонентов, чувствительных к термическому воздействию свыше 300°С, например, выполненных из материалов группы А³Б⁵.

При соединении внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации могут одновременно использовать технологические части выводной рамки между рядом расположенными внешними концами плоских балочных выводов для соединения с другими пленочными проводниками топологического рисунка металлизации.

Предложенный иной порядок выполнения совокупности действий и условия их выполнения, заключающиеся в том, что

- удаление технологических частей выводной рамки осуществляют после соединения внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации, при этом удаление осуществляют либо полностью, либо частично,

- расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки осуществляют либо одновременно, либо в определенной последовательности,

- соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации осуществляют либо непосредственно, либо и/или посредством кристаллов навесных компонентов позволит:

- во-первых, исключить возможность электрического пробоя электростатическими зарядами кристаллов навесных компонентов и тем самым увеличить процент выхода годных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона;

- во-вторых, в случае одновременного использования технологических частей выводной рамки между рядом расположенными внешними концами плоских балочных выводов для соединения с другими пленочными проводниками топологического рисунка металлизации улучшить электрические характеристики гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг.1 представлен вариант гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, в котором технологические части выводной рамки удалены полностью и где:

- диэлектрическая подложка - 1;

- топологический рисунок металлизации пленочных проводников - 2;

- монтажные площадки для расположения кристаллов навесных компонентов - 3;

- внутренние концы плоских балочных выводов выводной рамки - 4;

- кристаллы навесных компонентов - 5;

- контактные площадки кристаллов навесных компонентов - 6;

- внешние концы плоских балочных выводов выводной рамки - 7.

На фиг.2 представлен вариант гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, в котором при соединении внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации одновременно использованы технологические части выводной рамки, расположенные между соседними внешними концами плоских балочных выводов, для соединения с другими пленочными проводниками топологического рисунка металлизации и где:

- технологические части выводной рамки - 8.

Пример конкретного выполнения 1.

На лицевой стороне диэлектрической подложки 1, например, выполненной из поликора, размером 48×60×0,5(мм) изготавливают топологический рисунок металлизации пленочных проводников 2 и монтажную площадку 3 для расположения кристалла навесного компонента 5. Для чего наносят, например, следующую структуру слоев металлов и их толщиной соответственно: хром (100 Ом/мм²) и медь (1 мкм), вакуумно-напыленные, медь (3 мкм), никель (0,6-08 мкм) и золота (3 мкм), гальванически осажденные.

Затем располагают, совмещают и соединяют внутренние концы плоских балочных выводов 4 выводной рамки с контактными площадками 6, расположенными на лицевой стороне кристалла навесного компонента 5, например кристалла транзистора 3П612, например, термокомпрессионной сваркой на установке ЭМ-4030. При этом технологические части выводной рамки 8 выполнены из золота толщиной 8 мкм, гальванически осажденного, а контактные площадки транзистора 3П612 имеют следующую структуру слоев металлов и их толщиной соответственно: титан (100 Ом/мм²) и палладий (0,2 мкм), вакуумно-напыленные, золото (3 мкм), гальванически осажденное.

Далее соединяют внешние концы плоских балочных выводов 7 выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации 2 контактной сваркой расщепленным электродом при комнатной температуре на установке "Контакт-3А".

Далее удаляют полностью технологические части выводной рамки 8, например, механически при помощи пинцета.

Пример 2.

Изготавливают гибридную интегральную схему СВЧ-диапазона, как в примере 1, но при наличии в схеме нескольких кристаллов навесных компонентов 5, при этом их расположение на монтажные площадки осуществляют одновременно, для чего на монтажные площадки 3 наносят электропроводящий клей ЭЧЭ-С, располагают кристаллы навесных компонентов 5, например кристаллы керамических конденсаторов размером 0,65×0,65×0,3 мм ТСО.707.002 ТУ и кристалл транзистора 3П612, сушат при температуре 100°С в течение 1,5 часа и соединяют одни внешние концы плоских балочных выводов 7 выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации 2 непосредственно, а другие через кристаллы керамических конденсаторов.

Пример 3.

Изготавливают гибридную интегральную схему СВЧ-диапазона, как в примере 1, но расположение кристаллов навесных компонентов 5 осуществляют в определенной последовательности, а именно располагают кристаллы керамических конденсаторов размером 0,65×0,65×0,3 (мм) ТСО.707.002 ТУ на монтажные площадки 3 и соединяют с ней, пайкой припоем золото-кремний эвтектического состава при температуре 410°С. Затем располагают кристалл транзистора ЗП976, выполненный из арсенида галлия, и соединяют пайкой припоем золото-олово эвтектического состава при температуре 290°С.

Далее соединяют одни из внешних концов плоских балочных выводов 7 выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации 2, а другие через кристаллы керамических конденсаторов 5.

При соединении внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки к пленочным проводникам топологического рисунка металлизации 2 одновременно используют технологические части выводной рамки 8, между рядом расположенными внешними концами плоских балочных выводов, для соединения с другими пленочными проводниками топологического рисунка металлизации

После чего удаляют оставшиеся технологические части выводной рамки 8.

Таким образом, предлагаемый способ изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона позволит:

- во-первых, повысить выход годных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона вследствие исключения возможного пробоя кристаллов навесных компонентов в процессе изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона;

- во-вторых, улучшить электрические характеристики гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона вследствие использования технологической части выводной рамки для дополнительного уменьшения паразитной индуктивности соединений.

Источники информации

1. Микроэлектронная аппаратура на бескорпусных интегральных микросхемах. И.Н.Важенин, Г.А.Блинов, Л.А.Коледов и др. Под ред. И.Н.Важенина. - М.: Радио и связь, 1985, стр.131-133.

2. Монтаж микроэлектронной аппаратуры. Г.Я.Гуськов, Г.А.Блинов, А.А.Газаров. - М.: Радио и связь, 1986, стр.109-110.

Изобретение относится к электронной технике. Сущность изобретения: в способе изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, включающем изготовление на лицевой стороне диэлектрической подложки топологического рисунка металлизации пленочных проводников и, по крайней мере, одной монтажной площадки для расположения, по крайней мере, одного кристалла навесного компонента, расположение, совмещение и соединение внутренних концов плоских балочных выводов выводной рамки с контактными площадками, расположенными на лицевой стороне кристаллов навесных компонентов, удаление технологических частей выводной рамки, расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки, соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации, удаление технологических частей выводной рамки осуществляют после соединения внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации, при этом удаление осуществляют либо полностью, либо частично, расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки осуществляют либо одновременно, либо в определенной последовательности, соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации осуществляют либо непосредственно, либо и/или посредством кристаллов навесных компонентов. Техническим результатом изобретения является увеличение процента выхода годных, улучшение электрических характеристик при сохранении надежности гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, включающий изготовление на лицевой стороне диэлектрической подложки топологического рисунка металлизации пленочных проводников и, по крайней мере, одной монтажной площадки для расположения, по крайней мере, одного кристалла навесного компонента, расположение, совмещение и соединение внутренних концов плоских балочных выводов выводной рамки с контактными площадками, расположенными на лицевой стороне кристаллов навесных компонентов, удаление технологических частей выводной рамки, расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки, соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации, отличающийся тем, что удаление технологических частей выводной рамки осуществляют после соединения внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации, при этом удаление осуществляют либо полностью, либо частично, расположение кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки осуществляют либо одновременно, либо в определенной последовательности, соединение внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации осуществляют либо непосредственно, либо и/или посредством кристаллов навесных компонентов.2. Способ изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона по п.1, отличающийся тем, что определенная последовательность в расположении кристаллов навесных компонентов на монтажные площадки имеет место в случае использования навесных компонентов, чувствительных к термическому воздействию свыше 300°С, например, выполненных из материалов группы А³Б⁵.3. Способ изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона по п.1, отличающийся тем, что при соединении внешних концов плоских балочных выводов выводной рамки с пленочными проводниками топологического рисунка металлизации могут одновременно использовать технологические части выводной рамки между рядом расположенными внешними концами плоских балочных выводов для соединения с другими пленочными проводниками топологического рисунка металлизации.