DE1590397B2 - Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreises - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreises

Info

Publication number
DE1590397B2
DE1590397B2 DE19661590397 DE1590397A DE1590397B2 DE 1590397 B2 DE1590397 B2 DE 1590397B2 DE 19661590397 DE19661590397 DE 19661590397 DE 1590397 A DE1590397 A DE 1590397A DE 1590397 B2 DE1590397 B2 DE 1590397B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
base body
glass
housing
components
thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19661590397
Other languages
English (en)
Other versions
DE1590397A1 (de
Inventor
Seiichi Dipl.-Ing. Dr. Yokohama; Matsuzaki Horoyuki Kawasaki; Tabuchi (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of DE1590397A1 publication Critical patent/DE1590397A1/de
Publication of DE1590397B2 publication Critical patent/DE1590397B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H10W95/00
    • H10W76/134
    • H10W76/157
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01068Erbium [Er]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161Cap
    • H01L2924/1615Shape
    • H01L2924/16195Flat cap [not enclosing an internal cavity]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19041Component type being a capacitor

Landscapes

  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Schaltkreises, bei dem ein erster Grundkörper für Halbleiterbauelemente in einem Gehäuse am Boden angeordnet ist oder den Gehäuseboden bildet und eine Leiterplatte trägt, mit der die elektronischen Bauelemente sowohl des ersten Grundkörpers als auch die eines zweiten Grundkörpers für eine Dünnschicht-Baueiementegruppe elektrisch verbunden sind.
Es ist bekannt, Hybrid-Schaltkreise herzustellen, bei denen eine auf einer Glas- oder Keramikunterlage gebildete und aus passiven Bauelementen wie Widerstände, Kondensatoren usw. bestehende Dünnschicht-Bauelementegruppe mit der Leiterplatte eines Gehäuses verbunden wird, auf dessen Gehäuseboden aktive Halbleiterbauelemente, beispielsweise Transistoren und Dioden, eingebaut sind. Dabei können die Halbleiterbauelemente durch Löten oder durch Widerstandsschweißung befestigt sein.
Hinsichtlich des Platzbedarfes sowie der Verfahrensschritte, die zum Aufbau des kompletten Schaltkreises benötigt werden, läßt eine solche bekannte Anordnung vieles zu wünschen übrig. Insbesondere trifft dies bei einer in Fig. 1 dargestellter, bekannten Ausführungsform zu, wo sämtliche Bauelemente auf einem einzigen Grundkörper angeordnet sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Herstellen eines Hybrid-Schaltkreises, der aus aktiven Halbleiterbauelementen und aus passiven Dünnschicht-Bauelementen besteht, mit mögliehst einfachen Verfahrensschritten eine zuverlässige funktionssichere Baueinheit zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der zweite Grundkörper, der als Trägerplatte ausgebildet ist und dem Gehäuseboden gegenüberliegt, teilweise auf die Leiterplatte aufgelegt wird, daß die elektrische Verbindung der auf der Trägerplatte befindlichen Bauelemente und der auf dem ersten Grundkörper befindlichen Bauelemente mit der Leiterplatte über Kontakte hergestellt wird und daß die Verbindung gleichzeitig mit dem Gehäuseverschluß durch Erhitzen eines mit einer Schicht aus einem niedrigschmelzenden Glas versehenen auf den Gehäuserand aufgesetzten Deckels erfolgt.
In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, für die als Träger für die Bauelemente fungierenden Grundkörper Keramik oder Glas zu verwenden. Die Halbleiterbauelemente werden auf einer am ersten Grundkörper angeordneten Leiterplatte angelötet, während die Dünnschicht-Bauelementegruppen auf die Trägerplatte direkt aufgedampft werden. Die für die Verbindung der beiden Grundkorper bzw. der darauf befindlichen Bauelemente mit der Leiterplatte vorgesehenen Kontakte werden auf die mit der Dünnschicht-Bauelementegruppe versehene Trägerplatte aufgelötet.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Kontakte aus einem niedrigschmelzenden Lot bestehen, damit der Halbleiterkristall beim Verlöten keinen erhöhten Wärmebelastungen ausgesetzt ist. Die elektrische Verbindung der Halbleiterbauelemente mit den Kontakten erfolgt durch Golddrähte oder vergoldete Molybdändrähte.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, ein Gehäuse aus Glas, Aluminium oder einer Eisen-Nickel-Legierung zu verwenden.
Für den auf den Rand des Gehäuses aufzusetzenden Deckel wird eine Metallplatte verwendet, die mit einer Schicht eines niedrigschmelzenden Glases versehen ist. Ein Vanadin enthaltendes Glas hat sich als besonders gut geeignet erwiesen, da es sich bei 400 bis 4300C mit anderen Materialien verbindet Es kann aber auch ein aus PbO-Ag2O-B2O3 bestehendes Glas gewählt werden. Hier entsteht eine Verbindung erst bei 550 bis 6000C
Bei einem auf dem Erfindungsgedanken beruhenden Ausführungsbeispiel besteht die Trägerplatte für die Dünnschicht-Bauelementegruppe wegen des günstigen Ausdehnungskoeffizienten aus einem borhaltigen Glas.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Anordnung und zur Verbesserung der Wärmeableitung des Gehäuses zwischen dem ersten Grundkörper und Halbleiterbauelement eine Zwischenschicht aus einem niedrigschmelzenden, insbesondere Beryllium enthaltenden Glas oder aus Klebeharz aufzutragen.
Bei der zusätzlichen Verwendung einer Grundplatte aus Metall wird der Effekt noch verbessert und es gelingt, Hybrid-Schaltkreise mit hohen Leistungen zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber dem bereits bekannten Verfahren den Vorteil der bequemeren und rationelleren Herstellung. Außerdem sind beide Bauelementegruppen in einem abgeschlossenen Gehäuse untergebracht und dadurch gegen äußere Einflüsse jeder Art geschützt Zusätzlich wird der Raumbedarf des Hybrid-Schaltkreises verkleinert und die Stabilität wesentlich erhöht
Durch den Gehäuseverschluß durch das Erhitzen von der Deckelseite her, bei dem auch gleichzeitig die elektrische Verbindung zwischen den die Bauelemente enthaltenden Grundkörpern mittels eines niedrigschmelzenden Lotes hergestellt wird, ist es möglich, erhöhte Temperaturen an den Halbleiterkristallen zu vermeiden.
An sich ist es zwar beispielsweise aus der US-Patentschrift 30 72832 und aus der DT-AS II 56 457 bekannt, eine Halbleiterschaltung in einem Gehäuse hermetisch gegen äußere Einflüsse abzuschirmen. Das erfindungsgemäße Verfahren für die so heterogenen passiven und aktiven Bauelemente verschiedenster Herstellungsart ist dadurch jedoch nicht nahegelegt.
Zunächst wird mittels der F i g. 1 das bekannte Verfahren zur Herstellung eines Hybrid-Schaltkreises dargestellt.
Nachfolgend wird dann die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und der Fig.2 und 3 näher erläutert.
In F i g. 1 ist eine Anordnung gezeigt, bei der auf eine Keramik- oder Glasunterlage eine aus passiven Bauelementen wie Widerstände und Kondensatoren bestehende Dünnschicht-Bauelementegruppe 2 angeordnet ist und mittels einer Zuführung mit der die aktiven Bauelemente 4 wie Transistoren und Dioden enthaltenden Leiterplatte, die als Gehäusebestandteil dient, verbunden ist.
Fig.2 zeigt einen nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Hybrid-Schaltkreis. Auf einer konkaven metallischen Leiterplatte 5 auf dem Boden eines aus Glas bestehenden, rechteckigen und flachen Gehäuses 1 ist eine Halbleiteranordnung 4 in bekannter Weise aufgelötet und mittels eines Golddrahtes oder eines vergoldeten Molybdändrahtes 6 mit Kontakten 3 verbunden. Diese Kontakte 3 sind auf einer Trägerplatte 7 aufgelötet, die aus einer Keramik- oder Glasunterlage besteht und auf der durch Metallbedampfung eine aus Widerständen und Kondensatoren bestehende Dünnschicht-Bauelementegruppe 2 aufgebracht ist Die beiden die Bauelemente tragenden Grundkörper, der Boden des Gehäuses 1 und die Trägerplatte 7, werden dann so aufeinandergesetzt, daß die Trägerplatte 7 mit der Dünnschicht-Bauelementegruppe 2 der Halbleiteranordnung 4 genau gegenübersteht und über die Kontakte 3 auf einer innenseitigen Abstufung des Gehäuses 1 auf der metallischen Leiterplatte 5 aufliegt. Dann wird eine Metallplatte 9, die als Deckel dient und mit einer vorher aufgebrachten Glasschicht 8 versehen ist, auf den Rand des Gehäuses 1 aufgesetzt und von außen erhitzt, so daß die Glasschicht 8 und das Lot der Kontakte 3 zu schmelzen beginnen, wobei sowohl ein luftdichter Gehäuseverschluß erfolgt als auch die auf den beiden Grundkörpern befindlichen Bauelemente elektrisch miteinander verbunden werden. Die Temperatur am Halbleiterkristall wird dabei unter 3500C gehalten.
Fig.3 zeigt einen anders ausgestalteten Hybrid-Schaltkreis. Hier wird zwischen der als erster Grundkörper und Gehäusebestandteil dienenden Grundplatte 10, die aus Metall oder Keramik bestehen kann, und der Halbleiteranordnung 4 eine aus einem niedrigschmelzenden Material, beispielsweise einem berylliumhaltigen Glas, bestehende Zwischenschicht 11 aufgebracht, wodurch die mechanische Festigkeit und die Wärmeleitung des Gehäuses verbessert und dadurch die Leistung des Hybrid-Schaltkreises noch erhöht
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Hybrid-Schaltkreises, bei dem ein erster Grundkörper für Halbleiterbauelemente in einem Gehäuse am Boden angeordnet ist oder den Gehäuseboden bildet und eine Leiterplatte trägt, mit der die elektronischen Bauelemente sowohl des ersten Grundkörpers als auch die eines zweiten Grundkörpers für eine Dünnschicht-Bauelementegruppe elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Grundkörper, der als Trägerplatte (7) ausgebildet ist und dem Gehäuseboden gegenüberliegt, teilweise auf die Leiterplatte (5) aufgelegt wird, daß die elektrische Verbindung der auf der Trägerplatte (7) befindlichen Bauelemente (2) und der auf dem ersten Grundkörper befindlichen Bauelemente (4) mit der Leiterplatte (5) über Kontakte (3) hergestellt wird und daß die Verbindung gleichzeitig mit dem Gehäuseverschluß durch Erhitzen eines mit einer Schicht (8) aus einem niedrigschmelzenden Glas versehenen auf den Gehäuserand ausgesetzten Deckels (9) erfolgt-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Träger für die Bauelemente fungierenden Grundkörper aus Keramik oder aus Glas bestehen.
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche t bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (3) auf den mit der Dünnschicht-ßauelementegruppe (2) versehenen zweiten Grundkörper aufgelötet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (3) aus einem niedrigschmelzenden Lot bestehen.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als erster Grundkörper ein Gehäuse (1) aus Glas, Aluminium oder einer Eisen-Nickel-Legierung verwendet wird.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den Rand des Gehäuses (1) aufgesetzte Deckel (9) aus Metall besteht und mit einer Schicht (8) eines niedrigschmelzenden Glases versehen ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vanadin enthaltendes Glas verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht aus PbO-Ag2O-B2O3-Glas besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Grundkörper für die Dünnschicht-Bauelementegruppe eine Trägerplatte (7) aus borhaltigen Gläsern verwendet wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Grundkörper und Halbleiterbauelement (4) eine einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisende Zwischenschicht (11) aufgebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus einem Beryllium enthaltenden Glas besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (11) aus einem klebenden Harz gebildet ist.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Grundkörper aus Metall besteht.
DE19661590397 1965-06-07 1966-05-26 Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreises Withdrawn DE1590397B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3368365 1965-06-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1590397A1 DE1590397A1 (de) 1970-04-16
DE1590397B2 true DE1590397B2 (de) 1976-10-21

Family

ID=12393218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19661590397 Withdrawn DE1590397B2 (de) 1965-06-07 1966-05-26 Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreises

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1590397B2 (de)

Also Published As

Publication number Publication date
DE1590397A1 (de) 1970-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69024313T2 (de) Oberflächenmontierbare Netzwerkvorrichtung
DE1640457C2 (de)
DE3042085C2 (de) Halbleiteranordnung
DE19921109A1 (de) Elektronikbauteil
DE1186951B (de) Verfahren zum Herstellen einer hermetisch eingeschlossenen Halbleiteranordnung
DE69404588T2 (de) Elektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0292848B1 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung des Moduls
DE3414065A1 (de) Anordnung bestehend aus mindestens einem auf einem substrat befestigten elektronischen bauelement und verfahren zur herstellung einer derartigen anordnung
DE3511722A1 (de) Elektromechanische baugruppe fuer integrierte schaltkreismatrizen
EP2170026B1 (de) Metall-Keramik-Substrat für elektrische Schaltkreise- oder Module, Verfahren zum Herstellen eines solchen Substrates sowie Modul mit einem solchen Substrat
DE1956501C3 (de) Integrierte Schaltungsanordnung
DE3913066C2 (de)
DE2249209A1 (de) Leiterrahmen zur verwendung in gehaeusen fuer halbleiterbauelemente
EP0183910A2 (de) Verfahren zur Herstellung verformbarer Vielfach-Verbindungen für den elektrischen Anschluss mikroelektronischer Bauelemente und nach diesem Verfahren hergesttellte Vielfachverbindungen
DE1272406B (de) Elektronische Miniaturkombinationseinheit
DE3018846A1 (de) Elektronisches bauelement in chipform und verfahren zur herstellung desselben
DE2136201C3 (de) Verfahren zum Anbringen metallischer Zuleitungen an einem elektrischen Festkörper-Bauelement
DE1514736C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen
DE1590397B2 (de) Verfahren zum herstellen eines hybrid-schaltkreises
DE2039887A1 (de) Sockel fuer elektronische Vorrichtungen und Verfahren fuer deren Herstellung
DE2143027C3 (de) Halterung für ein HF-Halbleiterbauelement
DE2550512A1 (de) Verfahren zur herstellung einer metallisierung auf einem substrat
DE3217345C2 (de)
DE19749987B4 (de) Gehäuse für Halbleiterbauelemente, insbesondere für Leistungshalbleiterbauelemente
DE1966877A1 (de) Loesbare elektrische verbindungen zwischen mikrobaugruppen und/oder verdrahtungsplatten

Legal Events

Date Code Title Description
BHJ Nonpayment of the annual fee