CS241809B1 - Polovodičová součástka se sníženou indukčností přívodu - Google Patents

Abstract

Podstata polovodičové součástky se sníženou indukčnoatí přívodu, sestávající z pařiče ipouizdna, čipu a přívodních eílektrod, kde čip je opatřen kontaktními ploškami a spodní stranou 'připevněn k patici poozidra a kontaktní plošky člípu jsou připojeny k přívodním. elektrodám pouzdra podíle vynálezu spcčřvá v tom, .že patice pouizdra j.e opatřena výstupkem .vedle čipiu a .stejné výšce jako čiip, zatímco čip je po celé déilce přilehlé k výstupku patice opatřen souvislou kontaktní oblastí, v případě obdélníkového iťvaru čipu po jeho delší straně, přičemž kontaktní oblast čipu je elektricky vodivě propojena, is výstupkem patice pouzdra elektricky vodivým tmelem 'v souvislé ploše. Polovodičová, součástka podle vynálezu má značně nižší induikčnost přívodu nebo vývodu elektrody

Description

Vynález se (týká (polovodičové součástky se sníženou indukčn-ostí (přívodu.

Současné typy mikrovlnných polovodičových isoučásiteik jsou určeny ik činnosti v kmitočtových pásmech vyšších než 1 GHz. Jedním ze základních požadavků kladených na geometrické provedení hoirizontáltií struktury čifpů a na konstrukční provedení montáže čtóp-ipouzdro; těchto součástek je dosažení co nejnižší hodnoty indukčnoístl jejich přívodních elektrod.

Vellmi významná a podstátná je tato problematika zejména u tranzistorů. Teoretické rozbory i praktické výsledky ukazují, že každá indulkčnoíst v emitoru L_s (mikrovlnných tranlzilstoirů má zásadní vliv na 'zesilovací schopnosti tranzistorů, zejména v kmitočtových pásmech vyšších než 3 GHz.

Obecně se dá říci, že 'čím vyšší p-racovní kmitočet í tranzistoru, čím větší výkony tranzistor (zesiluje, čím větší je ‘výkonový (zilslk, tím memiší imusí být 'induikčnoSlt v emitoru tranzistoru, při zapojení se společným e miter em, ¹ Ve značné části literatury je prp maximální dosažitelný výkonový zisk MAG uváděn teoretický vzorec ve tvaru:

kde představuje:

g_DS vodivost kolektoru

R_g sériový odpor hradila

Ri odpor ,kanálu .mieizi emitoreim a hradlem

R_s sériový odpor emitoru

C_DG kapacitu kolektor—hradlo

L_s iinďukčnost emitorového přívodu.

Z uvedeného vzorce jie zřeljimý významný

Tabulka I

Vzrůst índukčinosti eimiit. přívodu na hodnotu L_s (nH) ___¹ d.__ f[Ls) 4π ÍtCog (2R_g -j- Rí Rs 4- 2π ÍtLs) vliv indukčnoístl emitorového přívodu L_s na velikost maximálního dosažitelného výkonového zisku MAG. Ze vzorce například vyplývá, že píro případ mikrovlnného výkonového tranzistoru MESFET s šířkou hradila 3 mm a délkou hiradla 1,5 μΐη, lze při indufcčmoisti emitorového přívodu L_s = OH dosáhnout ina kmitočtu f = 4 GHz hodnoty MAG = 16,3 dB. Vzrůistá-Hi nyní indukčnost emitorového přívodu, zmenšuje se původní výkonový zilslk MAG takto, podle tah. I.

(Pokles zisku o G_x (dB) iz původní hodinoty MAG “ 16,3 dB

0,016 1

0,036 2

0,063 3

0,096 4

0,137 6

0,443 9

Je zřejmé, že vzrůst indulkčnosti emitoru o 0,1 inH snižuje tady výkonový zilslk MAG přiblližně o· 4 dB. Tyto teoreticky odvozené závislosti jsou ve velmi dobrém souhlasu s experimentálně ověřenými výsledky.

Monlťáž čipů tranzistorů MESFET se dneis

Tabulka II provádí zpravidla zlatým drátkem nebo zlatým páskem. Použljie-li se ipro připojení emitoru tranzistoru drátku nebo pásku o rozměrech uvedených v následující tabulce II, pak Indukčnost emitorového přívodu L_s dosahuje hodnot:

Pásek

tloušťka (μηι)			5
šířka (,umj	50 50	50	75 75	75	100 100	100
délka (mmj	0,2 0,5	•1,0	0,2 0,5	1,0	0,2 0,5	1,0
indukčnolst Ls (nH)	0,1 0,34	0,82	0,09 0,31	0,75	0,08 0,28	0,,,69
		Drátek
průměr (μΐιη]		20			30
délka (mim)	0,2	0,5	(1,0	0,2	0,5	1,0
indukčnost Ls (nH)	0,15	0,318	0,85	0,12	0,43	0,77

Vllťv zipůlsobu .moinltáže čipu do pouzdra nebo obvodu je tedy 'značný. Výrobci špičkových typů tranzistorů MESFET řeší dnes tento iproblém třemi způsoby:

a) způsobem obrácené montáže, tzv. flipchip;

íb) způsobem prokovaných děr v emiito.ru, tzv. 'váa-itránzistOT connectioos;

c) způsobem mnohonásobného pospojování jednotlivých eimiltorwých proužků s paticí pouzdra zlatým drátakem, tzv. plated heat sinlk confilguratioh.

Všechny tyto způsoby jsou po technické stránce značným přínosem, jisou však poměrně velmi .slloížité, náročné na přesnost provedení, časově zdlouhavé a představují jisté riziko při zpracování čipů.

Aby se alespoň částečně vyloučil vliv montáže a podstatně snížily indukčnositi v eimiirtoiru tranzistoru a současně odstranily uvedené obtíže ostatních uvedenýah způsobů, bylo .navrženo a realizováno' takzvané bezimdukční provedení montáže čipů tranzistorů, které spočívá v úplném odstranění přívodních drátků nebo pásků v obvodu emitoiru, jako u polovodičové součástky se sníženou induikčhostí přívodu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že patině pouzdra je opatřena výstupkem vedle čipu o stejné výšce jako čip, zatímco' čip je ipo celé délce přilehlé k výstupku paitice opatřeh souvislou Ikonlťaktní oblastí, v případě obdélníkového tvaru čipu po jeho delší straně, přičemž kontaktní oblast čipu je elektricky vodivě propojena s výstupkem patice pouzdra elektricky vodivým tmelem v souvislé ploše.

Vyšší účinek polovodičové součástky podle vynálezu spočívá v podstatném snížení indukčnošti přívodu nebo vývodu elektrody provedené tímto způsobem.

V dalším textu je blíže vysvětlena podstata vynálezu s odkazem na připojený výkres.

Polovodičová součástka Se sníženou iindulkčností přívodu sestává z patice 1 pouzdra, která je opatřena výstupkem 1.1 vedle čipu 2 o sitejné výšce jako čip 2, zatím co čip 2 je po celé délce přilehlé ik výstupu 1.1 patice 1 opatřen souvislou kontaktní oblastí ‘6, v případě obdélníkového tvaru čipu po jeho delší straně, přičemž kontaktní oblast 6 čilpu 2 je elektricky vodivě 'propojena ,s výstupkem 1.1 patice 1 pouzdra eleiktricky vodivým tmelem 5 v souvislé ploše. _

Cíp 2 polovodičové součástky se připevní na partie! ,1 pouzdra svou kontaktní oblastí 6 těsně na doraz k výstupku 1.1 pouzdra. Elektricky vodivým tmelem 5 se piroVede propojení kontaktní oblasti S čipu 2 s výstupkem 1.1 pouzdra po celé délce čipu. Propojení kohitaktaních iplošelk zbývajících elektrod 7 a 8 polovodičového čipu se provede 'klasickým termokompreismím nebo ultrazvukovým postupem vhodným drátkem nebo páskem.

Claims (1)

1. pRedmet .Polovodičová součástka se sníženou indukčností přívodu sestávající z patice pouzdra, čipu a přívodních elektrod, kde čip je opatřen koniťaktlníml ploškami a spodní spranou připevněn ik pataici pouzdra a kontaktní plošky čipu jsou připojeny k přívodním elektrodám pouzdra, vyznačující se tím, že palice (1) pouzdra je opatřena vý'stupkeiro (1.1) vedle čipu (2) o stejné výšvynalezu ce jako čip (2), zatímco čip (2) je po celé délce přilehlé Ik výstupku (1.1) paitice '(1] opatřen .souvislou kontaktní oblastí (6), 'v případě obdélníkového' tvaru čipu po jeho 'delší straně, přičemž kontaktní oblast (6) Čipu (2) je elektricky vodivě propojena s Výstupkem (1.1) patice (1) pouzdra elektricky vodivým tmelem (5) v 'souvislé ploše.