С электрической принципиальной схемой.

соединений представлена на рис.21. Под навесным конденсатором С4 проходит проводник. В схеме получено одно пересечение.

15. В случае разработки эскиза топологии его представляют в масштабе 20:1 в соответствии со схемой соединения И геометричес- кш.и размера»,™ элементов о учетом всех технологических ограниче­ ний. Окончательный вариант эскиза топологии представлен на рис.22.

16. При выборе корпуса учитываем размеры подложки, условия экс- ^: пяуаталии и производства. В нашем случае целесообразно применение 1,:еталлостеклянного корпуса первого типа. Расстояние между выво­ дам; 2,5 мм.

Зсли использовать корпус с двухсторонним расположением вы­водов (по 7 выводов с каждой стороны), то длина корпуса

Рис.22. Эскиз топологии смесителя-гетеродина.

где а - количество выводов с кадцой стороны. Ширина корпуса определяется исходя из ширины подложки, равной 8 мм, расстояния между подложкой и выводом 0,5 мм и медцу выводом и краем корпу­са 2,25 мм;

Этим размерам соответствует корпус 1151-14, его размеры: длина Ъ = 19,5 мм; ширина Е= 13,5 мм; высота Н = 5,5 мм. Материал основания и крышки корпуса - титановый сплав ВТ1-0 ГОСТ 19807-74. Выводы - сплав 29НК (ковар) ГОСТ 10994-74. Крышка герметизиру­ется к основанию корпуса сваркой.

17) Оцениваем величину паразитных связей. Анализируя эскиз топологии (см.рис.22), оценим влияние паразитного конденсатора Спар > образовавшегося в месте пересечения двух проводников п индуктивность проводников на работоопосойность схемы на самой высокой рабочей частоте.

Для расчета паразитной емкости С„_ар воспользуемся рис.20, на котором пунктиром показаны индуктивности 1_9В , 1₁₆ , / в соответствии с функциональной схемой, паразитные С_тр и 1„_ар в соответствии со схемой соединения рис.21 и топологией рис.22.

Оценим величину паразитной емкости С_пар , которая шунтирует часть входного сигнала на землю. Площадь перекрытия проводников (по чертеху топологии)

Удельная емкость С_в= 6'10 пФ/скг (поскольку для изоляции про­водников используется диэлектрик конденсаторов С1 и СЪ ). Тогда

где ^ _ коэффициент, учитывающий краевой эйфект. Поскольку пло­щадь пересечения проводников мала, то примем к- 1,5;

Оценим, какая часть входного сигнала шунтируется на землю.

Сопротивление конденсатора переменному току

Входное сопротивление смесителя Т/Т1

где Н_т1 а 300 Ом.

Коэффициент шунтирования равен

Отсюда следует, что паразитный конденсатор С_пар , образовавшийся в месте пересечения проводников, будет оказывать влияние на функ­ционирование схемы, так как шунтирует входной сигнал, поэтому в данном случае целесообразно изготовить проволочную перемычку, хотя это несколько снизит надежность схемы и усложнит технологи­ческий процесс сборки.

Оценим величину паразитной индуктивности наиболее длинного проводника между выводом 5 и Я$ 1„_ар . На рис.20 эта индуктив­ность показана пунктиром в цепи эмиттера ЧТ2 гетеродина.

Собственная индуктивность пленочного проводника прямоуголь­ной формы без учета изгибов и влияния экрана (крышки корпуса) может быть приближенно определена по формуле:

где {= 20 мм, 1= 0,2 мм (из чертежа топологии);'

Сопротивление, которое оказывает индуктивность переменному току

Поскольку в схеме 1„_ар включена последовательно с Л^ (см. рйе.20) и й_и ^к_$ , то можно сделать вывод, что паразитная ин­дуктивность 1_па не повлияет на режим работы и рабочую частоту гетеродина.

- 78 -

18) Оцениваем качество разработанной технологии, при этом проверяем ее на соответствие:

• принципиальной электрической схеме;

• технологическим ограничениям, изложенным в табл.10;

• коэффициента формы всех резисторов на топологии расчетным значениям;

• возможности измерения электрических параметров всех пленоч­ ных элементов схемы;

• возможности получения пассивной части схемы выбранной тех­ нологии изготовления (фотолитографии).

Проверка по обеспечению теплового режима работы схемы ввиду малых токов не производилась.

19) Проводим оценку паразитных связей.

Указанные проверки позволяют сделать вывод, что конструкция и топология схемы смесителя-гетеродина отвечает требованиям тех­нического задания и позволяет реализовать ее в условиях серийного производства.

Для разработки технологического процесса принимается следующая последовательность основных операций:

1. очистка подложек;

2. напыление сплошных резистивного и проводящего слоев;

3. двойная фотолитография проводящего и резистивного слоев с целью получения конфигураций резисторов и проводников;

4. напыление диэлектрика конденсаторов через маску;

5. напыление верхних обкладок конденсаторов через маску';

6. нанесение защитного слоя; •

7. контроль резисторов и пленочных конденсаторов;

~ 79 —

8. резка подложек на платы;

9. присоединение платы к основанию корпуса;

10. монтаж навесных активных компонентов;

11. монтаж навесных конденсаторов;

12. присоединение проволочной перемычки и периферийных кон­ тактных площадок к выводам корпуса;

13. контроль сборки;

14. герметизация микросхем;

15. контроль герметизации;

16. контроль и испытания микросхем.

5. ТОНКОПЛЕНОЧНЫЙ МИКРООБОРКИ

Тонкопленочные микросборки (МОЕ) представляют собой коммута­ционную плату (обычно двухслойную), на которой расположены навес­ные компоненты, платы с резисторами, конденсаторами и т.д.

Типовые технологические процессы предусматривают изготовление трех типов микросборок [3]_? содержащих навесные компоненты:

• с гибкими выводами;

• с жесткими выводами;

• с гибкими и жесткими выводами.

Резисторы в микрооборках могут изготовляться на отдельной плате, которая устанавливается на коммутационной плате в качестве навесного компонента с гибкими выводами.

Схемы типовых технологических процессов изготовления ИСБ, содержащих различные навесные компоненты, представлены на рис.23 - 25.

Рис.23. Типовой технологический процесс изготовления

тонкопленочной микросборки, содержащей навесные

компоненты о гибкими выводами.

Рис 24 Типовой технологический процесс изготовления

тонкопленочной микросборки, содержащей навесные

компоненты с шариковыми выводами.

Рис.25. Варианты типового технологического процесса изготовления тонкопленочной микросборки, содержащей навесные компоненты с гибкими и шариковыми выводами.

- 83 -

Схема I. Изготовление проводников первого уровня металлиза­ции производят в следующей последовательности: промывка подложек перед напылением, напыление алюминия с подслоем ванадия, отмывка в диоксане, нанесение и сушка фоторезиста <№-383, совмещение ри­сунка и экспонирование фоторезиста, проявление, отмывка в воде и полимеризация фоторезиста, поочередное травление алюминия и ванадия, отмывка в воде ж удаление фоторезиста.

Схема 2. Изготовление проводников первого уровня металлиза­ции включает все те же операции, что и в схеме I, но в качестве проводящего слоя используется трехслойная структура ванадий -медь - ванадий I

Схема 3. Изготовление межслойной изоляции производят следую­ щим образом: сначала плату отмывают в диоксане, затем центрифуги­ рованием наносят л сушат негативный фоторезист ФН-11, производят совмещение рисунков и экспонирование фоторезиста. Затем операции нанесения, сужки и экспонирования фоторезиста повторяют для полу­ чения бездефектного изоляционного слоя, после чего проявляют фо­ торезист. |

Схема 4. Изготовление проводников второго уровня металлиза­ции производят в такой последовательности: плату отмывают снача­ла в диоксане, а затем в изопропиловом спирте, напыляют алюминий с подслоем ванадия, снова производят отмывку в диоксане, после чего наносят позитивный фоторезист ФП-383, сушат, производят сов­мещение рисунков, экспонирование и проявление фоторезиста, промы­вают в воде, полимерпзуют фоторезист, после чего травят пооче­редно алюминий и ванадий, отмывают в воде и удаляют фоторезист.

Схема 5. Изготовление проводников второго уровня металлиза­ции и контактных площадок для присоединения навесных компонентов с шарикоЕн;.™ и гибкими выводами выполняют в такой очередности: после травления ванадия производят декапирование меди (обработку в резервуаре виброцентрпфуги в растворе серной кислоты), после чего отмывают сначала в воде, а затем в изокриловом спир­те, напыляют структуру ванадий - медь - ванадий, снова отмывают в диоксане, наносят позитивный фоторезист; после сушки, совме­щения, экспонирования, проявления, отмывки в воде и полимериза­ции фоторезиста производят травление ванадия и декапирование меди,

- 84 -

на которую электролитически осаждают сплав ПОС-61, удаляют фото­резист, производят поочередное травление ванадия, медк, ванадия, причем после каждого травления следует отмивка в воде.

Схема 6. Изготовление защитной изоляции производят в той же ' последовательности, что и межслойной изоляции (схема 3), ко для защитной изоляции достаточно однократного нанесения фоторезиста.

Схема 7. Изготовление контактных площадок для присоединения навесных компонентов с шариковыми выводами. Г)сле отмывки платы сначала в диоксане, а затем в изопропиловом спирте напыляют структуру ванадий - медь - ванадий, после чего следуют вое опера­ции, представленные в схеме 5.

Нанесенные слои в схемах 1-7 должны иметь следующие пара-мэтры :

толщина (мкм): ванадий от 0,04 до 0,05; алюминий от 1,2 до 1,4; медь (вакуумное напыление) от 1,4 до 1,6; П00-61 (электро­литическое осаждение) от 8 до 10 мкм; ФН-11 (центрифугирование) два слоя от 2,5 до 3;

электрическое сопротивление квадрата пленки проводящих слоев должно быть не более 0,03 0м;

электрическое сопротивление участка межслойной изоляции должно быть не менее 10 0м;

электрическая емкость между двумя пересекавдимлся проводниками шириной 100 мкм, разделенными слоем изоляции, не должна быть более 0,2 пй.

Схема 8. Сборка и присоединение навесных компонентен с гибки­ми выводами.

Дйя МСБ в металлостеклянных корпусах после резки подложек ка платы и контроля электрических параметров элементов тонкопленоч­ной коммутационной платы ее приклеивают к основанию корпуса. Ай­лее устанавливают навесные компоненты и сваривают соединительные проводники, перемычки и выводы навесных компонентов с контактны­ми площадками платы. В случае необходимости производят изоляцию сварных соединений и фиксацию монтажа..

Схо1.*а 9. Присоединение навесных элементов с шариковыми выво-дами и сборка.

После рээки подложек на платы и контроля электрических пара­метров элементов токкопленочной коммутационной платы на. контактные площадки наносят флюс ФПЗт, остатки которого удаляют после присос-