高密度混合集成电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高密度混合集成电路，该电路包括器件管壳基座、陶瓷基片、管脚、导带/键合区、半导体芯片、阻带、片式元器件，其中导带/键合区、半导体芯片、阻带、片式元器件都附着在陶瓷基片上，各组件有内引线键合；陶瓷基片固定在管壳基座上；管壳基座有管脚，在陶瓷基片上还垂直集成有一个以上的小基片，其正反面集成有一个以上半导体芯片或片式元器件，有内引线键合；对外进行电气连接的引脚以薄膜或厚膜的方式分别从陶瓷基片的两面固定在陶瓷基片的同一端，键合区用金球键合。本实用新型专利技术采用三维竖向垂直集成，将一个以上半导体芯片或片式元器件垂直集成在同一底座基片上，实现高密度三维集成，提高混合集成电路的集成度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路，具体而言，涉及混合集成电路，进一步来说，涉及高密度混合集成电路。
技术介绍
原有混合电路的集成技术中，在陶瓷基片的混合集成面采用二维平面集成技术，将半导体芯片、其他片式元器件直接装贴在厚膜或薄膜基片上，再采用键合丝(金丝或硅铝丝)进行引线键合，完成整个电器连接，最后在特定的气氛中将管基和管帽进行密封而成。原有技术存在的主要问题是:由于是采用二维平面集成技术，半导体芯片、其他片式元器件以最大面方向贴装到陶瓷基片上，芯片与基片的引线键合从一个焊点到另一个焊点之间需要一定的跨度，再加上基片上还需要根据具体电路的要求制作必要的膜或薄膜电阻、膜或薄膜电容、膜或薄膜电感等，因此，基片表面的芯片贴装数量有限，芯片集成效率受基片面积的影响，芯片集成度难以提闻。经检索，涉及高密度集成电路的中国专利申请件不少，如99813068.0号《高密度集成电路》、02121825.0号《高密度集成电路构装结构及其方法》、200410063042.6号《高密度集成电路》、201010141336.1号《高密度集成电路模块结构》、201110334691.5号《一种高密度集成电路封装结构、封装方法以及集成电路》等。但尚无高密度混合集成电路的申请件。
技术实现思路
本技术的目的是提供高密度混合集成电路，以增加基片单位面积上可集成的芯片数、其他片式元器件数量，达到提升混合集成电路集成密度的目的。设计人提供的高密度混合集成电路，是采用三维竖向垂直集成的方法来实现的，其结构包括器件管壳基座、陶瓷基片、管脚、导带/键合区、半导体芯片、阻带、片式元器件，其中导带/键合区、半导体芯片、阻带、片式元器件都附着在陶瓷基片上，各组件有内引线键合；陶瓷基片固定在管壳基座上；管壳基座有管脚；不同于原有混合集成电路的是，在陶瓷基片上还垂直集成有一个以上的小基片，所述小基片的正反面集成有一个以上半导体芯片或片式元器件，并有引线键合半导体芯片；所有对外进行电气连接的引脚以薄膜或厚膜的方式分别从陶瓷基片的两面固定在陶瓷基片的同一端，并在键合区上形成金球。上述小基片是采用共晶焊接或金球键合、绝缘粘胶剂加固的方式垂直集成在底座基片上的。上述金球采用金丝球键合或丝网印刷金属浆料后用再流焊的方法形成的。设计人指出，上述片式元器件是不包括半导体芯片的其它片式元器件。本技术的优点是:①采用三维竖向垂直集成，可将一个以上半导体芯片或其他片式元器件垂直集成在同一底座基片上，实现高密度三维集成，大大提高混合集成电路的集成度；②由于可集成更多的半导体芯片、其他片式元器件，从而可集成更多的功能可减少整机应用系统使用电子元器件的数量，从而减小整机的体积，提高应用系统的可靠性；④由于采用高密度集成，大大缩短引线长度，可进一步提高混合集成电路的工作频率和可靠性。采用本技术生产的器件广泛应用于航天、航空、船舶、精密仪器、通讯、工业控制等领域，特别适用于装备系统小型化、高可靠的领域，具有广阔的市场前景和应用空间。附图说明图1为本技术的高密度混合集成电路的结构示意图。图中I为管壳基座，2为陶瓷基片，3为管脚，4为导带/键合区，5为半导体芯片，6为阻带，7为片式元器件,8为绝缘粘接剂，9为金球,10为小基片，11为内引线。具体实施方式实施例:贵州振华风光半导体公司研发的高密度混合集成电路，以高密度厚膜混合集成电路工艺为例，结构如下:该高密度混合集成电路包括器件管壳基座1、陶瓷基片2、管脚3、导带/键合区4、半导体芯片5、阻带6、片式元器件7，其中导带/键合区4、半导体芯片5、阻带6、片式元器件7都附着在陶瓷基片2上，各组件有内引线11键合；陶瓷基片2固定在管壳基座I上；管壳基座I上有管脚3 ;在陶瓷基片2上用绝缘粘结剂8固定并垂直集成有2个小基片10，所述小基片10的正反面集成有一个以上半导体芯片或片式元器件，并有引线键合半导体芯片5 ;所有对外进行电气连接的引脚以薄膜或厚膜的方式分别从小基片10的两面固定在陶瓷基片2的同一端，键合区用金球9键合。权利要求1.一种高密度混合集成电路，该电路包括器件管壳基座(I)、陶瓷基片(2)、管脚(3)、导带/键合区(4)、半导体芯片(5)、阻带(6)、片式元器件(7)，其中导带/键合区(4)、半导体芯片(5)、阻带(6)、片式元器件(7)都附着在陶瓷基片(2)上，各组件有内引线(11)键合；陶瓷基片(2)固定在管壳基座(I)上；管壳基座(I)上有管脚(3);其特征在于陶瓷基片上还垂直集成有一个以上的小基片(10)，所述小基片(10)的正反面集成有一个以上半导体芯片或片式元器件，并有内引线(11)键合；所有对外进行电气连接的引脚以薄膜或厚膜的方式分别从陶瓷基片(2)的两面固定在陶瓷基片(2)的同一端，键合区用金球(9)键口 o2.如权利要求1所述的高密度混合集成电路，其特征在于所述小基片(10)是采用共晶焊接方式或用金球键合(9)、绝缘粘胶剂(8)加固的方式垂直集成的。3.如权利要求1所述的高密度混合集成电路，其特征在于所述金球(9)是采用金丝球键合或丝网印刷金属浆料后用再流焊的方法形成的。专利摘要本技术公开了一种高密度混合集成电路，该电路包括器件管壳基座、陶瓷基片、管脚、导带/键合区、半导体芯片、阻带、片式元器件，其中导带/键合区、半导体芯片、阻带、片式元器件都附着在陶瓷基片上，各组件有内引线键合；陶瓷基片固定在管壳基座上；管壳基座有管脚，在陶瓷基片上还垂直集成有一个以上的小基片，其正反面集成有一个以上半导体芯片或片式元器件，有内引线键合；对外进行电气连接的引脚以薄膜或厚膜的方式分别从陶瓷基片的两面固定在陶瓷基片的同一端，键合区用金球键合。本技术采用三维竖向垂直集成，将一个以上半导体芯片或片式元器件垂直集成在同一底座基片上，实现高密度三维集成，提高混合集成电路的集成度。文档编号H01L25/16GK202948915SQ20122063687公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日专利技术者杨成刚, 苏贵东 申请人:贵州振华风光半导体有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度混合集成电路，该电路包括器件管壳基座(1)、陶瓷基片(2)、管脚(3)、导带/键合区(4)、半导体芯片(5)、阻带(6)、片式元器件(7)，其中导带/键合区(4)、半导体芯片(5)、阻带(6)、片式元器件(7)都附着在陶瓷基片(2)上，各组件有内引线(11)键合；陶瓷基片(2)固定在管壳基座(1)上；管壳基座(1)上有管脚(3)；其特征在于陶瓷基片上还垂直集成有一个以上的小基片(10)，所述小基片(10)的正反面集成有一个以上半导体芯片或片式元器件，并有内引线(11)键合；所有对外进行电气连接的引脚以薄膜或厚膜的方式分别从陶瓷基片(2)的两面固定在陶瓷基片(2)的同一端，键合区用金球(9)键合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨成刚，苏贵东，
申请(专利权)人：贵州振华风光半导体有限公司，
类型：实用新型
国别省市：