Тема 3 Основы конструирования МСБ (560681), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Составление коммутационной схемы предшествует разработке топологического чертежа МСБ, поскольку коммутационная схема содержит информацию о количестве контактных площадок, о расположении внешних контактных площадок, о21рациональном взаимном расположении элементов и компонентов МСБ, о возможности выполнения проводников в одном слое.Пример составлениякоммутационной схемы МСБ транзисторного уси-лителя по схеме электрической принципиальной (рис. 3.7,а) приведен на рис.3.7,б.Рис.3.7Для выбора типоразмера подложки необходимо найти ее площадьSп = qs (SR + SC + SН +SK), где qs = 1,5...2,5 - коэффициент дезинтеграцииплощади, SR , SC , SН , SK - соответственно площади, занимаемые тонкопленочными резисторами, тонкопленочными конденсаторами, навесными компонентами и контактными площадками.
Площади SR и SC находят в результате расчета тонкопленочных элементов, SН - по справочным данным на выбранные компоненты. При расчете площади контактных площадок необходимо учитывать,что внешние контактные площадки выполняются размером 1 × 1 мм и более.Размеры внутренних контактных площадок определяются видом монтажногосоединения (пайка, сварка), типом применяемого монтажного инструмента,конструкцией выводов навесного компонента (металлизированная поверхность,гибкие проволочные и ленточные выводы и т. д.). При сварке гибких выводовсредние размеры контактных площадок 0,2 × 0,3 мм, при пайке 0,3 × 0,4 мм.Контактные площадки под пайку конденсаторов К10-9, К10-17, К22-4 устанавливаются согласно ОСТ 4 ГО.010.214.
Рекомендации по установке компонентовданы в [6, 12].По найденной площади подложки из табл.4.4, в которой приведены рекомендуемые габаритные размеры подложек, выбирают типоразмер с площадью S≥ Sп.22Таблица 4.4N типоразмераШирина, ммДлина, ммN типоразмераШирина, ммДлина, мм196120115626096122,5434860131660430481432605243015815620241681071620172460812161815489101619204510101220- - -Следует иметь в виду, что подложки типоразмеров 3...10 предназначеныдля использования в стандартных корпусах интегральных микросхем, остальные - в бескорпусных МСБ. Толщина подложек 0,5+0,1 мм. Неперпендикулярность сторон подложки после резки должна быть не более 0,1 мм.Подложки МСБ являются диэлектрическим и механическим основаниемдля нанесения пленочных элементов и навесных компонентов, а также служаттеплоотводом.
В качестве материалов подложек МСБ, работающих в диапазоненизких и высоких частот, широко используется ситалл СТ50-1, СТ32-1(ОСТ 11. 094.022-75).Если необходимо обеспечить хороший теплоотвод, высокую механическую прочность и жесткость конструкции, применяют металлические подложки: алюминиевые, покрытые окисным слоем, или эмалированные стальныеподложки.Разработка эскиза топологии МСБ.Эскиз топологии разрабатывают в масштабе 10:1 или 20:1.
Эскизный чертеж выполняют совмещенным для всех слоев.При создании чертежа топологии необходимо стремиться использоватьнаиболее простые формы элементов при равномерном их размещении на плате,обеспечивать удобство выполнения сборочных операций, увеличивать размерыконтактных площадок, расширять допуски на совмещение слоев и т.д.Разработанная топология должна позволять измерять электрические параметры пленочных элементов (R, C, L). Данные и указания по проверке параметров элементов приводятся в таблицах на чертеже (рис.3.8.). Если структура23электрической схемы не позволяет этого сделать (параллельное соединение R иC), методика проверки должна быть определена до начала разработки топологии.Разработка топологии - многовариантный процесс последовательногоприближения к приемлемой конфигурации и расположению пленочных элементов и компонентов. Работа над следующим вариантом топологии заключается в устранении недостатков предыдущего варианта с тем, чтобы чертеж отвечал всем конструкторско-технологическим требованиям и ограничениям, втом числе и ограничениям на взаимное расположение пленочных элементов,контактных площадок, проводников и навесных компонентов (рис.3.8).Рис.3.8Крепление компонентов к подложке и присоединения их выводов к контактным площадкам МСБ может осуществляться по следующим схемам: приклеивание компонента к подложке с распайкой (приваркой) выводов к контактным площадкам (рис.
3.9, а), установка и припайка к контактным площадкамшариковых (столбиковых) выводов бескорпусной ИС (рис. 3.9, б), приклеивание компонента к подложке и присоединения их выводов к контактным пло-24щадкам МСБ пайкой золотого проводника (рис. 3.9, в), приклеивание компонента и электрическое соединение его выводов с контактными площадкамиподложки с помощью контактола (электропроводящего клея) (рис.
3.9, г)Рис. 3.9Максимальная длина гибкого вывода компонента (проволочной перемычки) до точки контактирования l = 100d. В случае, если длина вывода неудовлетворяет указанному ограничению - то необходимо использовать промежуточное закрепление проводника на свободную контактную площадку пайкойили сваркой, либо каплей клея. Недопустимо резкое перегибание выводов компонентов. Компоненты можно устанавливать на проводники, защищенные слоем диэлектрика.Составления и оптимизация топологии базируется на выполнении комплекса противоречивых схемотехнических и конструкторско-технологическихтребований к размещению всех тонкопленочных и дискретных радиоэлементовМСБ , соединительных проводников и контактных площадок.
Критериями оптимальности топологии являются:- равномерность заполнения подложки элементами и компонентами МСБс учетом конструктивно-технологических ограничений;- обеспечение минимальной длины связей;- отсутствие паразитных электромагнитных и других энергетических связей;- обеспечение нормального теплового режима (особенно важно для мощных МСБ, где активные элементы являются локальными источниками большого количества тепла);25- обеспечение механической прочности (в основном гибких выводов).Типовая последовательность формирования слоев МСБ с тонкопленочными резисторами и конденсаторами следующая: резисторы, проводники иконтактные площадки; нижние обкладки конденсаторов; диэлектрик конденсаторов; проводники и контактные площадки; верхние обкладки конденсаторов;защитный слой диэлектрика.Последовательность формирования слоев отображается на чертеже топологии МСБ в виде таблицы (рис.3.8.).
На рис.3.7, в приведен пример схематизированного (без соблюдения масштаба) топологического чертежа усилителя(рис.3.7,а).Для улучшения адгезии под пленочные проводники, контактные площадки, нижние обкладки конденсаторов из золота (Зл.999,9 ГОСТ 6.835-72), меди(МБ ТУ11.ЯеО.021.040-72), алюминия (А99 ГОСТ 11069-74) наносится подслойиз хрома (ЭРХ ЧМТУ 4-30-70), нихрома (Х20СН80 ГОСТ 12766-67) или ванадия (ТУ 48-05-53-71) толщиной 200...500 А° с использованием тех же масок(фотошаблонов), что при формировании проводникового слоя. Для технологической защиты нанесенных на подложку слоев применяют двуокись кремния(ГОСТ 6880-73), фоторезист негативвный (ФН-11 ТУ 6-14-631-71), полиимидные лаки. Указанные материалы используются также для межслойной изоляции.Внешние контактные площадки должны располагаться по краям подложки в один ряд напротив соответствующих контактных площадок печатной платы или выводов корпуса.
Допускается расположение тонкопленочных проводников, защищенных слоем диэлектрика, между краем подложки и внешней контактной площадкой.Топологический чертеж помимо графического изображения совмещенных слоев содержит в общем случае:- специальные требования к изготовлению подложки;26- требования к выполнению параметров элементов, в том числе ссылки насоответствующие таблицы координат, указания точности выполнения размеровэлементов и т.п.;- данные о площади нанесения драгоценных металлов;- требования к внешнему виду;- характеристики и данные по изготовлению отдельных слоев или элементов, которые должны быть сведены в таблицу;- данные и указания по проверке параметров элементов;- указания о том, что обозначение контактных площадок и элементов является условным (рис.3.8.).После выбора окончательного варианта топологии приступают к разработке чертежей слоев МСБ по элементам (резисторы, проводники и т.д.).
этичертежи являются основой для изготовления комплекта фотошаблонов и масок.В промышленности разработка топологии осуществляется автоматизированными методами на ЭВМ различных классов в автоматизированном и интерактивном режимах..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
