Разработка интегрального усилителя

Учитывая площадь соединений, промежутки между элементами и расстояние от края подложку, следует увеличить суммарную площадь в 3-4 раза.Затем выбираем подложку, учитывая рекомендуемые размеры плат, приведенные в таблице 6.Таблица 6- Рекомендуемые размеры плат для гибридных ИМСДлина,мм48302460302048301612Ширина,мм30242016161612121010Выбираем плату 12х10 мм.Составляют чертеж топологии ИМС (рисунок 9).Рисунок 9 - Чертеж топологии ИМС6 ЭТАПЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА В ВИДЕ ГИБРИДНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ МИКРОСХЕМЫТехнологический процесс изготовления гибридных ИМС представляет последовательность из семи этапов.По аналогии с производством полупроводниковых ИМС производство подложек, деталей и узлов корпуса, а также компонентов гибридных микросхем целесообразно выделять на специализированные предприятия. Процессы формирования пленочных структур характеризуются высокой однородностью и сводятся практически к двум процессам: осаждению пленок в вакууме и фотолитографической обработки.Структура цеха должна предусматривать принцип предметно-технологической специализации. К производственным участкам цеха по изготовлению гибридных микросхем относятся участки очистки подложек, изготовление фотошаблонов и масок трафаретов; вакуумного напыления; фотолитографии; сборки и монтаж; герметизации; контроля электрических параметров; маркирование, лакирование, упаковки.Рассмотрим основные этапы изготовления гибридных ИМС.I этап - анализ принципиальной электрической схемы и исследование возможностей ее реализации в виде пленочной гибридной микросхемы.На этомэтапе определяют типы применяемых элементов, их номинальные параметры, выявляют, какие элементы будут выполнены в пленочном исполнении, а какие в дискретном, а также число и расположение контактных площадок. С этой целью преобразуют принципиальную электрическую схему изделия в коммутационную схему.II этап –разработка технологической структуры пленочной микросхемы. Топологические чертеж микросхемы - это конструкторский документ, определяющий ориентацию и взаимное расположение всех элементов микросхемы на подложки, а также форму и размеры пассивных элементов. Для составления топологического чертежа необходимо предварительно рассчитать геометрические размеры всех пленочных элементов и на этой основе определить площадь обложки. По вычислительной ориентировочной площади подложки выбирают ее типоразмер из ряда рекомендуемых. Далее решается задача оптимального размещения на подложке всех элементов микросхем.III этап – изготовление фотошаблонов и масок. На основе топологического чертежа в фотолаборатории изготавливают миниатюрные фотошаблоны, размеры которых соответствуют размеры микросхем. Фотошаблоны выполняют на фотопластинках с размещающей способностью порядка 400 линий/мм. На их основе изготавливают маски (трафареты), через которые напыляют необходимые материалы. В качестве подложек для масок используют никелированную медную фольгу, фольгу из нержавеющей стали, из бронзы и т.д. Необходимый рисунок маски можно получить прожиганием подложек электронным лучом или травлением. Наибольшее распространение получил второй способ. Чтобы получить рисунки травлением подложки, пользуются способом фотолитографии. В процессе фотолитографии используется светочувствительный полимерный метал -фоторезист. На подложку маски тонким слоем наносится фоторезист. После просушки на него накладывается фотошаблон и ультрафиолетовыми лучами, под действием которых фоторезистполимеризуется, производится экспонирование. После этого подложку протравливают кислотой. Участки, не защищенные полимернзованнымфоторезистом, вытравливаются насквозь, образуя необходимый рисунок. Полимеризованныйфоторезист смывают органическим растворителем. При изготовлении пленочных микросхем маски могут использоваться многократно. IVэтап- нанесение пленочных пассивных элементов микросхемы.Существует несколько способов получения тонкопленочных элементов. Наибольшее распространение получили вакуумное напыление и катодное распыление. При вакуумном напылении для получения требуемого рисунка схемы применяют маски. Испарение осуществляется после откачки до вакуума до 10 Па. В этом случае атомы испаренного вещества распространяются прямолинейно и, оседая на подложке, создают слой пленки требуемой толщины. Для получения пленок из тугоплавких материалов применяют катодное распыление. Распыляемый материал служит катодом. На анод подается высокое напряжение (порядка 20кВ). Подложку и маску располагают на небольшом расстоянии от катода (1÷5 см). Из установки откачивают воздух, после чего в нее подают инертный газ, создавая под колпаком давление порядка 0,1÷1 Па. Под действием высокого напряжения в установке возникает ионизация газа. Тяжелые ионы, попадая на катод, разрушают его. Частицы катода разлетаются в разные стороны и оседают на подложке, образуя на ней пленки необходимой толщины и формы.V этап- установка дискретных элементов. Для соединения навесных активных элементов с пленочным монтажом применяется пайка низкотемпературными припоями, что исключает повреждение приборов и нарушение адгезии металлизированных участков подложки из-за перегрева. Пайка производится миниатюрными механизированными паяльниками с автоматической дозировкой припоя и авторегулированием температуры нагрева зоны соединения. Для соединения выводовбескорпусных полупроводниковых приборов с контактными площадками микросхем разработано большое количество способов сварки и пайки (термокомпрессия, сварка давлением с косвенным импульсным нагревом, ультразвуковая сварка, пайка волной припоя, оптический способ пайки, способ электронно-лучевой сварки и сварки лучом лазера и т.д.). Для крепления к подложке приборов с гибкими и жесткими выводами используются специальные термостойкие клеи на основе компаундов.VI этап – конструктивное оформление микросхем. Применяются два способа защиты пленочных гибридных микросхем от повреждений: бескорпусная защита (герметизация компаундами) и корпусная защита (герметизация с помощью прочных корпусов различного типа). Корпусную защиту рекомендуется применять при длительной (более десяти суток) эксплуатации микросхем в условиях повышенной влажности. Корпус должен обладать достаточной механической прочностью, малой массой и габаритами, хорошей электрической изоляцией. Кроме того, внутри него следует поддерживать достаточно стабильные температурные условия.ЗАКЛЮЧЕНИЕ Широкое применение гибридно- пленочной технологии, а также гибкость схемотехнической и конструктивной реализации различных электронных устройств обеспечиваются тонкопленочной и толстопленочной разновидностями этого направления [2]. С помощью гибридно-пленочной технологии удается найти компромиссное решение вопроса об основном противоречии, содержащемся в требованиях к монолитным ИМС – противоречия между степенью интеграции и выходом годных ИМС. Реализуя сложное устройство в виде нескольких кристаллов с экономически целесообразной степенью интеграции, их объединяют в общем корпусе на общей изолирующей подложке, несущей систему пленочных межсоединений. Таким образом, создаются многокристальные гибридные микросхемы или микросборки. Относительно большие размеры пассивных элементов и наличие пассивной подложки позволяют (в отличие от диффузионных резисторов полупроводниковых ИМС) осуществить их подгонку, например, с помощью лазера. При лазерной подгонке точность сопротивления резисторов может составлять сотые доли процента, что необходимо в ряде устройств измерительной техники. К недостаткам гибридно-пленочной ИМС по сравнению с монолитными полупроводниковыми ИМС относятся увеличенные габариты, меньшая плотность упаковки, меньшая технологичность производства и более низкая надежность [6].СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Н.М.Ващенко, В.В.Власенко, Б.С.Гершунский, А.В.Романовская. Справочник по основам электронной техники. Киев: «Вища школа», 1978.2. О.Д.Парфенов. Технология микросхем. М.: «Радио и связь», 1986.3. Полупроводниковые приборы. Транзисторы малой мощности. Справочник. / под редакцией А.В.Голомедова. М.: Радио и связь», 1994.4. Конденсаторы: Справочник. / под редакцией И.И.Четверткова и М.Н.Дьяконова. М.: «Радио и связь», 1993.5. Л.А.Коледов, В.А.Волков, Н.И.Докучаев, Э.М.Ильина, Н.И.Патрик. Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов. / под редакцией Л.А.Коледова. М.:»Высшая школа», 1984.6. К.С.Лабец. Электронные приборы. Киев: «Вища школа», 1974.7. В.Г.Гусев, Ю.М.Гусев. Электроника. М.: «Высшая школа», 1991.