Другое: Материалы по ОКТРЭС, преподаватель - Чайка

Файлы скачаны со студенческого портала для студенты "Baumanki.net"

Файлы представлены исключительно для ознакомления

Не забывайте, что Вы можете зарабатывать, выкладывая свои файлы на сайт

Оценивайте свой ВУЗ в различных голосованиях, в том числе в досье на преподавателей!

Распознанный текст из изображения:

Цель рабсч '

— ®~л~~Р зависимости парам,"т~,',~в,,',

Ф

й .. ю.вч... " ня и" б

гибридной

тонкпн1леночной микросборкн

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

менном рспщни~ комплекса задач, связанных,со структурой системы; оптаяизацик топологии с целью увеличения степени ннтвграции, уменьшения длины м~кзлементных соединений, сокращения,числа пересечений проводников; отработке базовой технологии для производства набора МСБ. Последовательность полного цикла разработки микросборки предсгавтена на рнсъ)~,': '.з~ к,кь:;:' ', * *: ' . ',',*,"*.:,':у " *' '* . ',"*'",," .'Г,, ',,* ' „', ь,~',,'Нв

Наряду с универсальньсчи микросхемами, предназначенными

енньаи для щировото применения в различных видах РЭС, нспольз

зьзутотся заказнме (Ътецийлнзированные) ызгкрою®мы таким микросхемам относятся, в частности„жаросб0рки ЖСБ). Микросборка (по ГОСТ ! 7021-75) - мик

) - микроэлектронное нзделис, цьи1олшцощее Опреде. инъ фу ~ по и состоящее из элементов компо нентов н корпусироваиньсх и

ИС ( бескорпусных), а также других ЭРЭ, находящихся в различ

ся в различных сочетаниях. Это и;Иелне рвзрабвтываетвя и юготавливастся конструкторачн РЭС с целью се миниатюризации. МСБ .мсвкет иметь нли не иметь собственный корпус. МСБ не сопровождается ТУ. Бе

защитон от внешних воздействий в Ф)става разрабатываемого РЭС.

ЛВ' По мере совершенствования технологии м. „ч ктро

..вроэлектроннки, с ростом степени интФуацин элементов па подложке функцнопазьная сложност МСБ

ь непрерывно возрастает, а вапЮлнясмыс имн функции приближаются к аппаза

я к аппаратурным. В настоящее время имсстся феальная возможность построения на одной МСБ малых

малых вычислителей, мшропроцессорон, запоминающих устройств, различны.; прсобразьватслсй.

Мпогоооразис раз пони (ностей и икросборок определяется

технологией ~п готовлення - тонкопленочные, толстопленочныс: функциональным назначением - аналоговые цнфро

ь, цифровые, аналого-цнфроныс, наооры

элементов; . Йущц . фу ~иональнои сложностью (степенью ияте а

гр цни); конструктивно-техно догичес качи особенностями - низкочастотные общего применения, СВЧ диапазон, большой мощности к мх

щ ости, коммутационные с многоуровневой разводкой. Разработка и кти

прое рованис МСБ, как правило. должны быть связаны с проскгит3съ ированием системы в целом. Основная ос "

ооенпость разработки ~ЧСБ заключается: н одновре-

Рне. 1-

, В.техническом.задании (ТЗ) на МСБ должен быть сформулирован комплекс тех-

др ) их режьюйы питйния э

требования к конструкции МСБ, типу корпуса, расположению выводов:

° условия эксплуатации..

Анализ электрической принципиальной схемы проводится с целью:

изучения (или уточнения) принципа работы и функций отдельных квскадон и цепей;

классификации элементов принципиальной схемы на элементы и компоненты микро-

ническис требований. вклочающнх в себя:

° требования.к входным и выходным сигналам МСБ, параметрам и характеристикам

элементов схемы (номинальные значения, допуск на номинал, стабильность во времени и

Распознанный текст из изображения:

;рту ф,'.;,,„:...р,7;тр, ., куят'пс%%'",

Кол)к~торныер токи трарнсзуис0тюоросв, взявтсые из справочных'данных, должны соответствоватю режиму измерения параметрОв транзйстоора.

Псречнсленныс подходы к расчету электрическйх режимов элементов принципиальных схем подробно изложены и прон:цпострированы примерами и ~ Ц,

После расчета электрической принци*пнальной схемы МСБ по постоянному току производится выбор навесных коммпонейтов.~

Определенная часть корпусных инжральных микросхем широкого применения ~операцибнные усилители, широкополосные усилители, 'отдельные типы цифровых ИС) имеют беси)орйускм1е аналоги. Позттосмуе прйн разработке кооснсструккцчии МСБ предпочтительным решением является замена корпусной ИС ее бескорпусным аналогом. Справочные данные по бескорпусным ИС приведены в ~2).

Корпусная ИС можег быть заменена бескорпусной, функциональные возможности которой позволяют выполнизь предусмотренные схемой преобразования сигналов.

В случае затруднений с выбором бескорпусной ИС допускается предположение, что по заказу разработчика МСБ предприятие-изготовитель ИС поставляет микросхему. данного типа в бескорпусном исполнении. При этом конструктйвные параметры ИС принимаются типовыми. Расположение выводов бескорпусной ИС соответствует корпусйой.

Полупроводниковые диоды и транзисторй заменяю»тек бескорпусиымми. Ьыбор бескорйуескых диодов и трашжторов прпоизвсдипжс по функциональным параметрам, которые

;29)ку»ФКЯЪФ)ККЖ.",*'.77 а яееур":у„.'. 7 . '.'."". ' ск':. ""- )р.'!ссммК77 . к*)

должны соответствовать параметрам корпуейыхс приборов'.

Информация по бескорпусным полупроводниковым приборам приведена в Приложении 2.

Резисторы постоянные и перемзенййе выбирают по номинальному значению и отклонению номинала, мощности и массогабаритным показателям. Справочные данные по бескорпусным резисторам приведены в Приложении 3.

Конленсаторы постоянной и переменной емкости выбирают из группы керамических (КТ4-272929, К10-9, К10-17в) н срули» окекзкиполупровакнивоюп (К53-15, К53-! б, К53- 19, К53-22, К53-26 лр.) по юминвлвнпсу влечению и отклойснию емкости, ивер»кем»о, приложенному к обкладкам и массогабаритным показателям. Для керамическюг конденсаторов необходимо учитывать группу температурного коэффициента емкости, характеризующего из-

менение кяякбстн конденсатора в диапазоне рабочих температур. Справочные данные по

бескорпусным конденсаторам приведены в Приложении 4.

Эксплуатационные параметры всех выбранных компонентов должны

условиям эксплуатации МСБ. Установочные размеры и способы= монтажа компонентов на

подложке приведены в ОСТ 4ГО.010.043-75» Узлы и блоки радиоэлектронной аппар»туры на

микросхемах. Микросборки, Установка бескорпусных элементов и микросхем.

Конструирование."

Выбор конструктивно-техно71огичсско)о вариа2гга изготовления МСБ проводится на

ранних стадиях разработки МСВ.' Здесь требуется учигыватву комплекс конструктивно-

технологических ограничений, электрические, физико-химические свойства используемых

материало»,: предполагаемую техиолоппо изготовления платы МСБ. Тем самьаа в значительной

степени обь»лвивиотея функции разработчика-конструктора »утехи»лог» микроэлектронного' '

изделия. Тонкие пленки плат МСБ общего назначения получают'методами термического

испарения исходных материалов в вакууме нли конно-плазменного распыления.

Основное внимание следует уделить выоору метода получения конфигурации тонкопленочных элементов, обусловливаюшего ряд конструкторско-технологических ограничений на разработку платы МСБ. Краткая характеристика методов свободной маски, контактной маски, фотолитографии с последующжя селективным травлением одного нли двух

-', е,, -; -. ° .-.Ф„-*)

рабоиаа~,щ.к)»»днасн» в Щ.

-'=--.~кф свободной маски--используетея. при изготовивши- МСаг с малой и средней степенью ии)л:аграции ес.=ви не требуется выс)зеая плосность ковупюиоащй и не.,превс0ьяямляются высокие требования к точности параметров пассивных элементов (+15%). При использовании биметаллических трафаретов без больших трудностей досгигаетея абсолютная погрешность размеров порядка ~20 мкм.

При примснсурии СвОбОд))))к к)ЗСОк рекам )в,уерСя такая 7)ОС;1'дО)5З2С.)ь))ОС)ь

формирования слоев:

1) резисторов;

2) проводников и контактных площадок;

3) межслойной изоляции;

4) проводников;

Распознанный текст из изображения:

5) нижних.обкладок конденсаторов;

б) диэлектрика конденсаторов;

. 7) Всрхннх Обкладок конденсаторов; »; .

8) запппного слом.

В каждом конкретном случае возможно упрощение типовой последовательности

Напрюяар, при отсутствии пленочных конденсаторов исключаются операции 5,6,7; при

Отсутствии изолированньгх пересечений проводников - операции 3,4. . Метод контактной мвскн:.гфименяется в том .случае когда требуется достаточно

высокая точность геометрических размеров пленочных элементов (абсолютная погрешность

порядка 2 мкм)„формируемзях, например, нз кермета Сг-ЯО,

В качестве материала контактной маски используют фоторезист или легко растворимые в слабых травителях металлы (медь, аломиний, магний, никель и др,). Металлические маски.. Отличаются... повышенной термостойкостью. Последовательность

изготовления резнстивного элемента методом контактной маски представлена на рис. 2.

'ьЯ»»"» Ф4М~»'

-,- 3

ибф -'

Метод фотолитографии основан иа нанесении Везнств1вьийс и проводящих пленок иа ' Все-йпвврхность подложкн'е йосл4фюнйгм селектнвнйм'фавлением пленок не заппппенйвгх"="; фОРщ5зистов. для формироввнн1в~: резисторов пфйкфнмюв. и контактных площвщж прнья»плюются две фотолитографнв1 ~рван»йя фотолитография)ь". Метод двойной фотолитографии ' осуществляют двумя способаас;, ПоеледовательйостФ~"-~ Йзготовления резистивного ' и проводящего элементов плат гибридных МСБ методом,двойной фотолитографии (первый спосОб) приведена на рнс. 3; " " ' ":Л" "'

РНС.2.

а - апыленне материала контактной маски, б - нанесение с;юя фоторезнста, в - экспонирование, г - проявление, д - травление материала контактной маски через фоторезистивную маску, е-

удаление с;юя фоторезнста, ж - напыление резнстивного материала, з - травление материала контактной маски: 1 - подложка. 2 - слой меди, 3 - слой фоторезнста, 4 - фотошаблон, 5, б ° фс горезистивная и контактная маски, 7 - слой резнстивного материала, 8 - резнстивная полоска.

Рис.3.

Ф

1 г.,мт В . ИПДЛОжКЯ, б . НВПЫЛВНИВ СПЛОШИМК.РЕЗНСТЯЯВЯОГО.Н ПРОВОДЯЩЕГО СЛОЕВ» В НВИЕОЕНИЕ ПЕРВ

вого слоя фотооезистгаь г - экспониЦ>вщ1и~ 1)щво~О сдря фогОрезисга,,~. Рроя'ь1снн»е пярвог»х„„ слоя фоторезиста, е - травление проводящего слоя, ж - удаление первого слоя фоторезиста, знвнесение второго слоя фоторезиста, и - экспонирование второго слоя фоторезнста, к -' проявление ~~оро~о слоя фоторезиста, л - травление резистивного сл®г, м - удайние в~оро~о слоя фоторезиста, 1 - подложка, 2, 3 - слои резистнвного и проводящего матернаа, 4, 8,- слои фоторезиста, 5, 9 - фо гошаблоны, 7 - контактная площадка, б, 1О - фогорсзистнвные маски, 11— резистор с контактными площадками.

Последовательность изготовления резистивного и проводящего элементов плат гибридных МСБ методом двойной фотолитографии (второй способ) приведена на рис. 4

Вариант технологии зависит от применяемого сочетания магериалов, так как для

каждого сочетания материалов должен подбираться соответствующий селективный травнтсдь.

Метод чвОЙной фотолитографии используетсЯ для получения высокой 1иотностн

компоновки, высокой точности резисторов. Метод высокопроизводительный, нс требует

наличия вакуумных камер.

Распознанный текст из изображения:

ок '.,;;:~.: -. ':"::: --':м~"'-,

с<;; „,,- ", .'~!::;.:, 2) фотолитография и селективное стравливание проводяв«его слоя:

3) напыление через маску нижних обкладок, диэлектрика и верхних

!Р "Ж*

дснсато ов;

обкладок кон-

Р

4) нанесение защипюго ело««.

Р

Двойная фотазитография с последующим селективнь«м химическим травлением

'Г'

,т., ь

! рабочих слоев позволяет лучше использовать площадь подложки, так как ширина проводника в

месте перекрытия равна ишрнне резистора (совмещение слоев обеспечивается автоматически).

Однако этот метод требует учета технологической совь«еспшости матерна.юв пленок с точки

зрения избирательного удаления отдельйых слоев.

.." пр'э~одя«е««з ~~юев, б - нанесен««е первого слоя ф рета' в э и р в 'Р Ым флор~~' г фоторезиста, д - травление проводящего слоя, с;. Травление резистивного слоя, ж - удаление слоя фоторезиста, з - нанесение второго слоя фоторезиста, и - экспонирование второго слоя фстор««зиста, к - проявление второго слоя фоторезиста, л - тра««ление про«к«дяп«его слоя, мула.чсир второго слоя- фоторезнста, 1 - подложка, 2, 3,: слои рсзистиввого и проводящего

~ $ .';Ф'~ резистор с контактными пло«ладками.

Некоторые характеристики методов формирования пленочных элементов приведены в табл.1.

Для тонконленочнь«х МСБ, содержащих резисторы, проводники и конденсаторы, используют совместно масочнь«й и фотолитографический методы. Возможны прн этом два варианта технологии. Первый вариант содержит следующую последовательность операций; 1) Напыление резисторов через маску:

Напььчснис проводящей пленки на резистивн~чо; .1) 'Эцтолитография пров 11чшег 1 "лая: 4) Поочередное напыление через маску нижних обкладок, диэлектрика и верхних

обкладок конденсаторов; 5 «Нанесение защитного слоя.

Второй вариант содержит операции:

11 напыление сплопппях резистивной и проводящей пленок;

Р Ст н 7 и чных л 1 1 в Типовые констръ'кцни тонко««леночньг«

резисторов изображены на рис 5, 6, конденсаторов - на рис. 7.

Исходными для расчета пленочных элементов являются схемотехнические данные и

технологические возможности изготовления. Цель расчета - выбор материалов и определение геомстричсск«сч размеров и форм пленочных элементов, обеспечение получения элементов с воспроизводимыми и стабильными параметрами. При этом необходимо придерживаться

определенных принцжтов, позволяющих комплексно решать поста взе иную задачу по

разработке топологии МСБ. Такими принципами являются:

Распознанный текст из изображения:

апвшенне ро/«]= р - величина постоянная.

резнстивный

л числО резнсторо

"~ „- погрешность коэффициента формы.

Рукция резистора пряъ~уто 'п~ной 'форель«

а) С|руктура рЕЗиетора;

б) прямоугольная полоска с К>10;

В) прАМОУГОльнйя полоска с К<1,

эи~ 6 К иг -.1 =к~!ии Рсзисгойоа.". Ожиои:,"-' 'л'

а) составной; о) мсандр,' В) Е-Образнь!Й,

минимизация пл«впади, занимаемой элементами, компонентами и схемой в целом; мииимизицкя числа пересечений межэлементных соедннеинЦ, „~

° равномерное расположейие элементов и компонентов по площади * подложки

микросборк$г,

° минимизация числа используемых материалов для реализации ппенс чных элементов; ° повышение степени интеграции элементов и технологических процессов.

Пленочные резисторы в структурном отношении представляют собой полоску резнстнвной пленки, снабженную пленочными контактными йдощадкамн с низким металлы, сплавы, соединения, керметы. Характерной Особенностью пленок является

зависю«ость удельного Объемного сопротивления материала пленки рВ от ее толщины «Е С точки зрения технологичности нанесения пленки, Воспронзводимоспи н стабильности ее

свойств каждый материал характеризуется определенной толщиной, для которой ро материала является оптюаиьньш. Поэтому в технологии микроэлектроники для каждого материала

определяегся щнгс«нзр~~ивленив квакрата рези~"

от размеров квадрата и оцениваегся и Ом кв ...,,„,;-=:. У „,

При этом сопротивление пленочного ]ипнсгор

к=р "Фъ=у ф г: где: ~' к — г / ь. фф,~ц~~~цу фармм рназнстоР~ (см Ри~ Й.

ченнями изготовленной из

с,' " го материала, оптимзльиое значение квадрата рсзистилно"

й пленки р, по критерию

ез ами, рассчитывается по ":~~япимальной плошади, эан~п4аемой тонкопленочными р истор

муле

В.. - номинальное значение сопротивления 1-го резистора;

Распознанный текст из изображения:

Догрещноагь коэффициента:::;формы;'~„зависит от погреппюстей-':хаоматрйческюс размеров: длины сЪ1 и ширины сЪО резистора.

,М ЬЬ у р- ~: ,, „ + '~, : .,- ° - - . ',;,,: -. и у

Ь

Для фотолитографии М = ЛЬ = 5МКМ, масочных методов изготовления А1 = ЛЬ =10мкм Дся~успеиая гю рещность коэффициента формы ! „, „равна.

) к.доп

хщзйвяв,. ~('"'ь'*'""" '-*" '":'с *' ':"'.'"! ': * ~ ''"*''у ''"*.' дф~$$~Р' ффкявч "'1".'НЗ!си 'Йи~ьВг% ". ' '--' 'и * "". зъ

; оматрзшаскип~ размеров контакпюго:перехода.-Обычно; ~,~-..:, ч2МС=;::.: -- ",-,и.ась-:агаБслвьподкоренное вырвжеийа в яйкзпюшенйй. (2)-.отрицательно, то зто означает'. чзть ' ' изготовление резистора заданной точностза йз выбранного:мазврйала невозможно. В этом слу,

чва наобвадймо выбрать другой материал е меньшим значением температурного коэффициента сопротивления материала пленки (Хд .

: Конструкции тонкопленочньпс резисторов определяют по значению коэффициента

4

,; фопмм К. При 1<К<10 рекомендуется разиетар.прямюуголыюй фщваы (рис, 5. а), при К~10- , резистор сложной формы (рис. 6), прн 9,1'СК<1 - резиспзр прямщгольной формы, у которого ,- длина меньша ширины (рис. 5. 6). Коиструировагь резистор е К 0.1 ие рекомевщ ется, так как

Он будет иметь большие контактные площадки и занимать.зйвчйтельиую площадь на подложке.

Допуспсиая мощность рассеивания резистора Р без изменения электрофизических '- свойств определяется удельной мощностью рассеивания Ре мазерйала пленки н площадью ; резистора $:

Рдо п РО ~Й ра

производственная погрешйосгь, опред~ляе~~~ Опюситеяьно йзменеййя сопротивления пленочного резистора, вызванного любымн дестабилизирующими факторамй и обусловленная технологическими погрешностями производства;

Мв

Р,~

- погрешность воспроизведения величины р резистквной пленки, зависящая от

материала, способа и условий нанесения резистйвного материала,

у, = а„11 — 20 с)

- температурная погрешность, Я я - температурный коэффициент сопротивления

материала пленки (см. табл. П. 7);

- погрешность, оо~ .:Овленная старением пленки, вызванная медленным из-

менсннсм структуры пленки во времени н ес окислением. Обычно для МСБ )~ „не превышает

- погрешность переходных сопротивлений контактов - зависит от техноло-

К„

А'~ ) сичсских условий и;:~и- л иия илсики, сопросиилснис киддрачз рсзиспии~ой итсиии и гс-

Р -1 В. - моппюсть; рассеиваемая резистором в схеме.

С целью уменьшения площади-,Занимаемой резистором, следует стремиться к увеличению отношения УЬ,что может быть,апсгйгнуто за счет уменьшения ширины резисторов Ь (увеличение длины нецелесообразно ).С1дйааю минимальная пяирина резисторов ограниченная

4В ; формирования необходймой конфигурации, точностью йзготовлсння резистора й мощностью

рассеяния.

Пленочные конденсаторы в гибридных МСБ во многом определяют и~ схемотехнические и эксплуатационные характериистикк Так качество и надежность большинства линейных МСБ в значительной мере зависят от качсства и надсжносги тонкоплсиочных конденсаторов, что Определяется их конструкцией и техиологней изготовления.

Пленочный конденсатор представляет собой многослойнуто структуру, нанесенную на

диэле~трическую подложку !рис. 7, а).' Для ее получения иа подложку последовательно наносят 4 три слоя: проводящий, выполняющий роль нижней обкладки, слой диэлектрика и проводящий слой, выполняющий роль верхней обкладки конденсатора.

Конструкция конденсатора должна обеспечить воспроизводииость параметров при миньыальных габаритах в процессе изгОтовления и совместимость изготовления с другими элсмснтами.

Распознанный текст из изображения:

м

:.: 1''„'~в и фу~=.,х:; $Я'ЯапР2Я1"-':, и!" ,ЗЩВД'~~ЯЯ~, ~.,~",:,;,Ф.4!-;.;.;;: „„.,;:. ~„-.;;„:. кк ф~фЦффф$ГЯ$',

К .<<К ри1~~100м ..

Погрешность коэффициента формы

ф '.т формы-1г-'- — --

Производственная погрешность У

17

сК >10

т, = и-,ф — гас)=

Температурная твогрещность у-

Выполнить п. и. 1-14, длина средней

Погрешносп за счет старения плен-

ки Уак т,

Погрешность персхсмных сопро-

Шаг ОднОгО Звсна мсандра 1

.19

У, =(0.01-:0.0г)

Число звеньев мсандра и из условия . минимизации плокцади, занимаемой

-20

1ср а

+ — ——

а =Ь,или

., тивлений контактов Ук

Е

2с

Лр„,

У =.— "'

кв

й

н т.д

'пленочный ' с К < 1

;Ь;, 200 мкм (масочный метод)

-:21

Технологически реализуемая при

Технологически реализуемая при изготовлении ширина резистора

нзготОВленни длины резистора

'1т

100 юк (ф лито1~заф )

1 . = 100 МКМ (фотолитография)

Ь'--

Ширина резистора,.определяемая

точностью изготовления

11О ~~/

Ь" = ЛЬ/Ь

1то

стью изготовления !

Ь

Р

1Р

чивается заданная мошность 1

П11П

, гдеРО - удельная мощ-

Длина резистора 1

Т ТО Р

), округлить 1 с учетом

Ширина резистора Ь

масштаба топологии Л

Переходное сопротвшление обласген '

компактов резистивной и йроводни-

кОВОЙ ПЛЕВОК

А ° " резистивной дденззг У„°

Ширина резистора, при которой Обеспечивается заданная мощнОсть

ЬР

"- "У„= 0.1 —: 0.15 д)тй ммийопзмщ~да;

у . 005.-'010' .1 ЙЙ ~з'

т„(0.01 ... 0.3)т/1500, гле т - время наработки на

ЛЬ = Л1 >10мкм ( а.м,)

ЛЪ = Л1 > 5МКМ (фотолитография)

ность рассеивания резистивной пленки (табл. Г1. 4)

Ь = П1ах~Ь~.,Ьто,Ь~„.„1, окрутлить Ь с

~четом масштаба топологии Л

Фактические нагрузка по'мощности Р ипо ре ос козфф ц а

ф

Проверка условий:

~РО У ~У

О ъ ]~ к

22 Длина резистора, определяемая точно-

23 Длина резистора, при которой обеспе-

1= К Ь+ 2 о,гдес-размераарееумтия

резистора и контактной площадки 0кругдтть 1.с,

учетом масштаба томивгии Ь

...., Рф =Р~З,, З,, =1Ь„. '

й ЛЬ,ь, '

Уф

1 Ь

В случае невыполнения зттсс условий следует

уве 1ичить размер Ь.' Ь=Ь+ку или расппфтггь

1СР =Ь-К

С=а+Ь

1 .. = 200 МКМ (масочный метод):.

ЛЬ = А1 > 1 Омоем (масочиый метод)

ЛЬ = Л1 > 5мкм ( т рафы)

1: = РК/Ро,гле Рв -улдьнаа мои. Р

ПШ1

ность рассеивания резистивиой пленки (табл. П )

Распознанный текст из изображения:

т аа

Таблица 3.

От1 мм.

ипиа яабабиэ '-.гт " 'гтхб '.; ...' ивабабавбаэ

Р б лол адь ч всех контактных площадок к которым паикои или сваркой присоединяются выводы компонентов и проволочные перемычки. Внешние контактные площадки выполняются размером 1х1 мм и более. Размеры виутреннжс контактных ' площадок определяются видом монтажного соединения (пайка, сварка приклеивание), типом применяемого монтажного йнструмента, видом вывода компонента (метализированная поверхность, гибкий и жесткий вывод и т. д.). При сварке гибких выводов средние размеры площадки, -0,2х0,3 мм, прн пайке - О,Зх0,4 мм. Контакгные площдлзаг под пайку конденсаторов' типтов К10-9, К10-17, К22-4 устанавливаются согласно ОСТ 4Г0.010.214. Рекомендации по установке ',

компонентов даны в 131, 14$. Расчетная в,ли ина площади подложки МСБ определяется по формуле -:. — 5 (Я ~- $ и. Я„+ Яи), пиита ааго из таба. б поибибааттититибгат-

мер, имеющий площадь, прю~ерно равную полученной величине.

В качестве материалов подложек МСБ, работающих на низких и высоких частотах,

используют ситалл СТ50- 1, СТ32-1 ОСТ 11.094.022-75. Габаритные размеры подложек

стандартизованы (табл. 3). Платы типоразмеров 3-10 используются в стандартных корпусах, остальные - в бескорпусных МСБ. Толщина полложек 0,5~ 1 мм, Чистота обработки по

80

контуру ,~, Неперпенликулярность сторон подложки после резки должна быль не более

В качестве материалов подложек МСБ, работающжс на низии и высоких частотах,

используют ситалл СТ50-1, СТ32-1 ОСТ 11.094.022-75. Габаритные размеры подложек

Платы типоразмеров 3-10 используются в стандартных корпусах, остальные - в

Г:бтИ, 'ХОГИГтл 'Я .В,' Ь ".,1 ~ ': "' ';"Я Жа "тп ' ".",'".,: -''~' ,' т Н бЗт "Ихдит ВО:~т ..:- ОПапаэ'=

Р 80б—

бескорпусных МСВ.' Толщина подложек 0,5т0 1' ю~. Чистота обрабопЖ пе~'койтуру' а: ф "".

:..-Гг,"," Ь --. б.",а. тгз Ь- ': ' ..; -.; .-,бб..:

Неперпендикулярноств сйрон 'подложки после резки должна быль не более О, 1"жа."

%

Б; Начальный этап разработки. топологии состоит в

Ф

изготовлении эскизных чертежей, выполненных на миззш~стровой бумаге в масштабе 10:1 или

20:1. Масштаб выбирается исходя из удобства, наглядности и точности Эскизный чертеж варианта топологии МСБ выпсьчняют совмещением для всех слоев. Форма всех тонкопленочных элементов должна иметь прямо5тольные очертания. Вершины всех элементов 1изломы линий очертаний элементов) должны располагаться в узлах координатной сетки поля чертежа. Швг координатной сетки 0.1:мм, допускается применение шага 0.05 н 0.01.мм:и При оформлении топологического чертежа вычерчивание линий координатной сетки необязательно, однако на чертеже должны быль указаны в виде цифр (О, 1, 2,... или О, 5, !О,.аг). номера линий сетки, отсчитываемые от левого нижнего угла подложки. Конструктивные н технологические

огРаничения при проектировании тонкоплеочных элементов МСБ приведены в Приложении 5

1рис. П5-1, 2, 3).

Навесные компоненты изображают с соблюдением порядка расположения. вьпюлов.

1рвнн навесных компонентов рвсползгвк1тсв вдоль пс-.й .;тг рзлнвтнсй ватки Гели вывозы

Распознанный текст из изображения:

компонентов гибкие, то на чертеже йх изображают согласно рис. П5-4 (а, в) приложения 5. Если

использовать навесные компанеиты с жесткими выводами, то в чертеже топологии выцЮдняют

контактные площадки, которые соответствуют их цоколевке (рис. П5-4 б) приложения 5. Помимо указаний и ограничений приведенных в приложении П.5, при

конструировании МСБ необходимо выполнять общие правила и ограничения:

!. Каждая плата МСБ должна иметь ключ, которым является нижняя левая контактная

площадка с вырезом по большой стороне платы или специальный знак в форме

треугольника, прямоугольника; .

2. ' В одной МСБ следует применять навесные компоненты с одинаковыми диаметром и . матерна;юм ~ибких выводов. Однотипные по .расположению выводов компоненты предпочтительнее ориентировать одинаково;

Навесные компоненты рекомендуется по возможности располагать рядами, .параллельными сторонам платы. Допускается установка навесных активных компонентов с гибкими выводами в плотную, если контакт между ними ие влияет на работоспособность

схемы;

4. При рядном расположении навесных компонентов рекомендуется рядное расположение

юнтактных площадок под одноименные выводы.

5. Не допускается установка навесных компонентов на пленочные конденсаторы,

пленочные индуктивности и пересечение пленочньас проводников. Допускается установка навесных компонентов на пленочные проводники и резисторы, зациавиные диэлектриком;

6. Не допускаются резкие изгибы и натяжение проволочных проводников. Не рекомендуется делать перегиб проволочного вывода через навесной компонент. Проволочные проводники и гибкие выводы ие должны проходить над пленочными конденсаторами;

7. Не допускается оставлять не закрепленными участки гибких проводов длиной более 3

мм. Необходимо предусмотреть закрепление их точками клея холодного отвердения (например, эпоксидного клея ЗД-20, ЭД-16).

При создании чертежа топологии необхолюю обращать визс1ание на использование наиболее простых форм элементов, равномерность размещения элементов на-: плате, обеспечении удобств при выполнении сборочных операций, увеличение размеров контактных площадок, расширение допусков на совмещение слоев.

качества топологии МСБ. Разработанная топология должна:

" ",.-спответствовать схеме электрической принципиальной;

е быть составлена таким образом, чтобы для изготовления МСБ требовалась наиболее

простая и дешевая те снология.

° иметь наш~еньшую длину ~о~динительных проводников и минимально возможно,. „

их пересечений.

Оформление конструкторской документации - .".авсршающий этап проектирование

МСБ, Основным комплектом конструкторской документации иа гибридную МСБ иазываегся

сс!вокупность графических и текстовых сведений, относящихся ко всей МСБ.

В основной комплект конструкторской документации входят;

: ° Спецификация МСБ;

° Схема электрическая принципиальная;

° Сборочный чертеж МСБ,

е Топологический чертеж платы;

Топологические чертежи отдельных слоев пассивной части;

Таблица координат конфигурации элементов каждого с.юя;

° Технические требования;

е Ведомость покупных изделий.

В настоящей работе пакет конструкторской документации ограничивается:

схемой электрической принципиальной;

В

топологическим чертежом платы:

техническими требованиями.

Топологический чертеж платы является оригиналом топологии и сопровождается таблицей, содержащей информацию о последовательности нанесения слоев, их условном обозначении (штриховка) иа сборочном чертеже и осиовнъг~ электрофизичгских параметрах каждого слоя.

Последовательность формирования слоев отображается иа чертеже топологии МСБ в виде таблицы (табл. 4). На рис. 8, в приведен пример схематизированного (без соблодеиия

масштаба) топологического чертежа усилителя (рис. 8. а). Табл. 4 является примером

оформления таблицы слоев топологии (рис. 8).

Распознанный текст из изображения:

»з,.» ' '",д; »я~' гтг я ".~п ' '

'~~~~111кись кремния;,:(ГОСТ 6880-73),

1тпяиамидиые лаки. Указанные материалы

тт»,-.„Внатпние контактные площадки

'ы"-".~кятп '..':. ' г::.».: зжквег»,»г

'» ° '

фоторезист».,.негативный (ФН-~1: ТУ . 6- 14-631 71)

используются также для межслоинои изоляции.

должнм располагаться по краям подложки в один ряд

напротив соответствующкх контзкгных площадок' печатной платы илн выводов корпуса,

.Допускается расположение тонкопленочными проводников, защищенных слоем диэлектрика.

между краем подложки и вне|пней контактной площадкой.

Правила оформления топологического чертежа и содержание технических требований

ттрит1адены в [41. Технические требования топологического чертежа содержат следующие

1вайдеиия: Пример оформления топологическо чертежа МСБ приведен в Приложении 6,

в ' ~-.специальные требования к изготовлению подложки, указания о материалах - заме-

";,:". иигслях;

;...требования к выполнению параметров элементов, в том числе ссылка на соответ-

ствующис таблицы координат, указание точности выполнения размеров элементов и т.п.;

данные О площади нанесения драгоценных металлов; "

требования к внетпнему виду;

в

®. -:,;,-:,.характеристики и данные по изготовлению отдельных слоев илн элементов, которые

, должны быль сведены в таблицу; данные и указания по проверке параметров элеменпзв;

':указание о том, что обозначение контакптых площадок и элемейтов является условным.

Содержание работы

1:.»» Ознакомление с общими сведениями, рекомендуемой литературой и порядком вы-

Для улучшения злгезии под пленочные проводники, контзктиые площадки,

полнения работы.

ТУ1!.ЯеО.021.040-72), алюминия (А99 ГОСТ 11069-74) наносится подслой' из хрома (ЭРХ ЧМТУ 4-30-70). нихрома (Х20СН!т" ГОСТ 12766-67) или ванадия (ТУ 48-05-53-71) толщиной

данным (см. табл. П.7).

3. Расчет по постоянному току электрических режжнов цепей и схемных элементов (см.

о

200...500 А с использованием тех же масок (фотошаблонов), что прн формировании

табл. П.1),

проводникового слоя, Для технологической защиты нанесенных нз подложку слоев применяют

нижние обкладки конденсаторов из золота (Зл.999»9 ГОСТ 6.835-72), меди (МБ . 2.. Подбор необходимого справочного материала для расчетов по заданным исходным

Распознанный текст из изображения:

Таблица 5

° Порядок ~пкиия работт~:--'

Заполнить таблицы 5, б. 7.

4.. ' Расчет топологическк~ размеров пленочных резисторов. Построение и проведение

анализа графиков изменения площади тонкопленочных резисторов в зависглюстн от

-.: йроизводствениой погрешности, от сопротивления. квадрата резистйвной пленки.

Ф

5. Расчет топаюгических размеров пленочных конденеато1юв. Построение и:проведение

' анализа графиЗюв зависю40сти площади конденсаторов От провпводствсннОЙ

погреппюсти, от коэффициента формы Ке.

6. -: Разработка эскиза топологии тонкопиночной гибридной МСБ (см. табл. П.б).

1. Получить у преподавателя техническое задани6 на разработку тогкикиии МСБ в

внле'-'варианта схемы- электрической црииципиальной,':значений'напряжение источников питания для данного варианта схемы электрической принципиальной, максимальной рабочей температуры элементов, времени нарабопси на отказ,' относительной погрешности изготовления

резисторов и конденсаторов, метода изготовления. 2, Подготовить таблицы 5, 6, 7 исходных данных для расчета элементов МСБ

3. Загрузип в вычислительный комплекс "Электроника БК0010" программу

"$06041". Рассчигать по постоянному току электрические режимы цепей и схемных элементов для определения максимально возможных токов, протекающюс через транзисторы (1 .), мощнастей. рассеиваемых резисторами (Р ), напряжение на обкладках конденсаторов (У ).

4. Загрузить в вычислительный комплекс "Электроника БК0010" программу "БОС042"

(либо выполнить расчеты на ПК по программе ). 5. Внести исходные данные для расчета пленочных резисторов. Записать размеры и

зарисовать конфигурацщо пленпч.пгс резисторов. Построить графики изменения пзошалп

тонкопленочных резисторов в зависимости от точности их геометрии и производственной

погрешности в соответствии е соотношением:

я~~ '~'я ~и~с"'~ " '"'" ''' "' '''!"- ~~" ' ' "" *-'*' '~уи"ня'" ""' "'Р'~~ ~7~~'"

б. Исследовать изменение площади тонкопленочных резисторов'для рассматриваемой '1~за~~'Злекгриччйкой принципиальной в зависймости'от сопротивления квадрата пленки г Дря этого необхцкимо рассчитать площадь резисторов для пяти значений г,. Значение г

'~:с,

выбираются вблизи г„„нз табл. П. 4.

7. Загрузить в вычислительный комплекс "Электроника БК0010" программу зОС043". Ввести исходные данные для расчета пленочных коцленсаторов. Записать размеры и зарисовать форму пленочных конденсаторов.

8. Построить графики зависимости площади пленочных конденсаторов от эксплуатационной погрешности, используя диаграмму, выводимую на экран вычислительного

вкакплекса. Отношение площадей 5„/5 1=2, где п=1,3.

Распознанный текст из изображения:

типоразмер подложки.

полупроводниковых приборов

Таблица 6

Контрольные вопросы

Таблица 7

Ж Параметр

/

ЧТ1

ЧТЗ

Значение тока 1, мА

МСБ.

13. Составить эскиз топологии гибридной МСБ,

14. Оформить отчет по работе.

Литература

Содержание отчета

1. Название и цель работы.

2. Техническое задание.

МАИ, 1994,

9. Построить графики зависимости относительной площади конденсаторов от

"оэффнпиеига форм~ Кс. 10. Выбрать типы транзисторов по таблице П.б с учетом максимально допуспыого

тока 1„. Определить их установочные размеры. 11. Рассчитать площадь подложки разрабатываемой микросборки. Из табл. 3 выбрать

12. Изготовить аппликации из миллщетровой бумаги и рационально разместить

ручным способом элементы и компоненты МСБ на подложке.

'.З;::..'~"' Результаты расчеЪ'-гкГЙктоянному".току электрических режююв цепей.Ы схемных элементов. Типы, габаритные и. установочные'размеры цолупроводниковйх' прйборов, используемых в разрабат'йваемой МСБ: ' ° -"-'" ' '-"'. +"~ " Таблица исходных данных для расчета тонкопленочных резисторов и конденсато1юв, полупроводниковых приборов.

5 Таблица топологическж размеров тонкопленочных резисторов и конденсаторов, эскюы

б, Графики зависимостей и их анализ площади тонкопленочных резисторов от прою-

водственной погрешности, площади тонкопленочных резисторов от сопротивления

квадрата пленки, площади конденсаторов от эксплуатационной погрешности; от-

носительной площади конденсатора от коэффициента формы К .

7. Расчет площади подложки и выбор ее типоразмера.

в, Эскю топологии гибридной тонкопленочной МСБ. Таблица, содержащая информацию о

последовательности нанесения слоев и их условном обозначении.

9. Оценка качества разработанной топологии МСБ.

й

..$,;" Этапы проектирования гибридной МСБ.

Ф

2;: Особенности расчета тонкопленочных резисторов МСБ.

3. Особенности расчета тонкопленочных конденсаторов МСБ.

4. ' Конструктивно - технологические требования и ограничения на топологию гибридных

Выбор материалов коммутационных проводников н конгактных площадок для

гибридных МСБ.

Фомин А,В., Умрнхнн О.Н. Анализ электрической нагрузки элементов при оценке надежности интегральных радиоэлектронных устройств: Учеб. пособие, - М.: Изд-во