книги / Микроэлектроника. Гибридные интегральные микросхемы

териалов и технологические возможности изготовления многоуровневой разводки. На обычных подложках ГИС не удается получить качественную разводку более двух слоев. В тонкопленочных ИМС с увеличением числа слоев возрастают паразитные связи, свойственные тон­ копленочному диэлектрику, особенно для ИМС, работаю­ щих на частотах свыше 10 МГц.

Для получения высококачественной пленочной меж­ слойной изоляции необходимо увеличивать толщину про­ водников и использовать материал с высокими изоля­ ционными свойствами и достаточной толщиной, что мо­ жет быть достигнуто в толстопленочной технологии. Од­ нако при этом, хотя и уменьшаются паразитные связи, возникают трудности выполнения жестких требований по плотности коммутаций. Поэтому возникает необходи­ мость замены обычных плат ГИС многослойными ком­ мутационными платами.

Основным конструктивным элементом БГИС и мик­ росборок является коммутационная плата, представляю­ щая собой систему многослойной разводки и содержа­ щая в отдельных случаях пленочные резисторы и кон­ денсаторы.

Наиболее приемлем для изготовления коммутацион­ ных плат технологический процесс, обладающий досто­ инствами тонко- и толстопленочной технологии. Сущест­ вует несколько вариантов изготовления коммутацион­ ных плат: на многослойной керамике, на гибких основа­ ниях (полиимидной пленке), на металлических основа­ ниях, покрытых диэлектрическим слоем.

Проектирование коммутационных плат с многослой­ ной разводкой осуществляют машинными методами. На­ пример, система автоматизированного проектирования «Топаз» позволяет проектировать многослойные керами­ ческие платы размером 100x120 мм с числом устанав­ ливаемых бескорпусных БИС до 250 при общем числе контактов всех корпусов на одной плате до 3000. Систе­ ма позволяет разводить до 18 слоев многослойной платы.

Основными преимуществами металлодиэлектриче­ ских плат являются: возможность создания крупно­ форматных коммутационных структур любой формы и размеров с высокой степенью точности и достаточной же­ сткостью; эффективный отвод теплоты и использование подложек в качестве заземляющей плоскости, экрана или шины питания, а также в качестве несущих элемен­ тов конструкций аппаратуры. Кроме того, при использо­

вании таких плат снижаются масса и габариты и значи­ тельно повышается надежность РЭА.

В настоящее время применяется несколько типов ме­ таллодиэлектрических плат: стальные эмалированные, стальные с полиимидным лаком, титалановые, из аноди­ рованного алюминия и др. Наибольший практический интерес представляют коммутационные платы на основе анодированного алюминия в сочетании с разводкой на полиимидной пленке, при которой достигается до десяти проводящих слоев, эффективный теплоотвод и необходи­ мая жесткость конструкции. Функциональные устройст­ ва на основе таких плат в настоящее время наиболее технологичны. Они подробно рассмотрены в книге 6 на­ стоящей серии.

Гибридная технология микроэлектронных устройств раз­ вивается и совершенствуется в направлении создания кон­ струкций, обеспечивающих высокую плотность и точность монтажа полупроводниковых БИС и СБИС и хороший тепло­ отвод от этих компонентов. Для этих целей используют це­ лый ряд новых материалов, в частности стальные эмалиро­ ванные подложки в толстопленочной, технологии, алюми­ ниевые подложки с нанесенной на них многоуровневой тон­ копленочной коммутацией и полимерной межуровневой изоляцией. Определенные преимущества дает сочетание в одном изделии тонкопленочной и толстопленочной техно­ логии, получившей название дигибридной.

Таким образом, ГИС — широко распространенный, по­ стоянно совершенствующийся, развивающийся конструк­ тивно-технологический вариант изготовления изделий ми­ кроэлектроники. Создание ГИС и БГИС — одна из ступе­ ней микроминиатюризации микроэлектронных устройств, комплексов и систем, перспективное нацравление развития научно-технического прогресса в области микроэлектрони­ ки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Конструирование и расчет больших гибридных интегральных схем, микросборок и аппаратуры на их основе / Под ред. Б. Ф. Вы­ соцкого.— М.: Радио и связь, 1981.

2. Конструирование и технология микросхем / Л. А. .Коледов,

B. А. Волков, Н. И. Докучаев и др.; Под ред. Л. А. Коледова.— М.: Высшая школа, 1984.

3.Данилин Б. С., Сырчин В. К. Магнетронные распылительные системы. — М.: Радио и связь, 1982.

4.Микросхемы и их применение / В.. А. Батушев, В. Н. Вениа­

минов, В. Г Ковалев и др. — М.: Радио и связь, 1985.

5. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы /

C.В. Якубовский, Н. А. Барканов, Л. И. Ниссельсоп й др.; Под ред.

С.В. Якубовского. — М.: Радио и связь, 1985.

6. Парфенов О. Д. Технология микросхем. — М.: Высшая шко­ ла,’ 1986.

7. Пономарев М. Ф., Коноплев Б. Г. Конструирование и расчет микросхем и микропроцессоров. — М.: Радио и связь, 1986.

Учебное издание

М ИКРОЭЛЕКТРОНИКА Книга 4

Леонид Александрович Коледов Эльвита Михайловна Ильина

ГИБРИДНЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ М ИКРОСХЕМЫ

Зав. редакцией В. И. Трефилов. Редактор Е. М. Романчук. Младший редактор И. А. Исаева. |Художественный редактор М. И. Чуринов. Обложка художника М. Н. Бернштейна. Тех­ нический редактор Т. Н. Полунина. Корректор Р. К. Косинова.

ИБ № 6630

Иэд. N2 ЭР-456. Сдано ■ набор 03.03.87. Подп. в печать 25.05.87. Т-10476 Формат 84Х 108'/з2. Бум. тип. № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Объем 5,04 уел. печ. л. 5,46 уел. кр.-отт. 4,96 уч.-иэд. л. Тираж 50.000 экз. Зак. № 143. Цена 20 коп.

Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14.

Московская типография № 4 Союэполиграфпрома при Государственном комитете СССР

по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 129041, Москва, Б. Переяславская, 46.