FI117257B - Menetelmä ja järjestely komponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta häiriöiltä - Google Patents
Menetelmä ja järjestely komponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta häiriöiltä Download PDFInfo
- Publication number
- FI117257B FI117257B FI20035238A FI20035238A FI117257B FI 117257 B FI117257 B FI 117257B FI 20035238 A FI20035238 A FI 20035238A FI 20035238 A FI20035238 A FI 20035238A FI 117257 B FI117257 B FI 117257B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- semiconductor component
- conductive
- component
- semiconductor
- integrated
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 89
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 23
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000002801 charged material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- -1 devices Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
- H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
- H01L23/4334—Auxiliary members in encapsulations
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/60—Protection against electrostatic charges or discharges, e.g. Faraday shields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/62—Protection against overvoltage, e.g. fuses, shunts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
- Packaging Frangible Articles (AREA)
Description
i 117257
Menetelmä ja järjestely komponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta häiriöiltä - Metod och apparatur för skydding en komponent av elektrostadsk avledning
Keksintö koskee laitteistoa ja järjestelyä komponentin, erityisesti puolijohdeko m-s ponentin, suojaamiseksi sähköstaattisilta purkauksilta.
Puolijohteita on p- ja n-tyyppisiä. Yleensä puolijohteissa on kahden erityyppisen puolijohteen välinen liitospinta, kuten pn-liitos, pnp-liitos tai npn-liitos. Puolijohde-liitoksissa p-puolella on negatiivinen varaus ja elektronivapaat aukot toimivat va-raiiksenkuljettajina. N-puolella on positiivinen varaus ja vapaat elektronit toimivat 10 varauksenkuljettajina. Aukon sähkövaraus on positiivinen ja yhtä suuri, mutta vastakkaismerkkinen kuin elektronin varaus. Puolijohdemateriaalissa aukkojen virtaus-suunta on vastakkainen elektronien virtaussuunnalle. Kun puolijohteeseen indusoidaan myötäsuuntainen virta, jolloin p-puoli jäljestetään korkeampaan potentiaaliin ja n-puoli matalampaan, liitosalueelle virtaa elektroneja n-puolelta ja aukkoja p-15 puolelta. Vapaat aukot ja elektronit annihiloituvat, eli elektronit täyttävät vapaat aukot. Tällainen elektronien siirtyminen korkeaenergisestä matalampi energiseen tilaan vapauttaa energiaa.
Puolijohde muodostuu tyypillisesti kiinteästä kemiallisesta ainesosasta, joka johtaa sähköä vain tietyissä olosuhteissa. Alkuainepuolijohteita ovat esimerkiksi antimoni •y. 20 (Sb), arseeni (As), boori (B), hiili (C), germanium (Ge), seleeni (Se), silikoni (Si), ; v. rikki (S) ja telluuri (Te). Näistä tunnetuin on silikoni, joka muodostaa useimpien in- * * tegroitujen mikropiirien perustan. Yleiset puolijohdeyhdisteet sisältävät galliumar-/ / senidia (GaAs), indiumantimonidia ja useimpien metallien oksideja. Näistä gal- : liumarsenidi on laajalti käytetty hiljaisissa, korkeavahvisteisissa, heikon signaalin ·· · • 25 vahvistuslaitteissa. Puolijohteiden ominaisuudet riippuvat niihin lisätyistä epäpuh- tauksista, eli häiriöatomeista, jotka lisäävät johtavia elektroneja tai aukkoja. Puolijohdekomponentteja ovat esimerkiksi transistorit, integroidut mikropiirit, diodit, va-lodiodit ja erilaiset pintaliitospuolijohteet, • ♦ • ·
Puolijohteet ja puolijohdekomponentit ovat herkkiä sähköstaattisille purkauksille X : 30 (ESD, electrostatic discharge). Sähköstaattisia purkauksia esiintyy tyypillisesti sil- * ' ; loin, kun kaksi eri materiaalia, joista toisella on positiivinen varaus ja toisella nega- \ * tiivinen, saatetaan kosketuksiin keskenään. Positiivisesti varatulla materiaalilla on • sähköstaattinen varaus. Kun tällainen sähköstaattinen varaus saa kontaktin tiettyyn ....: toiseen materiaaliin, varaus siirtyy ja aiheutuu sähköstaattinen purkaus.
2 117257 Sähköstaattisessa purkauksessa vapautuu huomattava määrä lämpöenergiaa. Jos sähköstaattinen varaus purkautuu herkälle sähköiselle laitteelle tai komponentille, purkauksessa vapautuva lämpö voi sulattaa, höyryttä# tai muuten vahingoittaa herkkiä komponentteja. Sähköstaattinen purkaus voi vahingoittaa laitteen komponentteja 5 siten, että laite edelleen toimii, mutta joissain sen osissa tai toiminnoissa esiintyy normaalitoiminnasta poikkeavia virheellisyyksiä tai epämääräisyyksiä. Tällaiset piilevät vaikutukset ovat erittäin vaikeita havaita ja ne lyhentävät huomattavasti laitteen käyttöikää. Useat elektroniset laitteet ovat herkkiä jopa pienjännitteisille sähköstaattisille purkauksille. Siksi laitevalmistajat pyrkivät välttämään sähköstaattisia ίο purkauksia koko valmistusprosessin ajan: valmistus-, testaus-, kuljetus- ja käsittelyvaiheiden aikana. Lisäksi tuotteet ja niiden osat voivat altistua sähköstaattisille purkauksille tuotteita käytettäessä, joten herkkien komponenttien suojauksesta on huolehdittava myös lopputuotteessa.
Herkät elektroniset tuotteet, laitteet ja komponentit pakataan tyypillisesti sellaisten 15 materiaalien sisään, jotka suojaavat tuotteita vahingollisilta varauksilta. Tuote voidaan suojata mekaanisesti eristämällä se mahdollisilta ulkopuolisilta varauksilta. Tyypillisesti eristäminen toteutetaan jättämällä tuotteen ja suojaosan väliin eristevä-li, joka on esimerkiksi ilmaeristeväli. Käytännössä tuote asetetaan esimerkiksi paksuun muovipussiin siten, että tuotteen ja pussin väliin jätetään eristävä ilmakerros. 20 Tällainen eristäminen ei yleensä sovellu tuotteille niiden käytön aikana, koska kuori ja eristekerros saattavat häiritä tai vaikeuttaa käyttöä, tai jopa estää joitain toiminto- : *; ; ja toteutumasta.
* · ·· · • « ♦ • ·* Toinen yleisesti käytetty suojaustapa on suojattavan komponentin ympärille asen- ·.**: nettava metallikotelo. Metallikotelo antaa hyvän ja luotettavan suojan sähköstaatti- : 25 siä purkauksia vastaan. Samaa metallikoteloa käytetään tyypillisesti myös elektro- ***** magneettisena suojana, erityisesti prosessorin ympäristössä sekä laitteille, jotka al- .···. tistuvat radio- tai suurtaajuuksille, tai korkeille ja nopeille taajuuksille. Suojaavat metallikotelot ovat tyypillisesti painavia ja kalliita. Metallikotelot vievät paljon tilaa, joten varsinkin pienissä laitteissa niiden koko ja paino voivat muodostua olen-i V 30 naisiksi tekijöiksi. Lisäksi metallikoteloiden asentaminen tuotteeseen tai laitteeseen \: on aina erillinen kokoonpanovaiheen osa. Asentaminen on tarkkaa työtä ja vaikeut- : taa kokoonpanoa. Lisäksi sinällään luotettava metallikotelo ei ole käyttökelpoinen « ·· ’ J suoja esimerkiksi valodiodille, koska valodiodin emittoima valo ei voi läpäistä suo- jaavaa metallikoteloa. Usein metallikotelo on turhankin jämerä ja kallis ratkaisu, : 35 koska se edellyttää aina ylimääräisen kokoonpanovaiheen.
« · 3 117257
Keksinnön eräänä tavoitteena on suojata puolijohdekomponentti sähköstaattisilta purkauksilta hyvin ja luotettavasti. Lisäksi keksinnön eräänä tavoitteena on suojata puolijohteita sähköstaattisilta purkauksilta edullisesti. Lisäksi keksinnön eräs tavoite on toteuttaa puolijohdekomponentin suojaus yksinkertaisesti. Vielä keksinnön erää-5 nä tavoitteena on pitää lopputuotteen rakenne ja kokoonpano yksinkertaisina. Lisäksi keksinnön tavoitteena on ehkäistä tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa esiintyviä epäkohtia.
Tavoite saavutetaan siten, että puolijohdekomponenttiin integroidaan kiinteästi johtava osa, ja sille jäljestetään ulostulo, jonka kautta puolijohdekomponentti on maa-10 doitettavissa, puolijohdekomponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta pulsseilta.
Keksinnölle on tunnusomaista se, mitä on esitetty itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön muita suoritusmuotoja on kuvattu keksinnön epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukainen puolijohdekomponentti sisältää johta-15 van osan, jolle on jäljestetty ainakin yksi ulostulo komponentista siten, että johtava osa on maadoitettavissa ulostulon kautta puolijohdekomponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta pulsseilta. Johtava osa voi olla integroitu kiinteäksi osaksi puolijohdekomponenttia puolijohdekomponentin kuoriosan alle, sen sisäpuolelle, tai puolijohdekomponentin kuoriosan päälle, sen ulkopuolelle. Keksinnön erään suoritus-20 muodon mukaisessa menetelmässä puolijohdekomponentin suojaamiseksi sähkö-:A: staattisilta pulsseilta puolijohdekomponenttiin integroidaan johtava osa, ja integ- roidulle johtavalle osalle jäljestetään ainakin yksi ulostulo siten, että johtava osa on maadoitettavissa ulostulon kautta. Keksinnön suoritusmuodon mukaisessa laitteessa : on asennusalusta, komponentteja ja puolijohdekomponentti, johon on integroitu joh- * 1 · I"/ 25 tava osa, ja johtavassa osassa on ainakin yksi ulostulo, joka on maadoitettu asen- ·1 nusalustan maatasoon.
··· • · »··
Keksinnön suoritusmuodon mukaisen puolijohdekomponentin johtava osa voi olla levymäinen, esimerkiksi komponentin kuoren päälle asetettava metallilevy, tai sil- *..! mukkamainen, esimerkiksi komponentin kuoriosan päällimmäistä pintaa kiertävä, • · 30 ohut metallisilmukka. Suoritusmuodon mukaan johtava osa maadoitetaan, kun komponentti asennetaan tiettyyn tuotteeseen, laitteeseen tai rakenteeseen. Puolijoh-dekomponentin johtavalta osalta on jäljestetty ulostulo siten, että kyseinen ulostulo voidaan yhdistää asennettavan rakenteen, esimerkiksi piirilevyn maatasoon. Näin : puolijohdekomponentille tulevat sähköstaattiset pulssit ohjautuvat keksinnön suori- « · 4 117257 tusmuodon mukaiselle johtavalle osalle, mistä ne edelleen johdetaan maatasoon. Näin itse puolijohdekomponentti säilyy vahingoittumattomana.
Keksinnön suoritusmuotojen mukaisen puolijohdekomponentin avulla komponentti saadaan suojattua luotettavasti, yksinkertaisesti ja edullisesti ilman ylimääräisiä ra-5 kenneosia. Tästä on lisäksi se hyöty, että kokoonpanovaiheessa ei tarvitse erikseen asentaa suojaosia komponenteille. Erityisesti sähköstaattisille pulsseille herkät puolijohteet voidaan näin suojata yksitellen, eikä niiden suojauksesta tarvitse erikseen huolehtia esimerkiksi suunnittelu- tai tuotantovaiheissa. Keksinnön suoritusmuodon mukaisten suojattujen komponenttien käyttö siis helpottaa suunnittelua ja parantaa 10 lopputuotteen laatua.
Tarkastellaan keksinnön edullisia suoritusmuotoja yksityiskohtaisemmin oheisten kuvioiden avulla, joissa kuvio 1 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista ratkaisua sivulta katsottuna, 15 kuvio 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista ratkaisua ylhäältä päin katsottuna, ja kuvio 3 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista ratkaisua ylhäältä päin katsottuna.
* « \v Kuvioissa on käytetty toisiaan vastaavista osista toisiaan vastaavia viitenumerolta.
20 Keksinnön suoritusmuodoissa esitetyt, komponentteja sähköstaattisilta pulsseilta suojaavat ratkaisut soveltuvat kaikenlaisten, eri tyyppisten puolijohteiden ja puoli- • · : johdekomponenttien, kuten transistorien, integroitujen mikropiirien, diodien, valo- 1!V diodien, fotojännitediodien ja erilaisten pintaliitospuolijohteiden, suojaamiseen.
Keksinnön suoritusmuotojen mukaisia ratkaisuja voidaan soveltaa kaikille puolijoh- • · “ · · · * 25 detyypeille ja eri puolijohdekomponenteille kulloisenkin sovelluskohteen mukaises ti. Keksinnön suoritusmuodot eivät rajoita suojausratkaisun käyttöä puolijohdekom-j ponentille, joka on esitetty esimerkkinä suoritusmuodon mukaisessa suojausratkai- ;·*·. sussa.
• Φ · m
Kuviossa 1 on keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti sähköstaattisilta purka-30 uksilta suojattu diodi 102 sivulta päin nähtynä. Diodilla 102 on kaksi elektrodia, , *, anodi 101 ja katodi 103. Useimmat diodit 102 tehdään puolijohdemateriaaleista, ku- ··* : ten silikonista, germaniumista tai seleenistä. Diodin 102 perusominaisuus on sen taipumus johtaa virtaa vain yhteen suuntaan. Kun katodilla 103 on negatiivinen va- 5 117257 raus anodiin 101 verrattuna ja niiden välinen jännite-ero ylittää tietyn kynnysjännit-teen, virta läpäisee diodin 102.
Kuvion 1 diodi 102 on tyypillisesti koteloitu 104. Yleensä puolijohdekomponentit koteloidaan. Kotelo 104 voidaan tuottaa esimerkiksi valamalla. Kotelo 104 on tyy-5 pillisesti valmistettu kovasta muovista, kuten epoksista. Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan diodin 102 yläpuolelle on asetettu johtava osa 105. Kun diodi 102 juotetaan piirilevyyn, piirilevy suojaa diodia 102 piirilevyn suunnalta tulevilta sähköstaattisilta pulsseilta. Diodin 102 piirilevyltä poispäin osoittava puoli on kuitenkin edelleen altis ulkopuolisille sähköstaattisille purkauksille. Tämä asennettaessa 10 ylöspäin tai asennustasosta ulospäin osoittava puoli diodista 102 suojataan keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti johtavan osan 105 avulla. Rakenteeseen tulevat sähköstaattiset pulssit ohjautuvat johtavalle osalle 105, eivätkä pääse komponentille 102 saakka. Näin herkkä puolijohdekomponentti 102 ei vahingoitu.
Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan johtavalta osalta 105 on jäljestetty ulos-15 tulo komponenttiin. Keksinnön suoritusmuodon mukaisessa diodissa 102 on yksi tai useampi ylimääräinen ulostulo johtavan osan 105 kytkemiseksi piirilevyn maa-tasoon. Näin johtavalle osalle tulevat sähköstaattiset pulssit ohjataan piirilevyn maa-tasoon. Keksinnön erään suoritusmuodon mukainen jäijestely aiheuttaa myös piirilevylle ainakin yhden ylimääräisen juotoksen.
20 Puolijohdekomponenttiin keksinnön suoritusmuotojen mukainen johtava osa asete- ν'.: taan komponentin puolijohdemateriaalin yläpuolelle. Johtava osa voidaan asettaa puolijohteen kuoriosan sisäpuolelle tai kuoriosan ulkopuolelle. Puolijohdekompo- nentti on tyypillisesti asennettava asennuspinnien tai -karvojen mukaisesti tiettyyn ; .·. asentoon. Kun puolijohdekomponentti asennetaan esimerkiksi piirilevylle, substraa- « · · !!V 25 tille tai kalvolle, kyseinen asennusalusta muodostaa suojan puolijohdekomponentin asennusalustan puolelle, jota tyypillisesti kutsutaan alapuoleksi. Puolijohdekom-ponentin vastakkainen, yläpuoli on kuitenkin edelleen altis ulkopuolelta tuleville sähköstaattisille pulsseille tai purkauksille. Puolijohdekomponentin yläpuolella tar-Γkoitetaan siis komponentin sitä puolta, joka jää avoimesti ulospäin, asennusalustasta 30 poispäin, kun puolijohdekomponentti kiinnitetään asennusalustaansa.
Diodeja voidaan käyttää tasasuuntaimena, rajoittimena, jännitteen säätimenä, kyt-kiminä, modulaattorina, sekoittajana, demodulaattorina ja oskillaattorina. Jotkut diodit tuottavat tasavirtaa, kun niihin osuu näkyvää valoa, infrapuna- tai ultraviolet-: tienergiaa. Tällaiset diodit ovat fotojännitediodeja, eli aurinkokennoja. Eräät ylei- 35 sesti elektronisissa ja tietokonelaitteissa käytetyt diodit emittoivat näkyvää valoa tai 6 117257 infrapunaenergiaa, kun virta läpäisee diodin. Tällaisia valodiodeja käytetään useissa valaisusovelluksissa, kuten esimerkiksi valaisevissa näytöissä, numero- ja osoitin-tauluissa, kelloissa, elektronisissa laskimissa, autojen nopeusnäytöissä tai merkkivaloissa.
5 Kuviossa 2 on esitetty ylhäältä katsottuna keksinnön erään suoritusmuodon mukainen järjestely puolijohdekomponentin 202, kuten esimerkiksi valodiodin, suojaamiseksi ulkoisilta sähköstaattisilta pulsseilta. Puolijohteella on sisääntulo- tai syöttö-piste 201 ja lähtö- tai ulostulopiste 203. Puolijohdetta 202 suojaava, johtava osa on tässä rakenteeltaan silmukkamainen. Silmukkamainen rakenne 205 voi olla puoli-10 johteen 202 kuoriosan 204 muotoa myötäilevä, esimerkiksi reunoiltaan pyöristetty nelikulmio, ympyrä tai ovaali, kuten kuviossa 2. Ylhäältä päin nähtynä silmukkamainen rakenne olennaisesti ympäröi tai reunustaa sen alapuolisen, suojattavan puolijohdekomponentin 202. Silmukkamainen rakenne voidaan indusoida sähkökemiallisesta tai kemiallisesti puolijohdekomponentin 202 kuoriosaan 204, sen uiko- tai siis säpuolelle. Silmukkarakenne 205 voidaan toteuttaa kalvon avulla. Kalvo voi olla esimerkiksi sellainen, että läpäisevää kalvoa kiertää johtava silmukkaosa. Varsinaista silmukkaosaa suurempi kaivorakenne helpottaa pienen kalvon kiinnittämistä tarkasti paikalleen. Silmukkamaisella johtavalla osalla 205 on ainakin yksi ulostulo 206, josta johtava osa 205 voidaan yhdistää asennusalustan maatasoon ulkoisten 20 sähköstaattisten pulssien ohjaamiseksi johtavan osan 205 kautta kyseiseen maa-tasoon. Ulostulo 206 maadoitusta varten voidaan toteuttaa vastaavilla tavoilla kuin •Y; johtava osakin 205.
• * • · : ·" Kuviossa 2 esitetyn suoritusmuodon mukaista silmukkarakenteista johtavaa osaa ·.*·: 205 käytetään esimerkiksi silloin, kun halutaan erittäin kevyt rakenne. Kuvion 2 : 25 suoritusmuoto on käyttökelpoinen myös silloin, kun johtavan osan 205 alle jäävää ;*·*. puolijohdekomponenttia 202 ei voida peittää johtavalla osalla 205. Esimerkiksi va- .···. lodiodi voidaan suojata kuvion 2 suoritusmuodon mukaisella silmukkarakenteisella * * johtavalla osalla 205, koska näin valodiodin emittoima valo pääsee edelleenkin es- „ . teettä kulkemaan suojauksen suuntaan. Valodiodin päälle ei voida asettaa metallile- : .* 30 vyä ilman, että valon eteneminen kyseiseen suuntaan muuttuu, estyy tai häiriintyy.
«·«
Myös fotojännitediodin toiminnan kannalta, eli jotta se tuottaisi tasavirtaa, on näky- .·) : vän valon, infrapuna- tai ultraviolettienergian osuttava fotojännitediodille. Fotojän- • ** * l nitediodin suojauksessa käytetään erään suoritusmuodon mukaan silmukkaraken teista johtavaa osaa, joka ei peitä suojattavaa komponenttia, eikä siten estä säteilyä : 35 etenemästä suojattavalle fotojännitediodille. Erään suoritusmuodon mukaisesti puo- lijohdekomponentin päälle asetetaan kalvo, jonka vain tietynlainen, tietyn aallonpi- 7 117257 tuinen säteily läpäisee. Suoritusmuodon mukaisessa kalvossa on johtava kerros, joka suojaa sen alla olevaa puolijohdekomponenttia sähköstaattisilta pulsseilta, mutta läpäisee esimerkiksi näkyvän valon, infrapuna- tai ultraviolettisäteilyn. Näin säteily pääsee etenemään puolijohdekomponentille tai siltä ulospäin. Johtava kerros on 5 mahdollista diffusoida niin ohuena, että valo läpäisee tuotetun, johtavan kerroksen lähes sataprosenttisesti. Läpäisevä, johtava kerros voidaan tuottaa esimerkiksi höy-rystämällä läpinäkyvän kalvon pintaan ohut kerros metallia.
Kuviossa 3 on esitetty ylhäältä päin transistori 302, joka on suojattu keksinnön suoritusmuodon mukaisesti sähköstaattisilta pulsseilta. Transistoreissa on tyypillisesti 10 kahdesta eri puolijohdetyypistä koostuva kolmikerroksinen rakenne. On olemassa pnp-tyyppisiä transistoreja ja npn-tyyppisiä transistoreja. Transistorin 302 sisin puo-lijohdekerros toimii ohjauselektrodina. Pieni virran tai jännitteen muutos ohjaus-elektrodissa aikaansaa laajan, nopean muutoksen koko komponentin 302 läpi kulkevassa virrassa. Virran kulkusuunta on transistorin 302 tyypistä riippuen ulostulon 15 301b suuntaan tai ulostulon 303 suuntaan transistorin ollessa johtavassa tilassa.
Kuvion 3 suoritusmuodossa transistorin päällä on tasomainen, johtava metallilevy 305, jonka alle jäävä komponentti 302 on kuvattu katkoviivoin. Keksinnön suoritusmuodon mukainen johtava metallilevy 305 on suojattavan komponentin, tässä transistorin 302 kiinteä osa. Johtava metallilevy 305 voidaan integroida komponen-20 tin kuoriosan sisäpuolelle tai ulkopuolelle, kuoriosan päälle. Johtava metallilevy .305 voidaan indusoida kemiallisesti tai sähkökemiallisesti, tai komponentin kuo- • Ψ 9 y l riosaan voidaan kiinnittää metallikalvo, joka toimii keksinnön mukaisena johtavana \ \ osana. Johtavalla metallilevyllä 305 on ainakin yksi ulostulo 306, jonka kautta joh- • · · *· tava metallilevy 305 on yhdistettävissä maatasoon. Tyypillisesti komponenttia suo- • « ; 25 jaava, johtava metallilevy 305 yhdistetään sen asennustason maatasoon, johon asen- :*· *: nustasoon itse komponentti on juotettu kiinni.
• · · *··*’ Transistorit toimivat tyypillisesti kytkiminä ja niiden tila voi muuttua johtavasta johtamattomaksi useita kertoja sekunnissa. Nykyisin esimerkiksi tietokoneissa käy- ·· · : tetään paljon tehokkaita metallioksidipuolijohteita, joissa käytetään kahta transistori": 30 ria kutakin porttia kohti. Lisäksi integroiduissa piireissä käytetään hyvin pieniä tran- . * . sistoreja ja muita piirielementtejä. Integroitu piiri on puolijohdelevy, esimerkiksi si- * * *| likonikide, johon on koottu tuhansia tai miljoonia pieniä vastuksia, kondensaattorei- : : ta ja transistoreja. Integroitujen piirien pieniä transistoreja ei valmisteta yhdistämäl- : lä erityyppisiä puolijohdemateriaaleja, vaan diffusoimalla sopiva konsentraatio ak- 35 septoreja ja luovuttajaepäpuhtauksia silikonikiteen eri kerroksiin. Tällöin keksinnön * · 4 f suoritusmuotojen mukainen komponenttia suojaava, johtava osa voidaan esimerkik- 8 117257 si diffusoida kyseisen silikonikiteen päälle tai siihen diffusoitujen puolijohdemateriaalien yläpuolisiin kerroksiin samassa vaiheessa, kun puolijohdemateriaalitkin dif-fusoidaan. Lisäksi on mahdollista indusoida tietyn kokoinen ja muotoinen johtava osa kemiallisesti tai sähkökemiallisesti komponentin osaksi. Johtavana osana voi-5 daan käyttää myös diffusoitavan komponentin osaksi liitettävää kalvoa, jossa on johtava metalliosa. Integroituja piirejä käytetään vahvistimissa, oskillaattoreissa, ajastimissa, laskimissa, tietokoneiden muisteissa ja mikroprosessoreissa.
• ♦ • 1 · • « « • · · • # · • · • » » · • · 1 • ·« * · » · « • · » • ·· « M Φ • · · • « • » « · 1 • 1 ·· · ·« · « 9 · « » • · ··· • · • » • · · « « « « « 9 • · · • · * « # 1 « I · • » · *·· · ·
Claims (15)
1. Puolijohdekomponentti (102, 202, 302), tunnettu siitä, että siinä on johtava osa (105, 205, 305), jolle on järjestetty ainakin yksi ulostulo (106,206, 306) siten, että johtava osa (105,205,305) on maadoitettavissa ulostulon (106,206,306) kaut- 5 ta puolijohdekomponentin (102,202,302) suojaamiseksi sähköstaattisilta pulsseilta.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puolijohdekomponentti (102, 202, 302), tunnettu siitä, että johtava osa (105,305) on rakenteeltaan tasomainen levy.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen puolijohdekomponentti (102, 202, 302), tunnettu siitä, että johtava osa (105,205) on ohut silmukkarakenne.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen puolijohdekomponentti (104, 204,304), tunnettu siitä, että johtava osa (105, 205, 305) on kiinteä, integroitu osa puolijohdekomponenttia (102,202,302).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen puolijohdekomponentti (104, 204, 304), tunnettu siitä, että johtava osa on puolijohdekomponentin (102, 202, 302) kuoriosan 15 (104,204, 304) alla, sen sisäpuolella.
6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen puolijohdekomponentti (102, 202, 302), tunnettu siitä, että johtava osa on puolijohdekomponentin (102, 202, 302) kuoriosan (104,204,304) päällä, sen ulkopuolella. • · · ♦ · · • ·
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen puolijohdekomponentti (104, *·/· 20 204, 304), tunnettu siitä, että johtava osa (105, 205, 305) on indusoitu puolijohde- .* komponentin kuoriosaan (104,204,304) kemiallisesti tai sähkökemiallisesti. • 4 # 4 4· ·
8. Menetelmä puolijohdekomponentin (102, 202, 302) suojaamiseksi sähköstaat- -·*·. tisilta pulsseilta, tunnettu siitä, että puolijohdekomponenttiin (102,202,302) integ roidaan johtava osa (105, 205, 305), ja integroidulle johtavalle osalle (105, 205, .. . 25 305) jäljestetään ainakin yksi ulostulo (106, 206, 306) siten, että johtava osa (105, : 205,305) on maadoitettavissa ulostulon (106,206,306) kautta. • * • 4 444 / .
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puolijohde- ’· '* komponenttiin (102,302) integroidaan johtava, tasomainen osa. 4 4
, ·, 10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puolijohde- 4 4· * 30 komponenttiin (102,202) integroidaan johtava, silmukanmuotoinen osa. 4 117257 ίο
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johtava osa (105, 205, 305) integroidaan kiinteäksi puolijohdekomponentin (102, 202, 302) osaksi.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johtava osa 5 integroidaan puolijohdekomponentin (102,202, 302) kuoriosan (104, 204, 304) alle, sen sisäpuolelle.
13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että johtava osa integroidaan puolijohdekomponentin (102, 202, 302) kuoriosan (204, 304) päälle, sen ulkopuolelle.
14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et tä johtava osa (105, 205, 305) indusoidaan puolijohdekomponentin kuoriosaan (104, 204, 304) kemiallisesti tai sähkökemiallisesti.
15. Laite, joka sisältää asennusalustan ja komponentteja, tunnettu siitä, että laitteessa on puolijohdekomponentti (102, 202, 302), johon on integroitu johtava osa 15 (105, 205, 305), ja johtavassa osassa on ainakin yksi ulostulo (106, 206, 306), joka on maadoitettu asennusalustan maatasoon.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20035238A FI117257B (fi) | 2003-12-15 | 2003-12-15 | Menetelmä ja järjestely komponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta häiriöiltä |
| CNB2004800346432A CN100536126C (zh) | 2003-12-15 | 2004-11-24 | 用于为元件屏蔽静电干扰的方法和布置 |
| US10/582,833 US20070115605A1 (en) | 2003-12-15 | 2004-11-24 | Method and arrangement for shielding a component against electrostatic interference |
| KR1020067011741A KR100894147B1 (ko) | 2003-12-15 | 2004-11-24 | 정전기 간섭에 대한 소자의 보호 방법 및 장치 |
| PCT/FI2004/050176 WO2005057655A1 (en) | 2003-12-15 | 2004-11-24 | Method and arrangement for shielding a component against electrostatic interference |
| EP04820080A EP1695385A1 (en) | 2003-12-15 | 2004-11-24 | Method and arrangement for shielding a component against electrostatic interference |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20035238A FI117257B (fi) | 2003-12-15 | 2003-12-15 | Menetelmä ja järjestely komponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta häiriöiltä |
| FI20035238 | 2003-12-15 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20035238A0 FI20035238A0 (fi) | 2003-12-15 |
| FI20035238A FI20035238A (fi) | 2005-06-16 |
| FI117257B true FI117257B (fi) | 2006-08-15 |
Family
ID=29763638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20035238A FI117257B (fi) | 2003-12-15 | 2003-12-15 | Menetelmä ja järjestely komponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta häiriöiltä |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070115605A1 (fi) |
| EP (1) | EP1695385A1 (fi) |
| KR (1) | KR100894147B1 (fi) |
| CN (1) | CN100536126C (fi) |
| FI (1) | FI117257B (fi) |
| WO (1) | WO2005057655A1 (fi) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5431746B2 (ja) * | 2009-02-17 | 2014-03-05 | 徹 中井 | 電荷サプライヤ |
| WO2012168834A1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Diode lighting arrangement |
| WO2013127675A1 (en) * | 2012-02-28 | 2013-09-06 | Tp Vision Holding B.V. | Led with electro static discharge protection |
| US10219381B2 (en) | 2017-03-22 | 2019-02-26 | Carling Technologies, Inc. | Circuit board mounted switch with electro static discharge shield |
| CN107452846B (zh) * | 2017-09-25 | 2024-05-14 | 广东工业大学 | 一种紫外led倒装芯片 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4303960A (en) * | 1979-12-31 | 1981-12-01 | Gte Products Corporation | Electrostatic discharge-protected switch |
| JPH0669040B2 (ja) * | 1985-05-13 | 1994-08-31 | 株式会社東芝 | 光半導体装置 |
| US5869869A (en) * | 1996-01-31 | 1999-02-09 | Lsi Logic Corporation | Microelectronic device with thin film electrostatic discharge protection structure |
| KR100219080B1 (ko) * | 1996-08-09 | 1999-09-01 | 김영환 | 반도체 장치의 패키지용 리드프레임 및 반도체 장치 |
| US6175394B1 (en) * | 1996-12-03 | 2001-01-16 | Chung-Cheng Wu | Capacitively coupled field effect transistors for electrostatic discharge protection in flat panel displays |
| JP3366919B2 (ja) * | 1997-06-27 | 2003-01-14 | エヌイーシー化合物デバイス株式会社 | 半導体装置 |
| JP2001196638A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光ダイオードの静電保護装置 |
| US6421221B1 (en) * | 2000-02-28 | 2002-07-16 | Dell Products, L.P. | Apparatus and method for redirecting electrostatic discharge currents via an alternate path to a reference voltage node |
| US6630623B1 (en) * | 2000-04-12 | 2003-10-07 | Vishay Infrared Components, Inc. | Electrically-conductive grid shield for semiconductors |
| US20010033478A1 (en) * | 2000-04-21 | 2001-10-25 | Shielding For Electronics, Inc. | EMI and RFI shielding for printed circuit boards |
| US6667825B2 (en) * | 2001-01-03 | 2003-12-23 | Santa Fe Science And Technology, Inc. | Stable conjugated polymer electrochromic devices incorporating ionic liquids |
| KR100469241B1 (ko) * | 2001-09-10 | 2005-02-02 | 엘지전자 주식회사 | 정전기 제거용 유기 ｅｌ 소자 |
| US6940689B2 (en) * | 2003-06-18 | 2005-09-06 | Headway Technologies, Inc. | Thin-film magnetic head comprising a first pole layer having multiple layers including a second layer and a thin-film coil having a portion disposed between the second layer and a coupling portion and method of manufacturing the thin-film magnetic head |
| US20050104164A1 (en) * | 2003-11-14 | 2005-05-19 | Lsi Logic Corporation | EMI shielded integrated circuit packaging apparatus method and system |
-
2003
- 2003-12-15 FI FI20035238A patent/FI117257B/fi not_active IP Right Cessation
-
2004
- 2004-11-24 KR KR1020067011741A patent/KR100894147B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2004-11-24 CN CNB2004800346432A patent/CN100536126C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2004-11-24 US US10/582,833 patent/US20070115605A1/en not_active Abandoned
- 2004-11-24 EP EP04820080A patent/EP1695385A1/en not_active Withdrawn
- 2004-11-24 WO PCT/FI2004/050176 patent/WO2005057655A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100894147B1 (ko) | 2009-04-22 |
| FI20035238A (fi) | 2005-06-16 |
| WO2005057655A1 (en) | 2005-06-23 |
| EP1695385A1 (en) | 2006-08-30 |
| KR20060110322A (ko) | 2006-10-24 |
| US20070115605A1 (en) | 2007-05-24 |
| CN1886832A (zh) | 2006-12-27 |
| CN100536126C (zh) | 2009-09-02 |
| FI20035238A0 (fi) | 2003-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6265820B1 (en) | Heat removal system for use in organic light emitting diode displays having high brightness | |
| US8294182B2 (en) | Light emitting device | |
| US7833838B2 (en) | Method and apparatus for increasing the immunity of new generation microprocessors from ESD events | |
| US20100020518A1 (en) | RF shielding arrangement for semiconductor packages | |
| US20090236707A1 (en) | Electronic devices with enhanced heat spreading | |
| US20170271438A1 (en) | Method of producing semiconductor chips | |
| CN102148308A (zh) | 发光器件和具有发光器件的发光器件封装 | |
| US11224149B2 (en) | Heat dissipating device for display panel, manufacturing method thereof and display device | |
| CN104716272B (zh) | 半导体装置的制造方法 | |
| FI117257B (fi) | Menetelmä ja järjestely komponentin suojaamiseksi sähköstaattisilta häiriöiltä | |
| US7459783B2 (en) | Light emitting chip package and light source module | |
| US9502682B2 (en) | Optoelectronic device | |
| WO2019103556A1 (ko) | 반도체 소자 | |
| US7898821B2 (en) | Apparatus and arrangement for shielding a light emitting diode against electrostatic discharge | |
| US10103303B2 (en) | Light emitting package | |
| US20180331049A1 (en) | Chip on film package | |
| CN115528082A (zh) | 显示面板和显示装置 | |
| SG151202A1 (en) | Antenna diodes with electrical overstress (eos) protection | |
| US10593613B2 (en) | Lead frame and semiconductor package including the same | |
| US6262363B1 (en) | Electromagnetic shielding method and apparatus | |
| TW201409756A (zh) | 半導體光源模組、其製造方法及其基板結構 | |
| JPH10326913A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2024012826A (ja) | 電子部品実装基板 | |
| CN102790145A (zh) | 半导体光源模块、其制造方法及其基板结构 | |
| TW200627619A (en) | Anti-static circuit board structure and fabrication method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 117257 Country of ref document: FI |
|
| MM | Patent lapsed |