10.1. Расчет температуры эксплуатации разрабатываемой имс.

Суммарная мощность рассеивания P₀ =180 мВт

Температура элементов в процессе эксплуатации определяется по формуле:

- температура окружающей среды в про­цессе эксплуатации;

- внутреннее тепловое сопротивление платы, рассчитываемое по формуле:

, где - соответственно, толщина, коэффициент теплопроводности материала и площадь платы;

h=0,6 мм;

=95,7 Вт/м ⁰С [3];

Тогда получим

- тепловое сопротивление клея, рассчитываемое по формуле:

, где - те же параметры, только для клея;

h=0.001 мм;

= 150 Вт/м ⁰С [5];

Тогда получим

- тепловое сопротивление ножки корпуса;

, где - те же параметры, только для материала ножки корпуса (ковар);

h=4.5 мм;

=15 Вт/м ⁰С [5];

S-общая площадь одной ножки корпуса, S=5.12 кв. мм.

Тогда получим -для одной ножки корпуса.

Т.к. в работе ИМС задействовано 4 ножек корпуса, тогда

Rтп=2,2·4=8,8 ºС/Вт

-тепловое сопротивление от крышки корпуса в окружающее пространство.

, где

а - коэффициент теплоотдачи на конвекцию и излучение с поверхности крышки корпуса,

Sк - площадь поверхности крышки корпуса.

Sк=

Тогда получим

Исходя из полученных значений тепловых сопротивлений, можно сказать, что основной теплоотвод будет осуществляться через основание микросхемы и 4 ножки корпуса ИМС .

В итоге получаем:

Ti=(0,0029+0,01+14,2+0.00174)/0.18=15,32 ⁰С. - изменение температуры платы в процессе эксплуатации ИМС.

Тmax = Ti + Tа = 15,32 + 25 = 40,32 ⁰С.

Таким образом, расчет показал, что температура эксплуатации ИМС не превышает максимальную температуру (Тмакс=+45 ⁰С), заданную в ТУ. Тепловой режим ИМС обеспечен.

11. Технология изготовления

Основные этапы технологического процесса получения ГИС комбинированным фотолитографическим и масочным методом [3]:

Напыление материала резистивной пленки;

Напыление материала проводящей пленки на резистивную;

Фотолитография проводящего слоя;

Фотолитография резистивного слоя;

Фотолитография проводящего слоя, поочередное напыление через маску нижних обкладок конденсаторов, диэлектрика, верхних обкладок конденсаторов, нанесение защитного слоя.

Монтаж навесных компонентов на плате и платы в корпусе;

Герметизация микросхемы в корпусе.

12. Выбор способа проверки герметизации

Для проверки герметизации корпуса выберем масс-спектрометрический метод. Этот метод основан на обнаружении гелиевым течеискателем гелия, предварительно введенного в корпус микросхемы. Выбор гелия объясняется прежде всего его высокой проникающей способностью (малый размер молекулы) и возможностью обнаружения мельчайших неплотностей в герметизирующем шве. Кроме того, гелий по сравнению с другими газами атмосферы дает резко выраженный масс-спектрометрический пик, а малое содержание гелия в сухом воздухе обусловливает низкий фоновый уровень при измерениях.

Высокая проникающая способность гелия затрудняет обнаружение больших течей, так как к моменту испытания гелий может полностью вытечь из корпуса. Поэтому целесообразно вводить гелий после герметизации, но непосредственно перед испытанием. Для этой цели герметизированные образцы помещают в герметичный объем с гелием при давлении 0,4 - 0,5 МПа и выдерживают в нем несколько суток. При наличии течей гелий заполняет объем корпуса, а при последующем испытании вытекает из корпуса и обнаруживается течеискателем.