Разработка конструкций пленочных резисторов и конденсаторов. Расчет надежности гибридной интегральной схемы. Анализ требований к корпусу. Обеспечение вакуумно-плотной герметизации микросхемы. Создание топологического чертежа механизма и его оптимизация.
Аннотация к работе
Интегральная микросхема (ИМС) - это конструктивно законченное изделие электронной техники, выполняющее определенную функцию преобразования информации и содержащее совокупность электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (ЭРЭ), изготовленных в едином технологическом цикле. В пленочных ИМС пассивные ЭРЭ изготовлены в виде совокупности тонких (менее 1 мкм) или толстых (10-50 мкм) пленок, нанесенных на диэлектрическую подложку.Целью курсового проекта является разработка гибридной интегральной схемы (ГИС) по тонкопленочной технологии, исходя из заданной схемы электрической принципиальной и электрических параметров элементов.Заданная для разработки ГИС Э3 представлена на рисунке 1. Данная схема состоит из трех резисторов (R1, R2, R3), трех транзисторов (VT1, VT2, VT3) и конденсатора (С1).Материал подложки: Подложки служат диэлектрическим и механическим основанием для пленочных и навесных элементов и теплоотводом. Для обеспечения заданных электрических параметров микросхем материал подложки должен обладать: - высоким коэффициентом теплопроводности для эффективной передачи тепла от тепловыделяющих элементов (резисторов, диодов, транзисторов) к корпусу; высокой механической прочностью, обеспечивающей целостность подложки с нанесенными элементами как в процессе изготовления микросхемы (разделение на платы, термокомпрессия, пайка, установка платы в корпус и т. д.), так и при ее эксплуатации в условиях термоциклирования, термоударов и механических воздействий; высокой химической инертностью к осаждаемым материалам для снижения временной нестабильности параметров пленочных элементов, обусловленной физико-химическими процессами на границе раздела пленка - подложка и проникновением ионов из подложки в пленку; Материалы подложки и нанесенных на нее пленок должны иметь незначительно различающиеся ТКЛР для обеспечения достаточно малых механических напряжений в пленках, вызывающих их отслаивание и растрескивание при охлаждении подложки после нанесения пленочных элементов.Использование навесных элементов в ГИС чаще определяется соображениями экономии места на плате или связано с трудностями обеспечения требуемых точностных характеристик пленочных элементов. В гибридных пленочных микросхемах широко применяют в качестве навесных элементов миниатюрные полупроводниковые приборы: транзисторы, диоды, и т.д. В данном случае в качестве навесных элементов ГИС применяю бескорпусные транзисторы.Корпуса служат для защиты микросхем от механических, климатических и других воздействий. Важнейшие требования, которым должна отвечать конструкция корпуса, сводятся к следующему: - защита микросхем от влияния окружающей среды и механических воздействий;Определим оптимальное с точки зрения минимума площади под резисторами ГИС удельное поверхностное сопротивление резистивной пленки Выберем материал резистивной пленки с удельным поверхностным сопротивлением , ближайшим по значению к вычисленному . , , , , Определим расчетное число квадратов резистора Вычислим расчетное значение длины резистора, и округлим его значение до ближайшего целого значения кратного ШКС Вычислим расчетное значение ширины резистора, и округлим его значение до ближайшего целого значения кратного ШКСГерметизация микросхем преследует цель защиты микросхем от внешних воздействий и придания ей законченного конструктивного оформления. Микросхема помещается в герметический корпус или заливается компаундом (бескорпусная герметизация). Основные размеры корпусов определяются габаритами стандартных подложек микросхем, однако оптимальные размеры корпусов выбирают исходя из обеспечения заданного теплового режима микросхем. резистор гибридный интегральный микросхемаНадежность - это свойство ИС выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, хранения и транспортирования. Работоспособное состояние ИС нарушается вследствие появления внезапных или постепенных отказов. Внезапные отказы возникают в результате резкого, скачкообразного изменения определяющих параметров ИС. При оценке вероятности возникновения внезапных отказов используются модели в виде последовательного соединения совокупности элементов, определяющих работоспособное состояние микросхемы. Типовые значения ?i (ч-1) для элементов и компонентов ГИС используемые в расчетах надежности представлены ниже : - интенсивность отказов резисторов;Иначе говоря, топологический чертеж, или просто топология микросхемы, - это документ, предопределяющий оптимальное размещение элементов микросхемы на подложке и обеспечивающий изготовление микросхемы с заданными техническими и электрическими параметрами. Разработку топологии рекомендуется проводить в такой последовательности: составление схемы соединения элементов на плате; расчет конструкций пленочных элементов; определение необходимой площади платы и согласование с типоразмером корпуса, выбранного для ГИС; разработка эскиза топологии; оценка качества разработ
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
1.1 Анализ схемы электрической принципиальной
1.2 Анализ требований к материалам разрабатываемой ГИС