陶瓷封装件中的悬挑管芯制造技术

本申请涉及陶瓷封装件中的悬挑管芯。在一些示例中，一种设备(100)包括具有腔体(103)的陶瓷衬底(102)、在腔体中的管芯焊盘(110)以及在腔体中的半导体管芯(112)，该半导体管芯具有耦合到管芯焊盘的第一段和悬挑在腔体的底板(106)上方的第二段。该设备还包括在腔体中的第一导电构件(108)，该第一导电构件耦合到暴露于陶瓷衬底的外部的第二导电构件。该设备还包括键合线(114)，该键合线耦合到半导体管芯的设备侧并耦合到第一导电构件。芯的设备侧并耦合到第一导电构件。芯的设备侧并耦合到第一导电构件。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷封装件中的悬挑管芯

技术介绍

[0001]精密电路(例如，参考电压源)具有要求电路在窄的参数范围内操作的严格规范。精密电路可能由保护电路免受诸如热波动和机械应力的影响的封装件所覆盖，这些影响可能导致电路落在窄的参数范围之外。

技术实现思路

[0002]在一些示例中，一种设备包括具有腔体的陶瓷衬底、在腔体中的管芯焊盘，以及在腔体中的半导体管芯，该半导体管芯具有耦合到管芯焊盘的第一段和悬挑(cantilevered)在腔体的底板上方的第二段。该设备还包括在腔体中的第一导电构件，该第一导电构件耦合到暴露于陶瓷衬底的外部的第二导电构件。该设备还包括耦合到半导体管芯的设备侧并耦合到第一导电构件的键合线。
附图说明
[0003]图1A是根据各种示例的具有悬挑管芯的陶瓷封装件的俯视图。
[0004]图1B是根据各种示例的具有悬挑管芯的陶瓷封装件的剖视截面图。
[0005]图1C是根据各种示例的具有悬挑管芯的陶瓷封装件的剖视截面图。
[0006]图1D是根据各种示例的具有悬挑管芯的陶瓷封装件的透视图。
[0007]图2A是根据各种示例的适于耦合到悬挑管芯和陶瓷封装件的非导电构件的透视图。
[0008]图2B是根据各种示例的适于耦合到悬挑管芯和陶瓷封装件的非导电构件的俯视图。
[0009]图2C是根据各种示例的适于耦合到悬挑管芯和陶瓷封装件的非导电构件的剖视截面图。
[0010]图2D是根据各种示例的具有耦合到悬挑管芯的非导电构件的陶瓷封装件的俯视图。
[0011]图2E是根据各种示例的具有耦合到悬挑管芯的非导电构件的陶瓷封装件的剖视截面图。
[0012]图2F是根据各种示例的具有耦合到悬挑管芯的非导电构件的陶瓷封装件的透视图。
[0013]图3A是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的俯视图。
[0014]图3B是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的剖视截面图。
[0015]图3C是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的透视图。
[0016]图4A是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的俯视图。
[0017]图4B是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的剖视截面图。
[0018]图4C是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的透视图。
[0019]图4D是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的俯视图。
[0020]图4E是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的剖视截面图。
[0021]图4F是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的透视图。
[0022]图5A是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的俯视图。
[0023]图5B是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的剖视截面图。
[0024]图5C是根据各种示例的耦合到悬挑管芯的管芯焊盘的透视图。
[0025]图6是根据各种示例的气密密封陶瓷封装件的透视图，该陶瓷封装件容纳悬挑管芯并具有覆盖悬挑管芯的盖子。
[0026]图7是根据各种示例的具有容纳悬挑管芯的气密密封陶瓷封装件的电子设备的框图。
具体实施方式
[0027]如上所述，精密电路可以被保护电路免受有害影响(例如，热波动和机械应力)的封装件所覆盖，这些有害影响可能导致电路不符合规格。例如，要提供精确参考电压的参考电压源可能容易受到施加到参考电压源或容纳参考电压源的封装件的热波动或机械应力的影响。由于在这种情况下的参考电压源是精密电路，因此即使是微小的电压摆幅也可能是不可接受的。解决这一挑战的现有方法包括印刷电路板(PCB)上的金属罐封装和热岛，以减轻热波动和机械应力对形成精密电路的半导体管芯的影响，但这种方法已被证明是不够的。热波动和机械应力仍然是精密电路系统的挑战。
[0028]本文描述了陶瓷封装件中的悬挑(cantilevered)半导体管芯的各种示例。在一些示例中，陶瓷封装件包括具有气密密封腔的陶瓷衬底。该封装件包括腔体中的管芯焊盘。该封装件包括腔体中的半导体管芯，并且该半导体管芯具有耦合到管芯焊盘的第一段和悬挑在腔体的底板上方的第二段。可以在半导体管芯的设备侧中形成诸如精密电路的电路。该电路可以位于半导体管芯的第二段上，使得该电路悬置(suspended)在腔体之上。半导体管芯、管芯焊盘和腔体的尺寸使得电路免受热和机械应力的影响。在一些示例中，腔体和陶瓷衬底中的一些或所有导电材料是均匀的金属(例如铜)，以减轻热电偶效应。通过保护电路免受此类有害影响，电路不会像在其他实施方式中那样经历相同程度的热波动和机械应力。因此，这些因素不会实质上影响电路系统性能，这在精密应用中尤其有益。
[0029]图1A是根据各种示例的具有悬挑管芯的陶瓷封装件100的俯视图。在一些示例中，封装件100是在各种应用(包括军事应用和空间应用)中有用的可气密密封的封装件。封装件100包括陶瓷衬底102。陶瓷衬底102包括腔体103，并且腔体103包括升高的平台104和底板106。升高的平台104可以相对于底板106位于不同的水平面中。升高的平台104可以包括暴露于腔体103的导电端子108，这意味着导电端子108在物理上是从腔体103内可接近的。尽管未明确示出，但导电端子108可以耦合到陶瓷衬底102的主体内的金属层和通孔，以与封装件100的外表面上的导电端子(例如雉堞式端子)建立电连接。以此方式，在腔体103和封装件100的外部之间建立电路径，从而腔体103内的半导体管芯可以与封装件100外部的其他电子设备通信。
[0030]封装件100可以包括腔体103中的管芯焊盘110。在一些示例中，管芯焊盘110邻接底板106。在一些示例中，管芯焊盘110包括彼此耦合的三个构件，其中两个构件彼此平行，并且其中一个构件垂直于另外两个构件。半导体管芯112可以耦合到管芯焊盘110(例如，利
用诸如胶水的管芯附着层)。
[0031]半导体管芯112包括其中形成一个或多个电路的设备侧，以及与设备侧相对的非设备侧。键合焊盘113形成在半导体管芯112的设备侧上。键合线114耦合到键合焊盘113并耦合到导电端子108。键合线114在半导体管芯112的设备侧中的电路系统和封装件100外部的导电端子(例如上述雉堞式端子)之间提供数据和/或电力。腔体103具有壁115，并且半导体管芯112与最近的壁115分开的距离介于0.3mm至0.8mm，其中大于该范围的距离导致不可接受的大封装尺寸，并且小于该范围的距离导致对半导体管芯112上的电路系统(例如，精密电路系统)的不可接受程度的机械和热影响。半导体管芯112具有介于3.5mm至4.0mm的长度，其中大于该范围的长度导致不可接受的大封装尺寸，而小于该范围的长度导致对形成在半导体管芯112中的电路系统(例如，精密电路系统)的不可接受程度的机械和热影响。
[0032]半导体管芯112耦合到管芯焊盘110并由管芯焊盘110机械支撑，但在一些示例中，不由另一结构机械支撑，这意味着管芯焊盘110将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：具有腔体的陶瓷衬底；在所述腔体中的管芯焊盘；半导体管芯，其在所述腔体中并且具有耦合到所述管芯焊盘的第一段和悬挑在所述腔体的底板上方的第二段；在所述腔体中的第一导电构件，所述第一导电构件耦合到暴露于所述陶瓷衬底的外部的第二导电构件；以及键合线，其耦合到所述半导体管芯的设备侧和所述第一导电构件。2.根据权利要求1所述的设备，进一步包括耦合到所述半导体管芯的表面并耦合到所述管芯焊盘的胶水层。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述管芯焊盘邻接所述腔体的所述底板。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述管芯焊盘具有第一构件、第二构件和第三构件，所述第一构件和所述第二构件彼此平行，所述第三构件耦合在所述第一构件和所述第二构件之间，所述第三构件垂直于所述第一构件和所述第二构件。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述半导体管芯耦合到所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件。6.根据权利要求1所述的设备，其中在所述第二段的远离所述管芯焊盘的一端和形成在所述半导体管芯的所述设备侧上的电路的边缘之间的距离介于0.2毫米至0.4毫米。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述半导体管芯的长度介于3.5毫米至4.0毫米。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述管芯焊盘是单个整体部件。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述半导体管芯和所述腔体的所述底板分开的距离介于0.25毫米至0.5毫米。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二段与所述腔体的最近壁分开的距离介于0.3毫米至0.8毫米。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述管芯焊盘和形成在所述半导体管芯的所述设备侧上的电路之间的最小距离至少为1.5毫米。12.一种设备，包括：具有腔体的陶瓷衬底；在所述腔体的底板上的管芯焊盘；以及具有第一段和第二段的半导体管芯，所述第一段耦合到所述管芯焊盘，所述第二段悬置在所述腔体的所述底板上方，所述半导体管芯具有形成于其中的电路，所述电路位于所述第二段上，其中所述管芯焊盘具有平行的第一部分和第二部分以及垂直于所述第一部分和所述第二部分的第三部分。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述陶瓷衬底具有低...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：