МИКРОСХЕМА Советский патент 1973 года по МПК H05K5/06 

1

Изобретение отиосится к области микроэлектроиики и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре.

Известны микросхемы, выполненные в виде расположенной в корпусе подложки с размещенными на ней активными и пассивными элементами.

Однако известные микросхемы обладают иизкой температурной стабильностью параметров.

С целью повыиления температурной стабильности параметров в предлагаемой микросхеме между подложкой и корпусом расположен терморезистор с положительным температурным коэффициентом соиротивлення. ,

На фиг. 1 показана предлагаемая микросхема, выполненная в плоском металло-стекляниом корпусе с торцевым расположением выводов; иа фиг. 2 - предлагаемая микросхема, вьшолиеииая в пластмассовом корпусе с торцевым расположением выводов; на фиг. 3 - график зависимости температуры подложки от температуры окружающей среды; на фиг. 4 - графики зависимости величины относительной температурной нестабильности частоты следования импульсов генератора прямоугольных импульсов, выполненного в виде микросхемы, от температуры окружающей среды без термостабилизации

2

(кривая Л) и с термостабилилациеи (кривая Б).

Подложка микросхемы / (фиг. 1 и 2), склеенная с пластинкой терморезистора 2 с

иоложительным ТКС (иозистор) по всей поверхности соприкосновения, образует термоблок с хорошим тепловым коитактом. Пластинка терморезистора 2 имеет выступ 3, к верхней кромке которого припаян проводник 4, соединенный с одним из внешних выводов 5 микросхемы. Нижняя поверхность терморезистора 2 припаяна мягким припоем к донышку корпуса по всей поверхности соприкосновения (фиг. 1), образуя второй вывод 6 терморезистора 2. Если корпус изготовлеи из пластмассы (фиг. 2), то второй вывод 6 терморезистора 2 образуется с иомощью ироволочной или леиточиой перемычки, соединяющей иижнюю иоверхность терморезистора 2 с одним из виешних выводов микросхемы. Для повышения механической прочности конструкции между термоблоком и корпусом микросхемы наносится слой клея 7; если корп} с металло-стекляиный, то слой

клея наносится по боковым поверхностям, если же корпус иластмассовый, то термоблок склеивается с донышком.

Примененный терморезистор 2 с положительным температурным коэффициентом сопротивления (иозистор) представляет собой

пластинку из полупроводниковой керамики, изготовленной на основе твердого раствора титаната бария, легированного редкоземельными элементами. Пластинка терморезистора 2 имеет металлизированные поверхности для подпайки выводов. Температурная зависимость сопротивления терморезистора 2 имеет резко релейный характер с ТКС, равным 15-20%/°С, в узком интервале температур. Этот интервал может быть смещен технологическим путем в обе стороны по температурной шкале в зависимости от заданных требований. В частности, для терморезисторов типа СТ6-5Б область резкого увеличения сопротивления лежит в диапазоне 70-90°С.

При подаче на терморезистор 2 (позистор) фиксированного напряжения он выполняет функции саморегулирующего нагревательного элемента. Под действием приложенного напряжения терморезистор 2 (позистор) нагревается до температуры, соответствующей приблизительно точке сегнетоэлектрического фазового перехода - точке излома характеристики. При достижении температуры перехода сопротивление позистора резко повышается, и рассеиваемая мощность падает до незначительной величины.

При изменении температуры окружающей среды устанавливается термодинамическое равновесие между мощностью, потребляемой позистором, температурой микросхемы и температурой окружающей среды, при этом значительному изменению температуры окружающей среды соответствует небольшое изменение температуры позистора и подложки микросхемы.

График, приведенный на фиг. 3, иллюстрирует изменение температуры подложки микросхемы из ситалла марки СТ50-I размером 8X10 мм, скленной с пластинкой терморезистора типа СТ6-5Б, помещенной в плоский металло-стеклянный корпус типа 252МС 15-1, при изменении температуры окружающей среды от -60 до -f 100°С. Температура подложки измеряется при помощи миниатюрного термодатчика типа СТЗ-19, приклеенного к подложке микросхемы эпоксидным компаундом. Микросхема находится в спокойной атмосфере в условиях свободного теплообмена с окружающим воздухом. Из графика видно, что температура подложки

микросхемы меняется лишь на 45°С - от -}-55 до +100°С при изменении температурь: окружающей среды и от -60 до +100°С. Графики, приведенные на фиг. 4, показывают изменение частоты следования импульсов генератора прямоугольных импульсов в микросхемном исполнении при изменении температуры окружающей среды.

Микросхема изготовлена по гибридно-пленочной технологии методом термовакуумного напыления через свободную маску. Генератор представляет собой автоколебательный мультивибратор с коллекторно-базовыми связями и встроенными эмиттерными повторителями. На подложке напылена пассивная часть схемы - пленочные резисторы на основе сплава МЛТ-ЗМ, пленочные конденсаторы на основе двуокиси кремния, соединительные пленочные проводники и контактные площадки. Активные элементы (бескорпусные диоды типа КД901А и транзисторы типа 2Т307Б) размещенные на подложке, присоединяются к контактным площадкам методом термокомпрессии. Подложка с элементами помещается в плоский металло-стекляиный корпус размером 24X24X4,2 мм с планарным расположением выводов. Кривая А показывает относительную нестабильность частоты мультивибратора без термостабилизации, кривая

Б - с термостабилизацией, осуществленной в соответствии с настоящим предложением. Из графиков видно, что относительная нестабильность частоты следования в диапазоне температур от -60 до +100°С составляет 12,4% для схемы без термостабилизации и 2,7% для той же схемы, выполненной в соответствии с настоящим предложением.

Таким образом температурная стабильность частоты повышается почти в пять раз.

Предмет изобретения

Микросхема, выполненная в виде расположенной в корпусе подложки с размещенными

на ней активными и пассивными элементами, отличающаяся тем, что, с целью повышения температурной стабильности параметров микросхемы, между подложкой н корпусом расположен терморезистор с положительным

температурным коэффициентом сопротивления.

J

4

..

J

fpue 2

-fiO -ад -20 О 20 0 +60 +80 , °С Фиг. 3

- SO -20 О 20 +40 60 +80 + ЮО tOKp, г

(риг 4