Конструкция интегральной микросхемы

В процессе производства интегральной микросхемы кристалл полупроводниковой, плёночной или гибридной интегральных микросхем устанавливается в корпус. Существуют два способа соединений кристалла или подложки с внешними выводами корпуса ИС – проволочный монтаж и монтаж методом перевёрнутого кристалла (для ГИС – монтаж с жёсткими выводами).

2.6.1. Конструкция полупроводниковых интегральных микросхем

При сборке полупроводниковых ИМС с помощью проволочного монтажа кристалл интегральной схемы приклеивают или припаивают, в зависимости от типа корпуса, к основанию корпуса. Если контактные площадки кристалла алюминиевые, то с помощью ультразвуковой сварки алюминиевой проволокой производится соединение с внешними выводами корпуса ИС. При золотых контактных площадках соединение производится золотой проволокой с помощью термокомпрессии или ультразвуковой сварки. Конструкция полупроводниковой ИМС, изготовленной способом проволочного монтажа, показана на рис. 2.11.(а).

К недостаткам проволочного монтажа, помимо его сложности, следует отнести высокую стоимость, нетехнологичность и низкую надёжность таких соединений.

При монтаже методом перевёрнутого кристалла присоединение всех контактных площадок производится одновременно. На контактных площадках кристалла создаются выступы в виде шариков или цилиндров. При установке в корпусе производится совмещение выступов на кристалле с местами для сварки у внешних выводов ИС и методом термокомпрессии производится сварка. Конструкция полупроводниковой ИС, изготовленной методом перевёрнутого кристалла, показана на рис. 2.11.(б).

К достоинствам данного метода следует отнести его экономичность, надёжность с точки зрения механических и термических напряжений, технологичность. Недостатком является сложность контроля совмещения контактных площадок при установке в корпусе.

Рис. 2.11. Конструкция полупроводниковой ИС

1 – внешние выводы

2 – керамический корпус

3 – металлическая крышка корпуса

4 – кристалл ИС

5 – металлическое дно ИС

6 – соединительная проволока

7 – пластмассовый корпус

8 – шариковые выводы

2.6.2. Конструкция гибридных интегральных схем.

При проволочном монтаже ГИС подложка приклеивается к основанию корпуса, и монтаж ведётся аналогично монтажу полупроводниковых ИС. Конструкция таких ГИС показана на рис. 2.12.(а).

в)

Рис. 2.12. Конструкция ГИС

1 – корпус ГИС

2 – проволочные выводы

3 – подложка ГИС

4 – внешние выводы

5 – «рамка-спутник»

6 – выводы «рамки-спутника»

7 – контактные площадки подложки ГИС

Монтаж ГИС с жёсткими выводами производится следующим образом. Контактные площадки подложки ГИС совмещаются с контактными площадками «рамки-спутника» (см. рис.2.12.(б)) и методом термокомпрессии или ультразвуковой сварки производится их соединение. Затем подложка с «рамкой-спутником» приклеивается к основанию корпуса и производится соединение выводов с внешними выводами ИС. Выступающие части «рамки-спутника» в последующем отрезаются. Конструкция ГИС, выполненной данным способом, показана на рис. 2.12.(в).

Активные элементы ГИС монтируются на подложку также двумя способами – с помощью проволочного монтажа и методом перевёрнутого кристалла (см. раздел 2.3).