14-04-2020-СОВР-ТЕХНОЛОГИИ-ПРОИЗВ-РЭА-ТРЕТЬЯКОВ (1171921), страница 10
Текст из файла (страница 10)
4.4), однакомомент окончания травления зависит от размеров вытравливаемого элемента(окна в маске). В процессе травления имеют место отвод продуктов химическойреакции от поверхности в раствор и подвод из раствора свежего травителя. Обапроцесса протекают благодаря взаимной диффузии, скорость которой иопределяет скорость травления. В мелких элементах массообмен затруднён искорость травления ниже, чем в крупных элементах. Посколькутехнологическое время травления устанавливают по самому мелкому элементу,более крупные элементы получают "перетрав", т.е.
большие погрешностиразмера.Для повышения точности травления, т.е. уменьшения разброса размеровэлементов из-за растрава, необходимо динамическое воздействие травителя наобрабатываемую поверхность. На рис. 8.45 приведена схема установки наоснове центрифуги, снабжённой тремя форсунками для последовательноготравления, отмывки (деионизированной водой) и сушки (подогретымвоздухом). Форсунка для травителя обеспечивает ускоренную подачу свежеготравителя к поверхности, вытесняя продукты реакции, а центробежные силыускоряют отвод отработанного травителя.47Рис. 4.4. Боковое подтравливание под фотомаску: 1 - пластина; 2 - фронттравления при нормальном режиме; 3 - фронт травления при«перетравливании»; 4 – фотомаска.Рис. 8.45.
Схема установки травления, отмывки и сушки: 1 – полный ротор;2 – днище камеры с отверстием; 3 – форсунка сушки; 4 – форсунки травления иотмывки; 5 – платформа с пластинами; 6 – съемная крышка.В таблице 8.2 приведены применяемых при производстве интегральныхмикросхем типы травителей.Существенное повышение точности травления достигается прииспользовании вакуум-плазменных ("сухих") методов травления, при которыхразрушение слоя происходит механически за счёт бомбардировки потокомзаряженных частиц (ионов инертного газа).Таблица 8.2.48Примечание к таблице 8.2.: к- концентрированная; рз- разбавленная; ггорячая.С этой целью в вакуумной камере при давлении газа 1÷10 Па зажигаетсяразряд, и обрабатываемая пластина в качестве катода подвергается обработкеионами с энергией до 1 кэВ.
Структура полимерной фотомаски и её толщинасохраняют её защитные свойства до окончания обработки слоя. Посколькудвижение ионов инертного газа (обычно аргона) происходит по нормали кповерхности пластины, вытравленные участки точно соответствуют размерамокон фотомаски, т.е. эффект подтравливания отсутствует.5. Электрический монтаж кристаллов интегральных микросхем накоммутационных платах.Электромонтаж бескорпусных кристаллов ИМС заключается вэлектрическом соединении контактных монтажных площадок на поверхностикристалла с контактными монтажными площадками на поверхностикоммутационной платы.
Обычно кристалл предварительно фиксируется наплате с помощью клея или припоя. Во втором случае групповая пластина доразделения ее на отдельные кристаллы должна быть металлизирована состороны, противоположной структурам, металлом, который хорошосмачивается припоем. Облуженными должны быть также площадки на плате,на которые устанавливаются кристаллы.49В производстве нашли применение три способа электромонтажа: спомощью гибких проволочных перемычек круглого сечения (проволочныймонтаж), с помощью гибких ленточных перемычек прямоугольного сечения(ленточный монтаж) и с помощью жестких объемных выводов, предварительновыращенных на кристалле.5.1.
Проволочный монтажПри проволочном монтаже перемычка формируется в процессе монтажа(рис. 5.1): после совмещения свободного конца проволоки с площадкой накристалле производится сварка, далее изделие (коммутационная плата)перемещается так, чтобы под сварочный инструмент пришла соответствующаяплощадка коммутационной платы; после совмещения инструмента сплощадкой производится сварка и обрезка проволоки.
Далее формируетсяперемычка для следующей пары контактов.Рис.5.1. Проволочный монтаж кристалла на коммутационную платуПри перемещении платы с приваренным концом проволоки последняясматывается с катушки неподвижной сварочной головки так, чтобыобразовался небольшой избыток по длине. В результате упругости проволокиперемычка получает плавный изгиб вверх, который при температурныхизменениях длины перемычки предотвращает замыкание ее на кристалл.В современных установках для микросварки рабочий цикл сварки(контролируемые давление инструмента, нагрев, время выдержки)автоматизирован. Что касается вспомогательных приемов (перемещения,совмещения), то существуют установки с ручным перемещением изделия ивизуальным совмещением с помощью микроскопа, а также установки савтоматическими программируемыми перемещениями в сочетании с системой"машинного зрения", освобождающей оператора от зрительного напряжения.Достоинством проволочного монтажа является возможность размещенияперемычек при произвольном расположении любого количества монтажныхплощадок на коммутационной плате, т.е.
гибкость в процессе ееконструирования. Недостаток заключается в высокой трудоемкости монтажа,т.к. сварные соединения можно получать только последовательно,индивидуально.5.2. Ленточный монтажОтказ от проволоки и переход к плоским ленточным перемычкампозволяет изготовить их заранее и одновременно вне кристалла методом50избирательного травления (фотолитографии) ленты, однако взаимноерасположение перемычек должно быть жестко предопределено расположениеммонтажных площадок на кристалле и плате. Ленточные перемычки толщиной70мкм остаются гибкими, поэтому для сохранения их взаимной ориентации ониудерживаются в заданном положении изолирующими перемычками изполиимида (рис. 5.2).
Таким образом, исходная лента для изготовления системыперемычек должна быть двухслойной: алюминий (70мкм) и полиимид (40мкм).Для исключения замыкания перемычек на кристалл их специально формуютперед монтажом.Рис.5.2. Ленточный монтаж кристалла на коммутационную платуИспользование ориентированных ленточных перемычек позволяетсущественно снизить трудоемкость монтажа. Во-первых, для совмещения всейсистемы перемычек с кристаллом достаточно совместить две пары "перемычкаплощадка", расположенных по диагонали. После приварки всех перемычек накристалле последний с системой перемычек переносится на плату и аналогичнопроизводится совмещение свободных концов с площадками платы и ихприварка.
Во-вторых, появляется возможность одновременной (групповой)приварки всех перемычек, расположенных в одном ряду. Из рассмотренныхниже способов сварки для групповой сварки могут быть использованытермокомпрессионный и ультразвуковой способы.К недостатку следует отнести ограничения, накладываемые наконструкцию коммутационной платы и самого кристалла по числу и характерурасположения монтажных площадок.
Для смягчения этого недостаткаприходится разрабатывать и изготавливать стандартный ряд систем перемычек,отличающихся числом и шагом расположения.5.3. Монтаж с помощью жестких объемных выводовЖесткие объемные выводы формируются на кристаллах заранее иодновременно до разделения групповой пластины. В первом приближении онипредставляют собой выступы полусферической формы высотой порядка 60мкми покрыты припоем. Облуженными должны быть и ответные монтажныеплощадки на коммутационной плате. В отличие от проволочного и ленточногомонтажа объемные выводы соединяют с площадками платы пайкой, а кристаллпри этом оказывается в перевернутом положении, т.е.
структурами вниз (рис.5.3).51Рис.5.3. Монтаж кристалла на коммутационной плате с помощьюобъемных выводовПоследовательность монтажа следующая. Кристалл, находящийся вкассете в ориентированном положении, забирается вакуумным присосом("пинцетом") и переносится в позицию монтажа с определенным зазором. Взазор вводится полупрозрачное зеркало, позволяющее оператору черезмикроскоп наблюдать одновременно площадки на плате и выводы накристалле. После совмещения зеркало выводится из зазора, а присос опускаеткристалл на плату и прижимает его. Далее из миниатюрного сопла подаетсягорячий инертный газ, выполняющий одновременно функции нагревательной изащитной среды, затем холодный инертный газ, чем и заканчивается циклмонтажа.
К достоинствам монтажа с помощью жестких объемных выводовотносится: сокращение числа соединений вдвое, что повышает надежностьизделия при эксплуатации; сокращение трудоемкости за счет одновременногоприсоединения всех выводов; уменьшение монтажной площади до площади,занимаемой кристаллом; отсутствие необходимости предварительногомеханического крепления кристалла. Ограничением для использования данногометода является необходимость применения коммутационных плат на основетонких пленок с использованием фотолитографии, т.е. высокого разрешения,т.к. размеры площадок и шаг их расположения на плате и кристалле должнысовпадать.5.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
