Тема 5. Проектирование гибридных (гис) и больших гибридных имс и микросборок.

ГИС представляют собой микросхемы, в которых в качестве части пассивных и активных элементов используются дискретные бескорпусные ЭРЭ и ИМС. Основная часть пассивных элементов и коммутационных соединений выполнены в виде пленок на поверхности диэлектрической подложки.

Разновидностью ГИС являются совмещенные микросхемы, в которых все активные элементы и часть пассивных выполнены по полупроводниковой технологии в толще кристалла, а часть пассивных элементов и коммутационные соединения – по тонкопленочной технологии на поверхности кремневой пластины.

ГИС – изделие широкого применения. Микросборка (МСб) – это ГИС частного применения, изготавливаемая на предприятии с целью улучшения показателей микроминиатюризации конкретной ЭВА. В отличие от ГИС в МСб могут использоваться корпусные ЭРЭ и микросхемы. Корпуса для МСб могут выбираться из стандартного ряда или проектироваться специально.

Тонкопленочные ГИС применяются при изготовлении ИС, в которых число пассивных компонентов намного превышает число активных или в случае, когда для работы микросхемы важна высокая точность пассивных элементов. Поэтому ГИС чаще всего используются при проектировании линейных и аналоговых ИС.

В большинстве логических схем число пассивных компонентов невелико, и они играют вспомогательную роль и к ним не предъявляются требования повышенной точности. Поэтому логические ИС чаще всего производят по полупроводниковой технологии.

Низкая цена оборудования для производства тонкопленочных ГИС и меньшая сложность проектирования ГИС обусловили широкое применение на предприятиях МСб и заказных и полузаказных совмещенных ГИС на основе БМК (базово-материальные кристаллы).

Подложки.

Подложки служат диэлектрическим и механическим основанием для пленочных и навесных элементов, а также теплоотводом. Поэтому к подложкам предъявляются следующие требования:

1. высокий коэффициент теплопроводности;

2. высокая механическая прочность, обеспечивающая целостность подложки, как при производстве, так и при эксплуатации;

3. высокая химическая инертность к реактивам и осаждаемым материалам;

4. стойкость к высоким температурам;

5. способность к хорошей механической обработке.

Для маломощных ГИС в качестве подложки применяются бесщелочные боросиликатные стекла С41-1 и С48-3 и ситаллы. Ситаллы по сравнению со стеклами имеют более высокую теплопроводность и механическую прочность.

Для мощных ГИС применяют керамику (поликор), а для особо мощных бериллиевую керамику.

Подложки должны иметь высокую чистоту поверхности, большая шероховатость приводит к значительному снижению надежности тонкопленочных элементов. Поэтому шероховатость должна отвечать 14 классу.

Керамика имеет значительную шероховатость, что снижает надежность и воспроизводимость пленочных элементов. Поэтому для повышения класса чистоты применяют глазурирование керамики слоем бесщелочного стекла, однако, это приводит к значительному снижению теплопроводности.

Если требуется обеспечить очень хороший теплоотвод, то применяют алюминиевые подложки, покрытые слоем диэлектрика или эмалированные стальные подложки.

Габаритные размеры подложек стандартизованы: 60х48 мм, 100х100мм или 50х50мм. Толщина подложки 0,35…1,6мм. Размеры имеют только минусовые допуски – приблизительно 0,1…0,3мм.