[go: up one dir, main page]

RU2852521C1 - Method for manufacturing powerful hybrid integrated circuit of microwave range - Google Patents

Method for manufacturing powerful hybrid integrated circuit of microwave range

Info

Publication number
RU2852521C1
RU2852521C1 RU2025120581A RU2025120581A RU2852521C1 RU 2852521 C1 RU2852521 C1 RU 2852521C1 RU 2025120581 A RU2025120581 A RU 2025120581A RU 2025120581 A RU2025120581 A RU 2025120581A RU 2852521 C1 RU2852521 C1 RU 2852521C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
integrated circuit
crystal
electrically connected
protrusion
manufactured
Prior art date
Application number
RU2025120581A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Владимирович Дудинов
Виктор Анатольевич Иовдальский
Нина Валентиновна Ганюшкина
Артём Александрович Крутов
Павел Витальевич Фролов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2852521C1 publication Critical patent/RU2852521C1/en

Links

Abstract

FIELD: electronic engineering.
SUBSTANCE: invention can be used in the creation of powerful hybrid integrated circuits of the microwave range. Method for manufacturing a powerful hybrid integrated circuit (HIC) of the microwave range, in which: a metal base with a protrusion formed in the central part and protrusion parts formed along the periphery with mounting pads is manufactured, microstrip boards on a dielectric substrate with a topological metallisation pattern are manufactured, identical monolithic integrated circuit chips are manufactured, lead frames with flat beam leads are manufactured, then a group metallisation topology of the lead frames is formed by photolithography, and then the topology is separated into individual lead frames. The inner ends of the leads of the lead frames are connected to the corresponding contact pads of the chips. A plate made of a good electro-thermally conductive material of a given size and configuration (with recesses) is manufactured. The corresponding microstrip boards are electrically connected to the input and output signal transmission lines on the surface of the base in the immediate vicinity of the protrusion in the central part. Additional components are electrically connected from two opposite free sides of the protrusion. The lower chip with the attached lead frame is electrically connected by its reverse side to the protrusion. The outer ends of the beam leads are electrically connected to the input and output lines. The upper chip with the attached lead frame is placed and electrically connected by its reverse side to the plate in its central part. The edges of the plate with the fixed upper chip with the lead frame are placed on the mounting pads. The outer ends of the beam leads of the upper chip are aligned with the outer ends of the beam leads of the lower chip. The outer ends of the beam leads of the upper chip are electrically connected to the input and output lines of the microstrip boards. The edges of the plate are fixed and electrically connected to the mounting pads on the upper surface of the protrusion parts.
EFFECT: reduction of manufacturing labour intensity and preservation of the required electrical and mass-dimensional characteristics of the powerful hybrid integrated circuit of the microwave range.
3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при создании мощных гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона.The invention relates to electronic engineering and can be used in the creation of high-power hybrid integrated circuits for the microwave range.

Известен способ изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ, включающий формирование многослойной диэлектрической подложки посредством расположения отдельных диэлектрических слоёв с обеспечением формирования, по меньшей мере, одного сквозного отверстия в подложке, последующее спекание и отжиг, закрепление подложки экранной заземляющей металлизацией на электро- и теплопроводящее основание, закрепление активного тепловыделяющего компонента в одном сквозном отверстии подложки, соединение электрически контактных площадок активного тепловыделяющего компонента с топологическим рисунком металлизационного покрытия подложки, контроль электрических характеристик гибридной интегральной схемы. При изготовлении отдельных диэлектрических слоёв многослойной диэлектрической подложки сквозные отверстия изготавливают с определённым сечением. При нанесении металлизационного покрытия топологического рисунка и экранной заземляющей металлизации одновременно заполняют материалом металлизационного покрытия одно сквозное отверстие и дополнительные сквозные отверстия. При формировании многослойной диэлектрической подложки отдельные диэлектрические слои располагают определённым образом, а формирование активного тепловыделяющего компонента осуществляют непосредственно в одном сквозном отверстии многослойной диэлектрической подложки [Патент РФ №2536771 на изобретение, приоритет 09.07.2013 г., МПК H01L 25/16, опубл. 27.12.2014 г. Бюл. №36. // Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона. Иовдальский В.А., Калашников Ю.Н., Дудинов К.В., Кудрова Т.С.].A method for manufacturing a hybrid microwave integrated circuit is known, comprising forming a multilayer dielectric substrate by arranging individual dielectric layers to form at least one through-hole in the substrate, followed by sintering and annealing, securing the substrate with a shield grounding metallization to an electrically and thermally conductive base, securing an active heat-generating component to one through-hole in the substrate, electrically connecting the active heat-generating component's contact pads to the topological pattern of the substrate's metallization coating, and monitoring the electrical characteristics of the hybrid integrated circuit. During the fabrication of individual dielectric layers of the multilayer dielectric substrate, the through-holes are manufactured with a specific cross-section. During the application of the metallization coating of the topological pattern and the shield grounding metallization, one through-hole and additional through-holes are simultaneously filled with the metallization coating material. When forming a multilayer dielectric substrate, individual dielectric layers are arranged in a certain manner, and the active heat-generating component is formed directly in one through hole of the multilayer dielectric substrate [Patent of the Russian Federation No. 2536771 for invention, priority dated 07/09/2013, IPC H01L 25/16, published on 12/27/2014. Bulletin No. 36. // Method for manufacturing a high-power hybrid integrated circuit of the microwave range. Iovdal'skiy V.A., Kalashnikov Yu.N., Dudinov K.V., Kudrova T.S.].

Недостатком данного способа изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона является высокая трудоёмкость изготовления.The disadvantage of this method of manufacturing a high-power microwave hybrid integrated circuit is the high labor intensity of its manufacture.

Известна мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона, содержащая диэлектрическую подложку с топологическим рисунком на лицевой и обратной стороне, расположенную обратной стороной на теплоотводящем основании и соединённую с ним заземляющей металлизацией, пару кристаллов полупроводниковых приборов с плоскими балочными выводами, соединёнными с контактными площадками на лицевой стороне и между собой, каждый из кристаллов содержит транзисторы, на теплоотводящем основании выполнен выступ, на котором установлен один из кристаллов, при этом высота выступа обеспечивает расположение лицевой стороны кристалла в одной плоскости с лицевой стороной диэлектрической подложкой, часть балочных выводов соединена с топологическим рисунком металлизации, верхний кристалл соединён обратной стороной с пластиной, выполненной из электротеплопроводящего материала, края пластины выступают за пределы второго кристалла, на верхней плоскости выступа основания с двух сторон нижнего кристалла выполнены две монтажные площадки, кристаллы расположены лицевыми сторонами друг к другу, кристаллы выполнены в виде монолитных интегральных схем усилителей мощности, на одной части диэлектрической подложки расположена входная линия передачи входного СВЧ-сигнала, на другой - выходная линия передачи выходного СВЧ-сигнала, теплопроводящая пластина толщиной от 0.1 до 0.5 мм, с краями, закреплёнными на монтажных площадках, размером от 0.3×0.3 мм до 3.0×5.0 мм, выполненным по периметру кристалла, высота выступа металлического основания в местах расположения монтажных площадок увеличена до краёв пластины, на краях электротеплопроводящей пластины, в местах расположения балочных выводов, в местах входной и выходной линий передачи СВЧ сигнала, выполнены выборки глубиной до кристаллов усилителей мощности, на металлическое основание с двух сторон от кристаллов интегральных схем усилителей мощности установлены дополнительные компоненты, образующие цепи их питания, электрически соединённые с балочными выводами кристаллов и между собой [Патент РФ № 2817537 на изобретение, приоритет 19.12.2023г., МПК H01L 25/11, H01L 27/12, H05К 1/18, опубл. 16.04.2024 г., Бюл. №11. // Мощная гибридная интегральная схема СВЧ-диапазона. Иовдальский В.А., Дудинов К.В., Ганюшкина Н.В.], принят за прототип.A high-power microwave integrated circuit is known, comprising a dielectric substrate with a topological pattern on the front and back sides, located with its back side on a heat-dissipating base and connected to it by grounding metallization, a pair of crystals of semiconductor devices with flat beam leads connected to contact pads on the front side and to each other, each of the crystals contains transistors, a protrusion is made on the heat-dissipating base on which one of the crystals is mounted, wherein the height of the protrusion ensures the location of the front side of the crystal in the same plane with the front side of the dielectric substrate, part of the beam leads are connected to the topological pattern of the metallization, the upper crystal is connected with the back side to a plate made of an electrically heat-conducting material, the edges of the plate protrude beyond the second crystal, on the upper plane of the base protrusion on both sides of the lower crystal there are two mounting pads, the crystals are located with their front sides facing each other, the crystals are made in the form of monolithic integrated circuits of amplifiers power, on one part of the dielectric substrate there is an input transmission line for the input microwave signal, on the other - an output transmission line for the output microwave signal, a heat-conducting plate with a thickness of 0.1 to 0.5 mm, with edges secured to mounting pads, measuring from 0.3 × 0.3 mm to 3.0 × 5.0 mm, made along the perimeter of the crystal, the height of the protrusion of the metal base at the locations of the mounting pads is increased to the edges of the plate, at the edges of the electrically heat-conducting plate, at the locations of the beam leads, in the places of the input and output transmission lines of the microwave signal, recesses are made with a depth up to the crystals of the power amplifiers, additional components are installed on the metal base on both sides of the crystals of the integrated circuits of the power amplifiers, forming their power supply circuits, electrically connected to the beam leads of the crystals and to each other [Patent of the Russian Federation No. 2817537 for invention, priority 19.12.2023, IPC H01L 25/11, H01L 27/12, H05K 1/18, published 16.04.2024, Bulletin No. 11. // High-power hybrid integrated circuit of the microwave range. [Iovdal'skiy V.A., Dudinov K.V., Ganyushkina N.V.], adopted as a prototype.

Техническим результатом изобретения является снижение трудоёмкости изготовления и сохранение требуемых электрических и массогабаритных характеристик мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона.The technical result of the invention is a reduction in the labor intensity of manufacturing and the preservation of the required electrical and weight-dimensional characteristics of a high-power hybrid integrated circuit of the microwave range.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, содержащей диэлектрическую подложку с топологическим рисунком металлизации на лицевой и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне, которая расположена обратной стороной на металлическом теплоотводящем основании и соединена с ним электрически экранной заземляющей металлизацией, и, по меньшей мере, одну пару кристаллов полупроводниковых приборов с плоскими балочными выводами, соединёнными с контактными площадками на лицевой стороне, однофункциональные балочные выводы соединены между собой, каждый из кристаллов содержит транзисторы, на металлическом теплоотводящем основании выполнен выступ, на котором установлен, закреплён и электрически соединён с ним своей обратной стороной, по меньшей мере, нижний из пары кристаллов полупроводниковых приборов, при этом высота выступа металлического основания обеспечивает расположение лицевой стороны кристалла в одной плоскости с лицевой стороной диэлектрической подложки, и, по меньшей мере, часть балочных выводов кристалла соединена с топологическим рисунком металлизации, верхний кристалл из пары расположен, закреплён и электрически соединён своей обратной стороной с пластиной, выполненной из хорошо электро- и теплопроводящего материала, причём края пластины, по крайней мере, частично выступают за пределы верхнего кристалла, на верхней плоскости выступа металлического теплоотводящего основания, по меньшей мере, с двух сторон нижнего кристалла выполнены, по меньшей мере, две монтажные площадки, верхний кристалл пары расположен лицевой стороной к лицевой стороне нижнего кристалла и своими балочными выводами соединен с балочными выводами нижнего кристалла, монтажные площадки обеспечивают расположение, закрепление и хороший электрический и тепловой контакт с выступающими за верхний кристалл краями пластины, формируют выступ в центральной части и части выступа по его периферии с монтажными площадками на их поверхностях при изготовлении металлического основания; изготавливают микрополосковые платы с входной и выходной линиями передачи сигнала на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне диэлектрической подложки платы; изготавливают одинаковые кристаллы монолитной интегральной схемы усилителей мощности со строго симметричными контактными площадками по краям сторон кристаллов относительно оси, проходящей через входную и выходную линии передачи сигнала; изготавливают выводные рамки с плоскими балочными выводами таким образом, что внутренние концы выводов в составе выводных рамок соответствуют по размеру и месту расположения контактным площадкам кристаллов; подключают внутренние концы выводов выводных рамок к соответствующим контактным площадкам кристаллов; изготавливают пластину заданных размера и конфигурации из хорошо электротеплопроводящего материала; размещают, закрепляют и электрически соединяют соответствующие микрополосковые платы с входной и выходной линиями передачи сигнала в непосредственной близости к выступу в центральной части основания мощной гибридной интегральной схемы с двух его противоположных сторон; размещают, закрепляют и электрически соединяют дополнительные компоненты с двух противоположных свободных сторон выступа в центральной части основания согласно схеме; размещают, закрепляют и электрически соединяют нижний кристалл монолитной интегральной схемы с присоединённой выводной рамкой его обратной стороной на выступ в центральной части основания; электрически соединяют внешние концы балочных выводов с входной и выходной линиями на микрополосковых платах и дополнительными компонентами; удаляют технологические части выводной рамки; размещают, закрепляют и электрически соединяют обратной стороной верхний кристалл монолитной интегральной схемы с присоединённой выводной рамкой на пластине в центральной её части; наносят связующее вещество на монтажные площадки верхней поверхности частей выступа; размещают края пластины с закреплённым верхним кристаллом монолитной интегральной схемы с выводной рамкой на монтажных площадках; совмещают внешние концы балочных выводов верхнего кристалла с внешними концами балочных выводов нижнего кристалла; электрически соединяют внешние концы балочных выводов верхнего кристалла монолитной интегральной схемы с внешними концами нижнего кристалла, с входной и выходной линиями микроплолосковых плат и с дополнительными компонентами; закрепляют и электрически соединяют края пластины с монтажными площадками; удаляют технологическую часть выводной рамки верхнего кристалла монолитной интегральной схемы; проводят контроль электрических характеристик мощной гибридной интегральной схемы.The technical result is achieved in that in the method for manufacturing a high-power hybrid integrated microwave circuit comprising a dielectric substrate with a topological pattern of metallization on the front and a screen grounding metallization on the back side, which is located with its back side on a metal heat-dissipating base and is electrically connected to it by a screen grounding metallization, and at least one pair of crystals of semiconductor devices with flat beam leads connected to contact pads on the front side, the single-functional beam leads are connected to each other, each of the crystals contains transistors, a protrusion is made on the metal heat-dissipating base, on which at least the lower of the pair of crystals of semiconductor devices is installed, secured and electrically connected to it by its back side, wherein the height of the protrusion of the metal base ensures the location of the front side of the crystal in the same plane with the front side of the dielectric substrate, and at least part of the beam leads of the crystal is connected to the topological a metallization pattern, the upper crystal of the pair is positioned, secured and electrically connected by its back side to a plate made of a good electrically and thermally conductive material , wherein the edges of the plate at least partially protrude beyond the upper crystal, on the upper plane of the protrusion of the metal heat-dissipating base, on at least two sides of the lower crystal, at least two mounting pads are formed, the upper crystal of the pair is positioned face to face with the lower crystal and is connected with its beam terminals to the beam terminals of the lower crystal, the mounting pads ensure positioning, securing and good electrical and thermal contact with the edges of the plate protruding beyond the upper crystal, form a protrusion in the central part and a part of the protrusion along its periphery with mounting pads on their surfaces during the manufacture of the metal base; microstrip boards are manufactured with input and output signal transmission lines on the front side and screen grounding metallization on the back side of the dielectric substrate of the board; Identical crystals of a monolithic integrated circuit of power amplifiers are manufactured with strictly symmetrical contact pads along the edges of the sides of the crystals relative to the axis passing through the input and output signal transmission lines; lead frames with flat beam leads are manufactured in such a way that the inner ends of the leads in the lead frames correspond in size and location to the contact pads of the crystals; the inner ends of the leads of the lead frames are connected to the corresponding contact pads of the crystals; a plate of a given size and configuration is manufactured from a good electrical and thermally conductive material; the corresponding microstrip boards are placed, secured and electrically connected to the input and output signal transmission lines in the immediate vicinity of the protrusion in the central part of the base of the high-power hybrid integrated circuit on two opposite sides thereof; additional components are placed, secured and electrically connected on two opposite free sides of the protrusion in the central part of the base according to the diagram; The lower crystal of the monolithic integrated circuit with the attached lead frame is placed, secured, and electrically connected by its reverse side to the projection in the central part of the base; the outer ends of the beam leads are electrically connected to the input and output lines on the microstrip boards and to additional components; the technological parts of the lead frame are removed; the upper crystal of the monolithic integrated circuit with the attached lead frame is placed, secured, and electrically connected by its reverse side to the plate in its central part; an adhesive substance is applied to the mounting pads of the upper surface of the projection parts; the edges of the plate with the secured upper crystal of the monolithic integrated circuit with the lead frame are placed on the mounting pads; the outer ends of the beam leads of the upper crystal are aligned with the outer ends of the beam leads of the lower crystal; the outer ends of the beam leads of the upper crystal of the monolithic integrated circuit are electrically connected to the outer ends of the lower crystal, to the input and output lines of the microstrip boards, and to additional components; The edges of the wafer are secured and electrically connected to the mounting pads; the process portion of the lead frame of the upper crystal of the monolithic integrated circuit is removed; and the electrical characteristics of the high-power hybrid integrated circuit are tested.

Причем пластину из хорошо электротеплопроводящего материала можно изготавливать двухслойной, состоящей из слоя диэлектрика с теплопроводностью большей, чем у металлов, и металлизационного покрытия, по крайней мере, на стороне, соединяемой с обратной стороной верхнего кристалла и с монтажными площадками выступов металлического основания.Moreover, a plate made of a good electrical and thermally conductive material can be made in two layers, consisting of a dielectric layer with a thermal conductivity greater than that of metals, and a metallization coating, at least on the side connected to the back side of the upper crystal and to the mounting pads of the protrusions of the metal base.

Возможно одновременно с изготовлением и установкой на металлическое основание микрополосковых плат с входной и выходной линиями изготавливать и устанавливать, по меньшей мере, две части диэлектрической подложки, имеющие экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне и контактные площадки на лицевой стороне, и устанавливать изготовленные части подложки экранной заземляющей металлизацией на края сторон металлического основания со стороны расположения дополнительных компонентов, соединять их контактные площадки со сформированной дополнительными компонентами схемой питания.It is possible, simultaneously with the production and installation on a metal base of microstrip boards with input and output lines, to produce and install at least two parts of a dielectric substrate having a screen grounding metallization on the back side and contact pads on the front side, and to install the produced parts of the substrate with a screen grounding metallization on the edges of the sides of the metal base on the side where additional components are located, and to connect their contact pads with the power supply circuit formed by the additional components.

Сущность изобретения заключается в следующем. Формирование одного выступа в центральной части металлического теплоотводящего основания для размещения нижнего из пары кристаллов на нём и части выступа по его периферии с монтажными площадками на их поверхностях при изготовлении металлического теплоотводящего основания позволяет увеличить плотность компоновки составных частей гибридной интегральной схемы (См. фиг. 1.) Групповое изготовление металлического основания или изготовление металлического основания сложной конфигурации с помощью аддитивных технологий (3D-печать) позволяет существенно снизить трудоёмкость изготовления металлического основания и схемы в целом. The essence of the invention is as follows. Forming a single protrusion in the central portion of a metal heat-dissipating base for accommodating the lower of a pair of crystals on it, and a portion of the protrusion along its periphery with mounting pads on their surfaces during the fabrication of the metal heat-dissipating base, allows for an increase in the packaging density of the component parts of a hybrid integrated circuit (See Fig. 1). Batch fabrication of the metal base or fabrication of a metal base of complex configuration using additive technologies (3D printing) allows for a significant reduction in the labor intensity of fabricating the metal base and the circuit as a whole.

Поскольку микрополосковые платы изготавливают групповым методом на групповой диэлектрической подложке, это приводит к снижению трудоёмкости изготовления.Since microstrip boards are manufactured using a group method on a group dielectric substrate, this leads to a reduction in manufacturing labor intensity.

Изготовление одинаковых кристаллов монолитной интегральной схемы усилителей мощности проводится также групповым методом на сложной эпитаксиальной структуре, нанесённой на полупроводниковую подложку. Увеличение диаметра полупроводниковой пластины приводит к увеличению изготавливаемых кристаллов от нескольких сотен до нескольких тысяч, что позволяет существенно снизить трудоёмкость изготовления кристаллов.Identical crystals for monolithic integrated circuits (MICs) of power amplifiers are also manufactured using a batch method on a complex epitaxial structure deposited on a semiconductor substrate. Increasing the diameter of the semiconductor wafer increases the number of crystals produced, from several hundred to several thousand, significantly reducing the labor intensity of crystal manufacturing.

Изготовление выводных рамок с плоскими балочными выводами таким образом, что внутренние концы выводов в составе выводных рамок соответствуют по размеру и месту расположения контактным площадкам кристаллов, позволяет изготавливать их групповым методом, а значит снижает трудоёмкость их изготовления (см. фиг. 1, фиг. 4).The production of lead frames with flat beam leads in such a way that the inner ends of the leads in the lead frames correspond in size and location to the contact pads of the crystals, allows them to be produced using a group method, and therefore reduces the labor intensity of their production (see Fig. 1, Fig. 4).

Подключение внутренних концов выводов выводных рамок к соответствующим контактным площадкам кристаллов позволяет совмещать их с контактными площадками кристалла одновременно, что снижает трудоёмкость их подключения.Connecting the inner ends of the lead frames to the corresponding contact pads of the crystals allows them to be aligned with the contact pads of the crystal simultaneously, which reduces the labor intensity of their connection.

Изготовление пластины заданных размера и конфигурации из хорошо электротеплопроводящего материала также проводится по групповой технологии, что приводит к снижению трудоёмкости изготовления пластины, а значит и всей гибридной интегральной схемы. Конфигурация пластины предполагает выполнение выборок для размещения верхнего кристалла и уменьшения длины электрических соединений (см. фиг. 4).The fabrication of a wafer of a specified size and configuration from a highly conductive material is also carried out using batch technology, which reduces the labor intensity of wafer fabrication, and therefore the entire hybrid integrated circuit. The wafer configuration involves creating recesses to accommodate the top crystal and reduce the length of electrical connections (see Fig. 4).

Размещение, закрепление и электрическое соединение соответствующих микрополосковых плат с входной и выходной линиями передачи сигнала в непосредственной близости к выступу в центральной части металлического основания мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона усилителя мощности с его двух противоположных сторон позволяет сократить длину выводов соединения контактных площадок кристаллов с входной и выходной линиями передачи СВЧ-сигнала, что снижает их паразитные индуктивности и ёмкости и тем самым сохраняет хорошие электрические характеристики гибридной интегральной схемы.The placement, fastening and electrical connection of the corresponding microstrip boards with the input and output signal transmission lines in close proximity to the protrusion in the central part of the metal base of the high-power hybrid integrated circuit of the microwave range of the power amplifier on its two opposite sides allows for a reduction in the length of the leads connecting the contact pads of the crystals with the input and output microwave signal transmission lines, which reduces their parasitic inductances and capacitances and thereby maintains the good electrical characteristics of the hybrid integrated circuit.

Размещение, закрепление и электрическое соединение дополнительных компонентов с двух противоположных свободных сторон выступа позволяет более плотно разместить их и тем самым уменьшить площадь схем питания, а значит сохраняет требуемые массогабаритные характеристики схемы (см. фиг. 1, фиг. 2).The placement, fastening and electrical connection of additional components on two opposite free sides of the protrusion allows them to be placed more densely and thereby reduce the area of the power supply circuits, and therefore maintains the required weight and size characteristics of the circuit (see Fig. 1, Fig. 2).

Размещение, закрепление и электрическое соединение нижнего кристалла монолитной интегральной схемы с присоединённой выводной рамкой, его обратной стороной на выступе в центре основания позволяет сократить размеры основания, увеличить плотность компоновки составных частей гибридной интегральной схемы и тем самым уменьшить трудоёмкость совмещения внешних концов балочных выводов с местами их соединения и сохранить требуемые массогабаритные характеристики (см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3).The placement, fastening and electrical connection of the lower crystal of the monolithic integrated circuit with the attached lead frame, its reverse side on the protrusion in the center of the base allows to reduce the size of the base, increase the density of the arrangement of the component parts of the hybrid integrated circuit and thereby reduce the labor intensity of combining the outer ends of the beam leads with the places of their connection and maintain the required weight and size characteristics (see Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3).

Электрическое соединение внешних концов балочных выводов с входной и выходной линиями, расположенных на микрополосковых платах, и дополнительными компонентами и удаление технологической части выводной рамки позволяет выполнить соединение короткими выводами, а значит сократить их паразитные характеристики и тем самым сохранить электрические характеристики, а также сократить трудоёмкость изготовления соединений за счёт группового совмещения соединяемых частей;The electrical connection of the outer ends of the beam leads with the input and output lines located on the microstrip boards and additional components and the removal of the technological part of the lead frame allows for the connection to be made with short leads, which means reducing their parasitic characteristics and thereby preserving the electrical characteristics, as well as reducing the labor intensity of manufacturing connections due to the group combination of the parts to be connected;

Размещение, закрепление и электрическое соединение обратной стороной верхнего кристалла монолитной интегральной схемы с присоединённой выводной рамкой на пластине с совмещением балочных выводов и кристалла с местами выполнения выборок облегчает точное расположение кристалла на пластине и тем самым уменьшает трудоёмкость совмещения соединяемых частей схемы и, следовательно, изготовления всей гибридной интегральной схемы (фиг. 4).The placement, fixation and electrical connection of the back side of the upper crystal of a monolithic integrated circuit with an attached lead frame on a wafer with the alignment of the beam leads and the crystal with the locations of the samples facilitates the precise positioning of the crystal on the wafer and thereby reduces the labor intensity of aligning the connected parts of the circuit and, consequently, the manufacture of the entire hybrid integrated circuit (Fig. 4).

Нанесение и закрепление связующего вещества на монтажных площадках на верхней плоскости выступа металлического основания позволяет повысить точность установки пластины и снизить трудоёмкость её закрепления.Applying and fixing the adhesive to the mounting pads on the upper surface of the metal base protrusion allows for increased plate installation accuracy and reduced labor intensity for its fastening.

Размещение краёв пластины с закреплённым верхним кристаллом монолитной интегральной схемы с выводной рамкой на монтажных площадках с предварительно нанесённым на них связующим веществом, расположенных на верхней поверхности выступов таким образом, чтобы внешние концы балочных выводов верхнего кристалла совпадали с балочными выводами нижнего кристалла, позволяет выполнить соединение кристаллов с минимальной длинной соединений и тем самым снизить паразитные индуктивности и ёмкости соединений СВЧ входной и выходной цепей, а значит сохранить электрические характеристики гибридной интегральной схемы (см. фиг. 3).Placing the edges of the plate with the fixed upper crystal of the monolithic integrated circuit with a lead frame on the mounting pads with a binder pre-applied to them, located on the upper surface of the projections in such a way that the outer ends of the beam leads of the upper crystal coincide with the beam leads of the lower crystal, allows the connection of the crystals with a minimum connection length and thereby reduces the parasitic inductances and capacitances of the connections of the microwave input and output circuits, and therefore preserves the electrical characteristics of the hybrid integrated circuit (see Fig. 3).

Закрепление и электрическое соединение краёв пластины с закреплённым верхним кристаллом монолитной интегральной схемы на монтажных площадках на верхней плоскости выступа металлического основания с предварительно нанесённым и закреплённым на них связующим веществом позволяет одновременно соединить все монтажные площадки с пластиной и тем самым снизить трудоёмкость окончательной сборки гибридной интегральной схемы.The fastening and electrical connection of the edges of the wafer with the fixed upper crystal of the monolithic integrated circuit on the mounting pads on the upper plane of the metal base projection with a binder previously applied and fixed to them allows for the simultaneous connection of all mounting pads to the wafer and thereby reduces the labor intensity of the final assembly of the hybrid integrated circuit.

Электрическое соединение внешних концов балочных выводов верхнего кристалла монолитной интегральной схемы с присоединённой выводной рамкой, по меньшей мире, с входной и выходной линиями микроплолосковых плат и с дополнительными компонентами и удаление технологической части выводной рамки ветерхнего кристалла монолитной интегральной схемы может быть осуществлено через соединение с балочными выводами нижнего кристалла, что позволяет сократить длину соединения и в СВЧ-части схемы тем самым сохранить требуемые электрические характеристики схемы.The electrical connection of the outer ends of the beam leads of the upper crystal of the monolithic integrated circuit with the attached lead frame, on a smaller plane, with the input and output lines of the micro strip boards and with additional components and the removal of the technological part of the lead frame of the upper crystal of the monolithic integrated circuit can be carried out through a connection with the beam leads of the lower crystal, which makes it possible to reduce the length of the connection and, in the microwave part of the circuit, thereby maintaining the required electrical characteristics of the circuit.

Изготовление пластины из хорошо электротеплопроводящего материала двухслойной, состоящей из слоя диэлектрика с теплопроводностью большей, чем у металлов, и металлизационного покрытия, по крайней мере, на стороне, соединяемой с обратной стороной верхнего кристалла и с монтажными площадками выступов металлического основания, позволяет улучшить теплоотвод от верхнего кристалла и сохранить требуемые электрические характеристики схемы в целом.The manufacture of a plate from a well-conducting material in two layers, consisting of a dielectric layer with a thermal conductivity greater than that of metals, and a metallization coating, at least on the side connected to the back of the upper crystal and to the mounting pads of the projections of the metal base, allows for improved heat dissipation from the upper crystal and the preservation of the required electrical characteristics of the circuit as a whole.

Одновременное изготовление и установка на металлическое основание микрополосковых плат с входной и выходной линиями, изготовление и установка, по меньшей мере, двух частей диэлектрической подложки, имеющих экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне и контактные площадки на лицевой стороне, на краях сторон металлического основания со стороны расположения дополнительных компонентов и соединение их контактных площадок со сформированными дополнительными компонентами схемами питания, позволяет облегчить подключение схемы к источнику питания и тем самым снизить трудоёмкость контроля электрических характеристик мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона.Simultaneous manufacturing and installation of microstrip boards with input and output lines on a metal base, manufacturing and installation of at least two parts of a dielectric substrate having a screen grounding metallization on the back side and contact pads on the front side, on the edges of the sides of the metal base on the side where additional components are located and connecting their contact pads with power supply circuits formed by additional components, makes it possible to facilitate the connection of the circuit to a power source and thereby reduce the labor intensity of monitoring the electrical characteristics of a high-power hybrid integrated circuit of the microwave range.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1-4 представлена предлагаемая мощная гибридная интегральной схема СВЧ-диапазона (фиг. 1 - вид сверху без пластины из хорошо электро- и теплопроводящего материала и без верхнего кристалла, фиг. 2 - разрез по А-А; фиг. 3 - разрез по Б-Б; фиг. 4 - пластина из хорошо электротеплопроводящего материала с верхним кристаллом монолитной схемы усилителя мощности), где:The invention is explained by drawings. Figs. 1-4 show the proposed high-power hybrid integrated circuit of the microwave range (Fig. 1 - top view without a plate of a well-electrically and thermally conductive material and without the top crystal, Fig. 2 - section along A-A; Fig. 3 - section along B-B; Fig. 4 - a plate of a well-electrically and thermally conductive material with the top crystal of a monolithic power amplifier circuit), where:

-диэлектрическая подложка - 1;- dielectric substrate - 1;

-топологический рисунок металлизации - 2:-topological pattern of metallization - 2:

-экранная заземляющая металлизация - 3;-screen grounding metallization - 3;

-металлическое теплопроводящее основание - 4;-metal heat-conducting base - 4;

-кристалл полупроводникового прибора - 5;-semiconductor device crystal - 5;

-плоские балочные выводы - 6;- flat beam terminals - 6;

-контактные площадки кристалла полупроводникового прибора - 7;- contact pads of the semiconductor device crystal - 7;

- транзисторы - 8;- transistors - 8;

-выступ на металлическом теплоотводящем основании - 9;- protrusion on the metal heat-dissipating base - 9;

-пластина из хорошо электротеплопроводящего материала - 10;- plate made of good electrical and thermal conductive material - 10;

-монтажные площадки на верхней плоскости выступа металлического основания - 11;- mounting pads on the upper plane of the metal base projection - 11;

-входная линия передачи - 12;-input transmission line - 12;

-выходная линия передачи - 13;-output transmission line - 13;

-выборка на краях пластины из хорошо электротеплопроводящего материала - 14;- selection at the edges of the plate from a well-conducting material - 14;

-дополнительные компоненты - 15;-additional components - 15;

-диэлектрик с теплопроводностью большей, чем у металлов - 16;- a dielectric with thermal conductivity greater than that of metals - 16;

-металлизационное покрытие слоя пластины из диэлектрика - 17;- metallization coating of the dielectric plate layer - 17;

-контактные площадки для соединения с внешними устройствами - 18.- contact pads for connection with external devices - 18.

На фиг. 5 приведена схема технологических операций изготовления заявляемого способа изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, где: I - операции по п. 1 формулы изобретения, II - по п. 2 формулы изобретения, III - по п. 3 формулы изобретения.Fig. 5 shows a diagram of the process operations for manufacturing the claimed method for manufacturing a high-power hybrid integrated circuit of the microwave range, where: I - operations according to paragraph 1 of the formula of the invention, II - according to paragraph 2 of the formula of the invention, III - according to paragraph 3 of the formula of the invention.

Пример 1. Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы (ГИС) СВЧ-диапазона, в котором:Example 1. A method for manufacturing a high-power microwave hybrid integrated circuit (HIC), in which:

1) Изготавливают на 3D-принтере металлическое основание с сформированным в центральной части выступом и сформированными частями выступа по периферии с монтажными площадками, например, из сплава МД-50 (50%Cu;50% Mo) и гальванически покрывают никелем 0.6 и золотом толщиной 3 мкм.1) A metal base is made on a 3D printer with a protrusion formed in the central part and formed parts of the protrusion along the periphery with mounting pads, for example, from MD-50 alloy (50% Cu; 50% Mo) and galvanically coated with 0.6 nickel and 3 µm thick gold.

2) Изготавливают микрополосковые платы по тонкоплёночной технологии на диэлектрической подложке, например, из поликора (керамика ВК-100), размером 48×60×0.5 мм. Топологический рисунок металлизации 2 и экранной заземляющей металлизации 3 выполняют методом фотолитографии по слоям с вакуумным напылением Cr (хрома) с поверхностным сопротивлением 100 Ом/мм2 (адгезионный подслой) и Cu (медь напыленная) толщиной 1.2 мкм (для создания проводящего слоя). Затем на топологический рисунок металлизации 2 и экранную заземляющую металлизацию 3 гальванически осаждают Cu толщиной 3мкм, Ni (никель гальв.) толщиной 0,6 мкм и Au (золото гальв.) толщиной 3 мкм.2) Microstrip boards are manufactured using thin-film technology on a dielectric substrate, for example, made of polycor (VK-100 ceramics), with dimensions of 48 × 60 × 0.5 mm. The topological pattern of metallization 2 and screen grounding metallization 3 is created by photolithography on layers with vacuum deposition of Cr (chromium) with a surface resistance of 100 Ohm/ mm2 (adhesive sublayer) and Cu (sputtered copper) with a thickness of 1.2 μm (to create a conductive layer). Then, Cu with a thickness of 3 μm, Ni (galvanic nickel) with a thickness of 0.6 μm and Au (galvanic gold) with a thickness of 3 μm are electroplated onto the topological pattern of metallization 2 and screen grounding metallization 3.

3) Изготавливают одинаковые кристаллы монолитной интегральной схемы, например, монолитной схемы усилителя мощности М42279-2 АПНТ.434810.206ТУ с выходной импульсной мощностью не менее 12 Вт в диапазоне рабочих частот 8-12 ГГц из AsGa с размером кристалла 4.9×5,1×0.08 мм. Изготовление кристаллов проводится групповым методом на сложной эпитаксиальной структуре, нанесённой на полупроводниковую подложку.3) Identical crystals of a monolithic integrated circuit (MIC), such as the M42279-2 APNT.434810.206TU monolithic power amplifier with an output pulse power of at least 12 W in the operating frequency range of 8-12 GHz, are manufactured from AsGa with a crystal size of 4.9 x 5.1 x 0.08 mm. The crystals are fabricated using a batch method on a complex epitaxial structure deposited on a semiconductor substrate.

4) Изготавливают выводные рамки с плоскими балочными выводами, например, из гальванически осаждаемого золота толщиной 8 мкм, следующим образом: на диэлектрическую подложку, например, из поликора размером 48×60×0.5 мм вакуумным напылением наносят слои Cr (хрома) с поверхностным сопротивлением 100 Ом/мм2 (адгезионный подслой) и в этом же процессе напыляют Cu (медь напыленная) толщиной 1.2 мкм. Затем методом фотолитографии формируют групповую топологию металлизации выводных рамок, а далее на полученную топологию наращивают гальванически слой золота толщиной 8 мкм. Далее подслойным травлением удаляют Cr (хром) и Cu (медь напыленную), разделяют топологию на отдельные выводные рамки и отделяют их от подложки.4) Lead frames with flat beam leads are manufactured, for example, from 8 µm thick electroplated gold, as follows: Cr (chromium) layers with a surface resistance of 100 Ω/ mm² (adhesive sublayer) are deposited by vacuum deposition on a dielectric substrate, for example, made of polycor measuring 48 × 60 × 0.5 mm, and Cu (sputtered copper) with a thickness of 1.2 µm is deposited in the same process. Then, a group topology of lead frame metallization is formed using photolithography, and then an 8 µm thick gold layer is electroplated onto the resulting topology. Next, Cr (chromium) and Cu (sputtered copper) are removed by sublayer etching, the topology is divided into individual lead frames, and they are separated from the substrate.

5) Подключают внутренние концы выводов выводных рамок к соответствующим контактным площадкам кристаллов, например, термозвуковой сваркой или термокомпрессионной сваркой.5) Connect the inner ends of the lead frames to the corresponding contact pads of the crystals, for example, by thermosonic welding or thermocompression welding.

6) Изготавливают пластину из хорошо электротеплопроводящего материала, например, из сплава МД-50 толщиной 0.35 мм с гальваническим покрытием никелем толщиной 0,6 мкм и золотом 3 мкм, заданных размера и конфигурации (с выборками).6) A plate is made from a well-conducting material, for example, from MD-50 alloy, 0.35 mm thick, with a galvanic coating of 0.6 µm thick nickel and 3 µm thick gold, of a given size and configuration (with samples).

7) Размещают, закрепляют и электрически соединяют соответствующие микрополосковые платы с входной и выходной линиями передачи сигнала на поверхности основания в непосредственной близости к выступу в центральной части с его двух противоположных сторон, например, пайкой их экранной заземляющей металлизации припоем Au-Si (золото-кремний эвтектического состава).7) Place, secure and electrically connect the corresponding microstrip boards with the input and output signal transmission lines on the surface of the base in close proximity to the protrusion in the central part on its two opposite sides, for example, by soldering their screen grounding metallization with Au-Si (eutectic gold-silicon) solder.

8) Размещают, закрепляют и электрически соединяют дополнительные компоненты с двух противоположных свободных сторон выступа пайкой припоем, например, Au-Si (золото-кремний эвтектического состава).8) Place, secure and electrically connect additional components on two opposite free sides of the protrusion using solder, for example, Au-Si (eutectic gold-silicon).

9) Размещают, закрепляют и электрически соединяют нижний кристалл с присоединённой выводной рамкой его обратной стороной на выступе пайкой, например, припоем Au-Sn (золото-олово эвтектического состава).9) Place, secure and electrically connect the lower crystal to the attached lead frame with its back side on the protrusion using solder, for example, Au-Sn (eutectic gold-tin) solder.

10) Электрически соединяют внешние концы балочных выводов с входной и выходной линиями, расположенных на микрополосковых платах, и дополнительными компонентами, сваркой расщеплённым электродом и механически удаляют (лезвием) технологические части выводной рамки.10) Electrically connect the outer ends of the beam leads to the input and output lines located on the microstrip boards and additional components using split-electrode welding and mechanically remove (with a blade) the process parts of the lead frame.

11) Механически (лезвием) удаляют технологической части выводной рамки нижнего кристалла.11) The technological part of the lead frame of the lower crystal is removed mechanically (with a blade).

12) Размещают, закрепляют и электрически соединяют обратной стороной верхний кристалл с присоединённой выводной рамкой на пластине в центральной её части, пайкой, например, припоем Au-Sn (золото-олово эвтектического состава).12) Place, secure and electrically connect the back side of the upper crystal with the attached lead frame on the plate in its central part, using soldering, for example, with Au-Sn solder (eutectic gold-tin composition).

13) Наносят связующее вещество, например, припой ПОИн-50 (олово-индий) в виде фольги толщиной 20 мкм на монтажные площадки на верхней поверхности частей выступа металлического основания, при этом формируют участки фольги конфигурацией и местом расположения, соответствующими монтажным площадкам, соединяют их между собой технологической рамкой из материала фольги, накладывают участки фольги на монтажные площадки и закрепляют их на монтажных площадках сваркой расщеплённым электродом. Затем механически лезвием удаляют технологическую рамку из фольги.13) Apply a bonding agent, such as POIn-50 (tin-indium) solder, in the form of a 20-µm-thick foil to the mounting pads on the upper surface of the metal base protrusion. Shape the foil sections with a configuration and location corresponding to the mounting pads. Connect them together with a foil frame. Place the foil sections on the mounting pads and secure them to the mounting pads using a split-electrode welding process. Then, mechanically remove the foil frame with a blade.

14) Размещают края пластины, например, из сплава МД-50 (50% Cu; 50% Mo) с закреплённым верхним кристаллом с выводной рамкой на монтажных площадках.14) Place the edges of the plate, for example, made of MD-50 alloy (50% Cu; 50% Mo) with the top crystal secured with a lead frame on the mounting pads.

15) Совмещают внешние концы балочных выводов верхнего кристалла с внешними концами балочных выводов нижнего кристалла.15) Combine the outer ends of the beam leads of the upper crystal with the outer ends of the beam leads of the lower crystal.

16) Электрически соединяют внешние концы балочных выводов верхнего кристалла с входной и выходной линиями микрополосковых плат, например, через внешние концы балочных выводов нижнего кристалла и с дополнительными компонентами сваркой расщеплённым электродом.16) Electrically connect the outer ends of the beam leads of the upper crystal to the input and output lines of the microstrip boards, for example, through the outer ends of the beam leads of the lower crystal and to additional components by welding with a split electrode.

17) Закрепляют и электрически соединяют края пластины с монтажными площадками на верхней поверхности частей выступа пайкой припоем, например, ПОИн-50, нанесенного и закрепленного на монтажных площадках. 17) Secure and electrically connect the edges of the plate to the mounting pads on the upper surface of the protrusion parts by soldering with solder, for example, POIn-50, applied and secured to the mounting pads.

18) Удаляют технологическую часть выводной рамки верхнего кристалла монолитной интегральной схемы механически (лезвием).18) Remove the technological part of the lead frame of the upper crystal of the monolithic integrated circuit mechanically (with a blade).

19) Проводят контроль электрических характеристик мощной гибридной интегральной схемы подачей питающего напряжения и тока на гибридную интегральную схему и подачей входной мощности на вход усилителя и измерением характеристик выходного сигнала (фиг. 5, I). 19) The electrical characteristics of the high-power hybrid integrated circuit are tested by applying supply voltage and current to the hybrid integrated circuit and applying input power to the amplifier input and measuring the characteristics of the output signal (Fig. 5, I).

Пример 2. Способ реализуется аналогично примеру 1, но пластину из хорошо электротеплопроводящего материала изготавливают двухслойной: из слоя диэлектрика, например, синтетического алмаза толщиной 0.35 мм с теплопроводностью 2000 Вт/м⋅°С и второго слоя - металлизации диэлектрика вакуумным напылением слоёв Cr (хрома) с поверхностным сопротивлением 100 Ом/мм2(адгезионный подслой) и Cu (медь напыленная) толщиной 1.2 мкм, для создания проводящего слоя. Фотолитографией освобождают от слоёв напылённых хрома и меди линии реза групповой (общей) подложки и места изготовления выемок на краях пластины от металлизации, оставляя соединёнными слои металлизации всех отдельных диэлектрических пластин на групповой подложке. Вырезают лазером выемки на краях пластины, а затем на напылённый слой меди гальванически осаждают - Cu толщиной 3 мкм, Ni (никель гальв.) толщиной 0.6 мкм и Au (золото гальв.) толщиной 3мкм. Далее лазерной резкой надрезают и механически разделяют групповую подложку на отдельные пластины заданного размера и конфигурации (фиг. 5, II).Example 2. The method is implemented similarly to Example 1, but the wafer made of a good electrical and thermally conductive material is fabricated in two layers: a dielectric layer, for example, 0.35 mm thick synthetic diamond with a thermal conductivity of 2000 W/m⋅°C, and a second layer consisting of dielectric metallization by vacuum deposition of Cr (chromium) layers with a surface resistance of 100 Ohm/ mm² (adhesive sublayer) and Cu (sputtered copper) layers 1.2 μm thick to create a conductive layer. Photolithography is used to remove the deposited chromium and copper layers from the cutting lines of the group (common) substrate and the areas where the recesses on the edges of the wafer are made from the metallization, leaving the metallization layers of all individual dielectric plates on the group substrate connected. Laser-cut notches on the edges of the wafer are then electroplated onto the deposited copper layer: 3 µm thick Cu, 0.6 µm thick Ni (galvanized nickel), and 3 µm thick Au (galvanized gold). The group substrate is then laser-cut and mechanically separated into individual wafers of a given size and configuration (Fig. 5, II).

Пример 3. Способ реализуется аналогично примеру 1 или примеру 2, но одновременно с изготовлением микрополосковых плат с входной и выходной линиями изготавливают, например, из поликора, по той же технологии изготавливают две части диэлектрической подложки, имеющие экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне и контактные площадки на лицевой стороне. Затем устанавливают их на краях сторон металлического основания со стороны расположения дополнительных компонентов методом пайки экранной заземляющей металлизации припоем золото-кремний эвтектического состава одновременно с пайкой микрополосковых плат и соединяют их контактные площадки со сформированными дополнительными компонентами схем питания золотыми проводниками методом сварки расщеплённым электродом (фиг. 5, III).Example 3. The method is implemented similarly to Example 1 or Example 2, but simultaneously with the manufacture of microstrip boards with input and output lines, two parts of a dielectric substrate are fabricated, for example, from polycor, using the same technology. These parts have a shield grounding metallization on the back side and contact pads on the front side. They are then installed on the edges of the metal base on the side where the additional components are located by soldering the shield grounding metallization with a gold-silicon solder of eutectic composition simultaneously with soldering the microstrip boards, and their contact pads are connected to the additional components of the power supply circuits formed by gold conductors using a split-electrode welding method (Fig. 5, III).

Таким образом, предложенный способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона позволяет существенно снизить трудоемкость при сохранении требуемых электрических и массогабаритных характеристик мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона.Thus, the proposed method for manufacturing a high-power hybrid integrated circuit of the microwave range allows for a significant reduction in labor intensity while maintaining the required electrical and weight-dimensional characteristics of the high-power hybrid integrated circuit of the microwave range.

Claims (3)

1. Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, содержащей диэлектрическую подложку с топологическим рисунком металлизации на лицевой и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне, которая расположена обратной стороной на металлическом теплоотводящем основании и соединена с ним электрически экранной заземляющей металлизацией, и, по меньшей мере, одну пару кристаллов полупроводниковых приборов с плоскими балочными выводами, соединёнными с контактными площадками на лицевой стороне, однофункциональные балочные выводы соединены между собой, каждый из кристаллов содержит транзисторы, на металлическом теплоотводящем основании выполнен выступ, на котором установлен, закреплён и электрически соединён с ним своей обратной стороной, по меньшей мере, нижний из пары кристаллов полупроводниковых приборов, при этом высота выступа металлического основания обеспечивает расположение лицевой стороны кристалла в одной плоскости с лицевой стороной диэлектрической подложки, и, по меньшей мере, часть балочных выводов кристалла соединена с топологическим рисунком металлизации, верхний кристалл из пары расположен, закреплён и электрически соединён своей обратной стороной с пластиной, выполненной из хорошо электро- и теплопроводящего материала, причём края пластины, по крайней мере, частично выступают за пределы верхнего кристалла, на верхней плоскости выступа металлического теплоотводящего основания, по меньшей мере, с двух сторон нижнего кристалла выполнены, по меньшей мере, две монтажные площадки, верхний кристалл пары расположен лицевой стороной к лицевой стороне нижнего кристалла и своими балочными выводами соединен с балочными выводами нижнего кристалла, монтажные площадки обеспечивают расположение, закрепление и хороший электрический и тепловой контакт с выступающими за верхний кристалл краями пластины, отличающийся тем, что формируют выступ в центральной части и части выступа по его периферии с монтажными площадками на их поверхностях при изготовлении металлического основания; изготавливают микрополосковые платы с входной и выходной линиями передачи сигнала на лицевой стороне и экранной заземляющей металлизацией на обратной стороне диэлектрической подложки платы; изготавливают одинаковые кристаллы монолитной интегральной схемы усилителей мощности со строго симметричными контактными площадками по краям сторон кристаллов относительно оси, проходящей через входную и выходную линии передачи сигнала; изготавливают выводные рамки с плоскими балочными выводами таким образом, что внутренние концы выводов в составе выводных рамок соответствуют по размеру и месту расположения контактным площадкам кристаллов; подключают внутренние концы выводов выводных рамок к соответствующим контактным площадкам кристаллов; изготавливают пластину заданных размера и конфигурации из хорошо электро- и теплопроводящего материала; размещают, закрепляют и электрически соединяют соответствующие микрополосковые платы с входной и выходной линиями передачи сигнала в непосредственной близости к выступу в центральной части основания мощной гибридной интегральной схемы с двух его противоположных сторон; размещают, закрепляют и электрически соединяют дополнительные компоненты с двух противоположных свободных сторон выступа в центральной части основания согласно схеме; размещают, закрепляют и электрически соединяют нижний кристалл монолитной интегральной схемы с присоединённой выводной рамкой его обратной стороной на выступ в центральной части основания; электрически соединяют внешние концы балочных выводов с входной и выходной линиями на микрополосковых платах и дополнительными компонентами; удаляют технологические части выводной рамки; размещают, закрепляют и электрически соединяют обратной стороной верхний кристалл монолитной интегральной схемы с присоединённой выводной рамкой на пластине в центральной её части; наносят связующее вещество на монтажные площадки верхней поверхности частей выступа; размещают края пластины с закреплённым верхним кристаллом монолитной интегральной схемы с выводной рамкой на монтажных площадках; совмещают внешние концы балочных выводов верхнего кристалла с внешними концами балочных выводов нижнего кристалла; электрически соединяют внешние концы балочных выводов верхнего кристалла монолитной интегральной схемы с внешними концами нижнего кристалла, с входной и выходной линиями микроплолосковых плат и с дополнительными компонентами; закрепляют и электрически соединяют края пластины с монтажными площадками; удаляют технологическую часть выводной рамки верхнего кристалла монолитной интегральной схемы; проводят контроль электрических характеристик мощной гибридной интегральной схемы.1. A method for manufacturing a high-power microwave hybrid integrated circuit comprising a dielectric substrate with a topological metallization pattern on the front side and a screen grounding metallization on the back side, which is located with its back side on a metal heat-dissipating base and is electrically connected to it by a screen grounding metallization, and at least one pair of semiconductor device crystals with flat beam leads connected to contact pads on the front side, single-functional beam leads are connected to each other, each of the crystals contains transistors, a protrusion is formed on the metal heat-dissipating base, on which at least the lower of the pair of semiconductor device crystals is installed, secured and electrically connected to it by its back side, wherein the height of the protrusion of the metal base ensures that the front side of the crystal is located in the same plane with the front side of the dielectric substrate, and at least a portion of the beam leads of the crystal are connected to the topological metallization pattern, the upper crystal of the pair is located, secured and electrically connected by its back side to a plate made of a good electrically and thermally conductive material, wherein the edges of the plate at least partially protrude beyond the upper crystal, on the upper plane of the protrusion of the metal heat-dissipating base, on at least two sides of the lower crystal, at least two mounting pads are made, the upper crystal of the pair is located face to face with the lower crystal and is connected with its beam terminals to the beam terminals of the lower crystal, the mounting pads ensure the location, securing and good electrical and thermal contact with the edges of the plate protruding beyond the upper crystal, characterized in that a protrusion is formed in the central part and a part of the protrusion along its periphery with mounting pads on their surfaces during the manufacture of the metal base; microstrip boards are manufactured with input and output signal transmission lines on the front side and screen grounding metallization on the back side of the dielectric substrate of the board; Identical crystals of a monolithic integrated circuit of power amplifiers are manufactured with strictly symmetrical contact pads along the edges of the sides of the crystals relative to the axis passing through the input and output signal transmission lines; lead frames with flat beam leads are manufactured in such a way that the inner ends of the leads in the lead frames correspond in size and location to the contact pads of the crystals; the inner ends of the leads of the lead frames are connected to the corresponding contact pads of the crystals; a plate of a given size and configuration is manufactured from a good electrically and thermally conductive material; the corresponding microstrip boards are placed, secured and electrically connected to the input and output signal transmission lines in the immediate vicinity of the protrusion in the central part of the base of the high-power hybrid integrated circuit on two opposite sides thereof; additional components are placed, secured and electrically connected on two opposite free sides of the protrusion in the central part of the base according to the diagram; The lower crystal of the monolithic integrated circuit with the attached lead frame is placed, secured, and electrically connected by its reverse side to the projection in the central part of the base; the outer ends of the beam leads are electrically connected to the input and output lines on the microstrip boards and to additional components; the technological parts of the lead frame are removed; the upper crystal of the monolithic integrated circuit with the attached lead frame is placed, secured, and electrically connected by its reverse side to the plate in its central part; an adhesive substance is applied to the mounting pads of the upper surface of the projection parts; the edges of the plate with the secured upper crystal of the monolithic integrated circuit with the lead frame are placed on the mounting pads; the outer ends of the beam leads of the upper crystal are aligned with the outer ends of the beam leads of the lower crystal; the outer ends of the beam leads of the upper crystal of the monolithic integrated circuit are electrically connected to the outer ends of the lower crystal, to the input and output lines of the microstrip boards, and to additional components; The edges of the wafer are secured and electrically connected to the mounting pads; the process portion of the lead frame of the upper crystal of the monolithic integrated circuit is removed; and the electrical characteristics of the high-power hybrid integrated circuit are tested. 2. Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона по п.1, отличающийся тем, что пластину из хорошо электро-и теплопроводящего материала изготавливают двухслойной, состоящей из слоя диэлектрика с теплопроводностью большей, чем у металлов, и металлизационного покрытия, по крайней мере, на стороне, соединяемой с обратной стороной верхнего кристалла и с монтажными площадками выступов металлического основания. 2. A method for manufacturing a high-power hybrid integrated circuit for the microwave range according to claim 1, characterized in that the plate of a well-conducting electrically and thermally conductive material is made in two layers, consisting of a dielectric layer with a thermal conductivity greater than that of metals, and a metallization coating, at least on the side connected to the back side of the upper crystal and to the mounting pads of the projections of the metal base. 3. Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона по п.1 или 2, отличающийся тем, что одновременно с изготовлением и установкой на металлическое основание микрополосковых плат с входной и выходной линиями изготавливают и устанавливают, по меньшей мере, две части диэлектрической подложки, имеющие экранную заземляющую металлизацию на обратной стороне и контактные площадки на лицевой стороне, и устанавливают изготовленные части подложки экранной заземляющей металлизацией на края сторон металлического основания со стороны расположения дополнительных компонентов, соединяют их контактные площадки со сформированной дополнительными компонентами схемой питания. 3. A method for manufacturing a high-power microwave hybrid integrated circuit according to claim 1 or 2, characterized in that simultaneously with the manufacturing and installation on a metal base of microstrip boards with input and output lines, at least two parts of a dielectric substrate are manufactured and installed, having a screen grounding metallization on the back side and contact pads on the front side, and the manufactured parts of the substrate are installed with a screen grounding metallization on the edges of the sides of the metal base on the side where additional components are located, and their contact pads are connected to the power supply circuit formed by the additional components.
RU2025120581A 2025-07-25 Method for manufacturing powerful hybrid integrated circuit of microwave range RU2852521C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2852521C1 true RU2852521C1 (en) 2025-12-09

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138098C1 (en) * 1996-12-04 1999-09-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд High-power hybrid microwave integrated circuit
RU2498455C1 (en) * 2012-08-01 2013-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Powerful hybrid integral circuit of shf range
RU2521222C1 (en) * 2013-01-18 2014-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Method to make hybrid integral circuit of microwave band
RU2817537C1 (en) * 2023-12-19 2024-04-16 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" High-power microwave hybrid integrated circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2138098C1 (en) * 1996-12-04 1999-09-20 Самсунг Электроникс Ко., Лтд High-power hybrid microwave integrated circuit
RU2498455C1 (en) * 2012-08-01 2013-11-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Powerful hybrid integral circuit of shf range
RU2521222C1 (en) * 2013-01-18 2014-06-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП "НПП "Исток") Method to make hybrid integral circuit of microwave band
RU2817537C1 (en) * 2023-12-19 2024-04-16 Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" High-power microwave hybrid integrated circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100367936B1 (en) High frequency integrated circuit device with laminated body
US7268426B2 (en) High-frequency chip packages
US12082350B2 (en) Semiconductor device
US11688673B2 (en) Integrated passive device (IPD) components and a package and processes implementing the same
JPH04211137A (en) Structure and method for solder die bonding of integrated circuit
TWI502718B (en) Heterogeneous chip integration with low loss interconnection through adaptive patterning
JP2025532102A (en) Transistor amplifier with PCB routing and surface mounted transistor die
RU2852521C1 (en) Method for manufacturing powerful hybrid integrated circuit of microwave range
JP2000269392A (en) Semiconductor module and heat dissipation insulating plate
JP7156641B2 (en) Packages for semiconductor devices and semiconductor devices
JPH03195083A (en) Hybrid integrated circuit and its manufacture
JP2010186962A (en) Semiconductor package, and method of fabricating the same
US12183669B2 (en) Configurable metal—insulator—metal capacitor and devices
RU2817537C1 (en) High-power microwave hybrid integrated circuit
US12402240B2 (en) Silicon carbide thermal bridge integrated on a low thermal conductivity substrate and processes implementing the same
US12230614B2 (en) Multi-typed integrated passive device (IPD) components and devices and processes implementing the same
JP2735920B2 (en) Inverter device
JP3831173B2 (en) Semiconductor module
JPH0746007A (en) Power board and high frequency power amplifier
JPS6041853B2 (en) electronic circuit equipment
JPS63299152A (en) Method of mounting semiconductor element