книги / Микроэлектроника толстых пленок

Г Е Р М Е Т И ЗИ Р О В А Н Н Ы Е ТО ЛСТОП ЛЕНОЧНЫ Е ГИ БРИ Д И . СХЕМЫ 241

Другим фактором, улучшающим надежность, являет­ ся упаковка полупроводниковых элементов в один гер­ метически запаянный корпус. Повышенная надежность связана также с тем, что напечатанные через трафарет межсоединения, вожженные при высокой температуре, надежнее паяных. И наконец, самое важное преиму­ щество— потенциально низкая стоимость производства. То, что удается избежать чрезвычайной сложности, свя­ занной с необходимостью снятия характеристик, груп­ пировки и сборки десятков различных элементов, при­ водит к реальной экономии времени. Бескорпусные полупроводниковые элементы могут существенно выиг­ рать в стоимости по сравнению с корпусированными и заранее испытанными элементами. Наконец, значитель­ но уменьшается стоимость испытаний, так как первым этапом становится испытание уже готовых блоков.

9.1. Корпуса для транзисторов и интегральных схем, применяемых в гибридных схемах

Одна из самых первых попыток изготовления тол­ стопленочных гибридных схем относится к использова­ нию многоштырьковых корпусов типа ТО-5 и ТО-8 для сборки интегральных модулей на чипах. Она была пред­ принята в период, когда монолитные интегральные схемы еще не применялись и явилась результатом ра­ боты над микромодульной программой для армии США. Первый способ использовался еще в тонкопленочной технологии. Он заключается в том, что интегральные модули собираются из тонкопленочных резисторов, на­ пыленных на изолированные кремниевые подложки, и кремниевых полупроводниковых элементов. Для связи между чипами использовалась технология проволочных соединений. Такая сборка показана на фиг. 1.21. Видно, что 2 резисторных, 2 транзисторных и 3 диодных чипа собраны на цоколе корпуса ТО-5. Здесь наряду с про­ волочными соединениями использована разводка, нане­ сенная на толстопленочную подложку.

Схемы, для которых использована толстопленочная технология, показаны на фиг. 9.1 и 9.2. На фиг. 9.1 показан цоколь корпуса типа ТО-5, на котором для.

упакован обычным образом в цоколь корпуса ТО-3, имеющий такие же размеры, как и вся остальная гибридная схема), уменьшает вес и снижает стоимость (стоимость изготовления всей гибридной схемы при­ мерно такая же, как и стоимость отдельного мощного упакованного транзистора). На фиг. 9.10 показана схема стабилизации и контроля мощности, состоящая из 1 ин­ тегральной схемы, 4 транзисторов, 3 диодов, 3 диодов Зинера, 8 конденсаторов и 16 резисторов.

Описанные в этом разделе схемы выбраны для ил­ люстрации всего многообразия электрических функций, которые могут выполняться гибридными схемами. При изготовлении этих схем могут быть использованы все типы активных и пассивных элементов. Во всех случаях переход от макета к гибридной схеме не требовал ка­ кого-либо изменения элементов или основных характе­ ристик схемы, что демонстрирует гибкость и универсаль­ ность технологии гибридных схем.

9.3.Матрицы толстопленочных гибридных схем

Вэлектронной промышленности вообще и в области вычислительной техники в особенности происходит не­ прерывное усложнение выпускаемых систем. С каждым новым «поколением» электрического оборудования уве­ личивается потребность в усложнении систем без суще­ ственного увеличения их размеров, что неизбежно при­ водит к повышению плотности элементов в схеме.

Вполупроводниковой промышленности наиболее быстро растет производство интегральных схем с повы­ шенной плотностью элементов, которые обычно назы­ вают схемами со средним и высоким уровнем инте­ грации.

Еще до начала развития этого направления про­

водилась работа по повышению плотности упаковки при корпусировании стандартных интегральных схем. Наиболее быстро стали развиваться два способа: многослойные керамические Схемы и подложки с много­ слойной трафаретной печатью.

Кроме очевидного сокращения размеров и веса, увеличение плотности упаковки дает заметное повыше-