Проектирование бескорпусных микросхем на гибких полиимидных носителях
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
я на отдельные кристаллы на всю толщину, что исключает необходимость в дальнейшем разламывания пластины, и объемные выводы не повреждаются.
Сборка и монтаж кристаллов БИС на полиимидном носителе
Кристаллы БИС на полиимидном носителе устанавливают на коммутационные платы (без ограничений их по материалам) лицевой стороной вверх или вниз (рисунок 2,а, б, в) [2].
Последовательность операций по установке и присоединению выводов БИС на полиимидном носителе следующая:
- обрубка технологической (измерительной) части носителя;
- формовка балочных (ленточных) выводов;
- установка БИС на коммутационную плату;
- присоединение выводов носителя к контактным площадкам коммутационной платы.
При установке кристаллов БИС лицевой стороной вверх на поверхность коммутационной платы 4 балочные выводы 2 вблизи кристалла 3 слегка отгибаются вверх, затем вниз к основанию кристалла и далее параллельно плоскости коммутационной платы 4 вдоль контактной площадки 1 (рисунок 3). Выводы такой формы не касаются края кристалла и обладают достаточной упругостью. Таким образом, исключается электрическое замыкание элементов БИС и полупроводниковой подложки кристалла, а также происходит демпфирование напряжений при значительной разности ТКЛР (температурного коэффициента линейного расширения) материалов кристалла и коммутационной платы. Балочные (ленточные) выводы, изготовленные из меди и алюминия, легко формуются.
Рисунок 2 Монтаж кристалла БИС на полиимидном носителе лицевой стороной (а, б) и вниз (в): 1 - контактные площадки; 2 - балочные выводы; 3 - кристалл; 4 - коммутационная плата; 5 - клей
Рисунок 3 Формовка балочных выводов: 1 - контактные площадки; 2 - балочные выводы; 3 - кристалл; 4 - коммутационная плата; 5 - клей
При установке кристаллов БИС лицевой стороной вверх в углубление коммутационной платы (см. рисунок 1,б), а также лицевой стороной вниз (см. рисунок 1,в) занимаемая площадь уменьшается примерно в два раза. Для БИС, размеры кристаллов которых превышают 5x5 мм (длина стороны L = 5 мм), минимальная длина балочного вывода составляет 280 мкм.
Микроконтактирование при сборке и монтаже БИС
Термин "микроконтактирование", т.е. "соединение" подразумевает механическое и (или) электрическое присоединение кристаллов полупроводниковых ИМС к подложкам с выводными рамками и к подложкам других типов, а также присоединение к ИМС проволочных выводов для внешних (по отношению к ИМС) связей.
Основными способами сборки (механического присоединения) кристаллов на основания корпусов, плат, ленточных носителей являются соединения с помощью припоев, эвтектических сплавов, клеев. Между металлизированными поверхностями обратной стороны кристалла и основания корпуса или подложки размещают кусочек фольги припойного сплава или эвтектики толщиной около 50 мкм. Используют нагрев горячим газом, пайку импульсным нагревом. Оптимальный режим эвтектической пайки: температура 390-420 С, время 3 - 5 с, давление 3-5 Н/мм2. Способы сборки, основанные на применении легкоплавких припоев и эвтектик, дают наилучшие показатели по прочности и вибропрочности соединений, обеспечивают хороший теплоотвод, но дороги, плохо поддаются автоматизации.
Сборку БИС на коммутационную плату обычно осуществляют приклеиванием кристаллов с помощью эпоксидных и полиимидных клеев. Наиболее эффективным является трафаретный способ нанесения клея на посадочные места коммутационных плат.
Распространенными способами монтажа (электрического присоединения) выводов кристаллов на контактных площадках коммутационных плат являются различные виды микросварки или микропайка.
Монтаж на гибких и жестких выводах
Различают монтаж на гибких и жестких выводах или проволочный и беспроволочный монтаж. Под монтажом на гибких выводах понимают получение электрических соединений контактных площадок, расположенных в периферийных областях кристалла, с выводами корпуса, платы или балочными (ленточными) выводами носителя с помощью гибких проволочных выводов.
Монтаж на жестких выводах - это электрическое соединение контактных площадок кристалла с выводами корпуса, платы или ленточного носителя с помощью шариковых или столбиковых выводов.
Проволочный монтаж является трудоемкой операцией: чем больше проволочных соединений в микросхеме, тем ниже ее надежность в процессе эксплуатации. Материал проволоки должен образовывать механически прочный, с низким значением переходного сопротивления контакт с материалами площадок кристалла и носителя (или корпуса) при минимальных воздействиях режимов (механических, тепловых и т.п.) их присоединения на характеристики БИС. Способы присоединения проволочных выводов совершенствуются от ручных операций к полностью автоматизированным. Используется проволока из золота, алюминия, алюмокремниевых и алюминий-магниевых сплавов.
Присоединение выводов осуществляется при монтаже полупроводниковых БИС микросваркой. Из известных способов микросварки наименьшие механическое и тепловое воздействия обеспечивает УЗ микросварка. При проволочном монтаже реализуют два вида соединений: встык и внахлест. Прочность соединения зависит от площади контакта, которая при соединении встык определяется площадью рабочего торца инструмента, диаметром проволоки и степенью ее деформации. При соединени?/p>