7. Констуктивно-технологические особенности сборки и монтажа бескорпусных микросхем на гибких полиимидных носителях.

Бескорпусные БИС изготавливают с гибкими проволочными выводами, на полиимидном носителе и с объемными выводами. На коммутационной плате БИС на полиимидном носителе занимают площадь, в 4 - 10 и более раз меньшую по сравнению с микросхема­ми в корпусах.

Типы гибких носителей можно разделить на три группы: однослойные, многослойные (дву- и трехслойные) и пространственные.

Одноточечная автоматизированная сборка на ленту-носитель

Метод переноса объемных выводов (ОВ)

Полиимидные носители с алюминиевыми балочными вывода­ми присоединяют к алюминиевым контактным площадкам кристал­лов БИС ультразвуковой микросваркой. В этом случае при взаимо­действии материалов вывода и контактной площадки образуется надежное однокомпонентное микросварное соединение.

Медь и алюминий технически несовместимы при микросварке и пайке, поэтому присоединять медные, покрытые олово-висмутом балочные выводы полиимидного носителя к алюминиевым контактным площадкам кристал­лов формированием объемных выводов (на кристалле - золотые или припой-ные, на носителе – золотые)

Присоединение носителя может быть осуществлено пайкой или термокомпрессионной сваркой. Объемные золотые выводы на но­сителе формируют импульсной пайкой с образованием золото-оловянного эвтектического сплава, термокомпрессионной сваркой с золотым покрытием медной балки, а также лазерной импульсной пайкой или сваркой.

Кристаллы БИС на полиимидном носителе устанавливают на коммутационные платы (без ограничений их по материалам) лице­вой стороной вверх или вниз.

Последовательность операций по установке и присоединению выводов БИС на полиимидном носителе следующая:

1. обрубка технологической (измерительной) части носителя;

2. формовка балочных (ленточных) выводов;

3. установка БИС на коммутационную плату;

4. присоединение выводов носителя к контактным площадкам коммутационной платы.

При установке кристаллов БИС лицевой стороной вверх на по­верхность коммутационной платы 4 балочные выводы 2 вблизи кристалла 3 слегка отгибаются вверх, затем вниз к основанию кри­сталла и далее параллельно плоскости коммутационной платы 4 вдоль контактной площадки 1 . Выводы такой формы не ка­саются края кристалла и обладают достаточной упругостью. Та­ким образом исключается электрическое замыкание элементов БИС и полупроводниковой подложки кристалла, а также происходит демпфирование напряжений при значительной разности ТКЛР материалов кристалла и коммутационной платы. Балочные (лен­точные) выводы, изготовленные из меди и алюминия, легко форму­ются.

8. Коммутационные системы микросборок и ячеек. Конструктивные типы многослойных жёстких и гибких плат, оснований и технология их производства.

Коммутационные платы для микросборок

В основном используются тонко- и толстопленочные схемы, причем кроме про­водящих шин и КП на платах одновременно изготавливается ряд пассивных элементов схемы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности (тонкопленочные схемы).

Требования:

• высокая плотность рисунка элементов схемы;

• возника­ет необходимость использования многоуровневой коммутации;

• обеспечение хорошей ремонтоспособности схемы;

• подложки с хорошей теплопроводностью и механической прочностью.

Для толсто­пленочных схем чаще всего применяются подложки из окиси алю­миния: керамика 22ХС и поликор; для тонкопленочных — ситалл и поликор. Для мощных схем широко применяются эмалированная сталь (толстопленочные) и анодированный алюминий (тонкопле­ночные).

В качестве материалов для проводящих шин тонкопленочной технологии микросборок используются металлы, имеющие минимальное значение сопротив­ления (медь с подслоем хрома, золото с подслоем хрома, алюминий), в связи с чем тонкопленочная технология находит преимущественное применение при изготовлении СВЧ микросборок. В толстопленочной технологии для этих же целей используются проводниковые пасты на основе благородных металлов и их сплавов (серебро, палладий, золото); реже используются композиции, вклю­чающие медь, никель.

Коммутационные платы ячеек МЭА

Для создания коммутационных плат ячеек МЭА применяются многослойные печатные платы (для корпусных ИМС), а также многослойная керамика и многослойные платы на полиамидной пленке.

В качестве материалов для изготовления основы МКП применяют нефольгированные и фольгированные диэлектрики, а также металлы и их сплавы.

Субтрактивная технология изготовления КП основана на избирательном травлении фольги (не защищенной фоторезистом. Для её реализации используется фольгированный диэлектрик и методы трафаретной, либо офсетной печати, а чаще всего фотопечати. В связи с возрастающими требованиями к повышению плотности коммутации все чаще используется медная "тонкая" (9 мкм) и "сверхтонкая" (5 мкм и менее) фольга. Однако производство такой фольги имеет ряд трудностей и дорого.

В полуаддитивной технологии сначала на чистую диэлектрическую заготовку химически осаждается слой меди толщиной 1,0  2,5 мкм, а затем избирательно ведется гальваническое наращивание коммутационных элементов, после чего с технологического поля стравливается химически осажденная медь.

В аддитивном процессе и предварительная, и последующая металлизации (осаждение меди) проводятся избирательно (с применением химического осаждения), что в принципе исключает подтравливание коммутирующих дорожек, а так же исключает боковое их "разрастание" (последнее характерно для гальванического осаждения металлов).

С использованием тонко- и толстопленочной технологий в настоящее время реализовано множество конструкторско-технологических вариантов МКП, которые условно можно свести к двум разновидностям: МКП, созданная из набора подложек с пленочной коммутацией (так называемая пакетная технология) и МКП, сформированная методом последовательного наращивания слоев (подложечная технология).

Межслойная коммутация в первом случае осуществляется через переходные отверстия (металлизированные), а во втором - через "окна" в диэлектрике, находящемся между двумя слоями металлизации.

К основным недостаткам технологии последовательного наращивания слоев (или послойного наращивания) следует отнести ограниченное число слоев коммутации из-за рельефности поверхности, на которой слои формируются.

Для изготовления коммутации с использованием полупроводниковой технологии основанием платы является полупроводник (например, кремний). В объеме полупроводника проводящие дорожки формируются при чередовании процессов диффузии и эпитаксии, а на поверхности платы - с применением тонкопленочной технологии. Межслойные соединения выполняются локальной диффузией.

Многообразие сфер применения электроники обусловило совместное существование различных типов печатных плат:

1. Односторонние печатные платы

2. Двухсторонние печатные платы

3. Многослойные печатные платы

4. Гибкие печатные платы

5. Рельефные печатные платы (РПП)

6. Высокоплотная односторонняя печатная плата