DE3626151C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Spannungszuführungsanordnung für
eine integrierte Halbleiterschaltung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Eine gattungsgemäße Anordnung ist aus der
JP 59-72 749 A bekannt.
Bei monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen sind
alle Schaltungselemente zusammen mit den diese verbindenden
Leiterbahnen in einem gemeinsamen Fertigungsprozeß (Planar
technik) auf einem einkristallinen Halbleiterplättchen (Chip)
hergestellt.
Zum Schutz gegen mechanische und chemische Angriffe wird
nach diesem Fertigungsprozeß die Halbleiterschaltung in
standardisierte Gehäuse eingebaut, wobei die Wahl des
Gehäusetyps und die zum Einbau angewandten Montagetechniken
von anwendungsspezifischen Kriterien beeinflußt sind.
In aller Regel wird zur Montage die fertige, integrierte
Halbleiterschaltung auf einen Träger fixiert, der aus Metall
oder Keramik bestehen kann. Als metallisches Trägermaterial
wird meist Kovar (54% Fe, 29% Ni, 17% Co), eine Metallegie
rung mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, be
nutzt. Keramikträger müssen vor der Fixierung der Halblei
terschaltung, den elektrischen Anforderungen entsprechend,
mit Hilfe einer speziellen Siebdrucktechnik metallisiert
werden. Die Fixierung selbst erfolgt durch Verfahren wie
Legieren, Löten oder Kleben.
Jede integrierte Halbleiterschaltung enthält am Chip-Rand
Kontaktflecken, die mit den elektrischen Anschlüssen (Pins)
am Gehäuse kontaktiert werden müssen. Als elektrische Ver
bindungsleitungen zwischen den Anschlüssen und den Kontakt
flecken dienen dabei dünne Golddrähte, die nach einem Ther
mokompressions- oder Ultraschallverfahren abgebracht wer
den.
Daneben wurden Verfahren entwickelt, die eine gleichzeitige
und damit zeitsparende, automatisierte Fixierung und Kontak
tierung ohne teure Drahtverbindungsleitungen erlauben. Be
kannt sind beispielsweise die Chip-Schnellmontage-Technik
("Flip-Chip-Technik"), die Stege-Technik ("Beam-Lead"-Tech
nik) oder die Spinnentechnik ("Spider-Grid"-Technik).
Allen Kontaktierungsverfahren ist gemeinsam, daß zu jedem
elektrischen Anschluß am Gehäuse nur ein Kontaktfleck auf
der Halbleiterschaltung vorgesehen ist und mehrere Anschlüs
se am Gehäuse für die Zuführung von Versorgungsspannungen
(z. B. Betriebs-, Erd- und Substrat-Spannung) reserviert sind.
Die Verteilung der Versorgungsspannungen innerhalb der Halb
leiterschaltung erfolgt dabei über metallische Leiterbahn
systeme. Gerade bei hochintegrierten Halbleiterschaltungen
fehlt aber häufig der erforderliche Platz, um die für eine
niederohmige Zuführung notwendige Leiterbahnbreite realisie
ren zu können.
Abhilfe schafft ein innerhalb des Gehäuses vorgesehener
Stromverteiler, wie er aus der JP 59-72 749 A bekannt ist.
Beim zeitgleichen Schalten mehrerer integrierter Schaltele
mente wird die Lastkapazität des Leiterbahnsystems und der
daran angeschlossenen Abgänge vom Ausgang des jeweils schal
tenden Gliedes entladen. Die Breite der einzelnen Leiterbah
nen ist somit danach zu bemessen, wie viele Schaltglieder
gleichzeitig schalten. Unter ungünstigen Betriebszuständen
kann es zu besonders hohen Entladestromspitzen und Span
nungseinbrüchen kommen, die schließlich zu unerwünschten
Verkopplungen von Schaltgliedern führen.
Um diese Spannungseinbrüche zu reduzieren, werden daher in
die außerhalb des Gehäuses liegenden Teile der Versorgungs
leitungen sogenannte Dämpfungskapazitäten oder Stützkonden
satoren eingebaut. Entscheidend ist auch hierbei, daß der
ohmsche Widerstand der Leiterbahnen klein ist. In integrier
ten Halbleiter-Schaltungen ist dies nur über eine ausrei
chende Breite der Leiterbahnen zu erreichen.
Aus der DE-A 32 30 959 ist bekannt, eine derartige Dämpfungskapazität in
Form eines Chip-Kondensators in das Gehäuse einzubauen. Die Anordnung
der Kondensator-Elektroden ist dabei jedoch
bezüglich ihrer elektrischen Verbindung mit der Halbleiterschaltung
ungünstig, da entweder die auf der Halbleiterschaltung befindlichen
Kontaktstücken in der Nähe der Kondensator-Elektroden
vorzusehen sind (Nachteil: Beschränkung bei der räumlichen Anordnung
der Kontaktstücken auf der Halbleiterschaltung) oder
ansonsten lange Verbindungen notwendig werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die gattungsgemäße
Spannungszuführungsanordnung so weiterzubilden, daß sie
bei minimalem Verdrahtungsaufwand störsicherer ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das Leiterbahnsystem, das sich bisher in alle Schaltungs-
Bereiche erstrecken mußte, läßt sich nunmehr in eine Viel
zahl kleinerer, voneinander isolierter Leiterbahnsysteme
aufspalten und den besonderen Anforderungen der jeweiligen
Halbleiterschaltung optimal anpassen, da
der (elektrisch leitende)
Träger, auf dem die Halbleiterschaltung fixiert ist, als
Stromverteiler genutzt wird. Dessen geringfügige Ver
längerung über den jeweiligen Chip-Rand hinaus, schafft im
übrigen ausreichend Platz für alle gängigen Kontaktierungs
verfahren. Ferner ist auf den ersten (metallischen)
Träger ein zweiter Träger aufgetragen und dieser
vom ersten elektrisch durch ein Dielektrikum getrennt.
Beide Träger können dann als Stromverteiler für Versor
gungsspannungen genutzt werden. Sofern der zweite Träger
über den Rand des ersten Trägers hervorsteht, können auch
hier die bewährten Kontaktierungsverfahren zum Einsatz
kommen.
Durch geeignete Wahl des Dielektrikums läßt sich durch diese
Anordnung eine Dämpfungskapazität in den Versorgungslei
tungen innerhalb des Gehäuses realisieren. Die Dämpfungs
kapazität ist damit Bestandteil des fertigen Halbleiter
bausteins und muß bei der Verdrahtung nicht wie bisher not
wendig als separates Bauelement außerhalb des Gehäuses auf
der Platine montiert werden.
Bei Verwendung von Trägern aus keramischem Material ist
es besonders wirtschaftlich, gleich zwei oder mehr separate
Stromverteiler vorzusehen, die mit den entsprechenden Lei
terbahnen verbunden sind. Auf diese Weise läßt sich jede
Versorgungsspannung mit einem separaten Stromverteiler ver
sehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die
Spannungszuführungsanordnung näher erläutert, wobei
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellte,
integrierte Halbleiterschaltung mit zwei Trägern,
welche durch ein Dielektrikum getrennt sind,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 ist eine integrierte Halbleiterschaltung 1 auf
einen metallischen Träger 2 mittels eines handelsüblichen
Klebers elektrisch leitend montiert. Eine gebrochen gezeich
nete Anschlußfahne 3 führt vom Träger 2 zu einem nicht näher
dargestellten Anschluß in einem Gehäuse. Der Träger 2 reicht
über die Ränder der Halbleiterschaltung 1 hinaus, um für das
Anheften von Verbindungsdrähten 4 ausreichend Platz zu bie
ten. Der Träger 2 ist, getrennt durch ein Dielektrikum 5,
auf einen zweiten Träger 6 aufgebracht. Auch dieser zweite
Träger 6 dient als Stromverteiler für eine Versorgungsspan
nung, die über eine ebenfalls gebrochen gezeichnete Anschluß
fahne 8 anliegt und durch Verbindungsdrähte 7 in die Halblei
terschaltung 1 übertragen wird. Das Dielektrikum 5 und die
beiden Träger 2, 6 bilden zusammen eine Dämpfungskapazität
in den Versorgungsleitungen.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Anordnung führen ausgehend von
Kontaktflecken 9 auf der Oberseite der Halbleiterschaltung 1
die Verbindungsdrähte 4, 7 zu den beiden Trägern 2 und 6.
Die in der Halbleiterschaltung 1 integrierten Leiterbahnen 10
können nunmehr kürzer und schmäler ausgeführt werden, als
dies ohne den erfindungsgemäßen Stromverteiler möglich wäre.
Claims (5)
1. Spannungszuführungsanordnung für eine integrierte Halbleiterschaltung
(1), welche auf einem ersten Träger (2) fixiert
und in ein Gehäuse mit elektrischen Anschlüssen eingesetzt ist,
bei der mindestens eine Spannungszuführung innerhalb des Gehäuses
einen Stromverteiler aufweist, von dem aus die Halbleiterschaltung
(1) an mindestens zwei Stellen mit einer Spannung gespeist
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Träger (2) als Stromverteiler für die integrierte Halbleiterschaltung
(1) dient, daß ein weiterer Träger (6) vorgesehen ist und
daß sich zwischen den beiden Trägern (2, 6) ein Dielektrikum (5)
befindet, das zusammen mit den beiden Trägern (2, 6) einen in
der Spannungszuführung als Dämpfungskapazität wirksamen Kondensator
bildet.
2. Spannungszuführungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschaltung
(1) für mindestens eine Spannung mindestens zwei
separate Leiterbahnensysteme (10) enthält, von denen jedes einzelne
an den entsprechenden Stromverteiler angeschlossen ist.
3. Spannungszuführungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Träger (2) auf mindestens einer Seite der Halbleiterschaltung
(1) über deren Rand vorsteht.
4. Spannungszuführungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Träger
(2) mindestens zwei, voneinander elektrisch isolierte,
Stromverteiler vorgesehen sind.
5. Spannungszuführungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der weitere
Träger (6) mindestens an einer Stelle über den Rand des ersten
Trägers (2) vorsteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3626151A DE3626151C3 (de) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | Spannungszuführungsanordnung für eine integrierte Halbleiterschaltung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3626151A DE3626151C3 (de) | 1986-08-01 | 1986-08-01 | Spannungszuführungsanordnung für eine integrierte Halbleiterschaltung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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