5 Электронные микромодули с 3–d интеграцией, классификация структур, конструктивные особенности, технология сборки микромодулей.

Классификация 3D интегрированных структур

• SiP- система в корпусе представляет многокристальные модули, расположенные друг над другом и организацией межсоединений проволочными выводами.

• SoP – система на корпусе представляет многоэтажные корпуса с организацией межсоединений с помощью шариковых выводов (бампов).

• TSV- through silicon vias – многокристальные модули с межсоединениями в виде переходных отверстий в материале кристалла.

3D интеграция: пластина на пластину

• Технология 3D – интеграция – это когда пластины совмещаются, свариваются друг с другом либо непосредственно сторонами с топологией, либо лицевая сторона одной пластины приваривается к обратной стороне другой пластины. Затем сваренные пластины утоняются перед следующим процессом сварки или перед процессом резки.

• Две пластины диаметром до 300 мм предварительно совмещаются в установке совмещения EVG 620, а затем механически зажимаются и переносятся в установку сварки. Сварка происходит в среде высокого вакуума при высокой температуре или высоком давлении до 60 кН (плавлением, термокомпрессией, стеклоприпой и др.) в установке EVG 500.

Сварка пластин

Сварка чипа на пластине

Схема технологического процесса

Технология TSV

6 Микроблоки с общей герметизацией (мбог): техническая характеристика, технология сборки и монтажа микроплат, герметизация микроблоков.

Техническая характеристика

Конструктивное исполнение МБОГ повышает по сравнению с РЭА III поколения плотность компоновки в 5-10 раз с одновременным улучшением ряда технических показателей. Удельные характеристики МБОГ - источников вторичного электропитания: мощность 100–150 Вт/дм2 на поликоре ВК-100-1; 200-300 Вт/дм2 на анодированном алюминии.

Микроблоки питания применяются в качестве DC/DC преобразователей бортовой спутниковой электронной аппаратуры мощностью до 120 Вт. Они получают энергию от шины питания постоянным напряжением 20 - 120 В, соединенной с солнечными батареями, и преобразуют в напряжение от 3 до 27 В постоянного тока, необходимое для РЭС. Преобразователи должны устойчиво работать в условиях воздействия ионизирующих излучений космического пространства при дозе до 38 МэВхсм2/мг.

Технология СВЧ микроблоков с общей герметизацией

• Сборка СВЧ микроблоков, работающих на частотах до 20 ГГц включает операции:

• - присоединения микрополосковой платы к основанию корпуса,

• -выполнение внутриплатной и межплатной коммутации проволочными перемычками,

• - выполнение выводной коммутации,

• - герметизацию корпуса микроблока,

• - испытания на термоциклирование и постоянное ускорение,

• - контроль электрических параметров микроблока,

• - контроль герметичности микроблока,

• -выходной контроль.

Методы присоединения микроплат к корпусу

Флюсовая пайка микроплаты с использованием медной сеткой

Толщина сетки 0,2 мм, размер ячеек 0,7х0,7 мм

Припой ПОИ-50, смачивание платы 75-80%

Вибрационная пайка микроплат

1. Частота вибраций 50-300 гц

2. Амплитуда вибраций 0,5-1 мм

3. Время пайки икроплаты 20-60 с

4. Смачивание микроплаты 85-90%

Ультразвуковая пайка микроплат

1. Частота колебаний – 22 – 23 кГц.

2. Амплитуда колебаний – 10 – 15 мкм

3. Усилие F1, F2 – 100 – 150 Н.

4. Усилие F3 – 1- 5 Н.

5. Время пайки 10 – 15 с