Материалы, используемые для разработки микросборки. Технологические требования и ограничения. Разработка коммутационной схемы соединений. Расчет тонкопленочных элементов микросборки. Разработка топологии ИМС и технологии изготовления микросборки.
Аннотация к работе
Федеральное агентство Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Выполнил: студент Красовский Д.О. курс третий факультет радиоэлектроникиРазработать на основе тонкопленочной технологии топологию и технологию изготовления бескорпусной интегральной микросборки, представляющей собой два параллельно включенных Т-образных четырехполюсника.Микросборка (МСБ) - микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию и разрабатываемое для конкретной радиоаппаратуры с целью обеспечения комплексной микроминиатюризации последней. В качестве основания в МСБ применяются в основном керамические или ситалловые подложки, на которых формируется пленочная конфигурация микросборки и устанавливаются различные компоненты (диоды, транзисторы, микросхемы и т.д.).Электрическая схема МСБ изображена на рис. 1 и представляет собой два параллельно включенных Т-образных четырехполюсника. Первый состоит из двух резисторов R1 и конденсатора C2, а второй - из двух конденсаторов C1, представляющих собой плечи четырехполюсника, и резистора R2. рис. Исходные электрические и эксплуатационные данные и материалы приведены в табл. Материал диэлектрика конденсатора Al2O3табл. 1.2Тангенс угла диэлектрических потерь tgd на частоте 1КГЦ 0,3…1 Материал для контактных площадок и проводников необходимо выбрать такой, чтобы: 1. Всеми перечисленными выше свойствами обладает алюминий с подслоем нихрома. Подслой нихрома обеспечивает особо прочное соединение с подложкой и последующими слоями, слой алюминия обеспечивает высокую проводимость, химическую инертность и стабильность. табл. Материал для защиты элементов выбирается по электрической прочности.Платы с типоразмерами № 3…10 используются в стандартных корпусах, остальные - в бескорпусных ИМС и микросборках. Шаг расположения контактных площадок соответствует ряду 0,625; 1,250 и 2,500 мм (для бескорпусной защиты) или расположению выводов корпуса (для корпусной защиты). Пленочная и гибридная ИМС должны иметь ключ - увеличенную контактную площадку или специальный знак, который должен располагаться в левом нижнем углу на большей стороне платы, ключ вычерчивается в процессе проектирования топологии ИМС. Пассивные элементы, к точности которых предъявляются жесткие требования, располагаются на расстоянии 500 мкм при масочном методе и 200 мкм при фотолитографии от краев и осевых линий прижимных перегородок. Минимально допустимое расстояние между пленочными элементами (в том числе, и контактными площадками) составляет 300 мкм при масочном методе и 100 мкм при фотолитографии.Нижеприведенные преобразования исходной электрической схемы ИМС и схематический план размещения элементов и соединений между ними на подложке ИМС на рис. 2 позволяют: - упростить конфигурацию электрической схемы для уменьшения числа пересечений изгибов, получения прямых линий;Конструктивно пленочный резистор представляет собой резистивную пленку, нанесенную на соответствующую подложку и состыкованную с контактными площадками. Так как у обоих резисторов Кф>10, осуществляется расчет резисторов сложной геометрической формы типа «меандр». 4.1 изображен "меандр", состоящий из пяти Г-образных звеньев, и введены следующие обозначения: t = b а - период (шаг) звеньев; b - ширина резистивной пленки; а - расстояние между резистивными полосками; А и В - габаритные размеры "меандра" вдоль осей X и ? соответственно. Расчет осуществляется по формуле: bp = где: Pi - мощность рассеяния резистора; Определяем расчетную ширину bрасч резистора по формуле: где: bтехн-величина, обусловленная технологическими ограничениями, bтехн - 100 мкм где: - погрешности, вызванные точностью изготовления геометрических контуров пленки, которые при масочном методе изготовления составляют ±10 мкм. ??ф доп - допустимая погрешность коэффициента формы резистора, которая определяется из выражения (4.5): ??ф доп =?RI - ?ps - ?CTR - ?RT - ?RK , где: ?RI = ?|Ri| = 0,1 (10%) погрешность номинала Ri.Первый слой - проводящий слой, являющийся нижней обкладкой конденсатора, второй слой представляет собой однослойный или многослойный диэлектрик, и третий слой - проводящий слой верхней обкладки конденсатора. Определяем удельную емкость C0d конденсатора, соответствующую требуемой электрической прочности, осуществляется по формуле: C0d= 0,0885?/d, [ПФ/см2], где d - толщина, см, ? - диэлектрическая проницаемость на частоте 1КГЦ (см. табл.1.3). GCTC - погрешность обусловленная старением материалов, рассчитывается по формуле: УСТС = КСТС·?t. где: КСТС - коэффициент старения емкости, характеризует изменение ?CI (t) емкости Ci в зависимости от времени t, Кстс =10-5 1/час, ?t - время эксплуатации конденсатора. Рассчитаем удельную емкость C0S конденсатора, соответствующую допустимой погрешности площади GSДОП конденсатора.
План
Содержание
1. Задание на курсовую работу
2. Схемотехнические данные и используемые материалы
2.1 Схема микросборки, электрические и эксплуатационные данные
2.2 Материалы, используемые для разработки микросборки
2.3 Технологические требования и ограничения
3. Разработка коммутационной схемы соединений
4. Расчет тонкопленочных элементов микросборки
4.1 Расчет тонкопленочных резисторов
4.2 Расчет пленочных конденсаторов
4.3 Расчет пленочных проводников и контактных площадок ИМС