8 СЕМЕСТР. 3

ЛЕКЦИЯ 1. 3

Технология интегральных схем. 3

Виды производства. 3

Подготовка производства и технологическая подготовка. 3

Технологии производства интегральных схем 4

процессы изготовления интегральных схем 4

Основы полупроводниковой технологии 4

ЛЕКЦИЯ 2. 6

ПОЛУПРОВОДНИКИ. 6

Получение слитков (один из способов). 6

Основы п/п технологии. 6

1. базовые процессы изготовления кристаллов ИС, БИС, СБИС. 6

1.1 Резка слитка и механическая обработка пластин кремния. 6

1.2 Эпитаксиальные наращивания. 7

1.3 Диффузия (образование p-n перехода). 7

1.4 Окисное маскирование. 7

1.5 Фотолитография. 7

1.6 Вакуумное напыление. 8

2. Фотошаблон. 8

Основы технологии сборки. 8

3.1 Основные требования к монтажу м/с. 8

ЛЕКЦИЯ 3 8

3.2 Напайка кристалла. 9

3.3 Приклеивание. 9

3.4 Термокомпресстия. 9

3.5 Сварка. 9

3.6 Качество термокомпрессионных и сварных соединений. 9

3.7 Выводы м/с. 10

9 СЕМЕСТР. 11

ЛЕКЦИЯ 1 11

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА ЭВМ. 11

I. Классификация ЭВМ: 11

II. Условия эксплуатации. 11

III Общие технические требования. 12

IV Структура ТЗ (техническое задание) и ТУ (технические условия). 12

ЛЕКЦИЯ 2. 12

ЕСКД И ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ ЭВМ. 12

ЕСКД – единая с-ма конструкторской документации. 12

Определение понятия изделия. 13

Основные этапы и стадии разработки ЭВМ. 14

ЛЕКЦИЯ 3. 14

Конструкторская документация (КД). Формы представления. Виды КД. 14

Проектные и рабочие КД. 15

Номенклатура КД разрабатываемая на изделии в зависимости от этапов разработки. 16

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА НАНЕСЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ПРЕДЕЛЬНЫХ ОТКЛОНЕНИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ. 16

ЛЕКЦИЯ 4. 17

Конструкционные системы ЭВМ и основы модульного (системного) конструирования. 17

4.1 Основные принципы конструирования узлов, блоков и уст-в ЭВМ. 17

4.2 Структурные уровни и типовые конструкции ЭВМ (ТК ЭВМ). 17

СМ ЭВМ. Конструктивная схема (КС СМ ЭВМ). 18

КС и структурные уровни (ТК) СБ ЭВМ. 18

ЛЕКЦИЯ 5. 19

Общая характеристика конструкций ЭВМ III – поколения. 19

1. Микросхема. 20

2. Функциональный узел (элементы замены). 20

Методы изготовления многослойных ПП. 21

Лекция 6. 22

Конструкция III поколения. 22

Особенности внутреннего и внешнего монтажа панелей ЭВМ (ЕС ЭВМ). 22

Конструкции ЭВМ 4-го поколения (на БИС и СБИС) 22

ЛЕКЦИЯ 7. 23

Конструктивно технологические хар-ки кассетных и плоскостных конструкций ЭВМ на БИС (СБИС). 23

ЭВМ М-780 фирма Fujitsu. 24

ЕС-1066 (кассетный вариант) 24

ЕС-1195. ЭБ. БМК И-300С 24

ЛЕКЦИЯ 8. 25

Конструкции ЭВМ на без корпусных БИС / СБИС, т. е. на основе МКМ. 25

Функциональные объёмы кристаллов одинаковые. Кристаллы примерно одинаковые. IBM серии IR-3080. Кристалл БИС: N = 704лэ (ТТЛШ); _лэ = 1,15 нс; m_∑ = 121 (96лог); Р_кр = 4 Вт. 25

ЛЕКЦИЯ 8. 27

Теплообмен в конструкциях ЭВМ и основы теплового конструирования отводов системы охлаждения. 27

Влияние тепла на ЛЭ. 27

1. Общие положение. 27

2. Основы теории теплообмена в СЭВТ (средства электронной выч-ной техники). 28

2.1. Основные понятия и определения. 28

2.2. Передача тепла теплопроводностью (кондукцией). 29

2.3. Передача тепла конвекцией. 29

2.4. Передача тепла излучением. 30

ЛЕКЦИЯ 9. 31

2.5. Электротепловая технология. 31

4. Системы охлаждения конструкции ЭВМ. 32

6. Термоэлектрическое охлаждение конструкций элементов ЭВМ. 34

8 СЕМЕСТР.

ЛЕКЦИЯ 1.

Технология интегральных схем.

Производственный процесс – это совокупность действий, в результате которых поступающие на производство материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия.

Технологический процесс – это часть производственного процесса непосредственно связанная с физическим состоянием материала, размеров, формы, внешнего вида и взаимного расположения элементов при изготовлении и сборке изделия.

Виды производства.

Вид производства определяет построение и степень детализации разработки технологичного процесса.

1) единичное, 2) серийное, 3) массовое.

Единичное производство – при котором процесс изготовления одного или более изделий не повторяется или повторяется через какое-то единичное время.

Серийное производство – при котором процесс изготовления ведётся партиями или сериями, регулярно повторяющимися через определённый промежуток времени.

Массовое производство – при котором изготовление изделий ведётся таким образом, что на одних и тех же рабочих местах выполняются одни и те же постоянно повторяющиеся операции.

Подготовка производства и технологическая подготовка.

При промышленном освоении каждого изделия, подготовка производства включает в себя в качестве основных этапов: конструкторскую; технологическую и организационно производственную подготовку.

Конструкторская подготовка.

ГОСТ 2.103-68 установлены стадии разработки конструкторской документации на все изделия промышленности.

Стадии конструкторской подготовки.

1) Технологическое задание (ТЗ).

Разработка изделия на основе анализа работы эксплуатации, изучения имеющихся образцов. Используется техническая и научная литература, а так же результаты расчёта основных параметров. ТЗ устанавливает основное назначение технических и тактико-технических характеристик.

2) техническое предложение (ТП) (разработка ТП по результатам анализа ТЗ по результатам ТП с присвоением литеры «П»).

ТП – это совокупность конструкторских документов, которые должны содержать технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки документации.

3) Эскизный проект (ЭП) (стадия ЭП это техническое предложение после согласования и утверждения литера «Э»).

ЭП – это совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия.

4) Технический проект (ТП). На основании эскизной разработки отрабатывается конструкция для обеспечения рациональной разбивки изделия на сборочные единицы и детали.

5) Разработка рабочей документации. Рабочие чертежи с техническими условиями содержащие все данные, необходимые для изготовления и контроля изделия: сборочные чертежи; чертежи деталей; спецификация деталей; материалы.

Этапы технологической подготовки производства.

Гост 14.001-73

Этапы технологической подготовки производства.

Стадии разработки		Этапы работы по технологической подготовки
КД констр. докумен.	ТД технолог. докум.
ТЗ и Техн. предл.	-	-
Эскизн. проэкт. Техническ.проэкт.	Предварительный проект	Разработка предварительного проекта «П»
Разработка рабочей документации опытного образца		Разработка технологической документации для изготовления и испытания опытного «О»
Разработка рабочей документации установочной серии		Изготовление испытания установочной серии «А»
Разработка рабочей документации серийного или массового производства		Изготовление и испытание контрольной серии. Корректировка технологических документов по результатам изготовление испытания контрольной серии «Б»

Технологии производства интегральных схем

процессы изготовления интегральных схем

Основы полупроводниковой технологии

В зависимости от структуры ИС и конструкции корпуса общие количество операций может достичь 200. По своему назначению и месту занимаемому в общем процессе производства ИС, все операции разделяются на три группы.

1. Заготовительная – заготовительные процессы имеющие целью получение мало кристаллических п/п слитков определённого типа электропроводности и заданного удельного сопротивления.

• резку слитков на пластины

• обработку их поверхностей

• изготовление отдельных деталей и узлов корпуса ИС.

2) Обрабатывающая.

Объединяет все операции необходимые для формирования структур интегральной схемы, их контроля на функционирование.

Окисление; диффузий примесей; эпитаксии; ионной имплантации; вакуумного напыления; фотолитографии; технохимической обработки.

3) сборочно-контрольная.

Разделение групповой пластины на отдельные кристаллы; монтаж кристаллов в корпуса; разборка выводов; герметизация; контроль и классификация; механические и климатические испытания; окраска; маркировка; упаковка.

Диффузия – физический процесс, имеющий целью внедрение атомов легирующего элемента в кристаллическую решетку п/п для образования области с противоположными по отношению к исходному материалу типом электропроводности.

Интегральные микросхемы – функциональный электронный узел, элементы соединения которого конструктивно неразделимы и изготавливаются одновременно в едином технологическом процессе в объеме и на поверхности общего кристалла.

Структура ИС – понятие, определяющее последовательность слоев в составе микросхемы по нормали () к поверхности кристалла, различающихся материалом, толщиной и электрофизическими свойствами.

Термическое вакуумное напыление – это процесс, состоящий из 3-х последовательных стадий: испарение; перенос в-ва к подожке; конденсация.

Степень интеграции (К) – показатель сложности интегральной схемы, характеризующийся числом элементов получаемых с помощью интегральной технологии на общем кристалле. К = lgN, N – число элементов интегральной схемы. Значение К определяет интегральные схемы малой, средней интеграции, большие и сверх большие интегральные схемы. К>3 - БИСы.

Топология микросхемы – чертёж определяющий форму, размеры и взаимное расположение элементов и соединений ИС в плоскости // плоскости кристалла.

Фотолитография – это процесс переноса рисунка фотошаблона в поверхностный слой пластины в три стадии:

1 – экспонирование фотослоя через фотошаблон и образование скрытого изображения.

2 – проявление и задубливание рисунка, т. е. формирование защитной фотомаски

3 – травление поверхностного слоя пластины на незащищённых участках.

Фоторезисты – специально синтезированные светочувствительные полимеры. По характеру рисунка фотомаски получающийся после экспонирования и проявления фоторезисты подразделяют: негативные, позитивные.

Фотошаблон – плоскопараллельная пластина (плёнка, стекло) с насечённым на поверхность непрозрачным рисунком элементов топологического слоя интегральной схемы (негативной или позитивной) в зависимости от типа фоторезиста.

Эпитаксия – процесс осаждения атомарного кремния на монокристаллическую кремневую пластину, являющуюся продолжением пластины, структуры.

Практическое применение – в случае, когда одновременно с атомами кремния в росте кристалла участвуют и атомы легирующего элемента.

ЛЕКЦИЯ 2.

ПОЛУПРОВОДНИКИ.

П/п – в-во, которое по своей способности проводить эл-ий ток, занимает промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

Одной из главных отличительных характеристик п/п является сильная зависимость проводимости п/п от кол-ва и состава содержащихся примесей. Незначительная процентная доля примесей способ не менять электрическое сопротивление п/п в тысячи раз. Содержание примесей в п/п определяет их конструкцией в см³. Другими отличительными ха-ми являются: