RU2617559C2 - Сборный корпус микросхемы и способ его использования - Google Patents

Сборный корпус микросхемы и способ его использования Download PDF

Info

Publication number
RU2617559C2
RU2617559C2 RU2015133780A RU2015133780A RU2617559C2 RU 2617559 C2 RU2617559 C2 RU 2617559C2 RU 2015133780 A RU2015133780 A RU 2015133780A RU 2015133780 A RU2015133780 A RU 2015133780A RU 2617559 C2 RU2617559 C2 RU 2617559C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcircuit
flange
substrate
chip
prefabricated housing
Prior art date
Application number
RU2015133780A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015133780A (ru
Inventor
Евгений Валерьевич Иванов
Андрей Александрович Краснов
Георгий Борисович Шарков
Надежда Владимировна Тихомирова
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Сименс"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сименс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Сименс"
Publication of RU2015133780A publication Critical patent/RU2015133780A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2617559C2 publication Critical patent/RU2617559C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • 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
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3736—Metallic materials
    • 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
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • 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
    • H01L23/49838—Geometry or layout
    • 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
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • 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
    • H01L2224/49—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
    • H01L2224/49171—Fan-out arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • 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
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.
    • Y10T29/49131—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc. by utilizing optical sighting device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

Использование: для монтажа и демонтажа, по крайней мере, одной полупроводниковой микросхемы. Сущность изобретения заключается в том, что корпус микросхемы состоит из фланца и подложки с размещением, по крайней мере, одной микросхемы и подложки на одной стороне фланца, фланец изготавливается из электро- и теплопроводного материала, при этом сборный корпус микросхемы содержит, по крайней мере, одно охлаждающее устройство, а также электрическую изоляцию между выводами, по крайней мере, одной микросхемы и, по крайней мере, одним охлаждающим устройством. Технический результат: обеспечение возможности высокоэффективного отвода тепла. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к сборному корпусу микросхемы и его использованию для монтажа по крайней мере одной полупроводниковой микросхемы; корпус состоит из фланца и подложки, причем по крайней мере одна микросхема и подложка размещаются на одной стороне фланца.
Предшествующий уровень техники
В изобретении описывается сборный корпус микросхемы, который может использоваться для монтажа и инкапсулирования полупроводниковых микросхем, содержащих, например, полевые транзисторы с вертикальным p-n-переходом (VJFET). Структуры VJFET применяются, в частности, в полупроводниковых устройствах РЧ большой мощности. Корпусы микросхем описываются, например, в патентах US 6318622 B1, US 6967400 B2, US 6465883 B2 и US 7256494 B2.
В патенте US 6318622 В1 описывается блок микросхем высокой мощности, монтируемый на дополнительной подложке. Полупроводниковые микросхемы подключаются к основной подложке с помощью проводных межсоединений. Для внешних электрических подключений применяются ленточные соединители (соединители с плоским кабелем). Для защиты внутренней структуры блока используется дополнительный колпачок. В патенте US 6967400 B2 описывается корпус микросхемы, включающий подложку, микросхему, клеящий материал, крышку и прокладку. Для внешних электрических подключений используются переходные отверстия на торцевых поверхностях подложки, через которые проходят соединительные провода. Это позволяет легко выводить электрические соединения от микросхемы наружу корпуса.
В описанных узлах возникают две проблемы: проблема соединения нескольких подложек и проблема отвода тепла. Во время работы мощных устройств вырабатывается большое количество тепла, которое необходимо отводить в окружающую среду, чтобы не допустить превышения критической температуры устройства (что может привести к его выходу из строя). Возможности улучшения теплообмена (например, с помощью внешних охладителей) не предусмотрены.
В патенте US 6465883 B2 высокопроизводительная транзисторная микросхема для ВЧ-связи подсоединяется к электро- и теплопроводящему фланцу с его обратной стороны. В патенте US 7256494 B2 описывается корпус микросхемы с теплораспределителем, установленным с обратной стороны микросхемы. Электрические выводы затвора и стока транзистора подключаются к подложке, монтируемой поверх фланца или теплоотвода. Описанные узлы демонстрируют хорошие термические свойства, но их использование ограничено в условиях, требующих электроизоляции фланца или теплораспределителя относительно земли. Такая изоляция необходима, например, в микросхемах VJFET с выводом стока, расположенным внизу микросхемы.
Раскрытие изобретения
Объектом изобретения является сборный корпус микросхемы с высокоэффективным отводом тепла от полупроводниковой микросхемы, в частности для микросхем с расположением контакта стока с нижней стороны. Нижняя сторона микросхемы - это сторона, противоположная той, на которой находятся остальные электрические контакты, например, контакты истока и электрические соединения микросхемы с внешними устройствами. Нижней стороной микросхема крепится к монтажному основанию. Другим объектом данного изобретения является сборный корпус микросхемы и способ его использования с возможностью монтажа и демонтажа микросхемы из узла. В случае отказа полупроводниковой микросхемы ее легко можно будет извлечь и заменить исправной микросхемой.
Вышеупомянутые объекты реализуются путем изготовления сборного корпуса микросхемы в соответствии с пунктом формулы изобретения 1 и способа его использования в соответствии с пунктом 15.
Сборный корпус микросхемы для монтажа, по крайней мере, одной полупроводниковой микросхемы в соответствии с данным изобретением состоит из фланца и подложки, причем, по крайней мере, одна микросхема и подложка располагаются на одной стороне фланца. В данном случае фланец представляет собой описанную ранее монтажную конструкцию. Фланец изготавливается из электро- и теплопроводного материала. Это означает, что данный материал имеет низкое электрическое и термическое сопротивление по сравнению с другими материалами, например, изоляционными.
Преимущество сборного корпуса микросхемы согласно настоящему изобретению заключается в высокой эффективности отвода тепла, по крайней мере, от одной полупроводниковой микросхемы благодаря фланцу. Даже в случае расположения вывода стока транзистора на нижней стороне микросхемы фланец будет иметь тепловой контакт с этой стороной. Узел прост в сборке и эксплуатации, состоит из небольшого числа деталей, экономичен и может использоваться в высокочастотных системах.
Проводящий материал фланца может состоять (полностью или частично) из металла, в частности из металла с высокой теплопроводностью, такого как медь. Фланец, изготовленный из меди, имеет высокую теплопроводность и хорошо отводит от микросхемы тепло, вырабатываемое, например, в устройствах на микросхемах высокой мощности. Поддержание температуры микросхемы на уровне ниже критического необходимо для предотвращения ее отказа и повреждения.
Подложка может быть изготовлена с применением материала с низкими потерями на высоких частотах, например, материала для печатных плат. Такой материал лишь незначительно поглощает сигнал в высокочастотных устройствах; излучение на высоких частотах проходит через него практически без потерь. Материал для печатных плат недорог, удобен в обращении, механически стабилен, к нему легко крепить другие электронные и электрические компоненты, такие как электрические контакты.
По крайней мере, одна микросхема может содержать контактный вывод стока транзистора на своей нижней стороне. Нижняя сторона микросхемы - это сторона, противоположная той, на которой находятся остальные электрические контакты микросхемы. Сборный корпус микросхемы, согласно настоящему изобретению, также позволяет прикреплять контактный вывод стока транзистора, расположенный с нижней стороны микросхемы, к фланцу на той же стороне и, соответственно, к охлаждающему устройству.
На одной стороне фланца может монтироваться, по крайней мере, одна микросхема и/или подложка с использованием припоя, эвтектического сплава, токопроводящего клея и/или спекаемой пасты. Это позволяет легко и без чрезмерных затрат присоединять к фланцу по крайней мере одну микросхему и/или подложку.
Выводы, по крайней мере, одной микросхемы, в частности расположенные на стороне, по крайней мере, одной микросхемы, противоположной обращенной к фланцу, могут быть соединены с подложкой с помощью электрических соединителей, в частности проводов и/или ленточных кабелей (соединителей с плоским кабелем). Это дает простое и надежное электрическое соединение между, по крайней мере, одной микросхемой и подложкой.
Сборный корпус микросхемы может содержать электрические выходы для подключения высокочастотных элементов к внешним устройствам, в частности к печатной плате усилителя. Это облегчает использование сборного корпуса микросхемы в высокочастотных устройствах.
На подложке, по крайней мере, одной микросхемы могут располагаться торцевые металлизированные контакты, в частности, контактирующие, по крайней мере, с одной микросхемой, для электрического подключения, по крайней мере, к одному внешнему устройству. Металлизированные контакты могут размещаться на боковой поверхности подложки и/или к ним могут припаиваться провода для контакта, по крайней мере, с одним внешним устройством. Размещение торцов металлизированных контактов подложки на боковых поверхностях и возможность пайки облегчают электрическое подключение внешних устройств к контактам. Благодаря такому расположению можно легко обеспечивать электрический контакт микросхемы с внешними устройствами. Торцевые металлизированные контакты удобно расположены для внешних электрических подключений.
Сборный корпус микросхемы может быть оснащен электрической изоляцией между выводами, по крайней мере, одной микросхемы и фланцем. Это позволяет предотвращать короткое замыкание контактов микросхемы на фланец, особенно в случае фланцев с высокой электропроводностью, например, медных.
Сборный корпус микросхемы может быть оснащен, по крайней мере, одним охлаждающим устройством, в частности блоком охлаждения. Кроме того, с фланцем сборного корпуса микросхемы могут быть связаны термическими соединениями другие активные или пассивные охлаждающие устройства. Например, могут использоваться устройства с контуром водяного охлаждения или вентилятором. Это обеспечивает хорошее охлаждение, по крайней мере, одной микросхемы даже в высокочастотных устройствах с большим количеством выделяемого тепла. В сборном корпусе микросхемы могут быть также предусмотрены приспособления для монтажа фланца, по крайней мере, с одной микросхемой и подложкой на охлаждающем устройстве. Такими приспособлениями могут быть, например, винты.
Между выводами, по крайней мере, одной микросхемы и охлаждающим устройством может располагаться электрическая изоляция для защиты от короткого замыкания между выводами и/или от замыкания на охлаждающее устройство.
Сборный корпус микросхемы может содержать диэлектрическую подложку между фланцем и охлаждающим устройством, в частности имеющую форму пластины. Она может располагаться со стороны фланца, противоположной той, где находятся, по крайней мере, одна микросхема и подложка, для обеспечения электрической изоляции.
Сборный корпус микросхемы также может содержать крышку для защиты, по крайней мере, одной микросхемы и выводов. Крышка может быть съемной. Это позволяет легко менять микросхемы в корпусе, например, в случае отказа микросхемы.
Сборный корпус микросхемы может быть оснащен винтами с диэлектрическими втулками для крепления, по крайней мере, одной микросхемы, подложки и фланца к охлаждающему устройству. Это обеспечивает удобную, быструю и надежную сборку корпуса микросхемы с защитой от короткого замыкания через винты.
Способ использования сборного корпуса микросхемы в соответствии с настоящим изобретением включает демонтаж микросхем, в частности снятие, по крайней мере, одной микросхемы с подложки. Реализуемость способа также обеспечивается описанным ранее расположением деталей самого сборного корпуса микросхемы. Способ позволяет заменять, по крайней мере, одну микросхему, например, в случае ее отказа, на другую (исправную) микросхему.
Преимущества описываемого способ использования сборного корпуса микросхемы в соответствии с данным изобретением аналогичны вышеописанным преимуществам самого сборного корпуса микросхемы.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем описании настоящего изобретения используются ссылки на элементы варианта конструктивного исполнения, изображенные на прилагаемых чертежах:
Фиг. 1 иллюстрирует конструктивное исполнение сборного корпуса микросхемы 1 для монтажа, по крайней мере, одной полупроводниковой микросхемы 2 в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 2 иллюстрирует конструктивное исполнение сборного корпуса микросхемы 1, показанного на фиг. 1, с приспособлениями для его крепления к охлаждающему устройству (не показано).
Осуществление изобретения
На фиг. 1 представлен вариант конструктивного исполнения сборного корпуса микросхемы 1 для монтажа, по крайней мере, одной полупроводниковой микросхемы 2 в соответствии с настоящим изобретением. Сборный корпус микросхемы 1 содержит полупроводниковую микросхему 2 с выводами транзистора, например, с выводами для затвора и истока на верхней стороне микросхемы 2а и с выводом стока на нижней стороне микросхемы 2b. В конструкцию сборного корпуса микросхемы 1 также входит фланец 3, с одной стороны которого размещаются микросхема 2 и подложка 4. Фланец 3 выступает в качестве охлаждающего устройства, обладая хорошей теплопроводностью.
В процессе эксплуатации микросхема 2 выделяет тепло. В установках высокой мощности это тепло может повышать температуру микросхемы 2 и в результате привести к ее повреждению. Поэтому тепло необходимо отводить в окружающую атмосферу, чтобы обеспечить охлаждение микросхемы 2 и/или поддержание ее температуры на уровне ниже критического. Превышение критической температуры в микросхеме 2 может вызвать ее отказ и/или выход из строя.
Фланец 3 благодаря хорошему тепловому контакту с микросхемой 2 поглощает отходящее от нее тепло и выводит его непосредственно в атмосферу или в дополнительное охлаждающее устройство (для простоты не показано). Наиболее подходящим материалом для изготовления фланца 3 является металл с высокой теплопроводностью, например медь.
Для надежного механического и термического соединения микросхемы 2 с фланцем 3 рекомендуется в качестве материалов 5 для крепления микросхемы 2 использовать припои, эвтектические сплавы, токопроводящие клеи и/или спекаемую пасту. Микросхема 2 и/или подложка 4 могут монтироваться на одной стороне фланца с помощью таких материалов. Между микросхемой 2 и фланцем 3 можно разместить электрическую изоляцию 9. Для этого можно использовать пластину из изолирующего материала. Она будет предохранять от короткого замыкания между электрическими контактами, по крайней мере, одной микросхемы 2 и фланцем 3.
Подложка 4 располагается с той же стороны фланца 3, что и микросхема 2, и в ней может быть предусмотрена выемка для размещения микросхемы 2. Электрические выходы 7 на подложке 4 используются для электрического контакта с микросхемой 2. Одним из способов электрического подключения микросхемы 2 к подложке 4 являются межсоединения, например, с помощью проводов и/или ленточных кабелей 6. Электрические выходы 7 можно продлить до торцевых металлизированных контактов подложки 8. Они могут размещаться на боковых поверхностях подложки 4 и крепиться пайкой. Торцевые металлизированные контакты подложки 8 удобно использовать для электрического подключения к внешним устройствам, например, с помощью проводов, припаянных к контактам 8. Через торцевые металлизированные контакты 8 и электрические выходы 7, присоединенные (например, с помощью проводов и/или ленточных кабелей 6) к контактам микросхемы 2, последняя может подключаться к внешним устройствам (не показаны).
Сверху над микросхемой 2, в том числе над ее контактными выводами и приваренными проводами и/или ленточными кабелями 6, можно установить крышку 13 для механической и электрической зашиты микросхемы 2 и соединений. Крышка 13 может быть изготовлена из полимеров, не проводящих электрический ток. Ее можно сделать съемной, чтобы иметь возможность заменять при необходимости микросхему 2.
Как показано на фиг. 2, сборный корпус микросхемы 1 может быть оснащен приспособлениями 10, 11 для крепления к дополнительному охлаждающему устройству (для простоты не показано). Таким охлаждающим устройством может служить, например, оребренная пластина или теплообменник для водяного охлаждения. В качестве монтажных приспособлений могут использоваться винты 10, которые вкручиваются в охлаждающее устройство, скрепляя вместе подложку 4, фланец 3 и дополнительное охлаждающее устройство. Между фланцем 3 и охлаждающим устройством можно установить диэлектрическую подложку 11 для обеспечения электрической изоляции между фланцем 3 и охлаждающим устройством. Такая изоляция необходима в высокочастотных установках, если во фланце 3 индуцируется ток. Изоляция снижает индуктивные потери, вызываемые наведенными токами. Подложку 4, фланец 3, электрическую изоляцию 12 и охлаждающее устройство можно скрепить вместе как многослойную конструкцию с помощью зажимных винтов 10.
Для электрической изоляции винтов 10 от фланца 3 можно использовать диэлектрические втулки 11, имеющие чашеобразные головки с буртиком. Сборный корпус микросхемы 1 может быть скреплен с помощью приспособлений 11 и 12 как многослойная конструкция и механически прикреплен к охлаждающему устройству.
Изоляция токопроводящих деталей (фланца 3, внешнего охлаждающего устройства, винтов) друг от друга может повысить эффективность работы узла 1 и делает его пригодным для использования в высокочастотных устройствах.
Характеристики вышеописанных вариантов осуществления изобретения можно комбинировать с характеристиками вариантов конструктивного исполнения, применяемых в современных технологиях. В описанном узле 1 допускается использование деталей из других материалов и в другой форме. Например, фланец 3 может быть изготовлен не из меди, а из стали или других материалов, в частности металлов. Вместо Н-образной формы подложки 4 и фланца 3 с выемками для приспособлений 10, 11, соединяющих вместе узел 1, можно использовать, например, форму с двумя сквозными отверстиями. Для скрепления деталей узла 1 в единое целое можно вместо внешнего охлаждающего устройства использовать гайки на винтах 10.
Способ использования сборного корпуса 1 включает установку микросхемы 2 на фланец 3, например, с использованием припоя, эвтектического сплава, токопроводящего клея и/или спекаемой пасты 5. Между ними можно разместить электроизоляционный слой 9. Вокруг микросхемы 2 с той же стороны фланца 3 располагается подложка 4, устанавливаемая с использованием, например, припоя, эвтектического сплава, токопроводящего клея и/или спекаемой пасты 5. Микросхема 2 подключается к электрическим выходам 7 подложки 4, например, с использованием проводов или ленточных кабелей 6. Электрические выходы 7 можно продлить до боковых поверхностей подложки 4 и припаивать для лучшего контакта с внешними электрическими устройствами, такими как усилители. Размещение микросхемы 2 на фланце 3, а не непосредственно на подложке 4, обеспечивает более эффективную передачу тепла между микросхемой 2 и фланцем 3.
Сверху над микросхемой 2 и электрическими соединениями 6 между ней и выходами 7 подложки 4 можно установить крышку 13. Крышка 13 может быть сделана в виде съемного колпачка. Можно вместо этого залить микросхему 2 компаундом. Это может быть обычный полимер, используемый в полупроводниковой промышленности для герметизации микросхем.
Использование съемной крышки 13, которая может крепиться к подложке 4 с помощью приспособлений 10, 11 или клея, позволяет легко заменять микросхему 2. Сборный корпус микросхемы 1 можно демонтировать, в частности снять, по крайней мере, одну микросхему (2) с подложки 4. Например, в случае отказа установленной микросхемы 2 ее можно заменить на другую (исправную) микросхему. После снятия крышки 13 удаляется связующий материал 6, микросхема 2 отделяется от фланца 3, и на фланец 3 устанавливается новая микросхема 2, которая крепится с использованием, например, припоя, эвтектического сплава, токопроводящего клея и/или спекаемой пасты 5. Контакты микросхемы 2 подключаются к электрическим выходам 7 подложки 4 через электрические соединения. Затем к корпусу 1 снова прикрепляется крышка, например, сверху микросхемы 2, как показано на фиг. 1 и 2.
Может также потребоваться выполнить ряд других действий: например, очистить детали от клеящего вещества или припоя, эвтектического сплава, токопроводящего клея и/или спекаемой пасты. Кроме того, порядок шагов при выполнении способа, представленного в настоящем изобретении, можно изменять. Наконец, вместо описанных шагов способа или наряду с ними можно выполнять действия, предусмотренные другими известными современными технологиями.
Перечень обозначений позиций узла
1 сборный корпус микросхемы
2 полупроводниковая микросхема
2а верхняя сторона микросхемы
2b нижняя сторона микросхемы
3 фланец
4 подложка
5 материал для присоединения микросхемы
6 проводка
7 электрические выходы
8 торцевые металлизированные контакты подложки
9 электрическая изоляция между выводами, по крайней мере, одной микросхемы и фланцем
10 приспособления для крепления фланца, по крайней мере, с одной микросхемой и подложкой к охлаждающему устройству (например, винты)
11 приспособления для крепления фланца, по крайней мере, с одной микросхемой и подложкой к охлаждающему устройству (например, диэлектрические втулки)
12 электрическая изоляция между выводами, диэлектрическая подложка между фланцем и охлаждающим устройством
13 крышка

Claims (17)

1. Сборный корпус микросхемы (1) для монтажа, по крайней мере, одной полупроводниковой микросхемы (2), состоящий из фланца (3) и подложки (4) с размещением, по крайней мере, одной микросхемы (2) и подложки (4) на одной стороне фланца (3), отличающийся тем, что фланец (3) изготавливается из электро- и теплопроводного материала, при этом сборный корпус микросхемы содержит
по крайней мере, одно охлаждающее устройство, а также
электрическую изоляцию (12) между выводами, по крайней мере, одной микросхемы (2) и, по крайней мере, одним охлаждающим устройством.
2. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что в качестве проводящего материала фланца (3) используется металл, в частности металл с высокой теплопроводностью, такой как медь.
3. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в состав подложки (4) входит материал с низкими потерями при высоких частотах, в частности подложка (4) может быть изготовлена из материала для печатных плат.
4. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, на одной микросхеме (2) имеется контактный вывод стока транзистора на нижней стороне (2b), где нижней стороной (2b) считается сторона, обращенная к фланцу (3) и, в частности, противоположная стороне (2а), на которой размещены остальные электрические контакты, по крайней мере, одной микросхемы (2).
5. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна микросхема (2) и/или подложка (4) устанавливаются на одной стороне фланца (3) с использованием припоя, эвтектического сплава, токонроводящего клея и/или спекаемой пасты (5).
6. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что выводы, по крайней мере, одной микросхемы (2), в частности расположенные на стороне, по крайней мере, одной микросхемы (2), противоположной обращенной к фланцу (3), подсоединяются к подложке (4) с помощью электропроводки, в частности проводов и/или ленточных кабелей (6).
7. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что содержит электрические выходы (7) для подключения высокочастотных элементов к внешним устройствам, в частности к печатной плате усилителя.
8. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что подложка (4) содержит торцевые металлизированные контакты (8), в частности электрически соединенные, по крайней мере, с одной микросхемой (2), для электрического подключения, по крайней мере, к одному внешнему устройству.
9. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что торцевые металлизированные контакты (8) располагаются на боковой поверхности подложки (4) и/или используется пайка для соединения, по крайней мере, с одним внешним устройством.
10. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что содержит электрическую изоляцию (9) между выводами, по крайней мере, одной микросхемы (2) и фланцем (3).
11. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, одно охлаждающее устройство является блоком охлаждения.
12. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 11, отличающийся тем, что содержит приспособления (10, 11) для крепления фланца (3), по крайней мере, с одной микросхемой (2) и подложкой (4) к, по крайней мере, одному охлаждающему устройству.
13. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что содержит диэлектрическую подложку (12) между фланцем (3) и, по крайней мере, одним охлаждающим устройством, в частности имеющую форму пластины и/или устанавливаемую на стороне фланца (3), противоположной той стороне фланца (3), где располагаются, по крайней мере, одна микросхема (2) и подложка (4).
14. Сборный корпус микросхемы (1) по п. 1, отличающийся тем, что содержит крышку (13) для защиты, по крайней мере, одной микросхемы (2) и ее выводов, в частности съемную крышку (13), и/или содержит винты в диэлектрических втулках для крепления, по крайней мере, одной микросхемы (2), подложки (4) и фланца (3) к, по крайней мере, одному охлаждающему устройству.
15. Способ использования сборного корпуса микросхемы (1) по пп. 1-14, отличающийся тем, что корпус микросхемы демонтируется, в частности для снятия, по крайней мере, одной микросхемы (2) с подложки (4), в частности для замены, по крайней мере, одной микросхемы (2) на другую микросхему (2).
RU2015133780A 2013-01-16 2013-01-16 Сборный корпус микросхемы и способ его использования RU2617559C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2013/000031 WO2014112892A2 (en) 2013-01-16 2013-01-16 Chip package assembly and method to use the assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015133780A RU2015133780A (ru) 2017-02-17
RU2617559C2 true RU2617559C2 (ru) 2017-04-25

Family

ID=49230832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015133780A RU2617559C2 (ru) 2013-01-16 2013-01-16 Сборный корпус микросхемы и способ его использования

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150364399A1 (ru)
EP (1) EP2936555B1 (ru)
JP (1) JP2016503969A (ru)
KR (1) KR20150129673A (ru)
CN (1) CN105051893A (ru)
RU (1) RU2617559C2 (ru)
WO (1) WO2014112892A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815905C1 (ru) * 2021-01-29 2024-03-25 Чанчжоу Минсил Робот Текнолоджи Ко., Лтд. Устройство для выдачи клея и крепления заготовки

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016213314A (ja) * 2015-05-08 2016-12-15 富士通株式会社 冷却モジュール及び電子機器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1672692A1 (de) * 2004-12-16 2006-06-21 ABB Research Ltd Leistungshalbleiter-Modul
US20100008046A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Mahoney William G Thermal dissipation heat slug sandwich
US20100091477A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Package, and fabrication method for the package

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3958195A (en) * 1975-03-21 1976-05-18 Varian Associates R.f. transistor package having an isolated common lead
JPS5315256U (ru) * 1976-07-20 1978-02-08
JPS5737491Y2 (ru) * 1977-05-06 1982-08-18
JPS57124456A (en) * 1981-01-26 1982-08-03 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JPH028089U (ru) * 1988-06-24 1990-01-18
JPH028098U (ru) * 1988-06-27 1990-01-18
US5760473A (en) * 1996-06-25 1998-06-02 Brush Wellman Inc. Semiconductor package having a eutectic bonding layer
JPH1065036A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Oki Business:Kk モジュールの気密封止構造及び方法
CN1061331C (zh) * 1997-03-03 2001-01-31 麻林涛 用核辐射技术提高生物肥料菌种活性的方法
WO1998041071A1 (en) 1997-03-11 1998-09-17 Xemod, Inc. Hybrid module assembling method and apparatus
SE512710C2 (sv) * 1998-07-08 2000-05-02 Ericsson Telefon Ab L M Kapsel för högeffekttransistorchip för höga frekvenser innefattande en elektriskt och termiskt ledande fläns
US20030125077A1 (en) 2002-01-03 2003-07-03 Hsi-Che Lee Multimedia watch
JP3813098B2 (ja) * 2002-02-14 2006-08-23 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
WO2004049449A1 (ja) * 2002-11-25 2004-06-10 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology 半導体装置、およびその半導体装置を用いた電力変換器、駆動用インバータ、汎用インバータ、大電力高周波通信機器
JP2005150133A (ja) * 2003-11-11 2005-06-09 Sumitomo Metal Electronics Devices Inc 半導体素子収納用容器
JP4615289B2 (ja) * 2004-11-12 2011-01-19 三菱電機株式会社 半導体装置
TW200636946A (en) 2005-04-12 2006-10-16 Advanced Semiconductor Eng Chip package and packaging process thereof
JP2008159862A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 高周波電子部品のパッケージ構造
JP2008160153A (ja) * 2008-03-17 2008-07-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 高周波電子部品のパッケージ構造
JP5285347B2 (ja) * 2008-07-30 2013-09-11 セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 回路装置
JP5572890B2 (ja) * 2010-06-08 2014-08-20 ミヨシ電子株式会社 半導体モジュールおよび半導体装置
KR101077378B1 (ko) * 2010-06-23 2011-10-26 삼성전기주식회사 방열기판 및 그 제조방법
JP5450313B2 (ja) * 2010-08-06 2014-03-26 株式会社東芝 高周波半導体用パッケージおよびその作製方法
EA201390661A1 (ru) * 2011-02-08 2014-04-30 Кембридж Нанолитик Лимитед Неметаллическое покрытие и способ его создания

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1672692A1 (de) * 2004-12-16 2006-06-21 ABB Research Ltd Leistungshalbleiter-Modul
US20100008046A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Mahoney William G Thermal dissipation heat slug sandwich
US20100091477A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Package, and fabrication method for the package

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2815905C1 (ru) * 2021-01-29 2024-03-25 Чанчжоу Минсил Робот Текнолоджи Ко., Лтд. Устройство для выдачи клея и крепления заготовки

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014112892A3 (en) 2014-10-16
US20150364399A1 (en) 2015-12-17
CN105051893A (zh) 2015-11-11
WO2014112892A2 (en) 2014-07-24
JP2016503969A (ja) 2016-02-08
RU2015133780A (ru) 2017-02-17
EP2936555B1 (en) 2018-09-12
EP2936555A2 (en) 2015-10-28
KR20150129673A (ko) 2015-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9530707B2 (en) Semiconductor module
CN109427707B (zh) 一种功率器件的三维封装结构及封装方法
US10096562B2 (en) Power module package
RU2585887C1 (ru) Компоновка электронного блока питания
US11062972B2 (en) Electronic module for power control and method for manufacturing an electronic module power control
US11533824B2 (en) Power semiconductor module and a method for producing a power semiconductor module
US7265983B2 (en) Power unit comprising a heat sink, and assembly method
US7961470B2 (en) Power amplifier
KR101008772B1 (ko) 집적 회로 장치, 전자 회로 지지 기판 및 집적 회로와 히트싱크의 열적 접속 방법
US7564128B2 (en) Fully testable surface mount die package configured for two-sided cooling
US7310224B2 (en) Electronic apparatus with thermal module
RU2617559C2 (ru) Сборный корпус микросхемы и способ его использования
CN109801900B (zh) 一种电力用逆变电路装置
EP3588557B1 (en) Package structure
US7042085B2 (en) Method for packaging electronic modules and multiple chip packaging
US9324627B2 (en) Electronic assembly for mounting on electronic board
CN210379025U (zh) 功率器件封装结构
US20200181407A1 (en) Electronics packaging using organic electrically insulating layers
TWI831247B (zh) 功率模組及其製作方法
JP2009188192A (ja) 回路装置
WO2014074045A1 (en) Heat dissipation assembly
CN117293118A (zh) 功率模块及其制作方法
JP2001102514A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190117