§ 4.2. Қалыңпленкалы гибридті имс элементтері

Қалыңпленкалы гибридті ИМС өз алдына түйіндердің керекті санының арматурланған пассивті және активті элементтері бар керамикалық подложканы білдіреді (4.4 - сурет).

4.4 - сурет. Қалыңпленкалы гибридті ИМС - ның жалпы түрі (төрт есе үлкейтілген)

Подложка, пленкалы резисторлар, консаторлар, байланыстырғыш өткізгіштер және корпус алыңпленкалы гибридті ИМС - ның негізгі элементтері болып табылады.

Қалыңпленкалы микросхеманың подложкасына келесі шарттар ұсынылады: жақсы механикалық және диэлектрлік қасиеттер, сызықты көлемдердің міндетті нақтылығы және үстінің жоғары жиілігі, жақсы жылуөткізгіштігі және жапсырмалы материалдарға адгезия, жеткілікті термикалық және химиялық тұрақтылығы. Бұл қажеттіліктермен қалыңпленкалы микросхеманың подложкасын дайындауда қолданылатын жоғарыглиноземисті керамиканы қанағаттандырады. Көп жағдайда подложканың өлшемі 10 × 10 × 1 және 16 × 10 × 1 мм болады.

4.5 - сурет. Қалыңпленкалы гибридті ИМС - ның қарапайым суреті және оны алуға арналған трафареттер:

1 - керамикалық подложка; 2 - резисторларға арналған трафарет; 3 - байланысушы өткізгіштерге арналған трафарет; 4 - конденсатордың төменгі қоршауына арналған трафарет; 5 - диэлектрлік пленкаға арналған трафарет; 6 - конденсатордың жоғарғы қоршауына арналған трафарет; 7 - микросхема суретінің жалпы түрі

Подложкаға пленка ретінде трафарет арқылы резисторлар, конденсаторлар және байланыс өткізгіштер қапталады. Бұл мақсат үшін өткізгіштіктерге, резистивтіліктерге және диэлектрліктерге бөліп беретін арнайы пасталар қолданылады. 4.5 - суретте қалыңпленкалы микросхеманың қарапайым суретінің мысалы келтірілген. Трафареттерді диаметрі 0,04 - 0,07 мм болатын, тот баспайтын алмас сым тор ретінде дайындайды; тордағы ұящықтар өлшемі жүздеген миллиметр болады. Сурет қаптаудан бұрын, торды біркелкі кереді және қатты рамкаға бекітеді. Мұқият майсыздандыру мен шаюдан бұрын, торға біркелкі қабатпен фоторезист қаптайды. Фоторезист кепкеннен соң оған фототрафарет суретін жобалайды, сонымен қатар фототрафареттің тіке сызықтары тор сызықтарымен қиыстырылады. Ультрафиолетті түспен экспозициялаудан соң пленка полимеризденеді, суреттің экспозицияланбаған аймақтары ерітіледі. Сөйтіп, трафареттегі ұяшықтардың бір бөлігі керекті конфигурациямен суретті келтіре отырып ашық күйінде қалады.

Паста жағатын подложканы трафареттің астына бірнеше қашықтыққа орнатады, пастаны трафареттің жоғарысына орналастырады және трафареттегі саңылау арқылы ракельді жылжытуда торда саңылауларды көшіретін бағандар түріндегі подложкаға тасиды. Жайыла отырып, бұл бағандар трафареттегі сурет секілді құра отырып байланысады. Тор - трафарет арқылы пастаны жағу схемасы 4.6 - суретте көрсетілген.

4.6 - сурет. Тор - трафарет арқылы паста жағу схемасы:

1 - тор - трафарет; 2 - ракель; 3 - паста; 4 - подложка

Паста жағып болған соң, подложкаларды жылулық жөндеуге душар етеді. Жылулық жөндеудің режимы пеш конструкциясы мен пастаның құрамына байланысты. Пастаның жылулық жөндеудің мүмкін режимдерінің бірі 4.7 - суретте көрсетілген. Пастаның жылулық жөндеуі жылдық бұйымның шығыс пайызы мен жоғары өнімділігімен қамтамасыз ететін конвейерлік пеште көптеген жағдайларда жасалады.

Қалыңпленкалы микросхеманың конденсаторларының және резисторларының негізгі параметрлері 4.1 - кестеде келтірілген.

Подложкада өткізгішті, конденсаторды және резисторды алғаннан соң, оның аппаратурада монтаж кезінде электрлік байланыспен қамтамасыз ететін металлдық штырькамен - түйінмен арматуралауын өндіреді.

Қалыңпленкалы резисторлар жақсы жұмыс істелген технологияның өзінде тәртібінің кедергісінің шашылуы болады. Мұндай шашылу көптеген жағдайларда электрлік схемалардың талаптарын қанағаттандырмайды және оны айтарлықтай кішірейту қажет. Сондықтан керекті номиналды мәнге дейін кедергі қиыстыруын шығарады. Қиыстырудың қолданылып жүрген әдістері 1% - ға дейін дәлдікпен орындауға мүмкіндік береді.

4.7 - сурет. Өткізгіштік, резистивтік және диэлектрлік пасталардың жылулық жөндеу режимі:

1 - кептіру; 2 - органикалық тізбекті күйдіру; 3 - біріктіру; 4 - салқындату

4.1 - таблица

Қалыңпленкалы микросхеманың конденсаторларының және резисторларының негізгі параметрлері

Кедергіні қиыстырудың әртүрлі тәсілдері бар: механикалық, лазерлік, токтық, химиялық және т.б. Механикалық тәсіл кезінде қиыстыруды 100 000 об/мин бұрыштық жиілікке дейін айналмалы алмазды бормен жүзеге асырады. Қиыстырмалы кедергі көпірлік схема бойынша эталонмен байланысқан. Қиыстырмалы кедергінің керекті мәніне жеткен кезде турбина сөнеді және қиыстыру процессі автоматты түрде тоқтатылады.

Қиыстырудың лазерлік әдіс кезінде резисторда кедергінің үлкеюіне әкелетін өткізгіш пленканың бір бөлігі кетіріледі. Қиыстырудың жоғары өнімділігін алу кезінде мақсатқа сәйкес газдық резисторлар қолданған жөн.

Қиыстырудың химиялық әдісі - резисторға бағытталған оттек немесе сутектің ыстық ағыны оның өткізгіш компонентін қыщқылдандырады немесе қалпына келтіреді, сонымен қатар, резистордың кедергісін үлкейтеді немесе кішірейтеді.

Кедергіні қиыстырудың лазерлі әдісі озық болып саналады. Ол - лазер сәулесінің ықпалы кезінде буландырудың үлкен жылдамдығы есебінен жоғары өнімділікпен қамтамасыз етеді; қиыстыруды орнату өзгелеріне қарағанда жоғары сенімділікке ие.

4.8 - сурет. Қалыңпленкалы гибридті ИМС дайындау кезінде операциялардың реттілігі

Жылдық бұйымның шығуын үлкейту мақсатында санаудан басқа, кедергінің токтық қиыстыру әдісі қолданылған болу мүмкін.

Резисторлар кедергісін қиыстырудан кейін электрлік схемаға сәйкес активті элементтерді (диодтар, транзисторлар, шалаөткізгішті ИМС - ның кристаллдары) құрастырады. Параметрлерді бақылау және герметизациясы аяқтаушы операция болып табылады.

Қалыңпленкалы гибридті ИМС - ны дайындау кезіндегі операция реттілігі 4.8 - суретте көрсетілген. Көрсетілген негізгі операциялардан өзге дайындық операциялар реті орындалады: пасталарды әзірлеу, активті элементтерді дайынау, түйіндерді орнату және қалайылау және т.б.