Учебное пособие 800568

Нанесение плѐнок осуществлялось методом погружения со скорость вытягивания 6 мм/мин.

После нанесения плѐнки для удаления растворителя сушили при температуре 250 °С в течение 5 минут. Для получения требуемой толщины затравочного слоя процедуры нанесения и сушки проводили до 5 раз.

Состав 1-го раствора:

1.Дистиллированная вода – 200 мл.

2.Этилендиамин – 1 мл.

3.Ацетат цинка (Zn(CH3COO)2 ∙ 2H2O) до установления pH 8.5.

Перемешивание осуществлялось на магнитной мешалке до полного растворения компонентов и установления pH 8,5.

Контроль pH осуществлялся при помощи китайского цифрового рН-метра.

Состав 2-го раствора:

1.Вода дистиллированная – 180 мл.

2.цинк азотнокислый шестиводный [Zn (NO3) 2·6H2O] – 2,975 г.

3.Гексаметилентетрамин [C6H12N4] – 1,402 г.

Вполученные растворы погружались заранее подготовленные образцы с затравочным слоем ZnO. Затем все помещалось в термостат при T ≈ 85 – 100 °С и выдерживалось в течении 2 ч для 1-го раствора и в течении 6 ч для 2-го. После выдержки пластины промывались в дистиллированной воде с последующей сушкой на воздухе.

Изображение столбчатой структуры оксида цинка полученной с применением затравочного слоя

40

Сопротивление плѐнок, полученных на разных затравочных слоях и разных растворах для выращивания столбчатых структур, измеряли 4-х зондовым методом. Значения сопротивления образцов находилось в пределах 6 – 11 МОм/□.

Изображение столбчатой (рисунок) было получено с помощью металлургического микроскопа (BS-610R/TR) при масштабе увеличения х 500 раз [3].

По изображению произведена оценка размера зѐрен структуры. Размер зерен примерно составил 10 мкм в длину и 1 мкм в диаметре. Что соответствует данным, приведенным в зарубежной литературе [4]. Наилучшие результат показали структуры выращенные из первого раствора при температуре 100 °С в течение двух часов с предварительно нанесенным затравочным слоем полученный методом погружения из раствора первого золя.

Литература

1.Ridhuan N. S. Structural and Morphology of ZnO Nanorods Synthesized Using ZnO Seeded Growth Hydrothermal Method and Its Properties as UV Sensing / N. S. Ridhuan, K. A. Razak, Z. Lockman et al. // PLOS ONE – 2012. – Vol. 7. No. 1.

2.Basinova N. Highly Textured Seed Layers for the Growth

of Vertically Oriented ZnO Nanorods / N. Basinova, O. Cernohorsky, J. Grym et al. // Crystals – 2019. – Vol. 9. – P. 566.

3.Белых М. А. Получение и анализ электрофизических свойств оксида цинка, легированного алюминием: ВКР магистр / Белых Максим Александрович. – Воронеж, 2020. – 45 с.

4.Chu-Chi Ting Structure, Morphology, and Optical Properties of the Compact, Vertically-Aligned ZnO Nanorod Thin Films by the So- lution-Growth Technique / Chu-Chi Ting // National Chung Cheng University, Chia-Yi, Taiwan, R.O.C. – 2012. С. 38 – 50.

Воронежский государственный технический университет

41

УДК 621.372

С.А. Акулинин, А.А. Дорофеев, К.Н. Багнюков, Д.А. Хараджиди

МОНТАЖ П/П КРИСТАЛЛОВ НА ПРИМЕРЕ РАБОТЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ НАКЛЕЙКИ

Работа посвящена демонстрации возможностей установки Besi Datacon 2200 evo plus, использующейся непосредственно для процессов монтажа кристаллов широкого спектра размеров, обеспечивающей высокую точность позиционирования и повторяемость посадки на протяжении всего производственного цикла.

В современной микроэлектронной аппаратуре, выполняющей функции обработки и хранения информации, автоматизации и управления технологическими процессами, используются универсальные и специализированные интегральные микросхемы (ИМС) различной степени интеграции. Конструктивные особенности таких схем предъявляют повышенные требования к технологическим процессам сборки, в том числе монтажу, с целью получения надежных изделий с высоким и стабильным процентом выхода годных микросхем [1].

Рассмотрим, кратко, технологический маршрут изготовления ИМС. После подготовки пластин (утонения, разделения, проверки внешнего вида) начинается процесс непосредственной сборки микромодулей. Первой этапом является монтаж кристаллов в металлокерамические основания. Затем сушка в термостате, разварка Al проволокой нужного диаметра, прихватка и герметизация крышек, испытания, предъявление представителям заказчика.

Стоит отметить, что поставляемые п/п пластины тестируются производителем до отправки до конечного потребителя для выявления полностью или частично неисправных/бракованных кристаллов. По завершению тестирования создаются карты годности пластин в электронном виде и поставляются производителям микроэлектронных компонентов (рис. 1.). Таким образом, одной из ключевых особенностей установки Besi Datacon 2200 evo plus является работа с такими картами годности.

42

Отсеивание бракованных кристаллов представлено на рисунке 1.

Рис. 1. Отсеивание бракованных кристаллов: а) карта годности пластины;

б) пленочный носитель с оставленными бракованными кристаллами

Другая особенность – наличие двух независимых голов. После того, как в машину будут установлены кремниевые пластины, основания и клей оператором будет запущен процесс автоматического монтажа. Основания, на которые монтируются п/п кристаллы, представляют собой металлокерамические корпуса (рис. 2). Совмещение происходит при помощи машинного видения. Во время монтажа в одной части установки в посадочное окно корпуса наносится токопроводящий клей первой головой, в то же время в другой происходит монтаж второй [2].

Также в установке используются выталкиватели, воздействующие на кристалл снизу для того, чтобы отделить/отклеить его от пленки. Предварительно пластина на липком носителе облучается в УФ-ванне для ослабления еѐ адгезивных свойств.

Среди выталкивателей, которыми комплектуется Datacon 2200 evo plus, имеется 2 вида систем: простая и многостадийная. В простой системе выталкивающие иглы в зависимости от размера кристалла воздействуют либо на центр, либо на его периметр. Тогда как в сложной происходит пошаговое выталкивание, направленное на различные области п/п кристалла от граней к центру. На рисунке 3 представлен принцип действия систем выталкивания.

43

Для досконального изучения и контроля качества подкристального пространства после операции наклейки п/п кристалла в металлокерамический корпус на участке монтажа многовыводных ИМС используется ультразвуковой микроскоп Sonoscan Gen 6 (рис.

4):

-оператор загружает образец в рабочую область, заполненную деионизованной водой;

-далее по команде оператора запускается программа сканирования образцов;

-в результате на экран монитора выводится полученное акустическое изображение тестируемого изделия.

а)

б)

Рис. 4. Ультразвуковой микроскоп Sonoscan Gen 6:

а) внешний вид установки; б) пример работы УЗ микроскопа

45

Ниже представлены основные технические характеристики

Datacon 2200 evo plus [3]:

-точность позиционирования/совмещения равна 3мкм;

-температура нагрева второй рабочей головы лежит в пределах от 21 до 350 °С;

-монтажное усилие: от 0 до 10000 г;

-размер кристаллов, с которыми может работать установка: 0,17 до 50;

-размер п/п пластины: от 2 до 12 дюймов;

-типы дозаторов: шнековый, безшнековый, пьезодозатор;

-диаметр дозирующих игл первой рабочей головы: от 30G

до 14G.

Таким образом, Datacon 2200 evo plus является самым современным устройством, использующимся непосредственно на участках сборки сложных ИМС для монтажа кристаллов широкого спектра размеров, обеспечивающим высокую точность позиционирования и повторяемость посадки на протяжении всего производственного цикла.

Литература

1.Сборка и монтаж интегральных схем / Романова М.П. - Электрон. дан. - Режим доступа: https://venec.ulstu.ru/

2.Корпусирование многовыводных микромодулей в пластиковые корпуса с применением DAF. - Электрон. дан. - Режим до-

ступа: https://ostec-group.ru/

3.Сведения о продукте / Besi / Datacon 2200 evo plus. - Элек-

трон. дан. - Режим доступа: https://www.besi.com/

Воронежский государственный технический университет

46

УДК 621.382

А.С. Мамонов, Е.В. Богатиков, Е.Н. Бормонтов

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ АНАЛОГОВОГО КМОП НЕЙРОНА

Работа посвящена разработке схемы аналогового нейрона и исследованию влияния различных еѐ параметров на поведение в технологии с нормами 2,5 мкм.

Текущие темпы развития искусственного интеллекта показывают высокий запрос на практические исследования в этой области. Большинство современных искусственных нейронных сетей реализуются программно, что требует больших вычислительных мощностей и имеет ограничения. Таким образом, разработка КМОП нейрона повысит эффективность и производительность искусственных нейронных сетей.

При реализации искусственного нейрона использовался токовый режим работы, что позволяет существенно упростить операцию суммирования входных сигналов. Главной составляющей нейрона при этом является функция активации, а параметром, определяющим быстродействие нейрона, становится входное сопротивление. Моделирование схемы производилось в открытой программе ngspice, модели транзисторов были взяты из открытой библиотеки

APDK.

За основу реализации сигмоидальной функции активации взята схема, предложенная в работе [1]. Чтобы не реализовывать операционный усилитель, который нужен для снижения входного сопротивления токового зеркала и цепь компенсации из резистора и конденсатора, которая обеспечивает стабильность при высоких частотах, входное токовое зеркало было взято из работы [2]. Эта схема добавляет к схеме простого токового зеркала только три транзистора (рис. 1), но при этом обеспечивает низкое входное сопротивление. Основной задачей проектирования в данном случае является подбор параметров транзисторов входного токового зеркала, мини-

47

мизирующих его входное сопротивление, а также подбор параметров, определяющих форму выходного сигнала.

Низкое входное сопротивление обеспечивает инвертирующий КМОП-усилитель, выходное напряжение которого подано на затвор транзистора M5. Так как входное напряжение подано не только на исток транзистора M5, но и на вход усилителя, то при небольшом изменении входного напряжения будет происходить сильное изменение напряжения на выходе инвертирующего усилителя, обеспечивающее сильный рост (по модулю) напряжения Vgs транзистора M5, что вызывает, в свою очередь, сильное изменение его проводимости.

Рис. 1. Схема реализации сигмоидальной функция активации

Чтобы данная схема работала правильно, необходимо, чтобы напряжение, подаваемое на вход усилителя, соответствовало его рабочей области. Этой области соответствует состояние, при котором оба транзистора находятся в активном режиме, т.е. на передаточной характеристике (рис. 2) происходит переключение инвертора из выключенного состояния во включенное. Максимальное усиление инвертора соответствует примерно середине переключения. Это означает, что подбор параметров желательно производить таким образом, чтобы напряжение на выходе инвертора (а, значит и на затворе транзистора М5) было равно примерно половине напряжения питания (т.е. порядка 2,5В). При этом необходимо обеспечить такие параметры транзисторов, чтобы при желаемом рабочем токе входное напряжение, т.е. напряжение на истоке M5 в схеме без инвертора совпадало с входным напряжением инвертора, приводящим его в рабочую область.

48