Содержание

Таблица 1— Сравнительная характеристика материалов подложек 6

3. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛА 6

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИТАЛЛА 9

5. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СИТАЛЛА 12

6.2. РАЗЛАМЫВАНИЕ ПЛАСТИН НА КРИСТАЛЛЫ 19

24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 25

ВВЕДЕНИЕ

Появление микроэлектроники связано с достижениями в области фундаментальных и прикладных наук. Первые интегральные микросхемы (ИМС), созданные в начале 60-х годов в результате успехов в области полупроводниковой и пленочной электроники, постоянно совершенствовались и в настоящее время являются элементарной базой для микроминиатюризации радиоэлектронной аппаратуры.

За короткий исторический срок современная микроэлектроника стала одним из важнейших направлений научно-технического прогресса. Создание больших и сверхбольших интегральных микросхем, микропроцессоров и микропроцессорных систем позволило организовать массовое производство электронных вычислительных машин высокого быстродействия, различных видов электронной аппаратуры, аппаратуры управления технологическими процессами, систем связи, систем и устройств автоматического управления и регулирования.

Микроэлектроника продолжает развиваться быстрыми темпами как в направлении совершенствования полупроводниковой интегральной технологии, так и в направлении использования новых физических явлений.

В данной курсовой работе рассмотрена технология изготовления плат тонкопленочных гибридных интегральных микросхем.

Гибридные интегральные микросхемы (ГИМС) – это интегральные микросхемы, в которых пассивные элементы выполняются по толстопленочной или тонкопленочной технологии, а активные элементы являются навесными, т.е. компонентами. Такой метод проектирования ИМС обеспечивает большие производственно-экономические выгоды и расширяет схемотехнические возможности выбора оптимальных режимов работы ИМС. Степень миниатюризации ГИМС определяется количеством используемых навесных компонентов, для реализации которых необходима определенная площадь, и геометрическими размерами пленочных элементов. ГИМС создаются на подложке с хорошими изоляционными свойствами, поэтому материал подложки не оказывает влияния на электрические связи элементов.

ГИМС заняли доминирующее положение в устройствах СВЧ, причем, как показывает опыт, для устройств, работающих на частотах до 1 ГГц, с успехом можно применять толстопленочную технологию, поскольку она не требует жестких допусков и высокой точности нанесения и обработки пленок. Для устройств, работающих на более высоких частотах, когда необходимо обеспечить прецизионное нанесение пленочных элементов очень малых размеров, предпочтительнее тонкопленочная технология. ГИМС применяются также в тех случаях, когда требуется получить конденсаторы большой емкости или резисторы, предназначенные для работы с большими электрическими мощностями.

Часть I. Аналитический обзор

1. Требования к подложкам

Создание микросхем начинается с подготовки под­ложек. Применяют диэлектрические подложки квадратной или прямо­угольной формы размерами до 10 см и толщиной 0,5...1 мм. Подложки в пленочных микросхемах играют важную роль. Во-первых, подложка является конструктивной ос­новой пленочной микросхемы. На нее наносят в виде тон­ких пленок пассивные элементы и размещают контакты для подключения микросхемы в аппаратуру. Во-вторых, ма­териал подложки и его обработка оказывают существенное влияние на параметры осаждаемых пленочных слоев и на­дежность всей микросхемы.

К материалу подложки предъявляются следующие ос­новные требования: высокое удельное электрическое сопро­тивление, механическая прочность при небольших толщи­нах (необходимо обеспечивать целостность подложки с нанесенными элементами как в процессе изготовления микросхемы — разделение на платы, термокомпрессия, пайка, уста­новка платы в корпус и т.д.— так и при ее эксплуатации в условиях термоциклирования, термоударов и механических воздействий), химическая инертность к осаждаемым веществам, высокая физическая и химическая стойкость при нагрева­нии до нескольких сотен градусов, хорошая адгезионная способность, отсутствие газовыделе­ний в вакууме, хорошая полируемость поверхности и, на­конец, недефицитность и невысокая стоимость. Кроме того, коэффициент термического расширения материала подлож­ки должен быть по возможности близок к коэффициенту термического расширения напыляемых материалов.

Для тонкопленочных микросхем важны гладкая поверхность и отсутствие газовыде­ления в вакууме. Необходимо, чтобы диэлектрические потери в под­ложках высокочастотных и СВЧ-микросхем были малы, а диэлектри­ческая проницаемость слабо зависела от температуры. Основным мате­риалом подложек тонкопленочных микросхем является ситалл — кристаллическая разновидность стекла. Применяется также алюмооксидная керамика — смесь окислов в стекловидной и кристаллической фазах (основные компоненты Al₂О₃ и SiO₂). Перед нанесением тонких пле­нок поверхность подложек должна быть тщательно очищена.

Для толстопленочных микросхем используют керамические под­ложки с относительно шероховатой поверхностью (высота неровностей порядка 1 мкм). Подложка должна обладать повышенной теплопровод­ностью, так как толстопленочная технология характерна для мощных гибридных микросхем. Поэтому применяют высокоглиноземистые (96 % Al₂O₃) и бериллиевые (99,5% BeO) керамики.

В настоящее время материала, в одинаковой мере удов­летворяющего большому числу разнообразных требований, не существует. К сожалению, большая группа органиче­ских материалов не может быть использована в качестве подложек, поскольку технологическая обработка микро­схем ведется в вакууме и при повышенных температурах.