- •Федеральное агентство по образованию и науке Российской Федерации
- •Лабораторная работа №1 Изучение технологии изготовления и основных параметров резисторов Цель работы:
- •Теоретические сведения.
- •Общие сведения о резисторах постоянного сопротивления Основные параметры резисторов постоянного сопротивления
- •Непроволочные резисторы
- •Проволочные резисторы
- •Основные сведения о технологиях изготовления постоянных резисторов
- •Резисторы переменного сопротивления
- •Основные параметры резисторов
- •Переменные регулировочные резисторы
- •Переменные подстроечные резисторы
- •Основные сведения о технологии изготовления переменных композиционных резисторов
- •Специальные резисторы Полупроводниковые терморезисторы
- •Основные параметры и характеристики
- •Технология изготовления терморезисторов
- •Полупроводниковые варисторы
- •Основные параметры и характеристики
- •Технология изготовления варисторов
- •Полупроводниковые фоторезисторы
- •Основные параметры фоторезисторов
- •Технология изготовления фоторезисторов
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Измерительные приборы, оснастка, образцы
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение 1 Цветовая маркировка миниатюрных резисторов постоянного сопротивления
- •Маркировка буквенно-цифровая
- •Маркировка переменных резисторов
- •Система обозначений
- •Маркировка специальных резисторов Маркировка термисторов
- •Система обозначений термисторов
- •Система обозначений варисторов
- •Лабораторная работа № 2 Изучение конструкции и технологии изготовления дискретных конденсаторов и оценка их электрических параметров.
- •Теоретические сведения
- •Классификация конденсаторов
- •Конденсаторы с органическим диэлектриком
- •Конденсаторы с неорганическим диэлектриком
- •Конденсаторы с оксидным диэлектриком
- •Конденсаторы с газообразным диэлектриком
- •Конструкции конденсаторов
- •Система условных обозначений и маркировка конденсаторов
- •Технология изготовления керамических конденсаторов Получение керамического шликера
- •Технология приготовления шликера
- •Технология литья пленки
- •Керамические материалы
- •Технология изготовления танталовых чип-конденсаторов
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •100.(Сизм – Сном )/Сном.
- •Технологическое оборудование, оснастка, измерительные приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Основные параметры ки
- •Конструкции и технологии изготовления ки
- •Классификация магнитных материалов. Ферриты
- •Порядок расчета
- •Пример расчета
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Технологическое оборудование, оснастка, измерительные приборы и материалы
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Соединители и прочие коммутационные устройства
- •Электрические соединители. Классификация электрических соединений по их применению включает:
- •Токосъем – или
- •Соединение –
- •Основные параметры соединителей
- •У электростатического реле (рис 6,г) принцип действия основан на использовании кулоновских сил, которые обеспечивают притяжение подвижного электрода с мембраной к неподвижному.
- •Электронные реле (рис.6,д) представляют собой обычный электронный ключ, например на транзисторах (на биполярных, либо на кмоп или моп структурах и др.) (рис.7).
- •Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и прочие дискретные пассивные и активные эрк.
- •Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и прочие дискретные пассивные и активные эрк.
- •Общие сведения о корпусах дискретных полупроводниковых приборов
- •Общие сведения об устройствах индикации
- •Корпуса интегральных схем
- •Понятие о фильтрах и линиях задержки
- •Общие представления о резонаторах
- •Понятие о криоэлектронных приборах
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Инструменты приспособления и макетные образцы
- •Порядок выполнения работы
- •Результаты изучения компонентов в составе ячейки эвс
- •Требования к отчету
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Лабораторная работа №5 Изучение технологии изготовления жидкокристаллических индикаторов
- •Теоретические сведения
- •Общие сведения о жидких кристаллах и их свойствах
- •Принцип работы жки
- •Особенности конструкции жки и технология её изготовления
- •Сравнительные характеристики разных типов индикаторов
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Макетные образцы
- •Порядок выполнения работы.
- •Требования к отчёту
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приложение 1 Индикаторы на светоизлучающих диодах
- •Физические основы работы сид
- •Приложение 2 Индикаторы на электронно-лучевых трубках
- •Газоразрядные индикаторы
- •Вакуумные люминесцентные индикаторы
- •Приложение 5 Электролюминесцентные индикаторы
- •Накальные индикаторы
- •Электрохромные индикаторы
- •Электрофорезные индикаторы
- •Приложение 9 Электромеханические индикаторы
- •Лабораторная работа № 6
- •Линии передачи
- •Подложки и проводники мпл
- •Элементы, узлы и устройства
- •Фильтры
- •Генератор свч колебаний на лавинно-пролетном диоде (глпд)
- •Малошумящий усилитель (мшу)
- •Технология свч гис
- •Технология изготовления свч гис и мсб
- •Технологический маршрут изготовления свч гис и мсб
- •Аппаратура
- •Лабораторное задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Технологические среды и материалы для изготовления кристаллодержателя на гибком носителе (гн).
- •Анализ способов и методов сборки и монтажа кристаллодержателя на гн и выбор наиболее целесообразного.
- •Последовательность в изготовлении кристаллодержателя на гибком носителе.
- •Структура полиимидных носителей.
- •Конструкционные материалы.
- •Конструкции ленточных носителей
- •Полиимидный носитель с алюминиевыми выводами
- •Домашнее задание.
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Приготовление керамического шликера Состав керамического шликера
- •Минеральная составляющая
- •Растворители
- •Пластификаторы
- •Поверхностно-активное вещество (пав)
- •Этапы технологии приготовления шликер
- •Технология литья пленки
- •Изготовление заготовок слоев
- •Металлизация слоев
- •Изготовление основания кристаллодержателя
- •Герметизация корпусов
- •Материалы для производства керамических кристаллодержателей
- •Пасты для изготовления керамических кристаллодержателей
- •Требования к проводниковым пастам
- •Определение реологических требований к пасте
- •Реологические свойства пасты
- •Вязкость
- •Поверхностное натяжение
- •Исследования методов нанесения паст
- •Домашнее задание
- •Лабораторное задание
- •Материалы для выполнения лабораторной работы.
- •Порядок выполнения работы
- •Требования к отчету.
- •Контрольные вопросы.
- •Литература
- •Содержание
Контрольные вопросы
Дайте определение микрокополосковым платам: СВЧ ГИС; СВЧ МСБ.
Назовите линии передач. Область применения, достоинства и недостатки.
Требования к подложкам СВЧ ГИС.
Связь между электрическими и конструктивными параметрами линии передачи.
Как зависит волновое сопротивление от ширины проводника и толщины подложки?
сравните по параметрам МПЛ и щелевую линию.
Как зависит глубина скин-слоя от частоты?
назовите элементы с распределенными и сосредоточенными параметрами СВ ГИС.
Что такое согласованная нагрузка?
Как устроен мост Ланге?
поясните особенности фильтров СВЧ ИМС.
В каких случаях в малошумящих усилителях применяют полярные и полевые транзисторы?
Составьте технологический маршрут изготовления СВЧ ГИС, содержащий R,L, C и МПЛ.
Литература
Конспект лекций по дисциплине «Технология компонентов ЭВС»
Лабораторная работа № 7
Технология изготовления кристаллодержателей на гибких полиимидных носителях и их применение для БИС (СБИС)
Цель работы: ознакомиться с реальным изделием, изготовленным приемами поверхностного монтажа, изучить технологический процесс изготовления кристаллодержателя на гибком полиимидном носителе, включая особенности его сборки и монтажа на гибкой ленте.
Продолжительность работы -4 ч.
Теоретические сведения
Общие сведения о кристаллодержателях на гибких носителях
В последнее время при корпусировании кристаллов БИС (СБИС) всё интенсивнее осваиваются методы их сборки и монтажа на гибких (чаще всего полиимидных) носителях. Эти методы достаточно полно отвечают комплексу требований к процессам монтажа кристаллов. Особенно важное преимущество сборки и монтажа БИС на гибких ленточных носителях - возможность контроля характеристик приборов, смонтированных на носителе, до их окончательного присоединения к коммутационной плате и возможность проведения электротермотренировки (ЭТТ).
В связи с необходимостью обеспечения в современных СБИС высоких скоростей переключения, а также предотвращения деградации сигнала и перекрестных искажений, вносимых соседними выводами, все более усиливается интерес к технологии автоматизированной сборки кристаллов на ленте (к так называемым ТАВ-кристаллодержателям) характеризующейся низким омическим сопротивлением и возможностью управления полным сопротивлением выводов. К достоинствам ТАВ-кристаллодержателей относятся также низкая стоимость, малые габариты и плоский профиль. ТАВ-кристаллодержатель может заменить дорогостоящий и относительно тяжелый керамический корпус. Поддержка лентой хрупких выводов позволяет применять ТАВ - кристаллодержатели с большим количеством выводов и малым шагом между ними (для серийных образцов 254-101 мкм). При использовании установок для автоматизированного присоединения внутренних концов выводов к контактным площадкам кристалла возможен монтаж схем на ТАВ-кристаллодержатели с несколькими тысячами выводов и с шагом между ними 76,2 мкм (установки проволочной термокомпрессионной сварки уже нельзя применять при расстоянии между выводами менее 152,4 мкм). Среди немногих американских фирм, поставляющих ИС на гибкой ленте (в 1990 г. их было выпущено 50 млн. шт.), можно назвать АМD, LST Logic, Motorola и др. В Японии все основные полупроводниковые фирмы изготавливают широкую номенклатуру приборов на гибкой ленте. В 1990 г. объем выпуска ИС в ТАВ-кристаллодержателях был равен 286 млн. шт. В странах Западной Европы эту технологию используют при производстве часов и кредитных карточек со встроенной ЭВМ. По мере увеличения числа выводов и уменьшения зазора между внутренними концами (до менее 76,2 мкм) усиливается необходимость применения многоуровневой гибкой ленты с шинами питания и заземления. Благодаря наличию на ленте шин питания и заземления уменьшается количество контактных площадок на кристалле. Это, в свою очередь, позволяет уменьшить размер кристалла и увеличить выход годных в пересчете на одну пластину. Однако двухуровневую гибкую ленту (с двумя слоями (уровнями) коммутации) можно использовать только в схемах с числом выводов менее 600, расстоянием между контактными площадками более 101,6 мкм и временем нарастания сигнала более 300 пс. Разрабатывается трехуровневая гибкая лента, содержащая сигнальную плоскость и плоскости шин питания и заземления, хорошо изолированные друг от друга, способствующие помехоустойчивому прохождению сигнала (рис. 1). Путем изоляции сигнальной плоскости, шин питания и заземления с помощью диэлектрических пленок, расположенных между тремя слоями с проводниками удалось значительно снизить индуктивность цепей питания, а в результате и шум переключения сигнала, по сравнению с гибкими лентами традиционной структуры. Применение толстых пленок меди для шин питания и заземления снижает омические потери. Такая лента пригодна для корпусирования схем с более чем 700 выводами. Специалисты фирмы продемонстрировали ТАВ-кристаллодержатель для 600-вывоной схемы с шагом между внутренними концами выводов – 38,1 мкм, между внешними – 76,2 мкм.
Аналогичные разработки проводятся на фирме ЗМ (основной поставщик гибкой ленты в США). В настоящее время она выпускает двухуровневую ленту и изучает вопрос о возможности добавления с помощью существующего технологического процесса третьего слоя металла. Такую ленту изготавливают безадгезивным методом, при котором медь аддитивно наносится электролитическим способом на химически протравленную пленку полиимида. Подчеркивается, что разработка технологии осаждения диэлектриков является важнейшим этапом создания многоуровневых гибких, лент. По мнению специалистов технологический процесс изготовления двухуровневых лент не пригоден для создания трехуровневых.
В настоящее время проявляется интерес и к матричной гибкой ленте (рис. 2). При традиционном размещении большого количества контактных площадок размером 76.2 - 101.6 мкм по периферии кристалла увеличивается его размер, а следовательно, и стоимость. Было предложено располагать контактные столбики внутри активной области кристалла и разработать матричную гибкую ленту, обеспечивающую контакт со столбиками (в активной области кристалла) и с контактными площадками, расположенными по периметру кристалла.
Исследуется возможность помещения контактов питания и заземления в центре активной области, а всех сигнальных контактов - по периферии кристалла. На фирме Rogers разрабатываются требования к технологии присоединения выводов в случае применения матричной гибкой ленты. По мнению специалистов, многослойные гибкие матричные ленты смогут использоваться в качестве гибких подложек для монтажа нескольких кристаллов.
Кристаллодержатель на гибкой ленте. Под кристаллодержателем следует понимать корпусированную в мини или микрокорпусе, либо полукорпусированную конструкцию ИС (БИС, СБИС, УБИС) с 4-х сторонней разводкой выводов. Техника сборки и монтажа самих компонентов в корпусах заложила основы для разработки методов установки и монтажа кристаллов ИС на гибридной ленте. В сущности, кристаллодержатели на гибкой ленте, т.е. ТАВ (Tape Automated Bonding) – компоненты могут быть созданы с использованием некоторых вариантов известной технологии монтажа на подложке гибридной СИ с бескорпусными кристаллами (чипами), которая сама является прообразом техники поверхностного монтажа компонентов (ТПМК) и основана на почти полном отказе от корпусированных компонентов (в целях увеличения плотности монтажа), а также установке компонентов (обычно полупроводниковых) непосредственно на коммутационную плату с применением, например, проволочного монтажа.
ТАВ является перспективным вариантом конструкции кристаллодержателя компонента, поскольку не только повышает эффективность использования коммутационной платы, но и позволяет реализовать исключительно высокое быстродействие компонента благодаря отказу от традиционного корпуса и выводной рамки.
Рис. 1. Поперечное сечение трехуровневой ТАВ – конструкции фирмыRogers; 1 – шина питания; 2 – слой адгезива; 3 – шина заземления; 4 – вывод заземления; 5 – слой полиимида; 6 – слой адгезива; 7 – вывод питания; 8 – сигнальный вывод; 9 – металлизация сквозных отверстий.
Рис.2. Поперечное сечение матричной ТАВ – конструкции; 1 – диэлектрическая пленка;
2 – коммутация; 3 – кристалл ИС.
Конструкция ТАВ рассматривается, например, как альтернатива корпусному исполнению арсенид-галлиевых приборов, реализующих быстродействие, соответствующее тактовой частоте свыше 35 МГц. ТАВ-компонент можно испытывать непосредственно перед установкой на плату, что является весьма существенным его достоинством.
Конструкция ТАВ особенно подходит для применения в различных недорогих изделиях, таких, как, например, интеллектуальные кредитные карточки. Это, в основном, связано с формой поставки кристаллодержателей. Они поставляются на гибкой ленте, снабженной перфорированными отверстиями для подачи на сборку, т. е. как обычные компоненты, монтируемые на поверхность коммутационной платы. К контактным площадкам кристалла присоединены паучковые выводы держателя. Перед монтажом на подложку производится вырубка кристалла с частью держателя.
ТАВ-компонент обладает еще несколькими достоинствами, включая единственное в своем роде - возможность проведения контроля и необходимых испытаний на ленте-носителе непосредственно перед монтажом. Кроме того, поскольку приборы закреплены на ленте, никакой дополнительной ориентации при их установке на коммутационной плате не требуется. Типичный размер вывода у кристаллодержателя на гибкой ленте равен 0,05 дюйма (1,27 мм), а размер контактных площадок 1,29 мм2 намного меньше площадок для проволочного монтажа.
С помощью ТАВ можно реализовать некоторые нетривиальные схемотехнические и конструкторские решения, обычно сложные в исполнении на уровне коммутационной платы, например, межсоединения контактных площадок, внутри матрицы. Однако ТАВ должен разрабатываться определенным для каждого вида изделия. Кроме того, ремонт изделий с кристаллодержателями на гибкой ленте затруднителен. Сборка и монтаж на поверхности гибкой ленты также проблематичны.
Возможны несколько конструктивных вариантов исполнения ТАВ в зависимости от конструкции используемой ленты. Более других распространены ТАВ на однослойных лентах, применяемые исключительно в дешевых устройствах. Существуют также двух и трехслойные конструкции. Многослойная – позволяет осуществлять более эффективную коммутацию выводов по сравнению с однослойной конструкцией, но затраты на ее разработку выше.
Имеется несколько вариантов технологической реализации ТАВ. В Японии фирма Matsushita Electric Industries применяет технику многократно используемых подложек, на которых методами электроосаждения выполняются золотые столбиковые выводы толщиной 30 мкм. Затем столбики переносятся на выводную рамку ленты, после чего выводная рамка присоединяется к алюминиевой металлизации кристалла, с которым она образует единый схемный элемент. В качестве ленты применяется полиимидная пленка толщиной 125 мкм, несущая медные паучковые выводы толщиной 35 мкм. Цикл переноса столбиковых выводов может повторяться примерно до 30 раз, прежде чем подложка станет непригодной к использованию.
Еще одной разработкой, осуществляемой в настоящее время, является посадка нескольких кристаллов на обычную рамку и предварительное соединение их между собой с помощью пленочной основы. Пленка фактически выполняет функцию гибкой подложки схемы; специалисты считают, что в наше время такая структура может обеспечить удобное соединение между собой до семи кристаллов. ТАВ-компонент является также серьезным конкурентом традиционным способам установки кристалла в корпус (которые не следует смешивать с методами монтажа бескорпусных кристаллов на коммутационной плате). В этом случае ТАВ может служить заменой выводной рамке и проволочному монтажу. Некоторые специалисты считают, что именно таким будет его ближайшее и наиболее эффективное применение.