RU2088057C1 - Многослойная гибридная интегральная схема свч и квч диапазонов - Google Patents
Многослойная гибридная интегральная схема свч и квч диапазонов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088057C1 RU2088057C1 SU5056249A RU2088057C1 RU 2088057 C1 RU2088057 C1 RU 2088057C1 SU 5056249 A SU5056249 A SU 5056249A RU 2088057 C1 RU2088057 C1 RU 2088057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- recesses
- semiconductor devices
- board
- microwave
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Использование: электронная техника. Сущность изобретения: в многослойной плате, состоящей из отдельных подложек с рисунком проводников, выполняются углубления в подложках, прилегающих к тем, на которых установлены навесные бескорпусные полупроводниковые приборы. Последние размещаются в углублениях определенным образом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к полупроводниковой микроэлектронике, в частности, к многослойным гибридным интегральным схемам ВЧ, СВЧ и КВЧ-диапазонов.
Известен объемный высокочастотный интегральный модуль, представляющий собой объемную многослойную гибридную интегральную схему, содержащую пакет жестких диэлектрических микрополосковых плат [1] Возможность размещения бескорпусных полупроводниковых приборов в данной конструкции обеспечивается изготовлением сквозных отверстий в прокладках из пенообразного диэлектрика, располагаемого между жесткими диэлектрическими платами объемной интегральной схемы и расположением полупроводниковых приборов в этих отверстиях.
Недостатком данной конструкции является недостаточно высокие массогабаритные и электрические характеристики, обусловленные необходимостью установки прокладок из пенообразного диэлектрика.
Наиболее близким техническим решением является объемный интегральный высокочастотный модуль, представляющий собой многослойную гибридную интегральную схему, содержащую пакет жестких диэлектрических плат, закрепленных в металлических рамках [2] Возможность установки бескорпусных полупроводниковых приборов обеспечивается тем, что через слой платы выполнены более длинными и в образовавшемся пространстве через слой могут быть установлены бескорпусные полупроводниковые приборы.
Недостатками данной конструкции являются низкие массогабаритные и электрические характеристики, обусловленные невозможностью размещения кристаллов полупроводниковых приборов в каждом слое, длинными коммутационными связями и необходимостью применения металлических оправок для закрепления каждой платы.
Целью изобретения является улучшение электрических и массогабаритных характеристик многослойных гибридных интегральных схем и улучшение условий теплоотвода от навесных бескорпусных полупроводниковых приборов.
Поставленная цель достигается тем, что в известной многослойной гибридной интегральной схеме СВЧ и КВЧ диапазонов, содержащей пакет из твердых диэлектрических плат, имеющих топологический рисунок металлизации, навесные бескорпусные полупроводниковые приборы и соединения контактных площадок полупроводниковых приборов с топологическим рисунком металлизации, на обратной стороне прилегающей (вышерасположенной или нижерасположенной) в пакете платы выполнены углубления, в которых расположены навесные бескорпусные полупроводниковые приборы, установленные лицевой стороной к плате, причем глубина углублений обеспечивает зазор между кристаллами и дном углублений, превышающий 1 мкм, расстояние от боковых поверхностей навесных бескорпусных полупроводниковых приборов до боковых стенок углублений равно 1-500 мкм, а расстояние между платами в пакете 1-150 мкм.
Углубления в плате могут быть металлизированы, топологический рисунок металлизации платы с углублениями нанесен на обе стороны платы и соединен через металлизацию углублений и металлизированные отверстия, выполненные в дне углублений, а пространство между навесными бескорпусными приборами и стенками и дном углублений заполнены теплопроводящим материалом.
Выполнение в платах, прилежащих к тем, на которых установлены навесные бескорпусные полупроводниковые приборы, углублений и размещение навесных приборов в этих углублениях обеспечивает:
во-первых, уменьшение длины коммутационных проводников в составе плат, а следовательно, улучшение электрических характеристик, увеличение быстродействия;
во-вторых, возможность размещения кристаллов навесных полупроводниковых приборов в объеме прилегающих плат, а следовательно, улучшение массогабаритных характеристик;
в-третьих, ограничение пространства вокруг кристаллов и заполнение его теплопроводящим материалом, и, следовательно, улучшение условий теплоотвода.
во-первых, уменьшение длины коммутационных проводников в составе плат, а следовательно, улучшение электрических характеристик, увеличение быстродействия;
во-вторых, возможность размещения кристаллов навесных полупроводниковых приборов в объеме прилегающих плат, а следовательно, улучшение массогабаритных характеристик;
в-третьих, ограничение пространства вокруг кристаллов и заполнение его теплопроводящим материалом, и, следовательно, улучшение условий теплоотвода.
Навесные приборы установлены лицевыми сторонами к плате на шариковых, столбиковых или балочных выводах.
Ограничение зазора между кристаллом навесного прибора и дном углубления снизу определено необходимостью отсутствия контакта. При соприкосновении кристалла и дна углубления в прилежащей плате могут возникнуть напряжения, приводящие к разрушению конструкции.
Ограничение расстояния от боковых поверхностей навесного бескорпусного полупроводникового прибора до боковых стенок углубления снизу определено необходимостью отсутствия контакта, так как при контакте могут возникнуть напряжения, приводящие к разрушению конструкции, а ограничение сверху определено плохой теплопроводностью воздушной прослойки вокруг навесного прибора.
Ограничение расстояния между платами снизу определено минимальной толщиной металлизационного рисунка платы, а сверху ухудшением емкостной связи между платами.
На фиг. 1 изображен разрез многослойной гибридной интегральной схемы СВЧ и КВЧ диапазонов, где: твердая диэлектрическая плата 1; топологический рисунок металлизации 2; навесные бескорпусные полупроводниковые приборы 3; соединения 4; контактные площадки навесных полупроводниковых приборов 5; углубление в прилегающей плате 6; лицевая сторона навесных бескорпусных полупроводниковых приборов 7; зазор между кристаллом и дном углубления 8; расстояние от боковых поверхностей навесного бескорпусного полупроводникового прибора до боковых стенок углубления 9.
На фиг. 2 изображен разрез фрагмента многослойной гибридной интегральной схемы СВЧ и КВЧ диапазонов, где: металлизированное углубление в плате 10; металлизированные отверстия 11; теплопроводящий материал 12.
Пример.
Многослойная гибридная интегральная схема СВЧ и КВЧ диапазонов, содержащая пакет скрепленных между собой твердых диэлектрических плат 1, например, поликоровых или сапфировых, толщиной 0,5 мм (или 1,0 мм), с топологическим рисунком металлизации 2, например, представляющую собой систему металлов из Ti (0,04 мкм) Pd (0,2 мкм) Au (3 мкм). В схеме имеются навесные бескорпусные полупроводниковые приборы 3, например, транзисторы 3П325А-5 (размером 0,5х0,5х0,15 мм), диоды 3А 137 А-5 (размером 0,4х0,4х0,15 мм) и т.д. Соединения 4, например, в виде золотых выступов высотой 20 мкм на навесных бескорпусных полупроводниковых приборах 3, соединяют контактные площадки 4 полупроводниковых приборов 3 и топологического рисунка металлизации 2. В платах 1, прилежащих к тем, на которых установлены навесные приборы, выполнены углубления, например, 0,9х0,9х0,25, в случае транзисторов 3П 325 А-5 и 0,8х0,8х0,25 в случае диодов 3А 1374А-5. Расстояние между платами в пакете 15 мкм.
Углубления в плате могут иметь металлизацию, например, представляющую собой систему металлов (Rd+Ni)0,15мкм-Cu3мкм-Ni0,6мкм-Au2мкм. Топологический рисунок металлизации на плате, имеющей углубления, может быть расположен на обеих сторонах платы. А соединение топологического рисунка на обеих сторонах платы может осуществляться через металлизацию углублений и металлизированные отверстия, выполненные в дне углублений. Металлизация отверстий может иметь, например, такую же систему металлов, как и углубления. Пространство между навесными бескорпусными полупроводниковыми приборами и стенками углублений может быть заполнено теплопроводящим материалом, например, припоем ПОС-61. (tпл= 190oC) в случае, если требуется электрическое соединение кристалла с металлизацией углублений, или, например, компаундом ЭТК-21 (содержащим в качестве наполнителя нитрид бора) в случае, если требуется изоляция кристалла от металлизации углублений.
Устройство работает следующим образом.
В зависимости от функционального назначения гибридной интегральной схемы СВЧ сигнал подают на вход схемы, реализующей, преимущественно, многофункциональные устройства типа диаграммообразующих матриц с большими индексами MхN чисел входных и выходных каналов, наращенных фильтрами, усилителями, элементами контроля сигналов и т.п. до качества автономного блока, либо приемо-передающего модуля.
В объемной структуре, образованной многослойной платой, пространственно скомпонованной пленочными и навесными элементами, послойно разделенными диэлектрическими слоями, выполняется обработка высокочастотного сигнала: усиление, генерирование, преобразование, фильтрация, детектирование и т.п.
Обработка сигналов и передача их с одного пространственного уровня на другой уровень по вертикали является совмещенной; при этом функции передачи и согласования могут выполнять объемные распределенные емкостные переходы или межплатные соединения через металлизированные отверстия, а затем обработанный СВЧ сигнал выводится из схемы. Тепло, выделяемое кристаллами навесных бескорпусных полупроводниковых приборов, рассеивается по объему многослойной (объемной) платы и отводится за счет тепловых контактов углублений, заполненных теплопроводящим материалом, а также торцевых поверхностей многослойной платы с системой охлаждения, например, охлаждаемым корпусом или тепловой трубой, встроенной в объем многослойной платы.
Таким образом, предложенная конструкция многослойной гибридной интегральной схемы позволит, по сравнению с прототипом:
во-первых, улучшить электрические характеристики схемы, уменьшить паразитные индуктивности и увеличить быстродействие, за счет уменьшения длины коммутационных проводников в составе плат;
во-вторых, одновременно улучшить массогабаритные характеристики за счет размещения кристаллов навесных полупроводниковых приборов в объеме прилегающих плат в пакете;
в-третьих, улучшить условия теплоотвода от кристаллов навесных полупроводниковых приборов за счет ограничения пространства вокруг кристаллов и заполнения этого пространства теплопроводящим материалом, а также возможности более равномерного распределения тепловыделяющих кристаллов по объему многослойной платы.
во-первых, улучшить электрические характеристики схемы, уменьшить паразитные индуктивности и увеличить быстродействие, за счет уменьшения длины коммутационных проводников в составе плат;
во-вторых, одновременно улучшить массогабаритные характеристики за счет размещения кристаллов навесных полупроводниковых приборов в объеме прилегающих плат в пакете;
в-третьих, улучшить условия теплоотвода от кристаллов навесных полупроводниковых приборов за счет ограничения пространства вокруг кристаллов и заполнения этого пространства теплопроводящим материалом, а также возможности более равномерного распределения тепловыделяющих кристаллов по объему многослойной платы.
Источники информации
1. Положительное решение по заявке N 4475187/24-21(124847) от 11.08.88, кл. H 05 K 7/02 (а.с. N 1679664, публ. 1991).
1. Положительное решение по заявке N 4475187/24-21(124847) от 11.08.88, кл. H 05 K 7/02 (а.с. N 1679664, публ. 1991).
2. Положительное решение по заявке N 4608672/24-21 (162513) от 24.11.88, кл. H 05 K 7/02. (а.с. N 1700789, публ. 1991).
Claims (3)
1. Многослойная гибридная интегральная схема СВЧ- и КВЧ-диапазонов, содержащая пакет из твердых диэлектрических плат, имеющих топологический рисунок металлизации, навесные бескорпусные приборы и соединения контактных площадок полупроводниковых приборов с топологическим рисунком металлизации, отличающаяся тем, что на обратной стороне, прилегающей вышерасположенной или нижерасположенной в пакете платы, по отношению к плате внутри пакета, на которой устанавливаются бескорпусные полупроводниковые приборы, выполнены углубления, в которых расположены навесные бескорпусные полупроводниковые приборы, установленные лицевой стороной к плате, причем глубина углубления обеспечивает зазор между кристаллами и дном углублений, превышающий 1 мкм, расстояние от боковых поверхностей навесных бескорпусных полупроводниковых приборов до боковых стенок углублений равно 1 500 мкм, а расстояние между платами в пакете 1 150 мкм.
2. Схема СВЧ- и КВЧ-диапазонов по п.1, отличающаяся тем, что углубления в плате металлизированы, топологический рисунок металлизации платы с углублениями нанесен на обе стороны платы и соединен через металлизацию углублений и металлизированные отверстия, выполненные в дне углублений.
3. Схема СВЧ- и КВЧ-диапазонов по п.1 или 2, отличающаяся тем, что пространство между навесными бескорпусными полупроводниковыми приборами и стенками углублений заполнено теплопроводящим материалом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5056249 RU2088057C1 (ru) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Многослойная гибридная интегральная схема свч и квч диапазонов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5056249 RU2088057C1 (ru) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Многослойная гибридная интегральная схема свч и квч диапазонов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2088057C1 true RU2088057C1 (ru) | 1997-08-20 |
Family
ID=21610360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5056249 RU2088057C1 (ru) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Многослойная гибридная интегральная схема свч и квч диапазонов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2088057C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000035258A1 (en) * | 1998-12-08 | 2000-06-15 | Alexandr Ivanovich Taran | Multilayered switching plate |
RU2499374C2 (ru) * | 2012-01-24 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" | Плата печатная |
RU2639315C2 (ru) * | 2012-07-12 | 2017-12-21 | ЛЭЙБИНЕЛ, ЭлЭлСи | Компоновка шин нагрузки и способ ее производства |
-
1992
- 1992-07-27 RU SU5056249 patent/RU2088057C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 1667571, кл. H 01 L 23/10, 1989. 2. Авторское свидетельство СССР N 1700789, кл. H 05 K 7/02, 1988. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000035258A1 (en) * | 1998-12-08 | 2000-06-15 | Alexandr Ivanovich Taran | Multilayered switching plate |
RU2499374C2 (ru) * | 2012-01-24 | 2013-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" | Плата печатная |
RU2639315C2 (ru) * | 2012-07-12 | 2017-12-21 | ЛЭЙБИНЕЛ, ЭлЭлСи | Компоновка шин нагрузки и способ ее производства |
US9997895B2 (en) | 2012-07-12 | 2018-06-12 | Labinal, Llc | Load buss assembly and method of manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3973402B2 (ja) | 高周波回路モジュール | |
US5689600A (en) | Electronic circuit structure | |
US9117835B2 (en) | Highly integrated miniature radio frequency module | |
KR101657622B1 (ko) | 전자기 간섭 인클로저를 갖는 무선 주파수 멀티-칩 집적 회로 패키지 및 패키지를 제조하기 위한 방법 | |
US5717249A (en) | RF power amplifying circuit device | |
US9621196B2 (en) | High-frequency module and microwave transceiver | |
RU2088057C1 (ru) | Многослойная гибридная интегральная схема свч и квч диапазонов | |
JP3515854B2 (ja) | 高周波電力増幅回路装置 | |
JP2571029B2 (ja) | マイクロ波集積回路 | |
RU2489770C1 (ru) | Гибридная интегральная схема свч | |
JPS634712B2 (ru) | ||
JPS6250981B2 (ru) | ||
RU2148874C1 (ru) | Многослойная гибридная интегральная схема свч и квч диапазонов | |
JP2004071772A (ja) | 高周波パッケージ | |
RU2071646C1 (ru) | Многослойная гибридная интегральная схема свч | |
EP4312471A1 (en) | Component carrier with signal conductive element and shielding conductive structure | |
JP2000183488A (ja) | ハイブリッドモジュール | |
KR100339016B1 (ko) | 유리기판을이용한극초단파대역의멀티칩패키지 | |
JPH09181212A (ja) | モジュール素子用のコラム | |
WO2024022699A1 (en) | Component carrier with signal conductive element and shielding conductive structure | |
US20230044122A1 (en) | Component Carrier and Method of Manufacturing a Component Carrier | |
EP4060808A1 (en) | Component carrier with embedded high-frequency component and integrated waveguide for wireless communication | |
JP2001053508A (ja) | 高周波回路部品の実装構造 | |
JP2004319905A (ja) | 高周波集積回路パッケージ及び電子装置 | |
JP3818008B2 (ja) | 多層配線基板 |