5.6 Оценка надежности

Надежность ИМС связана с использованием особо чистых материалов, использованием групповых методов обработки, меньшее количество контактов.

Пути повышения надежности [2]:

1. совершенствование электрической принципиальной схемы;

2. применение более надежных компонентов;

3. жесткий контроль.

Минимальная наработка разрабатываемой ГИМС в указанных режимах и условиях должна быть не менее 15000 ч.

Надежность включает:

1. интенсивность отказов во время

2. вероятность безотказной работы Р(t)

, (5.18)

(5.19)

где λ_Ri – интенсивность отказов резисторов 6∙10^-9 час^-1;

λ_{нав.ком.i} – интенсивность отказов навесных компонентов 30∙10^-8 час^-1;

λ_под. – интенсивность отказов подложки 25∙10^-8 час^-1;

λ_кор. – интенсивность отказов корпуса 5∙10^-109 час^-1;

λ_k – интенсивность отказов контактных площадок 10^-9 час^-1 [2];

= = час^-1

VI разработка и обоснование технологического маршрута изготовления имс

Совокупность технологических операций, составляющих технологический маршрут производства тонкопленочных гибридных микросхем, направлена на подготовку поверхности подложки, нанесении пленок на подложку и формирование конфигураций тонкопленочных элементов, монтажа и сборку навесных компонентов, защиту и герметизацию изделия от внешних воздействий.

Важную роль при изготовлении гибридных микросхем играют контрольно-проверочные мероприятия, осуществляемые в цехе и в отделе технического контроля. Очень большое значение имеют операции подготовки производства: изготовление комплектов масок и фотошаблонов, приобретение или изготовление, проверка и подготовка компонентов.

6.1 Подложки гис

Подложки – это диэлектрические основания, предназначенные для размещения на них плёночных элементов и навесных компонентов.

Требования к подложкам ГИС:

1. Высокий коэффициент теплопроводности.

2. Высокая механическая прочность.

3. Химическая инертность к осаждаемым материалам.

4. Стойкость к повышенным температурам.

5. Стойкость к воздействию химических реактивов.

6. Способность к обработке.

Для маломощных ГИС применяют безщелочные боросиликатные стёкла и ситаллы. Для мощных ГИС применяется керамика, а для особо мощных – бериливая керамика или брокерид.

В разрабатываемой микросхеме используется ситалловая подложка. Ситалл – это материал стеклокерамического характера, обладающий мелкокристаллической структурой, получаемой путём управляемой кристаллизации.

6.2 Очистка поверхности и контроль подложек

Молекулы и атомы, расположенные на поверхности подложек, имеют высокую химическую активность, так как часть их связей ненасыщенна. Поэтому получить идеально чистую поверхность практически невозможно и понятие «чистая поверхность» относительно. Технологически чистой считается поверхность, которая имеет концентрацию примесей, не препятствующую воспроизводимому получению заданных значений и стабильности параметров микросхем. Процессы очистки подложек предназначены для удаления загрязнений до уровня, соответствующего технологически чистой поверхности.

Ситалловые подложки очищаются в смеси перекиси водорода, аммиака и воды (40:1:125) с последующей промывкой в дистиллированной воде. Окончательная очистка производится в парах изопропилового спирта.

При контроле подложек проверяются на соответствие только геометрические параметры. Методы контроля [6]:

1. Метод измерения сопротивления входной среды (Rвых = Rвх).

2. Метод определения угла смачивания (чем выше степень очистки поверхности, тем лучше поверхность смачивается, тем меньше угол смачивания). Очистка является удовлетворительной при α<75º ).

3. Метод изучения пластины в тёмном поле микроскопа.