Содержание: 1 Введение и постановка задачи 2 Выбор способа формообразования элементов 3 Топологические расчеты 4 Выбор материалов пленочных элементов 5 Выбор материалов контактных площадок и межсоединений 6 Выбор материалов подложки и ее размеров 7 Способ монтажа навесных компонентов 8 Заключительные операции 9 Схема технологического процесса изготовления разработанной ИМС 10 Список схем, чертежей и т.п. 11 Список литературы Введение и постановка задачи Задачей курсового проекта является разработка конструкции ИМС и технологического маршрута ее производства в соответствии с заданной в техническом задании принципиальной электрической схемой.
Конструктивно-технологический вариант изготовления ИМС, заданный руководителем проекта - толстопленочная технология. Целью работы над курсовым проектом является приобретение практических навыков решения инженерной задачи создания конкретного микроэлектронного изделия, а также закрепление, углубление и обобщение теоретических знаний, приобретенных на предыдущих этапах обучения.
Выбор способа формообразования толстопленочных элементов ГИМС Нанесение паст можно производить двумя способами: бесконтактным и контактным. При бесконтактном способе подложку, на которую нужно нанести пасту, устанавливают под сетчатым трафаретом с некоторым зазором; пасту подают поверх трафарета и движением ракеля через отверстия в трафарете переносят на подложку в виде столбиков, копирующих отверстия в трафарете.
Столбики, растекаясь, соединяются, образуя рисунок, как на трафарете. Сетчатые трафареты изготовляют из капрона, нейлона или нержавеющей стали. Качество трафаретной печати зависит от скорости перемещения и давления ракеля, зазора между сетчатым трафаретом и подложкой, натяжения трафарета и свойств пасты. Необходимо строго соблюдать параллельность платы, трафарета и направления движения ракеля.
Для устранения неравномерности толщины резисторов рекомендуется составлять топологию так, чтобы все резисторы по длине располагались в одном направлении по движению ракеля. По этой же причине не рекомендуется проектировать длинные и узкие или короткие и широкие резисторы, т.к. при использовании одной и той же пасты короткие резисторы имеют большую толщину пленки, а следовательно меньшее удельное сопротивление, чем длинные, из-за разных прогибов открытых участков сетчатого трафарета.
При контактном способе трафаретной печати плату устанавливают под трафаретом без зазора. Отделение платы от трафарета осуществляется вертикальным перемещением без скольжения во избежании размазывания отпечатка пасты. При контактном способе пасту можно наносить пульверизацией с помощью распылителя. Точность отпечатка при контактном способе выше, чем при бесконтактном. Пасты после нанесения подвергают термообработке - сушке и вжиганию. Сушка необходима для удаления из пасты летучих компонентов (растворителя) . Сушку проводят при температуре 80-150 градусов Цельсия в течении 10-15 минут в установках с инфракрасным нагревом.
Инфракрасное излучение проникает вглубь слоя пасты на всю его глубину, обеспечивая равномерную сушку без образования корочки на поверхности. Вжигание производят в печах конвейерного типа непрерывного действия с постепенным повышением температуры до максимальной, выдерживанием и последующим охлаждением. Вначале происходит выгорание органической связи (300-400 градусов Цельсия) . Во второй, центральной, температурной зоне происходит ссплавление частиц основных материалов между собой с образованием проводящих мостиков и спекание их со стеклом и керамической пастой при 500-1000 градусах Цельсия.
Пасты для создания проводящих слоев вжигают при 750-800 градусах Цельсия, пасты диэлектрика конденсаторов и изоляционный слой - при 700-750 градусах Цельсия, верхние обкладки конденсаторов - при 700-720 градусах Цельсия, диэлектрик защитного слоя - при 620-650 градусах Цельсия.
Для исключения появления сквозных пор в диэлектрике конденсаторов его наносят в два слоя, причем каждый слой сушат и вжигают отдельно.
В толстопленочной технологии пленочные элементы могут располагаться на... Соединения между элементами, расположенными на разных сторонах платы, ... Резисторы рекомендуется ориентировать одинаково, а резисторы близкие п... С учетом этих требований и рекомендаций на одной стороне платы будем р... Для изготовления верхних обкладок конденсаторов, не смачиваемых припое...
Выбор материалов подложки и ее размеров. Платы толстопленочных ГИС должны быть дешевыми, иметь высокую механиче... Максимальная кривизна поверхности (макронеровность) не должна превышат... Шероховатость (микронеровность) рабочей поверхности платы должна быть ... Размеры плат определяются конкретной конструкцией корпуса. Толщина пла...
Способ монтажа навесных компонентов. Навесные компоненты рекомендуется располагать на одной стороне платы. Контактные площадки следует располагать напротив выводов активных элем... нельзя устанавливать навесные компоненты на стороне платы, заливаемой ... При монтаже навесных компонентов с жесткими выводами проводники целесо...
Заключительные операции Присоединение внешних выводов Присоединение внешних выводов будем выполнять с помощью проволоки.
Отогнутый конец вывода не должен выходить за пределы внешнего контура контактной площадки. Внутренний диаметр контактной площадки для монтажа внешнего вывода должен быть больше диаметра отверстия в плате на 0.1 мм. Метод герметации корпуса Корпус будем герметизировать с помощью аргонодуговой сварки. Для посадки в корпус используется клей колодного отверждения.
Список литературы: 1 "Конструирование и технология микросхем. Курсовое проектирование. " Под ред. Л. А. Коледова Издательство "Высшая школа", 1984 2 "Разработка гибридных микросхем частного применения. " А. Ф. Мевис, Ю. Г. Семенов, В. С. Полутин. МИРЭА, 1988 3 "Микроэлектроника" И. Е. Ефимов, И. Я. Козырь, Ю. И. Горбунов Издательство "Высшая школа", 1987 4 "Интегральные микросхемы и основы их проектирования" И. М. Николаев, Н. А. Филинюк Издательство "Радио и связь", 1992.