Пленочные (интегральные) микросхемы подразделяются на тонкопленочные и толстопленочные. Более совершенными и более распространенными являются тонкопленочные микросхемы. Они выполняются на диэлектрической подложке (из стекла, керамики), элементами их являются резисторы и конденсаторы. Иногда используют индуктивные элементы.

Резисторы изготавливают путем напыления на подложку 3 через трафарет тонкой пленки высокоомного материала (нихрома, тантала) нужной конфигурации (рис. 3.8). Концы полученного резистивного элемента 1 соединяют с пленочными контактными площадками 2, выполняемыми из металла, обладающего высокой электропроводимостью (алюминия, меди, золота).

Рис. 3.8. Резистивный элемент

Электрическое сопротивление тонкопленочных резисторов может быть от 10 Ом до 1 МОм в зависимости от толщины, ширины и длины резистивной полоски, а также удельного сопротивления материала. Отклонение сопротивления от номинального -5-10%, применяя подгонку, можно получить отклонение менее 0,1%. Благодаря малой собственной индуктивности тонкопленочные резисторы имеют частотный диапазон до 1000 М Гц.

Конденсаторы выполняют на диэлектрической подложке 1 путем последовательного напыления трех слоев: металл-диэлектрик-металл (рис. 3.9). Металлические слои 3, образующие обкладки конденсатора, напыляют обычно из алюминия, в качестве диэлектрика 2 используют оксид кремния, оксид алюминия, боросиликатное стекло и др. Емкость такого конденсатора в зависимости от площади обкладок, толщины и диэлектрической проницаемости диэлектрика составляет от 100 до 500 пФ при рабочем напряжении до 60 В.

Рис. 3.9. Интегральный пленочный конденсатор

Индуктивные элементы могут быть выполнены в виде однослойных многовитковых спиралей, однако индуктивность их не превышает 20 мкГ, поэтому подобные элементы находят малое применение в микросхемах.

На базе пленочной технологии до сих пор не удалось создать достаточно надежные транзисторы или другие усилительные элементы, поэтому пленочные микросхемы имеют ограниченное самостоятельное применение и большей частью составляют пассивную основу гибридных (интегральных) микросхем.

Гибридные микросхемы изготавливаются на диэлектрической подложке. Пассивные элементы R, С, L, межсоединения и контактные площадки выполняются методом пленочной технологии. Применяется групповой метод обработки, при котором на одну подложку наносится до 16-18 идентичных групп элементов и межсоединений, затем подложка разрезается на части - платы, каждая из которых содержит элементы и межсоединения одного функционального узла.

Транзисторы для гибридных микросхем изготавливают отдельно, поэтому их называют не элементами, а компонентами микросхемы. В целях экономии объема транзисторы применяют в бескорпусном оформлении, иногда в виде сборки. На рис. 3.10 представлен монтаж бескорпусного транзистора в гибридной микросхеме. Защита бескорпусного транзистора от воздействия внешней среды осуществляется с помощью специального влагостойкого покрытия.

Рис. 3.10. Монтаж бескорпусного транзистора в гибридной микросхеме

Транзистор 1 укрепляют на плате 4 термокомпрессионной сваркой шариковых 3 или балочных 5 выводов с контактными площадками 2, либо с помощью проволочных выводов.

Общий вид платы гибридной интегральной микросхемы показан на рис. 3.11,а. На диэлектри-ческую подложку наносятся через трафарет резистивные полоски R1, R2, R3 из высокоомного материала; затем через другой трафарет распылением металла, имеющего высокую электропро-водность, наносятся нижняя обкладка О1 конденсатора С, межсоединения и контактные площадки 1-5; далее через третий трафарет наносится пленка диэлектрика конденсатора Д; через четвертый трафарет наносится последний слой - верхняя обкладка конденсатора O2. Транзистор Т приклеивается к подложке и проволочными выводами присоединяется к соответствующим контактным площадкам.

Рис. 3.11. Общий вид и принципиальная схема платы гибридной интегральной микросхемы

На рис. 3.11, б показана принципиальная схема рассмотренного устройства. Оно не является функционально завершенным, поскольку может быть использовано лишь при подключении к нему ряда внешних элементов. Такая функциональная незавершенность обычно возникает из-за трудностей выполнения некоторых элементов (например катушек) в виде, пригодном для монтажа внутри микросхемы. Иногда микросхему специально делают функционально незавершенной, чтобы расширить возможности ее использования.

Рассмотренная простейшая микросхема имеет один компонент (транзистор) и четыре элемента (конденсатор и три резистора). Выпускаемые промышленностью гибридные интегральные микросхемы во многих случаях являются значительно более сложными, число их компонентов и элементов может достигать нескольких сотен.

Гибридные микросхемы могут выполняться и на основе толстопленочной технологии, которая является более дешевой, но менее совершенной. Подложка для толстопленочной микросхемы, как правило, имеет размеры 16×10×1 мм или 10×10×1 мм и выполняется из высокогли-ноземистой керамики. Элементами пассивной толстопленочной микросхемы являются резисторы и конденсаторы, их выполняют так же, как и межсоединения, путем нанесения на поверхность подложки через сетчатый трафарет специальных проводящих, резистивных и диэлектрических паст, подвергаемых затем термической обработке. Получаемые таким образом резисторы могут иметь сопротивление от 5 Ом до 70 кОм. Конденсаторы имеют емкость от 60 до 350 пФ. Компоненты толстопленочных гибридных микросхем - бескорпусные транзисторы и диоды, монтируются обычным способом.

• Назад
• Вперёд