IT8922203A1 - Substrato ceramico con fori passanti riempiti con metallo per microcircuiti ibridi e procedimento per fabbricare il medesimo. - Google Patents

Substrato ceramico con fori passanti riempiti con metallo per microcircuiti ibridi e procedimento per fabbricare il medesimo. Download PDF

Info

Publication number
IT8922203A1
IT8922203A1 IT1989A22203A IT2220389A IT8922203A1 IT 8922203 A1 IT8922203 A1 IT 8922203A1 IT 1989A22203 A IT1989A22203 A IT 1989A22203A IT 2220389 A IT2220389 A IT 2220389A IT 8922203 A1 IT8922203 A1 IT 8922203A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
holes
metal
paste
sheet
substrate
Prior art date
Application number
IT1989A22203A
Other languages
English (en)
Other versions
IT8922203A0 (it
IT1236637B (it
Inventor
Ramachandra M P Panicker
Anil K Agarwal
Original Assignee
Micro Strates Inc
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 Micro Strates Inc filed Critical Micro Strates Inc
Publication of IT8922203A0 publication Critical patent/IT8922203A0/it
Publication of IT8922203A1 publication Critical patent/IT8922203A1/it
Application granted granted Critical
Publication of IT1236637B publication Critical patent/IT1236637B/it

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H05K3/4053—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques
    • H05K3/4061—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by thick-film techniques for via connections in inorganic insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/486—Via connections through the substrate with or without pins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H01L23/055—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body the leads having a passage through the base
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • 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
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45014—Ribbon connectors, e.g. rectangular cross-section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material 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
    • H01L2224/45138—Material 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
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting 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
    • H01L2224/48221—Connecting 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
    • H01L2224/48225—Connecting 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting 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
    • H01L2224/48221—Connecting 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
    • H01L2224/48225—Connecting 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/4823—Connecting 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a pin of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting 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
    • H01L2224/48221—Connecting 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
    • H01L2224/48225—Connecting 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48235—Connecting 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 non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a via metallisation of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4912—Layout
    • H01L2224/49175—Parallel arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • 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
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01057—Lanthanum [La]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01058—Cerium [Ce]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1515—Shape
    • H01L2924/15153—Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/1517—Multilayer substrate
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/153—Connection portion
    • H01L2924/1531—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface
    • H01L2924/15312—Connection portion the connection portion being formed only on the surface of the substrate opposite to the die mounting surface being a pin array, e.g. PGA
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/161—Cap
    • H01L2924/1615—Shape
    • H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
    • 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
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30107—Inductance
    • 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
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0104—Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0116—Porous, e.g. foam
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/12—Using specific substances
    • H05K2203/128—Molten metals, e.g. casting thereof, or melting by heating and excluding molten solder
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/901—Printed circuit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24322—Composite web or sheet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24917—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24926—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including ceramic, glass, porcelain or quartz layer

Description

DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda microcircuiti e, pi? particolarmente, un substrato ceramico dotato di fori passanti riempiti con metallo per l?impiego nella costruzione di microcircuiti ibridi per sistemi a microonde.
Componenti per microonde funzionanti a frequenze dell'ordine di gigahertz sono preferibilmente fatti di materiale semiconduttore di GaAs (arseniuro di gallio) grazie alla elevata mobilit? degli elettroni in tale materiale. Inoltre, poich? questi componenti per microonde operano con onde di banda che hanno una lunghezza dell'ordine di millimetri e di centimetri, e i percorsi conduttori dei mocrocircuiti sono generalmente del medesimo ordine di lunghezza , la costruzione meccanica e le prestazioni elettriche dei circuiti a microonde sono strettamente intercorrelati. Cosi, in circuiti a microonde ibridi, i percorsi conduttivi previsti per collegare i componenti del circuito a massa non sono proprio percorsi di importanzaminimama devono essere considerati come elementicircuitaliessistessi, poich? essi forniscono induttanza distribuita in dipendenza dalla loro lunghezza, che deve essere tenuta in considerazione. Inoltre, a causa della frequenza:di gigahertz alla quale i componenti dei circuiti a microonde operano, essi generano una gran quantit? di calore interno che deve essere portata via per consentire ai circuiti di funzionare appropriatamente.
Secondo la presente invenzione, un substrato ceramico per realizzare un microcircuito ibrido ? previsto su una superficie di esso con un gran numero di piccoli fori passanti,ciascuno del diametro dell'ordine di 0,013 pollici (mm 0,33 ). Un materiale composito costituito da una miscela di un metallo refrattario e di un metallo a fusione pi? bassa avente buona conduttivit? elettrica e termica ? previsto in ciascuno dei fori passanti. Componenti per microonde come,ad esempio,tessere o piastrine di GaAs e altri componenti elettronici di un microcircuito ibrido sono montati sulla superficie del substrato ceramico al di sopra dei fori passanti riempiti con metallo usando cos? il riempimento metallico in essi per connessione di massa e per portar via calore generato internamente entro i componenti.
Il processo per disporre il riempimento metallico -composito in ciascuno dei fori passanti del substrato ceramico viene attuato prevedendo una prima pasta costituita da particelle di un metallo refrattario e di un legante che ? depositata in ciascuno dei fori passanti. Il substrato ceramico ? quindi posto in un forno e sinterizzato in un'atmosfera riducente per fornire una massa porosa del metallo refrattario in ciascuno dei fori passanti. Quindi, una seconda pasta fatta di particelle del metallo con fusione a temperatura pi? bassa e di un legante ? depositata al di sopra della massa porosa di metallo in ciascuno dei fori passanti. Il substrato ceramico ? quindi posto in un forno di riflusso e riscaldato in un'atmosfera riducente per formare una massa fusa del metallo a fusione pi? bassa che si infiltra nei pori della massa porosa di metallo refrattario per formare una miscela metallica composita solida. La miscela percentuale in volume di ciascuno dei metalli che forma il metallo composito ? scelta controllando la quantit? di legante nella prima pasta contenente le particelle di metallo refrattario che, in seguito a asportazione tramite bruciatura determina la quantit? del metallo fuso a pi? bassa fusione che pu? essere attirato tramite tensione superficiale del metallo refrattario sinterizzato poroso per formare il metallo composito. In questo modo, il metallo composito pu? essere realizzato per presentare un coefficiente di dilatazione termica che ? sostanzialmente del medesimo ordine del coefficiente di dilatazione termica del materiale semiconduttore impiegato nei componenti per microonde da montare sui fori passanti riempiti con metallo e pure'quello del materiale usato per il substrato ceramico. In aggiunta, l'infiltrazione del metallo a fusione pi? bassa nei pori del metallo refrattario sinterizzate ha come conseguenza il fatto che i fori passanti sono ermeticamente sigillati.
Perci? uno degli scopi della presente invenzione ? quello di fornire fori passanti riempiti con metallo su un substrato ceramico per l'impiego nella connessione di massa e trasferimento di calore generato internamente sottraendolo acomponentielettronicidiscretimontati sulla superficie del substrato sui fori passanti riempiti con metallo per formare un microcircuito ibrido.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire un processo nuovo per formare fori passanti riempiti con metalli compositi su un substrato ceramico per 1'impiego della messa a massa e trasferimento di calore in allontanamento da componenti per microonde e vengono montati sulla superficie del substrato ceramico per formare un microcircuito ibrido.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di consentire il montaggio di componenti per microonde su fori passanti riempiti con metallo previsti su un substrato ceramico cos? da fornire un corto percorso verso massa per ciascuno di questi componenti minimizzando cos? il rumore nel circuito per microonde previsto sulla superficie del substrato.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire fori passanti riempiti con metallo per l'impiego nel montare componenti per alta frequenza su un substrato ceramico, consentendo nel contempo sigillatura ermetica dei fori passanti.
Un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire fori riempiti con metallo su un substrato ceramico avente un microcircuito ibrido sulla superficie di esso,per cui i fori passanti riempiti con metallo sono usatiper trasferire segnali al e dal circuito ibrido quando una copertura metallica ? posizionata sul substrato ceramico per schermare il microcircuito ibrido su esso da interferenza esterna.
Ancora un altro scopo della presente invenzione ? quello di fornire un processo nuovo per formare fori passanti riempiti con metallo su un substrato ceramico consentente efficace adattamento del coefficiente di dilatazione termica del riempimento metallico nei fori passanti con quello del materiale dei componenti circuitali da montare su di esso e pure del materiale del substrato ceramico.
Altri scopi e caratteristiche dell'invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita della presente invenzione illustrata nelle tavole di disegno accluse in cui:
la figura 1 ? una vista in pianta illustrante un modo previsto nella tecnica nota per montare una tessera di GaAs su un substrato di allumina;
la figura la ? una vista in sezione presa lungo la linea la-la di figura 1 nella direzione delle frecce;
la figura lb ? una vista in sezione presa lungo la linea la-lb di figura 1 nella direzione delle frecce;
la figura 2 ? una vista prospettica illustrante un altro modo previsto nella tecnica nota per montare una tessera di GaAs direttamente su un dissipatore di calore;
la figura 2a ? una vista in sezione presa lungo la linea 2a-2a di figura 2 nella direzione delle frecce;
la figura 3 ? una vista in pianta di un elemento laminare o in foglio quadrata tipico di substrato d'allumina per l'impiego nella presente invenzione illustrante il gran numero di piccoli fori passanti trapanati attraverso il corpo di esso;
la figura 3a ? una vista laterale del substrato d'allumina rappresentato in figura 3;
le figure 4a-4g sono sezioni trasversali di una porzione al substrato di allumina di figura 3 illustranti le fasi successive del processo per fornire il riempimento metallico composito nei fori passanti su esso;
la figura 5 ? una vista prospettica illustrante una tessera di GaAs , rappresentata in esploso distanziata da un foro passante riempito con metallo previsto su una porzione di spigolo del substrato di allumina di figura 3 che ha percorsi circuitali a pellicola sottili sulla superficie superiore di esso e un piano di massa a pellicola sottile sulla superficie inferiore di esso;
la figura 5a ? una vista in pianta della porzione del substrato di allumina di figura5illustrante la tesseraci GaAs montata sul foro passante riempito con metallo con il suo terminale di massa superiore collegato tramite un adduttore a nastro a un foro passante riempito con metallo adiacente previsto sul substrato d'allumina;
la figura 5b ? una vista in sezione presa lungo le linee 5b-5b di figura 5a nella direzione delle frecce;
la figura 6 ? una vista in pianta illustrante il modo con cui i terminali superiori per una tessera di GaAs montata su un substrato di allumina possono impiegare fori passanti riempiti con metallo su substrato per fornire connessioni esterne per esso; e
la figura 6a rappresenta una vista in sezione presa lungo la linea 6a-6a di figura 6 nella direzione delle frecce e include l'illustrazione di una copertura metallica per il componente ibrido montato sul substrato di allumina.
Con riferimento ai disegni, la figura 1 ? una vista in pianta ingrandita illustrante un modo della tecnica nota per montare una tessera 10 di GaAs per un circuito per microonde ibrido mediante brasatura della massa primaria 11 sul fondo della tessera di GaAs sulla superficie superiore di un substrato di ceramica 12. Il substrato 12, di cui ? rappresentata solamente una porzione, ? un foglio quadro di due pollici per due pollici (2,54 x 2,54 cm) di allumina dello spessore di circa 0,03 pollici (0,75 mm circa). Come ? rappresentato in figura la, il substrato 12 ha un piano di massa 22 a-.pellicola sottile sul fondo di esso che ? fissato alla sommit? di un blocchetto di Cu/W (rame/tungsteno) che ha uno spessore di circa 0,10 pollici (circa 2,54 mm). La superficie superiore del substrato di allumina 12 ? dotata di una configurazione di percorsi conduttori da 13 a 19 compresi a pellicola sottile, per intercollegare terminali sulla tessera 10 di GaAs ad altri componenti del microcircuito per porre a massa la tessera di GaAs. Cos?, la configurazione di percorsi conduttori del microcircuito include tipicamente un percorso 13 d'ingresso a radiofrequenza, un percorso 14 d'uscita RF (radiofrequenza), un percorso di pozzo (drain) 15, un percorso diemettitore 16, un percorso di polarizzazione 17 e percorsi di massa 18 e 19. Come ? rappresentato, ciascuno dei percorsi conduttori a pellicola sottile da 13 a 18 compresi presenta una estremit? di esso collegata tramite un conduttore a nastro o di filo metallico 21 a uno dei terminali previsti sulla sommit? della tessera 10 di GaAs e il percorso conduttivo a pellicola sottile 19 ha una estremit? di esso (figura lb) collegata alla massa primaria sul fondo della tessera di GaAs 10. Come ? rappresentato in figura la, il percorso di massa 18 che ha un'estremit? collegata al terminale di massa 18a sulla sommit? della tessera 10 di GaAs si estende verso il e si avvolge attorno al bordo del substrato di allumina 12 e si collega al piano 22 di massa d? esso. Come rappresentato in figura lb? 11 percorso di massa 19 che ha un'estremit? collegata alla massa primaria 11 sul fondo della tessera 10 di GaAs si estende similmente al e si avvolge attorno al bordo del substrato di allumina 12 e si collega al piano di massa 22 di esso.
Risulter? evidente che, poich? la tessera 10 di GaAs e gli altri componenti elettronici montati sul substrato di allumina 12 sono ciascuno tipicamente dell'ordine di 0,09 - 0,013 pollici quadrati (6,2-7 mra ) e i percorsi di intercollegamento di massa della configurazione conduttiva a pellicola sottile sono distanziati fra loro nel modo minore possibile, un gran numero di tali componenti e loro percorsi conduttivi sono realizzati sulla superficie del foglio o lamina quadrata di 2 pollici per 2 pollici del substrato d'allumina 12.
L'inconveniente della soluzione rappresentata in figura 1 per montare la tessera di GaAs sul substrato d'allumina 12 e che alcuni dei terminali e percorsi ad avvolgimento di massa primaria per la tessera di GaAs sono piuttosto lunghi poich? ciascuno di essi deve estendersi da qualunque posizione una particolare tessera di GaAs o componente elettronico attivo possa avere sulla superficie del substrato d'allumina al bordo di esso. Conseguentemente, l'induttanza distribuita di tali lunghi percorsi di massa ad avvolgimento ? elevata. Ci? influenza il funzionamento del microcircuito sul substrato di allumina determinando eccessivo rumore di massa che ha'come conseguenza scarse prestazioni del microcircuito ad alte frequenze. Inoltre, a causa del gran numero di percorsi ad avvolgimento richiesti sul substrato di allumina, questi percorsi di massa occupano una gran quantit? di spazio sulla superficie del substrato che fa aumentare le dimensioni del substrato richieste per costruire un particolare microcircuito ibrido. Inoltre, ? un processo estremamente costoso il prevedere l'estensione di percorsi ad avvolgimento attorno ai bordi del substrato di allumina in modo da contattare il piano di massa di esso. In aggiunta, il calore interno generato da ciascuna tessera di GaAs o altro componente ad alta frequenza deve essere rimosso mediante conduzione attraverso il substrato di allumina che ? uno scarso conduttore termico, prima di essere dissipato nel dissipatore di calore 20. In altre parole, il trasferimento di calore dal microcircuito non ? molto efficiente.
La figura 2 ? una vista prospettica di un modo alternativo noto per montare la tessera 23 di GaAs e collegare i terminali sulla sommit? di essa ai percorsi conduttori a pellicola sottile previsti sulla superficie di un substrato di allumina 24. Questa costruzione permette, ad esempio, al substrato d'allumina 24 avente un'apertura rettangolare centrale 25 di essere fissato mediante il suo pieino di massa inferiore 34 sulla sommit? di un blocchetto 31 di Cu/W che serve come dissipatore di calore. Altre forme di questo modo per montare la tessera di GaAs includono l'applicazione di, elementi nastriformi o strisce distanziate del substrato d'allumina sul dissipatore di calore. Come ? rappresentato nelle figure 2 e 2a, la tessera 23 di GaAs ? brasata con la sua massa primaria 32 sul fondo di essa contattante la superficie superiore del blocchetto 31 di Cu/W entro l'apertura rettangolare centrale 25 del substrato d'allumina 24. La configurazione conduttiva a pellicola sottile prevista sulla superficie superiore del substrato 24 d'allumina include un percorso d'ingresso di radiofrequenza 26, un percorso d'uscita di radiofrequenza 27, un percorso di pozzo (drain) 28,un percorso d'emettitore 29 e un percorso di polarizzazione 30. Ciascuno di questi percorsi conduttivi ? collegato mediante un conduttore a nastro 33 a uno dei terminali previsti sulla sommit? della tessera 23 di GaAs.
Bench? in figura 2 il montaggio della tessera 23 di GaAs direttamente sulla superficie delblocco 31diCu/W abbia ilvantaggio direalizzare un dissipatore di calore diretto per la tessera 23 di GaAs e una connessione di massa diretta per la massa primaria 32 sul fondo della tessera 23 di GaAs, il terminale di massa addizionale 35 posizionato sulla superficie superiore della tessera 23 di GaAs deve essere collegato mediante un conduttore nastriforme 33 a massa mediante il percorso ad avvolgimento 36 a pellicola sottile. La ragione di ci? ? dovuta al fatto che non ? possibile collegare il terminale di massa superiore 35 tramite l'impiego di un conduttore a nastro 33 alla superficie superiore del blocco 31 di Cu/W poich? il calore necessario per la brasatura dell'estremit? del conduttore a nastro ? rapidamente dissipato nella grande massa del metallo formante il blocchetto 31 di Cu/W richiedendo che temperature estremamente elevate abbiano ad essere impiegate, le quali determinano bruciatura del contatto. Quindi, tale connessione di massa addizionale per un terminale sulla sommit? della tessera 23 di GaAs richiede che un percorso di massa ad avvolgimento 36 sia ancora previsto sulla superficie del substrato 24 che si estende al bordo del e si avvolge attorno per il collegamento al piano di massa 34 di eSso, come rappresentato in figura 2a.
Sar? ora fatto riferimento alla figura 3,che mostra un substrato di allumina 37 del tipo previsto per la presente invenzione. Il substrato, che ? fatto di allumina avente una purezza da circa 96 a 99,6%,? una lamina quadrata di 2 x 2 pollici avente uno spessore t (figura 3a) di circa 0,030 pollici. Lo sbozzato del substrato 37 di allumina di partenza si trova gi? nel suo stato cotto quando un gran numero di fori passanti 38, ciascuno del diametro dell'ordine di 0,010-0,030 pollici (mm 0,254-0,762) viene trapanato in posizioni esattamente specificate sulla superficie di esso mediante l'impiego di un laser controllato da calcolatore. Le posizioni sulla superficie del substrato d'allumina 37 per i fori passanti 38, che possono essere in un numero di 400 o pi?, sono predeterminate mediante il posizionamento desiderato specificato di ciascuna delle tessere di GaAs discrete di altri componenti elettronici attivi relativamente ai percorsi conduttivi a pellicola sottile ai componenti passivi da includere in un microcircuito ibrido ad alta densit? da fabbricare sulla superficie del substrato d'allumina. Perci?, ? necessario trapanare ciascun foro passante 38 relativamente agli altri sul substrato d'allumina 37 entro una tolleranza di un millesimo di pollice (0,0254 mm).Ci? ? richiesto per garantire che ciascuna tessera di GaAs, o qualsiasi altro componente del microcircuito ibrido che richiede un percorso verso massa e/o richiede che il suo calore abbia ad essere asportato, possa essere appropriatamente montata al di sopra di uno o pi? dei fori passanti 38 riempiti con metallo sul substrato d'allumina 37 in una posizione tale che i suoi terminalipossano essere collegati ad alcuni appropriati percorsi conduttori a pellicola sottile da realizzare successivamente sulla superficie del substrato d'allumina 37.
Una descrizione dettagliata delle fasi del processo usato per fornire i fori passanti riempiti col metallo sul substrato d'allumina 36 della presente invenzione per impiego nel montaggio delle tessere di GaAs e altre componentia microonde sar? presentata successivamente con riferimento alle figure 4a-4g.
Cos?, la figura 4a illustra una porzione del foglio quadrato di 2x2 pollici del substrato d'allumina 37 in stato come cotto, che ha uno spessore di circa 0,030 pollici (0,762 mm) che ? selezionato come il materiale di partenza. In figura 4b, due fori passanti 38 ciascuno del diametro dell'ordine di 0,013 pollici fam 0,33) che sono inclusi nella configurazione di fori passanti rappresentati in figura 3, ad esempio, sono mostrati trapanati nella porzione del substrato d'allumina 37 mediante l'impiego di un laser controllato numericamente con una precisione che ? entro un millesimo di pollice (0,0254 mm) della sua posizione specificata relativamente agli altri fori passanti sul substrato d'allumina. Come rappresentato in figura 4c, uno stampino 39, indicato da linee tratteggiate, che ha uno spessore di circa 2 millesimi di pollice (circa 0,050 mm) e ha una configurazione di fori su esso identica alla configurazione di fori passanti 38 che ? trapanata sul substrato d'allumina 37, ? posizionato sulla superficie superiore del substrato d'allumina 37 con i propri fori allineati. Una prima pasta 40 fatta di particelle di tungsteno e di un legante viene quindi raclata, cio? pressata, attraverso i fori dello stampino 39 in modo da riempire tutti i fori passanti 38 sul substrato d'allumina 37 (figura 3).
Come risulta evidente dalle illustrazioni di figura 4c, in s?guito a rimozione dello stampino 39, una piccola sporgenza 42 della pasta di tungsteno 40 uguale allo spessore dello stampino 39 si estende al di sopra di ciascuno dei fori passanti 38 previsti sul substrato d'allumina 37.
11 substrato d'allumina 37 con la pasta di tungsteno 40 in ciascuno dei fori passanti 38 di esso ? quindi sinterizzato a circa 1375?C per circa 15 - 20 minuti in un forno avente un'atmosfera riducente controllata costituita preferibilmente da una miscela di idrogeno e azoto per far s? che il legante nella pasta 40 abbia a bruciar via e a lasciare una massa porosa 43 di tungsteno sinterizzato in ciascuno dei fori passanti 38,come rappresentato in figura 4d. Si deve notare che la piccola sporgenza 42 di pa3ta di tungsteno 40 al di sopra di ciascun foro passante in figura 4c scompare a causa della contrazione della pasta di tungsteno 40 provocata dalla bruciatura del suo legante durante la sinterizzazione. Si deve in particolare notare che la quantit? di legante scelta per essere presente nella pasta di tungsteno, in seguito a bruciatura, ha come conseguenza che il tungsteno sinterizzato 43 presenta una porosit? di circa il 15%. Si deve pure notare che aumentando o diminuendo la quantit? di legante nella pasta di tungsteno, la porosit? del tungsteno sinterizzato pu? essere controllata per variare fra il 10% e il 20%.
Si deve inoltre notare che il substrato d'allumina con la pasta di tungsteno nei fori passanti 38 pu? essere sinterizzato in un forno ad una temperatura variante tra 1175?C e 1575?C in dipendenza dalle dimensioni delle particelle di tungsteno usate nella pasta, dallo spessore del substrato d'allumina e dal tempo consentito per l'esecuzione della sinterizzazione.
Come rappresentato in figura 4e, lo stampino 39 ? nuovamente'disposto sul substrato d'allumina 37 con i propri fori allineati con i fori passanti 38 di esso. Quindi, una seconda pasta 45 fatta di particelle di rame con un legante viene raclata, cio? pressata, in tutti i fori dello stampino 39 in modo da trovarsi sulla sommit? della massa porosa di tungsteno sinterizzato 43 in ciascuno dei fori passanti 38. Si deve notare che particelle di un metallo come rame sono impiegate nella seconda pasta poich? il rame ha una elevata conduttivit? termica ed elettrica ed un punto di fusione relativamente basso. Pertanto, in seguito al riscaldamento del substrato d'allumina 37 a circa 1150?C per circa 10 minuti in un forno di riflusso avente un'atmosfera controllata costituita da una miscela di idrogeno e azoto, il legante della pasta di rame 45 ? bruciato e le particelle di rame sono riscaldate ad uno stato fuso che consente ad esse di infiltrarsi, cio? di essere attirate efficacemente per effetto di tensione superficiale, nei pori della massa di tungsteno 43. Di conseguenza, la miscela di metalli, in ciascun foro passante 38 si trasforma, come ? rappresentato in figura 4f, sotto forma di una massa di metallo composito solido 47 costituita da una miscela in volume di circa l'85% di tungsteno e 15% di rame.
Si deve notare che la pasta di rame 45 pu? essere fatta rifluire nel tungsteno poroso ad una temperatura variante tra 1050?C e 1250?C in dipendenza dalle dimensioni delle particelle di rame e dal tempo assegnato perch? abbia luogo il riflusso.
Come ? rappresentato in figura 4g, dopo che la miscela composita di tungsteno e rame ? stata formata in ciascuno dei fori passanti 38, le superfici superiore e inferiore del substrato di allumina 37 sono quindi lappate e lucidate per eliminare qualsiasi eccesso della massa solida 47 del metallo (vedere la figura 4f) che pu? essere presente sulla sommit? o fondo dei fori passanti 38.
Alla luce di quanto precede, risulter? ora chiaramente evidente che l?impiego dell'allumina non cotta in qualit? del materiale di partenza per il substrato ceramico 37 non sarebbe idoneo poich? non ? possibile mantenere le dimensioni e la tolleranza richiesta della configurazione di fori passanti trapanati su essa a causa della contrazione di tale allumina non cotta durante le fasi di riscaldamento successive richieste, come S stato descritto precedentemente, per formare il riempimento metallico nei fori passanti 38.
AI completamento dell'introduzione di metallo nei fori passanti 38 sul substrato di allumina e successiva lappatura e lucidatura delle superfici superiore e inferiore del substrato di allumina, ciascuna di queste superfici ? quindi metallizzata in un modo ben noto applicando pellicole sottili successive^ad esempio di titanio e tungsteno/su essa con la successiva deposizione di una pellicola d'oro sulla pellicola di tungsteno. La superficie o pellicola fine superiore del substrato di allumina 37 ? quindi processata in un modoben noto impiegando tecniche fotolitograficheper dar luogo adunaconfigurazione a pellicola sottile desiderata di percorsi conduttivi strettamente ravvicinati su essa come ? richiesto per il microcircuito ibrido particolare che viene fabbricato sulla superficie superiore del substrato di allumina. Le pellicole sottili che sono stateapplicate sulla superficie inferiore del substrato di allumina formano il piano di massa di esso.
Sar? ora fatto riferimento alla figura 5,che illustra una vidta prospettica di una porzione di spigolo del substrato di allumina 37 (figu-, ra 3) dotato di due dei fori passanti 38 riempiti con una massa solida 47 di tungsteno e rame in modo da fornire fori passanti 60 e 61 riempiti con metallo. La figura 5 mostra pure i percorsi conduttivi che sono stati realizzati sulla superficie della porzione di spigolo del substrato di allumina 37. Questi percorsi conduttivi includono un percorso d'ingresso RF o di radio frequenza 49, e un percorso di uscita RF 50, un percorso di pozzo (drain) 51 un percorso di emettitore 52 ed un percorso di polarizzazione 53. Si deve inoltre notare in figura 5 che il substrato di allumina 37 ? fissato tramite il suo piano di massa 55 ad un blocco 56 di Cu/W che serve come dissipatore di calore e una tessera 57 di GaAs essendo rappresentata in esploso distanziata dalla sommit? del foro passante 60 riempito con metallo.
Sar? ora fatto riferimento alle figure 5a e 5b che mostrano la tessera 57 di GaAs montata con la sua massa primaria di fondo 58 brasata sul foro passante 60 riempita con metallo sulla porzione di spigolo del substrato di allumina 37. Corti adduttori o conduttori a nastro 59 sono impiegati per fissare i terminali appropriati sulla sommit? della tessera 57 di GaAs al percorso d?ingresso radiofrequenza 49, percorso di uscita RF 50, percorso di pozzo 51, percorso di emettitore 52 e percorso di polarizzazione 53.
Si deve particolarmente notare che la tessera 57 di GaAs ? rappresentata con un terminale di massa addizionale 41 sulla sommit? di essa che ? collegato tramite un conduttore a nastro 59 a l'altro foro passante 61 riempito con metallo previsto sulla porzione di spigolo del substrato di allumina 37. Tale connessione per il terminale di massa della tessera 57 di GaAs pu? essere realizzata poich? la piccola massa del riempimento metallico 47 nel foro passante 61 consente ad esso di essere rapidamente riscaldato alla temperatura desiderata richiesta per brasare l'estremit? del conduttore nastriforme 59 ad esso. Risulter? naturalmente evidente che in figura 5a un percorso conduttivo a pellicola sottile potrebbe essere previsto sulla superficie del substrato di allumina 37 che ha una estremit? di esso collegata a riempimento metallico 47 nel foro passante 61 e un conduttore a nastro potrebbe consentire di collegare l'altra estremit? di questo percorso conduttivo al terminale di massa sulla sommit? della tessera di GaAs 57.
Pertanto, la soluzione usata nella presente invenzione di impiegare fori passanti riempiti con metallo su un substrato di allumina per collegare non solo il piano di massa primario di fondo della tessera di GaAs ma anche un terminale di massa addizionale sulla sommit? della tessera di GaAs al piano di massa del substrato di allumina consente chiaramente di eliminare la necessit? di avere un qualsiasi percorso ad avvolgimento a pellicola sottile per le connessioni di massa della superficie superiore del substrato di allumina. Quindi, l'impiego di fori passanti riempiti con metallo su un substrato ceramico consente di migliorare le prestazioni di microcircuiti ibridi di alta frequenza minimizzando problemi di elevata induttanza creati dai percorsi di massa ad avvolgimento circolare a pellicola sottile attualmente usati. Inoltre, il riempimento metallico per un foro passante fornisce pure un breve efficace percorso termico per portar via il calore interno generato da un componente per alta frequenza fissato sulla sommit? del substrato ceramico al blocco di Cu/W servente come dissipatore di calore. In aggiunta, l'eliminazione della necessit? di prevedere spazio sulla sommit? del substrato di allumina per percorsi di massa ad avvolgimento a pellicola sottile e l'efficace rimozione di calore da ciascuno dei componenti ad alta frequenza consente di posizionare pi? strettamente questi componenti consentendo cos? la miniaturizzazione del pacchetto.
Come ? stato menzionato precedentemente, la quantit? di legante impiegata nel realizzare la pasta di tungsteno che ? posta in ciascuno dei fori passanti 38 (figura 4c) pu? essere scelta in modo da controllare il volume di vuoti o porosit? del tungsteno sinterizzato nei fori passanti e perci? la quantit? di rame che pu? rifluire nei pori di esso. In questo modo, la composizione risultante della miscela metallica nei fori passanti pu? essere indotta a variare per includere dall'80 al 90% di tungsteno ed un residuo dal 20 al 10% di rame in volume necessario per fornire una particolare composizione metallica avente un coefficiente di idratazione termica che si adatta approssimativamente a quello del materiale semiconduttore di GaAs. Ci? ? importante poich? una tessera di GaAs ? costituita da cristalli piezoelettrici che, sotto sollecitazione, generano una piccola tensione elettrica alternata variabile dipendente dalla pressione sul materiale cristallino. Pertanto, quando il substrato di allumina ? sottoposto a variazioni di temperatura tra -55? C e 300? C come specificato negli standard militari 883, ad esempio, le sollecitazioni indotte in una tessera di GaAs a causa di differenze sostanziali nei coefficienti di dilatazione termica del materiale GaAs e riempimento metallico nei fori passanti su cui ? montata la tessera di GaAs possono avere un'influenza sulle prestazioni del microcircuito ibrido.
Pertanto, poich? GaAs ha un coefficiente di dilatazione termica di 57 x 10 pollice/pollice ?C (1 pollice =25,4 mra)la quantit? di legantenella prima pasta di particelle di tungsteno ? sitata scelta per fornire un riempimento metallico nei fori passanti dell'85% di tungsteno e 15% di rame in volume cos? da fornire una composizione metallica avente un coefficiente di dilatazione termica di approssimativamente 57 x 10 pollice/pollice/eC.
Il coefficiente di dilatazione termica del riempimento metallico nei fori passanti deve pure essere compatibile con quello del materiale usato per il substrato ceramico. Pertanto, quando ? impiegata allumina avente un coefficiente di dilatazione termica di circa 67 x 10 pollice/pollioe/?C (1 pollice = 25,4 mm)si?trovato che ilcoefficiente di dilatazione termica di circa 57 x 10 pollice/pollice/?C (l pollice = 25,4 mm)fornitodalla composizione metallica comprendente 1*85% di tungsteno e il 15% di rame in volume ? sufficientemente vicino in ordine di grandezza a quello dell'allumina; per cui quando il substrato di allumina ? sottoposto ad intervalli di riscaldamento specificati dagli standard militari 883, il riempimento metallico dei fori passanti non sar? indotto a fuoriuscire dai fori passanti e il substrato di allumina non subir? incrinature.
Si deve inoltre notare che il riempimento metallico di Cu/W per i fori passanti ? intrinsecamente reso ermetico mediante la fase di riflusso del rame che serve per chiudere tutti i pori della massa di tungsteno sinterizzata. Ci? ? vantaggioso poich? quando la fotoriserva o un qualsiasi altro solvente sono applicati sul substrato di allumina durante la formazione della configurazione di percorsi conduttori sulla superficie di esso, ad esempio, ? importante che questi solventi non abbiano a entrare in e essere intrappolati in qualsiasi vuoto, poro o incrinatura del riempimento metallico nei fori passanti. Tali solventi avrebbero tendenza a fuoriuscire dai fori passanti successivamente durante il periodo d'uso del microcircuito ibrido e potrebbero fari si che il substrato di ceramica e/o i componenti circuitali su esso abbiano a corrodersi o in altro modo deteriorarsi e rompersi.
Si deve chiaramente tener presente che le procedure della presente invenzione consentono di realizzare il substrato ceramico a partire da un materiale diverso da allumina come;ad esempio;nitruro di alluminio. Inoltre, le procedure della presente invenzione consentono di impiegare una miscela di una pluralit? di altri metalli diversi come il riempiemento metallico per i fori passanti consentendo al tempo stesso agevole adattamento del coefficiente di dilatazione termica del riempimento metallico per i fori passanti con il materiale dei componenti circuitali montati su esso e il materiale del substratoceramico usato.Pertanto,unmetallo refrattario come ilmolibdeno pu? essere sostituito al tungsteno e altri metalli termicamente
ed elettricamente conduttori come Ag e Au,da soli o in combinazione, possono essere sostituiti al rame. In particolare, le altre miscele di metalli compositi che potrebbero essere previste per riempire i fori passanti 38 includono Ag-Au/W, Au/W, Ag/W, Ag/Mo, Cu/Mo, Au/Mo, eccetera.
Sar? qui di seguito fatto riferimento alle figure 6 e 6a,che illustrano un altro modo per impiegare i fori passanti riempiti con metallo previsti su un substrato ceramico d'allumina secondo la presente invenzione. In questo caso, un substrato di allumina 65 avente un piano di massa 82 sul fondo di esso ? rappresentato dotato di sette fori passanti riempiti con metallo composito 67, 68, 69, 70, 71, 72 e 73. I fori passanti riempiti con metallo strettamente ravvicinati 67 e 68 sul substrato 65 hanno montata sulla sommit? di essi una singola tessera 74 di GaAs che fornisce un microcircuito ibrido semplificato. Si deve notare che la tessera 74 di GaAs ha una massa primaria 84 sul fondo di essa che contatta direttamente il riempimento metallico in entrambi i fori passanti 67 e 68 e che i fondi per riempimenti metallici in questi fori passanti sono in contatto con il piano di massa 82 sul fondo del substrato di allumina 65. L'impiego di due fori passanti riempiti con metallo come 60e 61 ? richiesto quando una tessera di GaAs come la tessera 74, genera calore in modo pi? veloce di quello che pu? essere asportato da un singolo foro passante a riempimento metallico.
I rimanenti cinque fori passanti 69-73 riempiti con metallo rappresentati in figura 6 vengono usati per fornire connessione di terminali previsti sulla sommit? della tessera 74 di GaAs a circuiti esterni (non rappresentati). Si deve notare che il piano di massa 82 sul fondo del substrato di allumina 65 ha fori ingranditi attorno a ciascuno dei cinque rimanenti fori passanti 69-73 riempiti con metallo per garantire che il riempimento metallico di questi fori passanti non abbia a contattare il piano di massa 82.
Come ? rappresentato in figura 6, il foro passante 69 riempito con metallo ? collegato tramite un conduttore a nastro 83 al terminale di ingresso RF 75, il foro passante 70 riempito con metallo e collegato mediante un conduttore a nastro 83 al terminale di uscita RF 76, il foro passante 71 riempito con metallo ? collegato mediante un conduttore a nastro 83 al terminale di emettitore 77, il foro passante 72 riempito con metallo ? collegato tramite un conduttore a nastro 83 al terminale di polarizzazione 79 e il foro passante 73 ? rappresentato mediante un conduttore a nastro 83 al terminale di pozzo 78. Il substrato di allumina 65 ha una pastiglia o pad metallica a pellicola sottile di configurazione rettangolare 80 depositata attorno al bordo della sua superficie superiore, come ? rappresentato in figura 6. Come ? rappresentato in figura 6a, un coperchio metallico 81, fatto di Kovar, ad esempio, ? posizionato sul substrato di allumina 65 con il suo fondo sigillato alla pastiglia o pad metallico 80 in modo da racchiudere il circuito per microonde ibrido sulla superficie di esso. Il coperchio metallico 81 consente di schermare il circuito ibrido da interferenza esterna.
Come ? rappresentato in figura 6a, un piedino 87 ? brasato sul fondo di ciascuno dei fori passanti 69-73 riempiti con metallo sul substrato di allumina 65. Questi piedini 87 sono usati per fornire connessioni esterne per i terminali sulla sommit? della tessera 74 di GaAs. Un blocchetto 85 di Cu/W che serve come dissipatore di calore ? dotato di cinque fori passanti sovradimensionatiche sono allineaticoncinque foripassanti69, 70, 71, 72 e 73 riempiti con metallo sul substrato di allumina. Due dei fori sovradimensionati 88 e 89 sono rappresentati nella vista in sezione del substrato di allumina 65 rappresentato in figura 6a. Pertanto, quando il fondo del substrato di allumina 65 ? fissato sulla sommit? del blocchetto 85 di Cu/W, il piedino 87 sul fondo di ciascuno dei fori passanti 69-73 riempiti con metallo si estendono in gi? attraverso e ?sporgono al di sotto dei rispettivi fori passanti sovradimensionati nel blocchetto 85 di Cu/W.Pertanto, ? per il fatto che i fori passanti 38 riempiti con metallo sono ermeticamente sigillati che essi offrono un modo semplice e conveniente per realizzare le necessarie connessioni esterne per i terminali dei componenti elettronici di un circuito a microonde ibrido sul substrato 65.
Si comprender? che l'illustrazione delle figure 6 e 6a di una singola tessera 74 di GaAs come microcircuito ibrido sul substrato di allumina 65 ha semplicemente scopi illustrativi. Pi? tipicamente, svariate tessere o piastrine di GaAs, come pure altri componenti elettronici, saranno previsti sulla superficie del substrato di allumina. Inoltre, terminali comuni di svariate di queste tessere di GaAs, ad esempio, possono essere collegati ai medesimi fori passanti riempiti con metallo che 3ono impiegati come connettori esterni.
Bench? la presente invenzione sia stata descritta specificatamente in almeno una delle sue forme, tale descrizione dettagliata ? stata fornita solo per conformit? con le leggi brevettuali e non vuol in alcun modo limitare il concetto o ambito protettivo della presente invenzione che ? pi? particolarmente definito nelle rivendicazioni accluse.

Claims (20)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Substrato per un microcircuito ibrido includente componenti elettronici, detto substrato comprendendo: un sottile foglio di materiale ceramico avente una superficie superiore; una pluralit? di fori passanti di piccolo diametro previsti sulla superficie superiore del ed estendentesi attraverso il foglio di materiale ceramico; e un riempimento metallico in ciascuno detti fori passanti; per cui i componenti elettronici di detto microcircuito ibrido sono montati sulla superficie superiore di detto foglio di materiale ceramico al di sopra dei fori passanti e impiegano il riempimento metallico in essi per fornire una connessione di massa per i componenti elettronici e per rimuovere calore generato internamente dai componenti elettronici.
  2. 2. Substrato per un microcircuito ibrido secondo la rivendicazione 1 in cui detta pluralit? di fori passanti di piccolo diametro hanno un diametro di approssimativamente 0,013 pollici (mm 0,33).
  3. 3. Substrato per un microcircuito ibrido secondo la rivendicazione 1, in cui detto foglio di materiale ceramico ? fatto di allumina avente una purezza tra il 96% e il 98,6%.
  4. 4. Substrato per microcircuiti ibridi secondo la rivendicazione 1 in cui detto foglio di materiale ceramico ha uno spessore d? approssimativamente 0, 030 pollici (mm 0,762).
  5. 5. Substrato per microcircuiti ibridi secondo la rivendicazione 1, in cui detto foglio di materiale ceramico ha sino a cento o pi? fori passanti trapanati per ciascun pollice quadrato (cm 6,452) della superficie superiore di esso.
  6. 6. Substrato per microcircuiti ibridi secondo la rivendicazione 1, in cui detto riempimento metallico in ciascuno di detti fori passanti comprende una massa porosa di metallo refrattario sinterizzato ed un metallo avente un basso punto di fusione fatto rifluire nella massa porosa di detto metallo refrattario.
  7. 7. Substrato per un microcircuito ibrido secondo la rivendicazione 1} in cui detti componenti elettronici discreti hanno terminali per circuiti esterni; e detti terminali sono collegati medienti conduttori a nastro ai riempimenti metallici su alcuni selezionati dei fori passanti.
  8. 8. Substrato per microcircuiti ibridi secondo la rivendicazi?ne 1, in cui detti componenti elettronici discreti hanno terminali di massa su essi; e detti terminali di massa sono collegati tramite conduttori a nastri ai riempimenti metallici su alcuni selezionati dei fori passanti.
  9. 9. Substrato per microcircuiti ibridi secondo la rivendicazione l,in cui detti componenti elettronici discreti sono tessere o piastrine di GaAs.
  10. 10. Substrato per microcircuiti ibridi secondo la rivendicazione ly in cui un detto microcircuito ibrido ? previsto per un sistema a microonde.
  11. 11 Metallo composito per riempire fori passanti previsti su un foglio di materiale ceramico per montare componenti elettronici formati da materiale semiconduttore, detto metallo composito comprendendo una miscela di una massa porosa di materiale refrattario e un metallo a basso punto di fusione elettricamente e termicamente conduttore fatto rifluire nella massa porosa del metallo refrattario.
  12. 12. Metallo composito per riempire fori passanti previsti su un foglio di materiale ceramico per montare componenti elettronici fatti di materiale semiconduttore secondo la rivendicazione 11,in cui detto metallo composito ? caratterizzato dal fatto di avere un coefficiente di dilatazione termica che ? compatibile con quello del materiale semiconduttore e del materiale ceramico.
  13. 13. Metallo composito per riempire fori passanti previsti su un foglio di materiale ceramico per montare componenti elettronici formati da materiale semiconduttore secondo la rivendicazione 11,in cui detto metallo composito consente di sigillare ermeticamente i fori passanti su detto foglio di materiale ceramico.
  14. 14. Metallo composito per riempire fori passanti previsti su un foglio di materiale ceramico per montare componenti elettronici fatti di materiale semiconduttore secondo la rivendicazione 11,in cui detto metallo composito ? formato riempiendo ciascuno dei fori passanti sul foglio di materiale ceramico con una prima pasta costituita da particelle di un metallo refrattario di un legante, riscaldando il foglio di materiale ceramico per bruciar via detto legante nella prima pasta e sinterizzare dette particelle di metallo refrattario per formare una massa porosa del metallo refrattario in ciascuno di detti fori passanti, posizionando una seconda pasta costituita da particelle di un metallo a basso punto di fusione ed un legante sulla sommit? della massa porosa del metallo refrattario in ciascuno dei fori passanti; e riscaldando il foglio di materiale ceramico per bruciar via detto legante in detta seconda pasta e convertire le particelle del metallo a basso punto di fusione in una massa fusa infiltrantesi nella massa porosa del metallo refrattario per formare una massa solida di metallo solido in ciascuno dei fori passanti.
  15. 15. Metallo composito per riempire fori passanti previsti su un foglio di materiale ceramico per montare componenti elettronici fatti di materiale semiconduttore secondo la rivendicazione 11;in cui detto metallo refrattario e tungsteno e detto metallo a basso punto di fusione e rame.
  16. 16. Composizione di metallo per riempire ciascuno di una pluralit? di fori passanti su un substrato ceramico su cui sono montati componenti di semiconduttore per alta frequenza di un microcircuito ibrido,detta composizione essendo costituita da un primo e secondo metallo in polvere,ci?scuno formulato con un legante per fornire una prima e seconda pasta, rispettivamente,la prima pasta essendo caricata in detti fori passanti e termotrattata per formare una massa porosa sinterizzata di detto primo metallo e la seconda pasta essendo posizionata sulla sommit? della massa porosa in ciascuno dei fori passanti e termotrattata per formare una massa fusa che rifluisce nella massa porosa del primo metallo per fornire una massa solida.
  17. 17. Metallo composito per riempire fori passanti previsti su un foglio di materiale ceramico per montare componenti elettronici formati da materiale semiconduttore secondo la rivendicazione 14,in cui la prima pasta ? formulata con una quantit? di legante tale che quando il legante ? bruciato via e le particelle di tungsteno sono sinterizzate,si forma una massa porosa che riempie approssimativamente l'85% del volume dei fori passanti e quando il metallo di detta seconda pasta ? fatto rifluire nella massa porosa ?sso riempie il rimanente approssimativo 15? del volume dei fori passanti per formare la massa solida in ciascuno dei fori passanti,
  18. 18. Metallo composito per riempire fori passanti previsti su un foglio di materiale ceramico per montare componenti elettronici formati da materiale semiconduttore secondo la rivendicazione 12jin cui detto materiale semiconduttore ? GaAs e detto metallo composito ha un coefficiente di dilatazione termica di 57 x 10 pollice/pollice/?C.(1 pollice = 25,4 mm).
  19. 19. In un procedimento per fabbricare un substrato ceramico con una pluralit? di fori passanti riempiti con metallo per impiegonella fabbricazione diuimicrocircuito ibrido, detto procedimentocomprendendo le fasi.di: fornire un substrato ceramico come cotto avente una superficie superiore ed una superficie inferiore; trapanare una configurazione di fori passanti in detto substrato ceramico formare una prima pasta da particelle di un metallo refrattario di un legante; depositare detta prima pasta in ciascuno di detti fori passanti; sinterizzare detta prima pasta per fornire una massa porosa del metallo refattario in ciascuno di detti fori passanti; formare una seconda pasta da particelle di un metallo avente un basso punto di fusione ed un legante; depositare detta seconda pasta sulla massa porosa di metallo refrattario in ciascuno di detti fori passanti; riscaldare detta seconda pasta in modo tale che le particelle metalliche di essa siano in uno stato fuso infiltrantesi nei pori della massa porosa di detto metallo refrattario per riempire ciascuno di detti fori passanti con una massa solida di metallo; e lappare le superfici superiore e inferiore di detto substrato ceramico per rimuovere qualsiasi eccesso di metallo sui fori passanti.
  20. 20. In un procedimento per fabbricare un substrato ceramico con una pluralit? di fori passanti riempiti con metallo perimpiegonella fabbricazione diuncircuito ibrido,detto procedimentocomprendendo le fasi di: fornire un foglio di substrato ceramico come cotto avente superfici superiore e inferiore; trapanare una configurazione di fori passanti in detto substrato ceramico mediante l'impiego di un laser; fornire uno stampino avente la medesima configurazione di fori su di esso della configurazione di fori passanti su detto foglio di substrato ceramico; posizionare detto stampino su detto foglio di substrato ceramico con la sua configurazione di fori allineati con la configurazione di fori passanti su esso; formare una prima pasta da particelle di un metallo refrattario di un legante; depositare detta prima pasta nei fori passanti forzando la prima pasta attraverso i fori di detto stampino cosi da lasciare un eccesso di detta prima pasta sulla sommit? di ciascuno di detti fori passanti; posizionare detto foglio di substrato ceramico in un forno e sinterizzarlo in un'atmosfera riducente per fornire una massa porosa del metallo refrattario in ciascuno di detti fori passanti; formare una seconda pasta da particelle d? un metallo avente un basso punto di fusione ed un legante; posizionare nuovamente detto stampino su detto foglio di substrato ceraunico con la sua configurazione di fori allineati con la configurazione di fori passanti su esso; depositare detta seconda pasta nei fori dello stampino sulla massa porosa di metallo refrattario in ciascuno di detti fori passanti; posizionare detto foglio di substrato ceramico in un forno di riflusso avente un'atmosfera riducente e riscaldare detta seconda pasta per portare dette particelle di metallo aventi un basso punto di fusione in uno stato fuso infiltrantesi nella massa porosa di detto metallo refrattario per riempire ciascuno di detti'fori passanti con una massa solida di metalli); e lappare e lucidare le superfici superiore ed inferiore di detto foglio di substrato ceramico per rimuovere qualsiasi eccesso di metallo sulla sommit? e il fondo dei fori passanti.
IT02220389A 1988-11-03 1989-10-31 Substrato ceramico con fori passanti riempiti con metallo per microcircuiti ibridi e procedimento per fabbricare il medesimo. IT1236637B (it)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/266,669 US4942076A (en) 1988-11-03 1988-11-03 Ceramic substrate with metal filled via holes for hybrid microcircuits and method of making the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
IT8922203A0 IT8922203A0 (it) 1989-10-31
IT8922203A1 true IT8922203A1 (it) 1991-05-01
IT1236637B IT1236637B (it) 1993-03-25

Family

ID=23015518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT02220389A IT1236637B (it) 1988-11-03 1989-10-31 Substrato ceramico con fori passanti riempiti con metallo per microcircuiti ibridi e procedimento per fabbricare il medesimo.

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4942076A (it)
JP (1) JPH07101724B2 (it)
CA (1) CA2001982C (it)
DE (1) DE3936322C2 (it)
FR (1) FR2644964B1 (it)
GB (1) GB2226707B (it)
IT (1) IT1236637B (it)

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089881A (en) * 1988-11-03 1992-02-18 Micro Substrates, Inc. Fine-pitch chip carrier
CA2002213C (en) * 1988-11-10 1999-03-30 Iwona Turlik High performance integrated circuit chip package and method of making same
DE3931634A1 (de) * 1989-09-22 1991-04-04 Telefunken Electronic Gmbh Halbleiterbauelement
US5624741A (en) * 1990-05-31 1997-04-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Interconnect structure having electrical conduction paths formable therein
FR2663159B1 (fr) * 1990-06-12 1997-01-24 Thomson Hybrides Systeme de conditionnement hermetique d'un module hybride.
EP0561914A1 (en) * 1990-11-19 1993-09-29 The Carborundum Company Microelectronics package
DE4103294C2 (de) * 1991-02-04 2000-12-28 Altan Akyuerek Verfahren zum Herstellen von keramischen Leiterplatten mit Durchkontaktierungen
US5221860A (en) * 1991-02-19 1993-06-22 At&T Bell Laboratories High speed laser package
DE4130925A1 (de) * 1991-09-17 1993-03-18 Telefunken Systemtechnik Traeger fuer planare mikrowellenschaltungen
DE4201612C2 (de) * 1992-01-22 1996-07-18 Alf Harnisch Verfahren zur galvanischen Metall- und Legierungseinbringung in strukturierte Glas- oder Glaskeramikkörper und Verwendung des Verfahrens zur Herstellung von Metallverbunden
US5340947A (en) * 1992-06-22 1994-08-23 Cirqon Technologies Corporation Ceramic substrates with highly conductive metal vias
GB9219661D0 (en) * 1992-09-17 1992-10-28 Oxley Dev Company Limited Ceramic microwave packages
US6143421A (en) * 1992-09-17 2000-11-07 Coorstek, Inc. Electronic components incorporating ceramic-metal composites
US6338906B1 (en) 1992-09-17 2002-01-15 Coorstek, Inc. Metal-infiltrated ceramic seal
US5614043A (en) 1992-09-17 1997-03-25 Coors Ceramics Company Method for fabricating electronic components incorporating ceramic-metal composites
GB2290171B (en) 1994-06-03 1998-01-21 Plessey Semiconductors Ltd Inductor chip device
EP1083600B1 (en) * 1994-08-19 2007-02-14 Hitachi, Ltd. Multilayered circuit substrate
US5552232A (en) * 1994-12-21 1996-09-03 International Business Machines Corporation Aluminum nitride body having graded metallurgy
WO1996027282A1 (en) * 1995-03-02 1996-09-06 Circuit Components Incorporated A low cost, high performance package for microwave circuits in the up to 90 ghz frequency range using bga i/o rf port format and ceramic substrate technology
JP3165779B2 (ja) * 1995-07-18 2001-05-14 株式会社トクヤマ サブマウント
US5930117A (en) * 1996-05-07 1999-07-27 Sheldahl, Inc. Heat sink structure comprising a microarray of thermal metal heat channels or vias in a polymeric or film layer
US6301122B1 (en) 1996-06-13 2001-10-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio frequency module with thermally and electrically coupled metal film on insulating substrate
US5739586A (en) * 1996-08-30 1998-04-14 Scientific-Atlanta, Inc. Heat sink assembly including a printed wiring board and a metal case
US5900675A (en) * 1997-04-21 1999-05-04 International Business Machines Corporation Organic controlled collapse chip connector (C4) ball grid array (BGA) chip carrier with dual thermal expansion rates
GB2325082A (en) * 1997-05-08 1998-11-11 Motorola Ltd Thermal via arrangement
KR100217032B1 (ko) * 1997-06-14 1999-09-01 박호군 구리 용침용 텅스텐 골격 구조 제조 방법 및 이를 이용한 텅스텐-구리 복합재료 제조 방법
KR100215547B1 (ko) * 1997-06-14 1999-08-16 박원훈 마이크로파 소자용 텅스텐-구리 밀폐 패키지용 용기 및 그의 제조 방법
US6037658A (en) * 1997-10-07 2000-03-14 International Business Machines Corporation Electronic package with heat transfer means
FR2771890B1 (fr) * 1997-11-28 2000-02-18 Thomson Csf Procede de montage en surface d'un boitier hyperfrequence sur un circuit imprime et boitier et circuit imprime pour la mise en oeuvre du procede
US20020017855A1 (en) * 1998-10-01 2002-02-14 Complete Substrate Solutions Limited Visual display
US6270601B1 (en) 1998-11-02 2001-08-07 Coorstek, Inc. Method for producing filled vias in electronic components
US6812718B1 (en) 1999-05-27 2004-11-02 Nanonexus, Inc. Massively parallel interface for electronic circuits
US7247035B2 (en) 2000-06-20 2007-07-24 Nanonexus, Inc. Enhanced stress metal spring contactor
US7349223B2 (en) 2000-05-23 2008-03-25 Nanonexus, Inc. Enhanced compliant probe card systems having improved planarity
US7382142B2 (en) 2000-05-23 2008-06-03 Nanonexus, Inc. High density interconnect system having rapid fabrication cycle
JP4201436B2 (ja) * 1999-07-14 2008-12-24 日東電工株式会社 多層配線基板の製造方法
US7952373B2 (en) 2000-05-23 2011-05-31 Verigy (Singapore) Pte. Ltd. Construction structures and manufacturing processes for integrated circuit wafer probe card assemblies
US7579848B2 (en) 2000-05-23 2009-08-25 Nanonexus, Inc. High density interconnect system for IC packages and interconnect assemblies
US6646777B2 (en) 2002-02-27 2003-11-11 Jds Uniphase Corporation Optical isolator with improved mounting characteristics
US6773532B2 (en) * 2002-02-27 2004-08-10 Jds Uniphase Corporation Method for improving heat dissipation in optical transmitter
US6653557B2 (en) 2002-02-27 2003-11-25 Jds Uniphase Corporation Faraday cage and ceramic walls for shielding EMI
US6647039B2 (en) 2002-02-27 2003-11-11 Jds Uniphase Corporation Reconfigurable laser header
US6884522B2 (en) * 2002-04-17 2005-04-26 Ceramics Process Systems Corp. Metal matrix composite structure and method
US7141310B2 (en) * 2002-04-17 2006-11-28 Ceramics Process Systems Corporation Metal matrix composite structure and method
US7262477B2 (en) * 2002-04-30 2007-08-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device
JP4455066B2 (ja) * 2004-01-08 2010-04-21 株式会社日立製作所 電気接点部材とその製法及びそれを用いた真空バルブ並びに真空遮断器
US7847301B2 (en) 2004-12-08 2010-12-07 Agilent Technologies, Inc. Electronic microcircuit having internal light enhancement
US7821129B2 (en) * 2004-12-08 2010-10-26 Agilent Technologies, Inc. Low cost hermetic ceramic microcircuit package
US7374811B2 (en) * 2005-04-05 2008-05-20 Sv Probe Pte Ltd. Probe pad structure in a ceramic space transformer
EP1897146A2 (en) * 2005-06-27 2008-03-12 Lamina Lighting, Inc. Light emitting diode package and method for making same
US7851342B2 (en) * 2007-03-30 2010-12-14 Intel Corporation In-situ formation of conductive filling material in through-silicon via
JP2011517365A (ja) 2008-01-30 2011-06-02 イノベント テクノロジーズ， エルエルシー ビアディスクの製造のための方法および装置
US7629264B2 (en) * 2008-04-09 2009-12-08 International Business Machines Corporation Structure and method for hybrid tungsten copper metal contact
US8350379B2 (en) * 2008-09-09 2013-01-08 Lsi Corporation Package with power and ground through via
US8362368B2 (en) * 2009-04-27 2013-01-29 Ultrasource, Inc. Method and apparatus for an improved filled via
US20150216051A1 (en) * 2011-12-21 2015-07-30 Lawrence Livermore National Security, Llc Method of fabricating electrical feedthroughs using extruded metal vias
CN104781928A (zh) 2013-01-07 2015-07-15 联合材料公司 陶瓷布线基板、半导体装置、及陶瓷布线基板的制造方法
KR101940981B1 (ko) 2014-05-05 2019-01-23 3디 글래스 솔루션즈 인코포레이티드 2d 및 3d 인덕터 안테나 및 변압기 제작 광 활성 기판
CN104064478B (zh) * 2014-06-24 2016-08-31 南京航空航天大学 一种铜/氮化铝陶瓷复合导热基板的制作方法
CN105489559B (zh) * 2015-11-30 2018-01-16 中国电子科技集团公司第五十五研究所 一种微波功率管用氮化铝基板及其制造方法
WO2017147511A1 (en) 2016-02-25 2017-08-31 3D Glass Solutions, Inc. 3d capacitor and capacitor array fabricating photoactive substrates
WO2017177171A1 (en) 2016-04-08 2017-10-12 3D Glass Solutions, Inc. Methods of fabricating photosensitive substrates suitable for optical coupler
US10185191B2 (en) 2016-08-02 2019-01-22 Omnivision Technologies, Inc. Panel carrier and method for attaching a liquid-crystal-on-silicon panel thereto
EP3290399B1 (en) * 2016-08-29 2022-03-02 Infineon Technologies AG Method for producing a metal-ceramic substrate with a least one via
EP3616254B1 (en) 2017-04-28 2023-06-14 3D Glass Solutions, Inc. Rf circulator
CA3067812C (en) 2017-07-07 2023-03-14 3D Glass Solutions, Inc. 2d and 3d rf lumped element devices for rf system in a package photoactive glass substrates
US10854946B2 (en) 2017-12-15 2020-12-01 3D Glass Solutions, Inc. Coupled transmission line resonate RF filter
CA3082624C (en) 2018-01-04 2022-12-06 3D Glass Solutions, Inc. Impedance matching conductive structure for high efficiency rf circuits
EP3643148A4 (en) 2018-04-10 2021-03-31 3D Glass Solutions, Inc. RF INTEGRATED POWER STATE CAPACITOR
WO2019231947A1 (en) 2018-05-29 2019-12-05 3D Glass Solutions, Inc. Low insertion loss rf transmission line
AU2019344542B2 (en) 2018-09-17 2022-02-24 3D Glass Solutions, Inc. High efficiency compact slotted antenna with a ground plane
WO2020139957A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-02 3D Glass Solutions, Inc. Planar substrate and metal interface for rf, microwave and mm wave systems
KR102393450B1 (ko) 2018-12-28 2022-05-04 3디 글래스 솔루션즈 인코포레이티드 광활성 유리 기판들에서 ｒｆ, 마이크로파, 및 ｍｍ 파 시스템들을 위한 이종 통합
JP7257707B2 (ja) 2018-12-28 2023-04-14 スリーディー グラス ソリューションズ，インク 環状コンデンサｒｆ、マイクロ波及びｍｍ波システム
JP7140435B2 (ja) 2019-04-05 2022-09-21 スリーディー グラス ソリューションズ，インク ガラスベースの空基板集積導波路デバイス
WO2020214788A1 (en) 2019-04-18 2020-10-22 3D Glass Solutions, Inc. High efficiency die dicing and release
DE102020201868A1 (de) * 2020-02-14 2021-08-19 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltungsträger mit einem wärmeleitfähigen gedruckten Metall-Inlay
CA3177603C (en) 2020-04-17 2024-01-09 3D Glass Solutions, Inc. Broadband induction

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3045331A (en) * 1959-06-26 1962-07-24 Mallory & Co Inc P R Electrical contacts of high arc erosion resistance and method of making the same
US3628999A (en) * 1970-03-05 1971-12-21 Frederick W Schneble Jr Plated through hole printed circuit boards
GB1372901A (en) * 1971-12-02 1974-11-06 Ibm Electrical interconnection structure
GB1485569A (en) * 1974-09-10 1977-09-14 Siemens Ag Multi-layer wired substrates for multi-chip circuits
US4131516A (en) * 1977-07-21 1978-12-26 International Business Machines Corporation Method of making metal filled via holes in ceramic circuit boards
JPS5651846A (en) * 1979-10-04 1981-05-09 Fujitsu Ltd Ic package
JPS56134404A (en) * 1980-03-24 1981-10-21 Sony Corp Conductive material and method of prdoducing same
US4437109A (en) * 1980-11-07 1984-03-13 General Electric Company Silicon-on-sapphire body with conductive paths therethrough
US4394712A (en) * 1981-03-18 1983-07-19 General Electric Company Alignment-enhancing feed-through conductors for stackable silicon-on-sapphire wafers
FR2525815B1 (fr) * 1982-04-27 1985-08-30 Inf Milit Spatiale Aeronaut Substrat composite a haute conduction thermique et application aux boitiers de dispositifs semi-conducteurs
JPS5921032A (ja) * 1982-07-26 1984-02-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体装置用基板
JPS5946050A (ja) * 1982-09-09 1984-03-15 Narumi China Corp 半導体用セラミツクパツケ−ジ
JPS5954247A (ja) * 1982-09-21 1984-03-29 Nec Corp 電子部品
GB2136210B (en) * 1983-02-14 1987-09-23 Raymond E Wiech Method of forming substrates
US4540604A (en) * 1983-08-25 1985-09-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick film conductor compositions
JPS60502282A (ja) * 1983-09-21 1985-12-26 アライド　コ−ポレイシヨン プリント回路基板の製造方法
US4519760A (en) * 1984-04-02 1985-05-28 Burroughs Corporation Machine for filling via holes in an integrated circuit package with conductive ink
US4521449A (en) * 1984-05-21 1985-06-04 International Business Machines Corporation Process for forming a high density metallurgy system on a substrate and structure thereof
JPS61182247A (ja) * 1985-02-08 1986-08-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Ｉｃパツケ−ジ
US4712161A (en) * 1985-03-25 1987-12-08 Olin Corporation Hybrid and multi-layer circuitry
US4732780A (en) * 1985-09-26 1988-03-22 General Electric Company Method of making hermetic feedthrough in ceramic substrate
GB8526397D0 (en) * 1985-10-25 1985-11-27 Oxley Dev Co Ltd Metallising paste
EP0235503B1 (en) * 1986-02-24 1992-04-01 Hewlett-Packard Company Hermetic high frequency surface mount microelectronic package
GB2188194A (en) * 1986-03-21 1987-09-23 Plessey Co Plc Carrier for high frequency integrated circuits
JPS62174341U (it) * 1986-04-25 1987-11-05
US4835039A (en) * 1986-11-26 1989-05-30 Ceramics Process Systems Corporation Tungsten paste for co-sintering with pure alumina and method for producing same
JPS6413755A (en) * 1987-01-20 1989-01-18 Toshiba Corp Semiconductor integrated circuit device
US4922324A (en) * 1987-01-20 1990-05-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit device
US4788523A (en) * 1987-12-10 1988-11-29 United States Of America Viad chip resistor
US4880684A (en) * 1988-03-11 1989-11-14 International Business Machines Corporation Sealing and stress relief layers and use thereof
US4925723A (en) * 1988-09-29 1990-05-15 Microwave Power, Inc. Microwave integrated circuit substrate including metal filled via holes and method of manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
IT8922203A0 (it) 1989-10-31
FR2644964A1 (fr) 1990-09-28
FR2644964B1 (fr) 1994-03-25
US4942076A (en) 1990-07-17
IT1236637B (it) 1993-03-25
GB2226707B (en) 1993-05-26
CA2001982A1 (en) 1990-05-03
GB8924235D0 (en) 1989-12-13
CA2001982C (en) 1995-02-07
JPH07101724B2 (ja) 1995-11-01
JPH02216853A (ja) 1990-08-29
DE3936322C2 (de) 1997-04-30
GB2226707A (en) 1990-07-04
DE3936322A1 (de) 1990-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
IT8922203A1 (it) Substrato ceramico con fori passanti riempiti con metallo per microcircuiti ibridi e procedimento per fabbricare il medesimo.
US4925024A (en) Hermetic high frequency surface mount microelectronic package
US5371043A (en) Method for forming a power circuit package
GB2292010A (en) Ceramic package for a semiconductor device
US5276963A (en) Process for obtaining side metallization and articles produced thereby
US3753056A (en) Microwave semiconductor device
US6249049B1 (en) Ceramic package type electronic part which is high in connection strength to electrode
US4731699A (en) Mounting structure for a chip
EP0235503B1 (en) Hermetic high frequency surface mount microelectronic package
EP0001890B1 (en) Improvements in or relating to microwave integrated circuit packages
EP0428086B1 (en) Method of manufacturing a ceramic circuit board
JP3330104B2 (ja) 多数個取りセラミック配線基板の製造方法
US20060236533A1 (en) Bonding arrangement and method for LTCC circuitry
US6560121B1 (en) Method for surface mounting of a microwave package on a printed circuit and package and printed circuit for implementing said method
US5324570A (en) Microelectronics package
JP2000260915A (ja) セラミックパッケージ
KR950010864B1 (ko) 고주파용 전자구조부품
JP2678489B2 (ja) 半導体素子収納用パッケージの製造方法
KR100308788B1 (ko) 표면탄성파 듀플렉서 및 그의 제조방법
GB2182923A (en) Electrically conductive ceramic material
JPH11297909A (ja) 放熱用金属板およびそれを用いた電子部品用パッケージ
JPH07297322A (ja) 複合セラミック基板及びその製造方法
Roy Ceramic packaging for electronics
JP2003068920A (ja) 配線基板
JP2000022042A (ja) 高周波用パッケージ

Legal Events

Date Code Title Description
0001 Granted
TA Fee payment date (situation as of event date), data collected since 19931001

Effective date: 19971030