Розробка та оформлення конструкторської документації на виготовлення гібридної інтегральної мікросхеми

де tHmax - максимальна допустима температура навісних компонентів, °С;

tк – температура корпуса мікросхеми, tк = 40 °С;

де qнmax – максимально можливий перегрів навісного компоненту:

де РНі – потужність, яка розсіюється навісними елементами мікросхеми,Вт;

RT Вні – внутрішній тепловий опір навісного компоненту мікросхеми, град/Вт;

LXhi – ширина навісного компоненту, см;

lYhi – довжина навісного компоненту, см.

Розраховуємо температуру перегріву транзистора 2T127А1 РН=15 мВт [4], RT Вні – 500град/Вт[3], LXhi – 0.12cм; lYhi – 0.12см.

qНmax ТРАН = град

Отже максимальну температуру перегріву має транзистор 2Т137А1. Максимально допустима температура 85°С.

Р'0 = Вт/см2

Виходячи з технічного завдання потужність схеми дорівнює 0,25Вт, а площа мікрозбірки дорівнює 3,2 см2 Отже питома потужність що розсіюється в мікросхемі Ро = 0,32/4,56 = 0,070 Вт/см2

Умова Р0£Ро’ виконується, а отже забезпечується заданий тепловий режим мікросхеми з довільним розміщенням елементів на підкладці, і подальший тепловий розрахунок мікросхеми не потрібен.

4 ТЕХНОЛОГІЯ ВИГОТОВЛЕННЯ МІКРОЗБІРКИ

Методом термiчного напилення на ситалову пiдложку наносять резистивний шар (матерiал - кермет К-50С) i шар провiдникiв (мiдь).

Для отримання конфiгурацiї елементiв застосуєм метод фотолiграфiї, який характеризується високою точнiстю i густиною виконання контурiв елементiв, можливiстю отримання складних рисункiв елементiв.

Маршрутна карта технологiчного процесу має вигляд:

1) нанесення фоторезиста;

2) сушка i дублення фоторезиста;

3) сполучення i експонування;

4) проявлення фотошару;

5) сушка пiдложки в центрифузi;

6) перевiрка пiдложки пiсля проявлення;

7) сушка i дублення фоторезиста;

8) травлення мiдi;

9) знiмання фоторезиста;

10) сушка пiдложек в центрифузi;

11) нанесення фоторезиста;

12) сушка i дублення фоторезиста;

13) сполучення i експонування;

14) проявлення фотошару;

15) сушка пiдложек в центрифузi;

16) перевiрка пiдложек пiсля проявлення;

17) сушка i дублення фоторезиста;

18) травлення резистивного шару;

19) знiмання фоторезиста;

20) сушка пiдложек в центрифузi;

21) нанесення фоторезиста;

22) сушка i дублення фоторезиста;

23) сполучення i експонування;

24) проявлення фотошару;

25) сушка пiдложек в центрифузi;

26) перевiрка пiдложек пiсля проявлення;

27) термозадублювання захисної маски;

28) луження контактних плщадок;

29) вимiрювання i пiдгонка резисторiв на пiдложцi;

30) контроль плати;

31) скрайбування ситалових пiдложек i ломка;

32) контроль плати.

Виходячи з ТЗ наша мікрозбірка буде тонкоплівковою і виготовлена методом фотолітографії. Цей метод полягає в тому, що кожен шар (резистивний, шар провідників тощо) наноситься окремо. Тобто технологічний процес буде складатись з кількох фотолітографій, а саме з трьох.

За допомогою першої фотолітографії наноситься резистивний шар. В нашому випадку для виготовлення резисторів використовується кермет К50-С.

Цей процес складається з слідуючих операцій:

Сушка фоторезиста

В процесі другої фотолітограйфії здійснюється нанесення провідників. Основні етапи цього процесу такі самі, як іі в першій фотолітографії. Нанесення захисного шару здійснюється третьою фотолітографією.

5 РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ НАДІЙНОСТІ

Причинами вiдмов IМС можуть бути помилки, допущеннi при конструюваннi або розробцi технологiчного процесу виготовлення, дефекти процесу виробництва, порушення норм експлуатацiї i зберiгання, а також звичайнi процеси старiння. Основними причинами вiдмов є дефекти, що вносяться впроцесi виробництва (90%) i в процесi порушення правил експлуатацiї (10%).

В групi дефектiв, що виникають в процесi виробництва, приблизно 50% складають неякiснi з'єднання. Найбiльш часто дефекти утворюються в мiсцях контактних з'єднань в результатi неякiсно проведених технологiчних операцiй пайки або зварки.

Крiм неякiсних з'єднань, найбiльш характерними для ГIС є дефекти, зумовленнi наявнiстю навiсних компонентiв. Це пояснюється не лише додатковою кiлькiстю внесених ними контактних з'єднань, але i дефектами, що пов'язанi з їх неякiсним закрiпленням на платах ГIС.

Значна кiлькiсть вiдмов напiвпровiдникових IМС пов'язана з дефектами, що виникають в результатi неякiсного проведення фотолiтографiчних процесiв.

Розрахунок надійності проведемо по статичному методу. Виходячи з нього надійність і–того елементу можна розрахувати слідуючим чином:

lі = lо · aі ·Кі

де lо – базова інтенсивність відмов;

aі – коефіцієнт, що враховує температурні характеристики і коефіцієнти навантаження;

Кі – коефіцієнт, що враховує умови експлуатації:

Кі = К1 ·К2·К3

де К1 – коефіцієнт, що враховує дію механічного навантаження, К1 = 1,46

К2 – коефіцієнт, що враховує дію вологи; К2 =1;

К3 – коефіцієнт, що враховує атмосферний тиск К3 = 1.

Таблиця 5 - Пoказники lо і aі для кожного елементу