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