ВЫВОДНАЯ РАМКА КОРПУСА ИНТЕГРАЛЬНОЙ МИКРОСХЕМЫ

Предполагаемая полезная модель относится к области электронной техники, а именно - к конструкции медных выводных рамок интегральных схем и полупроводниковых приборов, герметизируемых пластмассой.
Известна выводная рамка корпуса интегральной микросхемы, состоящая из проводящей пластины, в которой сформированы площадки под посадку полупроводниковых кристаллов, внешние выводы с участками для разварки внутренних гибких выводов от контактных площадок полупроводниковых кристаллов и технологические связи площадок под посадку и выводов с материалом пластины (см., например, статью Polymer Bonded LCP Device Housing Enables Selective Thermal Management for RF Device Packages by Andy Longford, Figure 4. URL:www.armms.org/media/uploads/1304696425.pdf). Получение такой рамки осуществляется методом штамповки на прессе. Технологические связи удерживают вывода в плоскости рамки до момента их отсечения от рамки после герметизации пластмассой. Такой способ создания рамки является самым дешевым и высокопроизводительным.
Недостатком данной выводной рамки является то, что в процессе эксплуатации корпуса, созданного из такой рамки, при механическом воздействии на корпус может произойти выпадение или вытягивание выводов. Другим существенным недостатком является остаточная деформация материала рамки после штамповки (см., например, Semitracks Monthly Newsletter November 2013 Issue 53 Figure 4. URL:https://www.semitracks.com/newsletters/november/2013-november-newsletter.php).
Наиболее близкой к предлагаемой является выводная рамка корпуса интегральной микросхемы, состоящая из проводящей пластины, в которой сформированы площадки под посадку полупроводниковых кристаллов, внешние выводы с участками для разварки внутренних гибких выводов от контактных площадок полупроводниковых кристаллов и технологические связи площадок под посадку и выводов с материалом пластины, причем размер площадок под посадку и участков выводов под разварку со стороны присоединения полупроводниковых кристаллов больше, чем их размер с обратной стороны (см. патент США №9,698,084 В2, H01L 23/495). Получение такой конструкции выводной рамки осуществляется с помощью лазерной сварки пластины, которая по своей конфигурации повторяет рамку, но при этом имеет меньшую ширину.
Однако из-за особенностей данного вида сварного соединения, который не может обеспечить полного соединения свариваемых поверхностей по площади контакта, увеличивается сопротивление выводов, что уменьшает допустимые рабочие токи. Также при уменьшении габаритов корпуса и увеличении количества выводов, ширина контактных площадок под разварку гибких выводов становится соразмерна с шириной вывода и при воздействии силы вдоль оси вывода, как и в предыдущем случае, может произойти его вырывание.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности и выхода годных изделий интегральных микросхем за счет улучшения удержания выводов в пластмассовом корпусе при воздействии сил, направленных как вдоль оси выводов, так и поперек им.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой выводной рамке корпуса интегральной микросхемы, состоящей из проводящей пластины, в которой сформированы площадки под посадку полупроводниковых кристаллов, внешние выводы с участками для разварки внутренних гибких выводов от контактных площадок полупроводниковых кристаллов и технологические связи площадок под посадку и выводов с материалом пластины, причем размер площадок под посадку и участков выводов под разварку со стороны присоединения полупроводниковых кристаллов больше, чем их размер с обратной стороны, выводы за пределами участков для разварки внутренних гибких выводов от контактных площадок полупроводниковых кристаллов имеют размеры, одинаковые как со стороны разварки гибких выводов, так и с обратной стороны.
Отличительной особенностью является то, что благодаря более широким размерам части выводов, где осуществляется разварка внутренних гибких выводов, становится затруднительным вырвать такой вывод из пластика корпуса как вдоль оси вывода, так и в перпендикулярном ему направлении, что повышает прочность, надежность и выход годных изделий интегральных микросхем, не уменьшая их предельные рабочие токи.
Суть предлагаемой полезной модели поясняется фигурами 1, 2 и 3. На фиг. 1 изображена предлагаемая рамка. На фиг. 2А изображен увеличенный вид одного кадра выводной рамки. На фиг. 2Б изображен перевернутый и увеличенный вид одного кадра выводной рамки в изометрической проекции. На фиг. 3 изображен разрез корпуса с кристаллом, до момента отсечения от предлагаемой рамки.
Позициями на фиг. 1, 2, 3 обозначены:
1 - проводящая пластина
2 - площадка под посадку полупроводникового кристалла
3 - внешние выводы с участками для разварки внутренних гибких выводов от контактных площадок кристалла
4 - технологические связи выводов с рамкой
5 - пластмасса корпуса
6 - полупроводниковый кристалл
7 - внутренние гибкие вывода
Выводная рамка состоит из проводящей пластины (1), в которой травлением сформированы площадки под посадку полупроводниковых кристаллов (2) на которые наклеивают или припаивают полупроводниковые кристаллы (6). Кристаллы посредством внутренних гибких выводов (7) соединяют ультразвуковой сваркой с внешними выводами. Эти внешние выводы с участками для разварки внутренних гибких выводов от контактных площадок кристаллов (3), как и внутренние гибкие выводы, служат токопроводящими каналами между кристаллом и платой, на которую припаивается корпус. Технологические связи выводов с рамкой (4) используются как каркас крепления выводов на рамке и удерживают выводы в ее плоскости на всем протяжении цикла получения корпуса, до момента отсечения герметизированного пластмассой (5) корпуса от проводящей пластины.
Изготовление предлагаемого устройства осуществляется следующим образом: на обе стороны проводящей пластины из меди толщиной 300 мкм фоторезистом ФП-2550 наносят резистивный слой. Затем создают две отличных друг от друга фотолитографических маски: на лицевую и обратную сторону. При этом открытые участки маскирующего слоя обратной стороны рамки шире открытых участков рабочей стороны на 150 мкм на теплорастекателе и участках для разварки гибких выводов, а на участках технологических связей выводов с рамкой ширина маски одинакова для обеих сторон. Далее с помощью зажимного приспособления совмещают фотошаблоны для лицевой и обратной стороны выводной рамки, закрепляют их от сдвига и проводят двустороннюю фотолитографию.
Затем проводят травление в стандартном растворе хлорного железа (или любом подходящем травителе, таким как, например, персульфат аммония) на половину толщины материала рамки. После рамку никелируют для защиты от окисления. Если требуется золочение, то никелевый слой будет также являться адгезионным для золота.
Чтобы получить готовый корпус прибора проводят посадку кристалла и методом ультразвуковой или термокомпрессионной сварки разваривают гибкие вывода, после чего прибор на рамке герметизируют пластмассой.
Отсечение герметизированного пластмассой корпуса от проводящей рамки производят либо дисковой резкой, либо при помощи лазера.