Корпус интегральной схемы
Владельцы патента RU 2329568:
Закрытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "НИИТАЛ" (ЗАО "НПО "НИИТАЛ") (RU)
Использование: электронная техника, в частности конструкции корпусов интегральных схем. Сущность изобретения: корпус интегральной схемы состоит из основания с многослойной проводящей структурой и матрицей шариковых выводов. В центральной зоне основания выполнено отверстие, в котором размещена установочная площадка для интегральной схемы, состоящая из диэлектрической пластины, соединенной посредством паянного шва с поверхностью металлической пластины. Диэлектрическая пластина выполнена из нитрида алюминия с коэффициентом теплового линейного расширения, равным коэффициенту теплового линейного расширения кремния. Предложенный корпус интегральной схемы удобен в эксплуатации, позволяет производить подключение полупроводниковых устройств к источнику энергии с высокими нагрузками, обеспечивая при этом эффективный отвод тепла от интегральной схемы. 2 ил.
Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано при разработке корпусов интегральных схем.
Известен корпус интегральной схемы, содержащий металлическое основание, диэлектрическую пластину с микрополосковыми линиями на одной стороне, которые посредством металлических проводников, проходящих через диэлектрическую пластину, соединены с внешними выводами, расположенными на другой ее стороне, и крышку, герметично соединенную с поверхностью диэлектрической пластины.
В центре диэлектрической пластины выполнено отверстие, в котором заподлицо и с возможностью теплового контакта с основанием корпуса размещена интегральная схема.
Недостатком известного корпуса является применение в качестве материала металлического основания сплава МД-50, теплопроводность которого в 1,5 раза меньше, чем в предлагаемом корпусе.
Кроме того, применение сплава МД-50, обладающего электропроводностью, требует наличие дополнительного диэлектрического слоя между пластиной и монтируемой на ней интегральной схемой, что еще больше ухудшает теплоотвод от микросхемы. Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков (прототипом) является корпус интегральной схемы, включающий основание со структурой проводящих линий и матрицей шариковых выводов, в центре которого выполнено отверстие.
В отверстии расположен медный теплоотвод, а интегральная схема смонтирована непосредственно на основании и залита компаундной формой.
Недостатком известного технического решения является жесткая конструкция корпуса, включающая в себя три элемента конструкции (основание, теплоотвод и компаундная смесь) с разными коэффициентами теплового линейного расширения, что уменьшает надежность работы изделия в условиях повышенных температур, сопровождающихся растрескиванием или проникновением влаги к поверхности кристалла.
Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в устранении указанных недостатков путем улучшения условий монтажа интегральной схемы в предлагаемом корпусе.
Для решения этой задачи в предлагаемом корпусе интегральной схемы на основе кремния с многослойной проводящей структурой и матрицей шариковых выводов, имеющим в центре сквозное отверстие для размещения интегральной схемы, закрытое снизу металлической пластиной, и крышку, в соответствии с изобретением и в отличии от прототипа корпус снабжен установочной площадкой, состоящей из диэлектрической пластины, соединенной посредством паянного шва с поверхностью металлической пластины, и закрепленной в нижней части основания корпуса с возможностью обеспечения неплоскостности установочной поверхности площадки в пределах 10...20 мкм, кроме того диэлектрическая пластина выполнена из нитрида алюминия с коэффициентом теплового линейного расширения равным коэффициенту теплового линейного расширения кремния.
Изобретение поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен поперечный разрез корпуса интегральной схемы;
на фиг.2 изображен корпус интегральной схемы в плане. Крышка корпуса не показана.
Устройство содержит основание 1 с многослойной проводящей структурой 2 и матрицей шариковых выводов 3.
В центральной зоне основания 1 выполнено сквозное отверстие 4, закрываемое снизу металлической пластиной 5, а сверху крышкой 6.
В корпус устройства введена диэлектрическая пластина 7, которая установлена на металлическую пластину 5, образуя установочную площадку с поверхностью «А».
Установочная площадка размещена в отверстии корпуса и закреплена в нижней части основания 1, например, посредством паяного шва, при этом допуск неплоскостности установочной поверхности площадки может быть в пределах 10...20 мкм.
Диэлектрическая пластина выполнена из нитрида алюминия с коэффициентом теплового линейного расширения равным коэффициенту теплового линейного расширения кремния.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал поступает на выводы корпуса через многослойные проводящие линии к интегральной схеме, проходит соответствующую обработку (усиление, преобразование частоты, смещение, переключение на разные выводы и т.д.). Преобразованный сигнал снимается с внешних выводов корпуса. Предложенное устройство позволяет осуществлять различные виды обработки поступающих сигналов и снятие их с внешних выводов корпуса в условиях повышенных требований, таких как резкий перепад температур, высокая относительная влажность, вибрации и др.
Использование данного корпуса позволяет производить подключение полупроводниковых устройств к источнику энергии с высокими нагрузками.
При этом обеспечивается эффективный отвод тепла от интегральной схемы с помощью диэлектрической пластины с высокой теплопроводностью, а также сохраняется гарантия сохранности кристаллов от различного рода деформаций за счет выравнивания величин коэффициентов теплового линейного расширения кристаллов и диэлектрической пластины.
Источники информации
1. Патент RU № 2079931, кл. H01L 23/02, H05K 5/06, 1997.
2. Патент SU № 6956741, кл. H05K 7/20, 2005.
Корпус интегральной схемы на основе кремния, содержащий керамическое основание с многослойной проводящей структурой и матрицей шариковых выводов, имеющий в центре сквозное отверстие для размещения интегральной схемы, закрытое снизу металлической пластиной, и крышку, отличающийся тем, что корпус снабжен установочной площадкой, состоящей из диэлектрической пластины, соединенной посредством паянного шва с поверхностью металлической пластины, и закрепленной в нижней части основания корпуса с возможностью обеспечения неплоскостности установочной поверхности площадки в пределах 10-20 мкм, кроме того, диэлектрическая пластина выполнена из нитрида алюминия с коэффициентом теплового линейного расширения, равным коэффициенту теплового линейного расширения кремния.
