NL8202010A - METHOD FOR ASSEMBLING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS PROTECTIVE HOUSING. - Google Patents
METHOD FOR ASSEMBLING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS PROTECTIVE HOUSING. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8202010A NL8202010A NL8202010A NL8202010A NL8202010A NL 8202010 A NL8202010 A NL 8202010A NL 8202010 A NL8202010 A NL 8202010A NL 8202010 A NL8202010 A NL 8202010A NL 8202010 A NL8202010 A NL 8202010A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- plate
- window
- assembly
- frame
- switching element
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 24
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 12
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N [Si].[Au] Chemical compound [Si].[Au] OFLYIWITHZJFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100279436 Caenorhabditis elegans egg-2 gene Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N copper silver Chemical compound [Cu].[Ag].[Ag] YCKOAAUKSGOOJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000037433 frameshift Effects 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
-
- 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
- H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
- H01L23/047—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads being parallel to the base
-
- 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
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/49105—Connecting at different heights
- H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
-
- 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
- H01L2224/494—Connecting portions
- H01L2224/4943—Connecting portions the connecting portions being staggered
- H01L2224/49431—Connecting portions the connecting portions being staggered on the semiconductor or solid-state body
-
- 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
- H01L2924/15—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
- H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Die Bonding (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
* *- « a PHF 81.549 1 N.V. PHILIPS' GLOEILftMPENFABRIEKEN TE EINDHOVEN.* * - «a PHF 81.549 1 N.V. PHILIPS 'GLOW FACTORY IN EINDHOVEN.
"Werkwijze voor het assembleren van een halfgeleiderinrichting en het beschermingshuis ervan"."Method of assembling a semiconductor device and its protective housing".
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het assembleren van een halfgeleiderinrichting die tenminste een halfgelei-derschakelelement en een beschermhuis cravat, waarbij een plaat van elektrisch isolerend en thermisch geleidend materiaal voorzien is van 5 gemetalliseerde vlakken, op een waarvan het halfgeleiderschakelelement rust, terwijl de plaat zelf aangebracht is op een drager, die elektrisch en thermisch geleidend is, waarbij de plaat cmgeven wordt door een, van aansluitgeleiders voorzien raam van elektrisch isolerend materiaal welk raam aangebracht is op de drager en een deksel draagt, 10 waarbij het geheel van de plaat, de drager, het raam en de deksel het genoemde beschermingshuis vormt.The invention relates to a method for assembling a semiconductor device comprising at least one semiconductor switching element and a protective housing, wherein a plate of electrically insulating and thermally conducting material is provided with 5 metallized surfaces, one of which rests the semiconductor switching element. plate itself is mounted on a carrier which is electrically and thermally conductive, the plate being provided by a window of electrically insulating material, provided with connection conductors, which window is mounted on the carrier and carries a cover, the whole of the plate , the carrier, the window and the cover form the said protection housing.
De uitvinding heeft meer in het bijzonder maar niet uitsluitend betrekking op halfgeleider inrichtingen welke moeten werken in het gebied van zeer hoge frequenties, bijvoorbeeld bij frequenties in de I5 orde van de gigahertz.More particularly, but not exclusively, the invention relates to semiconductor devices which must operate in the region of very high frequencies, for example at frequencies in the I5 order of the gigahertz.
Op het gebied van de bij hoge frequenties werkende halfgeleider inrichtingen is het bekend dat, onder andere faktoren, grote aandacht dient te worden geschonken aan het in acht nemen van de lengten van de verbindingsdraden, welke de halfgeleiderschakelelementen 20 met de gemetalliseerde vlakken en met de aansluitgeleiders van het huis verbinden. Deze lengten zijn, zoals bekend, bepalend voor de inductantiewaarden van de draden. En in een halfgeleiderinrichting voor hoge frequenties, waarin in het algemeen een transistor en een MQS-kondensator (metaal-oxyde-halfgeleidaj zijn opgencmen, zijn talrijke 25 kontaktpunten aanwezig waarop verbindingsdraden uitkomen of vanwaar deze vertrekken.In the field of semiconductor devices operating at high frequencies, it is known that, among other factors, great attention should be paid to observing the lengths of the connecting wires connecting the semiconductor switching elements 20 to the metallized surfaces and to the connection conductors. from the house. As is known, these lengths determine the inductance values of the wires. And in a high-frequency semiconductor device, which generally includes a transistor and an MQS capacitor (metal oxide semiconductor), there are numerous contact points at which leads come out or from which they leave.
Bij een tot nu toe toegepaste werkwijze van de hiervóór beschreven soort, wordt er allereerst een subgeheel gevomd van de plaab die in het algemeen vervaardigd is van beryllium-oxyde, het raam, dat 30 in het algemeen gemaakt is van aluminiumcxyde, en de drager, die meestal van keper is. De plaat,, die betrekkelijk kleine afmetingen heeft ten opzichte van het raam dat deze crageeft, wordt rechtstreeks op de 8202010In a method of the kind previously described, heretofore, a sub-assembly is first formed of the plaab generally made of beryllium oxide, the frame generally made of aluminum oxide, and the support, which is usually twill. The plate, which is relatively small in size relative to the frame which it creates, is mounted directly on the 8202010
* V* V
PHF 81.549 2 f * drager gesoldeerd. Het raam wordt bevestigd aan de drager'via een metalen ring die aan deze beide onderdelen is gesoldeerd. Met deze ring kan het kontaktoppervlak tussen de beide onderdelen worden verkleind en bij gevolg de mechanische spanningen, die vanvege de sons belangrijke afmetin-5 gen van het raam het gevaar van breuk van het raam op het moment van het solderen kunnen veroorzaken. Op de plaat van het zo vervaardigde sub-geheel brengt men het ha If geleider schakelelement of de schakelelementen aan met behulp van soldeer en men bevestigt de nodige verbindingsdr aden. Tenslotte wordt het deksel aangebracht en gesoldeerd.PHF 81.549 2 f * carrier soldered. The frame is attached to the carrier via a metal ring soldered to both of these parts. With this ring the contact surface between the two parts can be reduced and consequently the mechanical stresses which, due to the important dimensions of the window, can cause the risk of breakage of the window at the time of soldering. The ha If conductor switching element or the switching elements are applied to the plate of the sub-assembly thus manufactured, and the necessary connecting wires are attached. Finally, the lid is applied and soldered.
10 Deze assemblage-warkwijze vertoont verschillende bezwaren.This assembly method has several drawbacks.
In de eerste plaats leert de ervaring dat het praktisch onmogelijk is om een regelmatige centrering van de plaat ten opzichte van het onringende raam te verkrijgen. Gedurende de vervaardigingsfase van het subge-heel plaat-raam-drager, verschuiven plaat en raam ten opzichte van 15 elkaar en komen tenslotte bij verschillende subgehelen in onderling zeer verschillende posities terecht. Van de onderlinge posities van de plaat en van het raam hangt evenwel de regelmatigheid van de lengte van de toekomstige verbindingsdraden af .In the first place, experience shows that it is practically impossible to obtain a regular centering of the plate relative to the annoying window. During the manufacturing phase of the sub-whole plate-frame support, plate and frame shift relative to each other and finally end up in very different positions at different sub-assemblies. However, the regularity of the length of the future connecting wires depends on the mutual positions of the plate and of the frame.
In de tweede plaats is het duidelijk, dat de verbindingen van de plaat 20 en van het raam met de drager goed bestendig dienen te zijn tegen de temperatuur welke vervolgens voor het solderen van het halfgeleider-schakelelement of de schakelelementen moet warden bereikt. Deze temperatuur is in de orde van 380°C (voor het solderen tussen de plaat bedekt met een goudlaagje en de kristallen aan het oppervlak waarvan een 25 eutectische goudsiliciumlaag is gevormd). Men is dan ook verplicht cm in dit geval voor het bevestigen van de plaat en van het raam op de drager een soldeer te gebruiken waarvan de smelttemperatuur duidelijk hoger is dan 380°C. (men gebruikt meestal een legering van koper-zilver die bij 790°C smelt). Het is begrijpelijk, dat bij een dergelijke tern-30 peratuur uitval moeilijk kan warden vermeden, zowel voor wat breuk en barsten van het raam en van de plaat betreft als wel het op de onderling juiste plaats handhaven van deze beide elementen betreft.Secondly, it is clear that the connections of the plate 20 and of the frame with the support must be well resistant to the temperature which must then be reached before soldering the semiconductor switching element or the switching elements. This temperature is of the order of 380 ° C (for soldering between the plate covered with a gold layer and the crystals on the surface of which a eutectic gold silicon layer is formed). It is therefore mandatory in this case to use a solder for fixing the plate and the frame to the support, the melting temperature of which is clearly higher than 380 ° C. (Usually an alloy of copper-silver melts at 790 ° C). It is understandable that failure of such a temperature can be difficult to avoid, both in terms of breakage and cracking of the window and of the plate, as well as in maintaining these two elements in the correct position.
Tenslotte is het op de juiste plaats bevestigen van de schakelelementen (¾) het oppervlak van de plaat moeilijk, mede omdat de schakelelementen 35 vaak dicht bij de wand van het raam moeten warden aangebracht, welke wand in hoogte boven de plaat uitsteekt.Finally, fixing the switching elements (¾) in the correct place makes the surface of the plate difficult, partly because the switching elements 35 often have to be arranged close to the wall of the window, which wall protrudes above the plate in height.
Met de werkwijze die het onderwerp is van de onderhavige uitvinding kan aan de hiervoor aangegeven bezwaren worden tegenoetgekorei.The method which is the subject of the present invention makes it possible to counteract the above stated drawbacks.
8202010 PHF 81.549 38202010 PHF 81.549 3
Volgens de uitvinding draagt de werkwijze zoals gedefinieerd in de aanhef het kenmerk, dat in een eerste stap een subgeheel wordt samengesteld, bevattende het schakelelement, de plaat en het raam, waarbij het halfgeleiderschakelelement wordt bevestigd op een van de ge-5 metalliseerde vlakken van de plaat en door verbindingsdraden wordt verbonden met tenminste de aansluitgeleiders en dat in een tweede stap dit gubgeheel wordt verbonden met de drager enerzijds en met het deksel anderzijds.According to the invention, the method as defined in the preamble is characterized in that in a first step a sub-assembly is assembled, comprising the switching element, the plate and the frame, wherein the semiconductor switching element is mounted on one of the metalized surfaces of the plate and is connected by connecting wires to at least the connecting conductors and that in a second step this gub assembly is connected to the carrier on the one hand and to the lid on the other.
Uit de toepassing van de werkwijze volgt het eerste voordeel. 10 van het kunnen verminderen van de temperatuur voor het assembleren van de plaat en het raam met de drager. Omdat het schakelelement of de scha-kelelementen vóór het genoemde assembleren op de plaat zijn bevestigd, moet nu in tegenstelling met dat wat in de werkwijze volgens de vroegere techniek noodzakelijk was een soldeer worden toegepast, waarvan de 15 smelttemperatuur lager is dan 380°C. Bij voorkeur gebruikt men dan een eutecticum van goud (80%) en tin (20%), waarvan het smeltpunt 280°C bedraagt. Omdat de assarblagetemperatuur dan aanzienlijk lager is dan bij de werkwijze volgens de vroegere techniek (790°C), is het gevaar van uitval door breuk of barsten van de keramische elementen veel min-20 der groot. Het toepassen van deze assemblagewerkwij ze kan voorts gemakkelijker en sneller geschieden vanwsge de lagere temperatuur.The first advantage follows from the application of the method. 10 of being able to reduce the temperature for assembling the plate and window with the carrier. Since the switching element or the switching elements are fixed to the plate before said assembly, a solder must now be used, in contrast to what was necessary in the prior art method, the melting temperature of which is less than 380 ° C. Preferably, a eutectic of gold (80%) and tin (20%) is used, the melting point of which is 280 ° C. Since the asbestos temperature is then considerably lower than in the prior art process (790 ° C), the risk of failure due to breakage or cracking of the ceramic elements is much less. The application of this assembly method can furthermore be carried out more easily and quickly because of the lower temperature.
Verder kan hét raam rechtstreeks op de drager rusten; het is niet meer noodzakelijk cm tussen deze elementen een metalen ring aan te brengen cm het verschil in warmte-uitzetting op te vangen.Furthermore, the window can rest directly on the carrier; it is no longer necessary to place a metal ring between these elements to compensate for the difference in heat expansion.
25 Een tweede belangrijk voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding bestaat hieruit dat het mogelijk is geworden cm een zeer regelmatige plaatsing van de plaat ten opzichte van het raam te verkrijgen en te behouden. Deze eenduidige plaats wordt bij het aanbrengen van de verbindingsdraden verkregen en het zijn verbindingsdraden dis van 30 de plaat naar het.raam verlopen, die vaak een dicht netwerk vormen die de stabiliteit van de plaat ten opzichte van het raam garanderen.A second important advantage of the method according to the invention consists in that it has become possible to obtain and maintain a very regular placement of the plate relative to the window. This unambiguous position is obtained when the connecting wires are applied and the connecting wires run from the plate to the window, which often form a dense network guaranteeing the stability of the plate with respect to the frame.
De verbindingsdraden van verschillende subelementen kunnen dan ook zeer regelmatige lengten hebben en hieruit volgt een verbetering van de reproduceerbaarheid van de elektrische prestaties.The wires of different sub-elements can therefore have very regular lengths and an improvement in the reproducibility of the electrical performance follows.
35 Een ander voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding bestaat uit het feit, dat het solderen van de halfgeleiderschakelele-menten op de plaat gemakkelijk uitgevoerd kan worden, ook als deze 8202010 PHF 81.549 4 schakelelementen zich in de rlabijheid van de randen van de genoemde plaat bevinden. Deze soldeerbewerking gaat namelijk noodzakelijkerwijze vooraf aan het aanbrengen van de verbindingen tussen plaat en raam en gedurende deze soldeerbewerking kan het raam, dat nog niet op zijn plaats 5 is aangebracht de beweging van de gereedschappen niet hinderen. Voorts leidt uitval die onvermijdelijk verbonden is met het solderen van de schakelelementen op de plaat hier slechts tot het verlies van de plaat en niet van het geheel van plaat-raam-drager zoals dat voorkomt met de assemblagewerkwijze volgens de bekende techniek.Another advantage of the method according to the invention consists in the fact that soldering of the semiconductor switching elements on the plate can be easily carried out, even if these 8202010 PHF 81.549 4 switching elements are located in the vicinity of the edges of the said plate. are located. Namely, this soldering operation necessarily precedes the application of the connections between plate and frame and during this soldering operation the window, which has not yet been put in place, cannot hinder the movement of the tools. Furthermore, failure which is inevitably associated with soldering the switching elements to the plate here only results in the loss of the plate and not of the plate-frame carrier assembly as it occurs with the prior art assembly method.
10 Bij de werkwijze volgens de uitvinding kan het voldoende zijn dat alleen de voor het elektrisch werken van de halfgeleider inrichting noodzakelijke verbindingsdraden voor de mechanische samenhang van de plaat ten opzichte van het raam zorgen. Bij bekende inrichtingen .voor hoge frequenties is het gewicht van de plaat in de orde van 0,1 -15 gram ., terwijl het aantal verbindingsdraden vaak groot is. Deze draden, met een diameter van 25 tot 50 ^um, voldoen dan geheel en al om een juiste samenhang van het subgeheel te garanderen.In the method according to the invention it may suffice that only the connecting wires necessary for the electrical operation of the semiconductor device ensure the mechanical cohesion of the plate with respect to the window. In known high-frequency devices, the weight of the plate is on the order of 0.1-15 grams, while the number of connecting wires is often large. These wires, with a diameter of 25 to 50 µm, are then entirely adequate to ensure correct cohesion of the sub-assembly.
Bij een toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het mechanische gedrag van de plaat in het raam gedeeltelijk 20 gegarandeerd door de genoemde verbindingsdraden, gedeeltelijk door de versterkingsdraden, die gemetalliseerde vlakken van de plaat en het raam verbinden.In an application of the method according to the invention, the mechanical behavior of the plate in the frame is partly guaranteed by the said connecting wires, partly by the reinforcing wires, which connect metallized surfaces of the plate and the frame.
De uitvinding zal aan de hand van bijgaande tekeningen nader worden uiteengezet.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
25 Figuur 1 geeft in dwarsdoorsnede volgens de lijn I-I van figuur 2 een halfgeleiderinrichting voor zeer hoge frequenties weer.Figure 1 shows a semiconductor device for very high frequencies in cross section along the line I-I of figure 2.
Figuur 2 is een bovenaanzicht van de inrichting volgens figuur 1 waarbij de deksel van het huis is weggenomen.Figure 2 is a top view of the device of Figure 1 with the lid removed from the housing.
Figuur 3 is een uiteengencmen zicht van het geheel dat de ver-30 vaardiging van het subgeheel schakelelement-plaat-raam laat uitkoten dat volgens de werkwijze volgens de uitvinding de eindbewerking van het assembleren inleidt.Figure 3 is an exploded view of the assembly ejecting the manufacture of the sub-assembly switch element plate frame which initiates the final assembly operation according to the method of the invention.
In deze figuren zijn bepaalde details van de samenstelling van de elementen, die aan de vakman welbekend zijn, doelbewust wegge-35 laten, dit voor de duidelijkheid van de voorstelling. Zo is bijvoorbeeld de struktuur van de halfgeleider schakelelementen (transistor en MQS-kondensator) van de halfgeleiderinrichting slechts schematisch weergegeven. Voorts zijn duidelijkheidshalve bepaalde betrekkelijk geringe 8202010 i PHF 81.549 5 afmetingen van de elementen vergroot weergegeven.In these figures, certain details of the composition of the elements which are well known to those skilled in the art have been deliberately omitted, for the sake of clarity of the representation. For example, the structure of the semiconductor switching elements (transistor and MQS capacitor) of the semiconductor device is only schematically shown. Furthermore, certain relatively small dimensions of the elements are shown enlarged for clarity.
In het in de figuren voorgestelde geheel zijn halfgeleider-schakelelementen getoond/ die gevormd worden door een transistor 1 en een condensator 2 van het MOS-type. Deze beide schakelelementen rusten 5 op het bovenvlak 3A van een plaat 3 van berylliumoxyde, die voorzien is van gemetalliseerde vlakken. De transistor 1 is net het achterste vlak (kollektor) van zijn kristal op het vlak 30 gesoldeerd, de condensator 2 is op een ander vlak 31 gesoldeerd. Het vlak 31, evenals een verder vlak 32, zijn verlengd op zijkanten van de plaat 3 en zijn daar 10 verbonden met het ondervlak 3B van plaat 3, welk ondervlak eveneens gemetalliseerd is. De plaat 3 is met het vlak 3B bevestigd op een drager 4 van koper.The assembly shown in the figures shows semiconductor switching elements formed by a transistor 1 and a capacitor 2 of the MOS type. These two switching elements rest on the top surface 3A of a plate 3 of beryllium oxide, which is provided with metallized surfaces. The transistor 1 is just soldered the rear face (collector) of its crystal on the face 30, the capacitor 2 is soldered on another face 31. The surface 31, as well as a further surface 32, are elongated on sides of the plate 3 and are there connected to the bottom surface 3B of plate 3, which bottom surface is also metallized. The plate 3 is fixed with the plane 3B on a support 4 of copper.
De plaat 3 is cmgeven door een raam 5 van aluminiumoxyde.The plate 3 is passed through a frame 5 of aluminum oxide.
De speling tussen deze beide elemetnen is in de orde van 0,5 rrm. Het 15 raam 5 omvat een onderste ring 5A en een bovenste ring 5B met een kleinere breedte, waartussen metallisaties zijn aangebracht. Beide ringen zijn verbonden op het moment van de vervaardiging van'het raam en vormen verder één geheel, de metallisaties zijn over het gehele verbindingsoppervlak van ring 5A aangebracht. De metallisaties komen 20 aan het oppervlak aan de binnenkant van de ring 5A en vonten kontaktvlak-ken zoals bijvoorbeeld de vlakken 50 en 51; zij liggen eveneens aan het oppervlak aan de buitenkant van de ring 5A binnen aansluitplaatsen 6, die aangebracht zijn in de ring 5B. Aan de aansluitplaatsen 6 kunnen verbindingsgeleiders 7 en 8 warden gesoldeerd. Het raam 5 is bevestigd 25 qp de drager 4.The clearance between these two elements is of the order of 0.5 rrm. The frame 5 comprises a bottom ring 5A and a top ring 5B of a smaller width, between which metallizations are arranged. Both rings are connected at the time of the manufacture of the frame and furthermore form a whole, the metallizations are arranged over the entire connecting surface of ring 5A. The metallizations come to the surface on the inside of the ring 5A and form contact surfaces such as, for example, the surfaces 50 and 51; they also lie on the outer surface of the ring 5A within connection points 6 disposed in the ring 5B. Connecting conductors 7 and 8 can be soldered to the connection points 6. The frame 5 is attached to the carrier 4.
Op het raam 5, waarvan het bovenste niveau boven dat van de plaat 3 en de schakelelementen 1 en 2 voorzien van hun verbindingsdraden uitkamt, is een deksel 9 aangebracht.A cover 9 is arranged on the frame 5, the upper level of which combes above the plate 3 and the switching elements 1 and 2 with their connecting wires.
De verbindingsdraden 20 zorgen voor de nodige elektrische 30 verbindingen. In het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld zijn emitterge-bieden 11 van de transistor 1 enerzijds verbonden met het vlak 32 en vandaar met de drager 4, anderzijds met een elektrode van de kondensator 2. Basisgebieden 12 van de transistor 1 zijn verbonden met de andere elektrode van de kondensator 2, en vandaar via andere verbindingsdraden 35 met het gemetalliseerde vlak 51 en met de basisuitgangsgeleider 8. Eveneens zorgen verbindingsdraden voor de kollektorverbinding tussen het gemetalliseerde vlak 30 waarop de transistor 1 rust en het vlak 50 dat is verhandden met de kollektaruitganggeleider 7.The connecting wires 20 provide the necessary electrical connections. In the exemplary embodiment shown, emitter regions 11 of the transistor 1 are connected on the one hand to the plane 32 and hence to the carrier 4, on the other hand to an electrode of the capacitor 2. Base regions 12 of the transistor 1 are connected to the other electrode of the capacitor 2, and hence via other connecting wires 35 to the metallized face 51 and to the base output conductor 8. Also connecting wires provide the collector connection between the metallized face 30 on which the transistor 1 rests and the face 50 traded with the collector output conductor 7.
8202010 » PHF 81.549 68202010 »PHF 81.549 6
Qm de werkwijze volgens de uitvinding gemakkelijk te kunnen verklaren dient er onderscheid te warden gemaakt tussen enerzijds de verbindingsdraden, die aangegeven zijn met 20 A die de plaat 3 of de kondensator 2 verbinden met het raam 5 en anderzijds die welke eenvou-5 digweg aangegeven zijn met 20 en die niet buiten de plaat 3 uitstéken.In order to be able to easily explain the method according to the invention, a distinction must be made between, on the one hand, the connecting wires, indicated by 20 A, which connect the plate 3 or the capacitor 2 to the frame 5, and, on the other hand, those which are simply indicated. with 20 and which do not protrude beyond plate 3.
Meer in het bij zender aan de hand van f iguur 3 wordt de werkwijze volgens de uitvinding beschreven, met behulp waarvan het hierboven beschreven geheel in de gunstigste omstandigheden kan warden gerealiseerd. Zoals hier tevoren is aangegeven draagt deze werkwijze 10 het kenmerk, dat in een eerste stap een subgéheel (60) wordt samengesteld, bevattende let schakelelement (1, 2), de plaat (3) en het raam (5), waarbij het halfgeleiderschakelelement (1, 2) wordt bevestigd qp een van de gemetalliseerde vlakken (30, 31) van de plaat (3) en door verbindingsdraden (20) wordt verbonden met tenminste de aansluitgelei-15 ders (7, 8) en dat in een tweede stap dit subgeheel (60) wordt verbonden met de drager (4) enerzijds en met het deksel 9 anderzijds.The method according to the invention is described more in detail with reference to Figure 3, with the aid of which the above described whole can be realized under the most favorable conditions. As previously indicated, this method 10 is characterized in that in a first step a sub-assembly (60) is assembled, comprising the switching element (1, 2), the plate (3) and the frame (5), the semiconductor switching element ( 1, 2) is attached to one of the metallized faces (30, 31) of the plate (3) and is connected by connection wires (20) to at least the connection conductors (7, 8) and that in a second step this sub-assembly (60) is connected to the carrier (4) on the one hand and to the cover 9 on the other.
Bij het samenstelling van het subgeheel 60 worden allereerst de halfgeleiderschakelelementen 1 en 2, respektievelijk op de gemetalliseerde vlakken 30 en 31 van de plaat 3 gesoldeerd. Evenals alle 20 metallisaties waarvan hier sprake is vertonen deze gemetalliseerde vlakken een oppervlaktelaag van goud. De elementen 1 ei 2 die uit silicium , bestaan zijn op hun te solderen vlak voorzien van een goudlaag voor het vormen van een goudsiliciumlegering. Het solderen heeft plaats bij een temperatuur in de orde van 380°C. Vervolgens brengt men qp een vlak-25 ke werktafel de plaat 3 en het raam 5 aan. Het raam 5 wordt bijvoorbeeld op een vaste plaats gehouden terwijl de plaat 3, die op de vlakke werktafel vordt gehouden door een zuigsysteem, zijdelings kan worden verplaatst binnen de door het raam opgelegde grenzen. Zo kan men axiaal de beide elementen 3 en 5 aanbrengen. Men gaat dan over tot 30 het verbinden van de gouden verbindingsdraden 20, bijvoorbeeld door thermocompress ie. Het totaal van de verbindingsdraden 20A heeft in de meeste gevallen een voldoende mechanische sterkte om een geschikte stijfheid van het subgeheel 60 te garanderen gedurende het overbrengen naar werkstations en gedurende de uiteindelijke assemblagebewsrking.In the assembly of the sub-assembly 60, first of all, the semiconductor switching elements 1 and 2, respectively, are soldered on the metallized surfaces 30 and 31 of the plate 3. Like all 20 metallizations mentioned here, these metallized surfaces show a surface layer of gold. The elements 1 egg 2 which consist of silicon are provided with a gold layer on their surface to be soldered to form a gold silicon alloy. The brazing takes place at a temperature on the order of 380 ° C. The plate 3 and the window 5 are then placed on a flat work table. For example, the window 5 is held in a fixed position while the plate 3, which is held on the flat work table by a suction system, can be moved laterally within the limits imposed by the window. In this way it is possible to arrange both elements 3 and 5 axially. The connection of the gold connecting wires 20 is then proceeded, for example by thermocompression. The sum of the bonding wires 20A in most cases has sufficient mechanical strength to ensure adequate stiffness of the subassembly 60 during transfer to workstations and during final assembly operation.
35 Deze assemblage wordt gerealiseerd via een legering van goud (80%) -tin (20%). Een ring 40 van deze legering wordt aangebracht tussen het raam 5 en het deksel 9, welke van geschikte metallisaties zijn 8202010 PHF 81.549 7 voorzien. Een plaatje 41 van deze legering wordt geplaatst tussen de plaat 3 en het gemetalliseerde raam 5 enerzijds, en de drager 4 die is verguld op de soldeerplaats anderzijds. Het geheel, dat zich in de juiste positie bevindt, wordt gebracht op een temperatuur van nabij 5 280°C. Bij deze temperatuur is het risico van het verschijnen van bars ten in de plaat 3 en van breuk van deze plaat en van het raam 5 gering vergeleken bij hetzelfde risico wanneer het assembleren van het huis uitgevoerd wordt bij een duidelijk hogere temperatuur, zoals in de vroegere techniek werd toegepast. Volgens een toepassing van de werk-10 wijze wordt de mechanische samenhang van het subgeheel 60 behalve door de verbindingsdraden 20A verkregen door het aanbrengen van versterkings-draden. Deze toepassing is geïllustreerd in figuur 2. Deze versterkings-draden 21 verbinden gemetalliseerde vlakken van de plaat 3 mechanisch met andere vlakken van het raam 5. zo zijn bijvoorbeeld zoals in fi-15 guur 2 is getoond, de vlakken 52 en 53 van het raam verbonden door draden 21; het vlak 52 met een geïsoleerd vlak 33 van de plaat 3 si met het bovenvermelde vlak 31, het vlak 53 met een geïsoleerd vlak 34 en met het vlak 31. De draden 21 hebben geen enkele elektrische, maar enkel een mechanische funktie.35 This assembly is realized through an alloy of gold (80%) -tin (20%). A ring 40 of this alloy is placed between the frame 5 and the lid 9, which are provided with suitable metallizations 8202010 PHF 81.549 7. A plate 41 of this alloy is placed between the plate 3 and the metallized frame 5 on the one hand, and the support 4 gilded at the soldering location on the other. The whole, which is in the correct position, is brought to a temperature of close to 5 280 ° C. At this temperature, the risk of the appearance of bars in the plate 3 and of breakage of this plate and of the window 5 is small compared to the same risk when the housing assembly is carried out at a significantly higher temperature, as in the earlier technique was applied. According to an application of the method, the mechanical cohesion of the subassembly 60 except through the connecting wires 20A is obtained by applying reinforcing wires. This application is illustrated in Figure 2. These reinforcing wires 21 mechanically connect metallized surfaces of the plate 3 to other surfaces of the window 5. For example, as shown in Figure 2, the surfaces 52 and 53 of the window are connected by wires 21; the face 52 with an insulated face 33 of the plate 3 is with the above-mentioned face 31, the face 53 with an insulated face 34 and with the face 31. The wires 21 do not have any electrical but only a mechanical function.
20 25 30 35 820201020 25 30 35 8202010
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8109817A FR2506075A1 (en) | 1981-05-18 | 1981-05-18 | METHOD FOR ASSEMBLING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS PROTECTIVE HOUSING |
| FR8109817 | 1981-05-18 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8202010A true NL8202010A (en) | 1982-12-16 |
| NL186206B NL186206B (en) | 1990-05-01 |
| NL186206C NL186206C (en) | 1990-10-01 |
Family
ID=9258561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE8202010,A NL186206C (en) | 1981-05-18 | 1982-05-14 | METHOD FOR ASSEMBLING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS PROTECTIVE HOUSING. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57196549A (en) |
| KR (1) | KR900002119B1 (en) |
| DE (1) | DE3217345A1 (en) |
| FR (1) | FR2506075A1 (en) |
| GB (1) | GB2098801B (en) |
| IT (1) | IT1152406B (en) |
| NL (1) | NL186206C (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617647A (en) * | 1984-06-21 | 1986-01-14 | Toshiba Corp | Circuit substrate |
| JPS61218151A (en) * | 1985-03-23 | 1986-09-27 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
| JP2712461B2 (en) * | 1988-12-27 | 1998-02-10 | 日本電気株式会社 | Semiconductor device container |
| DE3931634A1 (en) * | 1989-09-22 | 1991-04-04 | Telefunken Electronic Gmbh | SEMICONDUCTOR COMPONENT |
| DE4201931C1 (en) * | 1992-01-24 | 1993-05-27 | Eupec Europaeische Gesellschaft Fuer Leistungshalbleiter Mbh + Co.Kg, 4788 Warstein, De |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3340602A (en) * | 1965-02-01 | 1967-09-12 | Philco Ford Corp | Process for sealing |
| FR1468122A (en) * | 1965-02-17 | 1967-02-03 | Motorola Inc | Semiconductor package |
| US3515952A (en) * | 1965-02-17 | 1970-06-02 | Motorola Inc | Mounting structure for high power transistors |
| DE1564815A1 (en) * | 1966-08-27 | 1970-02-26 | Standard Elek K Lorenz Ag | Process for the installation of semiconductor arrangements in miniaturized circuits |
| US3641398A (en) * | 1970-09-23 | 1972-02-08 | Rca Corp | High-frequency semiconductor device |
| JPS5116258B2 (en) * | 1971-10-30 | 1976-05-22 | ||
| US3784884A (en) * | 1972-11-03 | 1974-01-08 | Motorola Inc | Low parasitic microwave package |
| JPS5272170A (en) * | 1975-12-12 | 1977-06-16 | Nec Corp | Package for semiconductor elements |
| JPS5623759A (en) * | 1979-08-01 | 1981-03-06 | Hitachi Ltd | Resin-sealed semiconductor device and manufacture thereof |
-
1981
- 1981-05-18 FR FR8109817A patent/FR2506075A1/en active Granted
-
1982
- 1982-05-08 DE DE19823217345 patent/DE3217345A1/en active Granted
- 1982-05-14 IT IT21289/82A patent/IT1152406B/en active
- 1982-05-14 GB GB8214182A patent/GB2098801B/en not_active Expired
- 1982-05-14 NL NLAANVRAGE8202010,A patent/NL186206C/en not_active IP Right Cessation
- 1982-05-15 KR KR8202125A patent/KR900002119B1/en active
- 1982-05-15 JP JP57080878A patent/JPS57196549A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2506075B1 (en) | 1984-10-19 |
| GB2098801B (en) | 1985-01-03 |
| JPH0119269B2 (en) | 1989-04-11 |
| IT8221289A0 (en) | 1982-05-14 |
| JPS57196549A (en) | 1982-12-02 |
| IT1152406B (en) | 1986-12-31 |
| GB2098801A (en) | 1982-11-24 |
| FR2506075A1 (en) | 1982-11-19 |
| KR840000076A (en) | 1984-01-30 |
| NL186206C (en) | 1990-10-01 |
| NL186206B (en) | 1990-05-01 |
| DE3217345A1 (en) | 1982-12-02 |
| DE3217345C2 (en) | 1987-07-02 |
| KR900002119B1 (en) | 1990-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4649416A (en) | Microwave transistor package | |
| US4420652A (en) | Hermetically sealed package | |
| US5019829A (en) | Plug-in package for microwave integrated circuit having cover-mounted antenna | |
| US6208501B1 (en) | Standing axial-leaded surface mount capacitor | |
| US5158911A (en) | Method for interconnection between an integrated circuit and a support circuit, and integrated circuit adapted to this method | |
| EP0426284B1 (en) | RF transistor package with nickel oxide barrier | |
| US20040080917A1 (en) | Integrated microwave package and the process for making the same | |
| GB2338829A (en) | Metallic plate terminal for ceramic electronic component | |
| JPH02216853A (en) | Ceramic substrate provided with metal changing through hole for highbrid microcircuit and its manufacture | |
| US6111198A (en) | Duplex feedthrough and method therefor | |
| GB2112204A (en) | Ceramic integrated circuit device | |
| US5218330A (en) | Apparatus and method for easily adjusting the resonant frequency of a dielectric TEM resonator | |
| JP2532230B2 (en) | High frequency circuit element hermetically sealed package and manufacturing method thereof | |
| NL8202010A (en) | METHOD FOR ASSEMBLING A SEMICONDUCTOR DEVICE AND ITS PROTECTIVE HOUSING. | |
| CN113169130B (en) | Wiring board, package for mounting electronic component, and electronic device | |
| EP0235503B1 (en) | Hermetic high frequency surface mount microelectronic package | |
| US5465007A (en) | High frequency transistor with reduced parasitic inductance | |
| EP0190077B1 (en) | A package structure for a semiconductor chip | |
| JP4009169B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device | |
| US4340901A (en) | Lead connecting structure for a semiconductor device | |
| JP3618046B2 (en) | High frequency circuit package | |
| JP2664774B2 (en) | High frequency circuit module | |
| JP2513835B2 (en) | Semiconductor device | |
| EP0730317A1 (en) | Structures for filters and/or resonators | |
| JP3720726B2 (en) | Semiconductor element storage package and semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| V1 | Lapsed because of non-payment of the annual fee |