Коледов Л.А. - Технология ИС, страница 86

Нумерация начинается с вывода, расположенного в зоне ключа. В качестве ключа могут быть выступ, выемка, углубление илн другой конструктивный знак на корпусе, знак или надпись, выполненные маркировкой, Допускается применять корпус с ббльшим, чем это необходимо по схеме числом выводов.

При установке микросхемы на печатную плату незадействованные выводы удаляются, но нумерация выводов сохраняется. До последнего времени наиболее распространенными были корпуса с двухрядным расположением выводов, расположенных вдоль длинных сторон тела корпуса. Такая конструкция корпуса оказалась наиболее технологичной с точки зрения создания коммутации на печатной плате и сборки ячеек и блоков МЭА. Двухрядный корпус позволяет достаточно эффективно использовать площадь плат при относительно небольшом количестве выводов ()0...20). ГГри большем числе выводов он становится слишком 1З Знк. 9!а 385 дариус с поптРицеи' дыдпдпд Ддулрядньтй яоряус лорпус с дыдпдани пп перинетру ~~~ о о 2,54 о о о г,54нн 2,54нн Площадь 103снл яд детдадйд Площадь 1, Юснг Пу дыдодпд Плащпдь 155снг 15 дыЫад 254нн Площадь 4,15спе ьь дьтдпдо Рпс. !2.9.

Корпуса для БИС ка баао- вых матричных кристаллах: е — серии ЮМОХМ!. б — сервы КтМОХМХ 2,54ня ЯРаайпооВЬМП! 122"и $8РоЯ 8 оо Площадь 1, Удсне 54 дьтдпдо Плпщадь 1д,дон т 54 дыдпда 2,54нн Рвс. !2.8. Эволюция конструкцкй корпусов микросхем с увеличением числа внешних выводов Площадь 4,55спс 54 дыдпда Площадь 1д,дснг 54 де!дода г) !з* громоздким. Для БИС с 64 контактными площадками корпус оказывается слишком длинныьд и широким, чтобы внутри было достаточно места для размещения проводников, соединяющих внешние выводы корпуса с контактными площадками БИС (рис.

12.8). В настоящее время осуществляется переход к корпусам с шагом выводов 1,25 мм и 0,625 мм, а также с четырехрядным расположением выводов (рис. 12.9,а,б). Использование таких корпусов существенно снижает занимаемую микросхемой площадь платы. В частности (см. рис. 12.8), квадратный корпус с 64 выводами по периметру с шагом 1,26 мм занимает в четыре раза меньшую площадь, чем 64-выводнои двухрядный корпус, Но самое плотное расположение выводов обеспечивают корпуса. в которых выводы располагаются в виде двухмерной матрицы, )у(а. грина 8Х8, содержащая 64 вывода с шагом 1,25 мм, занимает.

в свою очередь, вчетверо меньшую площадь, чем квадратный корпус с таким же шагом выводов и таким же их количеством, но расположенных по периметру. Преимущества матричного расположения выводов становятся еще большими с ростом их числа. Однако более плотное расположение штырьковых выводов в матрице затрудняет их присоединение к внешним цепям; для зтого требуется более сложная по конструкции и, следовательно, более дорогая коммутационная плата. Корпуса с двухрядным и матричным расположением выводов размещаются на печатных платах в составе аппаратуры путем встав- Рпс !2 !О Способы мантажа микросхем ка нечеткую пла, — в сквозные отиеос ии; б, е — виикеест; в, е — встык, Π— ие с быки б) г) а) Рис.

12.11. Формы выводов корпусов микросхем: о — типа крала чайки, б — ипа кр ла альбатроса; а, а — соотиетстаеиио скрмтмй и открмтмй 3-обрааимй ления выводов в сквозные металлизированные отверстия с последующей пайкой волной припоя. С увеличением числа выводов и сокращением расстояния между ними операция сборки микроэлектронных устройств становится трудновыполннмой. В настоящее время широкое применение находит монтаж корпусов микросхем на поверхность печатных плат без их сверления (рис 12.10).

Для этих целей наиболее пригодны конфигурации выводов, изображенные на рнс. 12.11, выводы в форме крыла ча44ки и крыла альбатроса легко устанавливаются и совмец!аются с разводкой на поверхности печатной платы. За счет хорошего доступа к выводам в этом случае легко может быть осуществлен тестовый контроль качества сборки.

Корпуса со скрытыми )-образными выводами за- ничают на поверхности платы меньше места, более пригодны для автоматического размещения и припайки к посадочному месту, но тестовый контроль качества сборки в этом случае затруднен, Кристаллодержатели. В течение ближайших лет при разработке МЭА конструкторы будут использовать «смесь» дискретных активных и пассивных компонентов, малых, средних и больших интегральных микросхем.

Какие корпуса и какие выводы должны иметь все эти изделия, чтобы их сборка в составе аппаратуры была надежной и сравнительно недорогой? Экономически обоснованного сочетания конструкций в настоящее время еще нет, но сам ход технического развития сборки МЭА наводит на мысль об унифицированной конструкции, в которой могли бы разместиться либо одна отдельная многовыводная полупроводниковая БИС, либо несколько микросхем средней и малой степени интеграции, объединенных таким образом, что вместе они составляют законченное устройство или его часть. Такой конструкцией и является керамический (рис. !2.5, 12.12) или пластмассовый кристаллодержатель.

Форма выводов в пластмассовых кристаллодержателях такая как на рис. 12.12. Межвыводное расстояние в кристаллодержателях должно составлять 2,5; 1,25 или 0,625 мм. Стандартизированные кристаллодержатели уменьшают стоимость их изготовления и дают возможность автоматизации сборки.

В частности, кристаллодержатели с шагом выводов 2,5 мм и 1,25 мм могут монтироваться на печатной плате, имеющей координатную сетку для создания элементов коммутации со стандартными 2,5-миллиметровыми ячейками. Рис. !2.!2. Пластмассовые (а, б) и керамические (и, й) кристаллодержатели З88 12.2. КОНСТРУКЦИИ БЕСКОРПУСНЫХ МИКРОСХЕМ В настоящее время разработка полупроводниковых микросхем в корпусах, как правило, сопровождается разработкой их аналогов в бескорпусном варианте. Бескорпусные полупроводниковые и гибридные микросхемы микропроцессорных комплектов и микросборки разрабатывают для эксплуатации в составе ячеек н блоков МЭА, которые подвергаются общей герметизации. Начальным этапом герметизации как бескорпусной, так и с использованием корпусов является пассивация поверхности кристалла полупроводниковых микросхем и предварительная защита ,поверхности гибридных микросхем, Для этого в полупроводниковой технологии используют пленки 5(От, Балис, БСС или ФСС.

В МДП-микросхемах, где роль поверхности и встроенного заряда особенно велика, используют ФСС, Бе44тс. В гибридной технологии используют пленки 5!От, 510, СтеО, для толстопленочных микросхем — стекла. Поверх этого сравнительно тонкого слоя электрически и химически инертных материалов при бескорпусной герметизации наносят более толстые слои герметиков: эмалей, лаков, компаундов, 389 Как правило, бескорпусные микросхемы имеют прямоугольную или квадратную форму (см.

рис. 5.41), что более удобно для оптимального их размещения на подложки или платы в сочетании с другими ЭРЭ. Кристаллоносители. Для удобства сборки, необходимости ее автоматизации, внедрения групповых способов сборки и контроля смонтированных бескорпусных БИС необходимо иметь унифицированные конструкции, Такими конструкциями являются гибкие ленточные кристаллоносители (см. рнс. 2.53). Ленточные кристаллоносители на полиимиде могут быть двухили трехслойными. Двухслойный носитель выполняется нанесением на металлическую фольгу полиимидного лака с его последующей полимеризацией.

Формирование рисунка осуществляется избирательным химическим травлением как металлической фольги, так и полиимида. Для изготовления трехслойного носителя на пленку из полиимида наносят слой адгезива на основе эпоксидов (акрила или полиэфирных) н после разрезания пленки на ленты в ней с помощью соответствующих пуансонов автоматически пробиваются краевая перфорация, отверстия под кристаллы и балочные выводы.

Затем на ленту наклеивают металлическую фольгу (с кратковременным температурным воздействием и механическим усилием). Далее лента поступает на операции избирательного травления металлической фольги для формирования паучковых выводов с последующим осаждением защитного покрытия из олова, никеля или золота. После сборки кристаллов на носитель и измерения их пара. мет()рв перед установкой на подложку производится автоматичес- Рис Г2 13 БИС на кристаллоно. лонты ого- в): иная л— 6— ч- ст тн и тн н кая вырубка пуансоном кристалла с внешними выводами носителя и присоединение этих выводов к контактным площадкам подложки (рис. 12.13).

Методы присоединения — групповые (пайка медных выводов) или индивидуальные (ультразвуковая сварка алюминиевых выводов). ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящее время можно сформулировать следующие устойчивые тенденции в производстве изделий микроэлектроники. Непрерывно растет функциональная сложность интегральных микросхем. Все большее число радиоэлектронных узлов, устройств и блоков, ранее выполнявшихся в виде отдельных конструкций по технологии, принятой для изготовления аппаратуры, выполняются в настоящее время в виде полупроводниковых и гибридных микросхем и микросборок. Применение для этих целей базовых матричных кристаллов и однокристальных программируемых логических устройств привело к существенному ускорению этой устойчивой тенденции и придало новый импульс разработкам микроэлектронной аппаратуры в интегральном исполнении.