Кафедра Студентам Преподавателям Абитуриентам

Разработка технологии внутреннего монтажа кристаллов на печатных платах

Кафедра "Микроэлектроника" совместно с НПП "КБ Радуга" проводит исследования, ведет перспективные разработки, занимается развитием и внедрением высокоплотных технологий производства электронных изделий

Одним из направлений высокоплотных технологий является технология внутреннего монтажа (беспаечная и бессварочная технология).

Технология внутреннего монтажа — это монтаж «голых» кристаллов и других чип-компонентов в тело основы функционального радиоэлектронного узла. Корпусирования микросхем в данном случае не требуется так, как роль корпуса начинает играть сама основа радиоэлектронного узла. Основа исполняет так же и роль печатной платы после того, как на ней будут сформированные коммутационные слои схемы радиоэлектронного узла. Отверстия до контактных площадок кристаллов и других чип-компонентов создаются методом плазмохимического травления. Коммутационные слои формируются фотолитографией по меди, напыленной вакуумным способом. Одновременно с формированием проводящих дорожек печатной платы методом вакуумного напыления происходит соединение контактных площадок ИС с токоведущими дорожками.

После формирования всех слоев основания радиоэлектронного узла с обратной стороны могут припаиваться пассивные и прочие компоненты, также входящие в состав изделия. Описанная выше конструкция обладает массой положительных характеристик. Внутренний монтаж — это высокое быстродействие, стабильность частотных характеристик, отсутствие паразитных явлений индуктивной и конденсаторной природы, высокая надежность, нечувствительность к внешним несанкционированным электромагнитным воздействиям, удобный теплоотвод, высочайшая вибростойкость и т.д. Технология внутреннего монтажа нашла отражение в военном стандарте (ОСТ В11 1009-2001 «Микросборки и многокристальные модули»), имеет радиационностойкое исполнение и прошла натурные испытания.

По сравнению с известными современными технологиями сборки и монтажа печатных плат, таких, например, как технология поверхностного монтажа, технология внутреннего монтажа исключает не только процессы корпусирования ИС, но и формирование выводов ИС, внутренних (внутрикорпусных) и внешних, а с ними – операции пайки или сварки выводов.

В соответствии с технологией внутреннего монтажа кристаллы ИС не корпусируются, а закладываются в тело самой подложки – основы функционального радиоэлектронного узла печатной платы. Поэтому технология и получила название "внутренний монтаж".

Функциональный радиоэлектронный узел, выполненный по технологии внутреннего монтажа, имеет значительные преимущества перед узлом, изготовленным по той же электрической схеме традиционным методом поверхностного монтажа: размеры уменьшаются в десятки раз; быстродействие увеличивается в 5–6 раз; отсутствуют паразитные явления индуктивной или конденсаторной природы; блок нечувствителен к внешним несанкционированным электромагнитным воздействиям; имеет небольшую массу и высокую виброустойчивость; в нем легче решить проблему отвода тепла; он более надежен.

science07_01.jpg

С точки зрения экологии, внутренний монтаж – более экологичная технология, по сравнению со стандартными технологиями поверхностного монтажа.

Достоинства новой технологии стали очевидными после ряда проведенных испытаний: многокристальные модули и функциональные блоки не имели паразитных явлений индуктивной или конденсаторной природы и совершенно не реагировали на внешние несанкционированные электромагнитные воздействия. А многократное уменьшение габаритов, повышение надежности, возможность радиационностойкого исполнения обусловили высокую оценку, данную этой технологии разработчиками спецаппаратуры.

Технология внутреннего монтажа позволяет устранить множество недостатков современной радиоэлектронной аппаратуры, использовать наработанные ранее схемотехнические и программные продукты. Внедрение технологии внутреннего монтажа позволит скорректировать затраты на корпусирование СБИС, изготовление многослойных печатных плат, покупку прецизионного сборочно-монтажного и контрольного оборудования для процессов сварки и пайки.

В качестве примера можно привести образец изделия МКМ беспроводной передачи данных, который был разработан и изготовлен по технологии внутреннего монтажа по заказу одного предприятия ВПК.

science07_02.jpg

science07_03.jpg