Классификация интегральных микросхем
Методическое пособие - Компьютеры, программирование
Другие методички по предмету Компьютеры, программирование
ая коррозионная стойкость;
совместимость технологии нанесения с технологией изготовления других элементов схем;
возможность сварки или пайки выводов навесных элементов;
обеспечение низкого переходного сопротивления контактов.
Самым распространённым материалом тонкоплёночных проводников и контактных площадок для ГИС повышенной надёжности является золото с подслоем хрома, нихрома или титана. Подслой обеспечивает высокую адгезию; а золото - нужную электропроводность, высокую коррозионную стойкость, возможность пайки или сварки.
В ГИС с менее жёсткими требованиями к надёжности в качестве проводников используют плёнки меди или алюминия с подслоем хрома, нихрома, ванадия или титана. Для предотвращения оксидирования меди и улучшения условий пайки или сварки, медные контактные площадки покрывают хромом, никелем, золотом или ванадием.
Толщина проводников составляет (0,5 - 1) mm; толщина покрытия составляет десятые - сотые доли микрометра.
6.НАВЕСНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ГИС
В качестве навесных компонентов ГИС применяют диоды, транзисторы, транзисторные матрицы, полупроводниковые ИМС; конденсаторы, дроссели, трансформаторы.
Выводы компонентов могут быть гибкие и жёсткие. Недостаток гибких выводов в том, что трудно автоматизировать процесс монтажа. Применение компонентов с шариковыми выводами затрудняет контроль сборки. Приборы с балочными выводами позволяют автоматизировать сборку, контролировать качество, увеличить плотность монтажа, но они значительно дороже.
Способ монтажа компонентов на плату должен обеспечить фиксацию положения компонентов и выводов; сохранение целостности, параметров и свойств, а также отвод теплоты, стойкость к вибрациям и ударам. Различают следующие способы крепления компонентов ГИС: пайка; сварка; приклеивание элемента на подложку.
7.ПОДЛОЖКИ ГИС
Подложки ГИС являются диэлектрическим и механическим основанием для плёночных и навесных элементов и служат также теплоотводом.
Материал подложки должен обладать следующими свойствами и характеристиками:
)высоким сопротивлением изоляции;
)электрической прочностью;
)низкой диэлектрической проницаемостью, малым тангенсом угла потерь;
)высокой теплопроводностью;
)механической прочностью, обеспечивающей целостность подложки как в процессе изготовления, так и в процессе эксплуатации ГИС;
)высокой химической инертностью к материалам наносимых плёнок;
)стойкостью к воздействию нагрева в процессе нанесения плёнок;
)способностью к механической обработке (полировке, резке)
)температурный коэффициент линейного расширения должен быть близок к температурным коэффициентам линейного расширения наносимых плёнок во избежание отслаивания и растрескивания плёночных элементов.
В настоящее время в качестве подложки используют ситаллы для маломощных ГИС; для мощных ГИС применяют керамику "поликор", а для особо мощных ГИС - бериллиевую керамику, имеющую очень высокую теплопроводность. В тех случаях, когда необходима высокая механическая прочность и жёсткость конструкции, применяют металлические подложки: алюминиевые, покрытые слоем анодного оксида или эмалированные стальные.
Габаритные размеры подложек стандартизированы (таблица 3). Толщина подложек составляет (0,35 - 0,6)mm.
Таблица 3.
Типоразмеры плат ГИС
№ типоразмера123456789101112ширина, mm9660483024201612101052,5Длина, mm12096604830242016161264
8.Способы нанесения тонких плёнок
В настоящее время используются следующие способы нанесения тонких плёнок на подложку:
термическое испарение;
ионно-плазменное напыление;
электрохимическое осаждение.
8.1Метод термического испарения
Метод термического испарения (вакуумного напыления) заключается в испарении материалов и осаждении на подложку в высоком вакууме. Достоинствами метода являются: высокая скорость осаждения материалов; простота и отработанность технологических операций. Недостатками метода являются: трудность обеспечения высокой воспроизводимости свойств плёнок при осаждении веществ сложного состава; трудность испарения тугоплавких материалов; высокая инерционность испарителей. Упрощённая схема термического напыления представлена на рис. 6.
Металлический или стеклянный колпак 1 располагают на опорной плите 2. Подложка 3, на которую наносится напыление, закрепляется держателем 4. К нему примыкает нагреватель 5. Напыление производится на нагретую подложку. Испаритель 6 состоит из источника напыляемого вещества и нагревателя. Поворотная заслонка 7 перекрывает поток паров от испарителя к подложке. Напыление длится в течении времени, пока открыта заслонка 7.
На подложке создаются благоприятные условия для конденсации паров. Для получения качественной плёнки температура подложки должна быть оптимальной, обычно (200-400)С. Слишком низкая температура приводит к неравномерному распределению адсорбируемых атомов, и плёнка получается разной толщины. Слишком высокая температура подложки может привести к отрыву только что осевших атомов.
Скорость роста плёнок зависит от ряда факторов: температуры нагревателя; температуры подложки; расстояния от испарителя до подложки; типа испаряемого материала и т.д. Обычно скорость роста плёнок составляет от десятков долей до десятков нанометров в секунду.
Некоторые распространённые материалы имеют плохую адгезию с подложк