Корпуса интегральных микросхем выполняют ряд функций, основные из которых следующие: защита от климатических и механических воздействий; экранирование от помех; упрощение процессов сборки микросхем; унификация исходного конструктивного элемента (микросхемы) по габаритным и установочным размерам.
По конструктивно-технологическому признаку различают корпуса:
а) металлостеклянные (стеклянное или металлическое основание, соединенное с металлической крышкой с помощью сварки; выводы изолированы стеклом);
б) металло-полимерные (подложка с элементами и выводами помещается в металлическую крышку, после чего осуществляется герметизация путем заливки компаундом);
в) металлокерамические (керамическое основание, соединенное с металлической крышкой с помощью сварки или пайки); г) керамические (керамическое основание и крышка, соединенные между собой пайкой);
д) пластмассовые (пластмассовое основание, соединенное с пластмассовой крышкой опрессовкой).
Каждый вид корпуса характеризуется габаритными и присоединительными размерами, числом выводов и расположением их относительно плоскости основания корпуса.
Выводы микросхем могут лежать в плоскости основания корпуса (планарные выводы) или быть перпендикулярными ему (штыревые выводы).
Планарные выводы по сечению, как правило, прямоугольные, штыревые — круглые или прямоугольные.
Основной недостаток как корпусных микросхем, так и построенных на них устройств — большой объем вспомогательных конструктивных элементов: корпусов, выводов, элементов герметизации, теплоотвода и т. п., не несущих функциональной нагрузки. Использование корпусных микросхем приводит к непроизводительно большим затратам полезного объема и массы устройства, уменьшает на один — два порядка плотность компоновки элементов по сравнению с плотностью их размещения в кристалле или на подложке.
С целью увеличения степени эффективного использования объема и массы микроэлектронных цифровых устройств в последние годы находят распространение бескорпусные полупроводниковые и гибридные ИС.
Наиболее широко их применяют в бортовых и настольных ЭВМ, а также в микрокалькуляторах.
Бескорпусная ИПС представляет собой п/п подложку с нанесенной на ней одним из методов интегральной технологии схемой. Для осуществления монтажа между бескорпусными ИС на подложке предусматриваются контактные площадки.
Гибридные бескорпусные микросхемы представляют собой сравнительно больших размеров ситалловую или керамическую подложку (основание), на которой пассивная часть (межсоединения, резисторы) выполнена напылением, а активная часть (диоды, транзисторы, кристаллы полупроводниковых микросхем) наклеивается в отведенные места и припаивается перемычками к остальной схеме. По периметру подложки располагаются контактные площадки.Так как площадь основания сравнительно большая, то на нем можно выполнять тонкопленочные конденсаторы и индуктивности, используя для них места, на которые монтируются кристаллы активных элементов.
Применение бескорпусных интегральных схем наряду с резким уменьшением габаритных размеров и массы создаваемой на их основе аппаратуры приводит к увеличению трудоемкости ее изготовления, а следовательно, и стоимости, к необходимости предусматривать дополнительные меры защиты и герметизации. Этих недостатков практически лишены получившие широкое распространение безвыводные корпуса с уменьшенными размерами или микрокорпуса.
Микрокорпус является частью конструкции ИС (БИС) и предназначен для защиты кристаллов от внешних воздействий и соединения их посредством выводных площадок (выводов) с внешними электрическими цепями аппаратуры.
Применение микрокорпусов (МК) дает возможность не только увеличить плотность компоновки БИС, но и улучшить их электрические параметры, расширить возможности автоматизированного контроля и аттестации, а также уменьшить стоимость производства аппаратуры.
Наиболее очевидным преимуществом микрокорпусов по сравнению с традиционными корпусами ИС является значительное уменьшение геометрических параметров — основных размеров, площади и объема конструкции, соответствующих одному и тому же кристаллу с одинаковым числом выводов.
Микрокорпуса более плотно располагаются на плате в гибридной ИС или микросборке, а также на печатной плате, что делает возможным достижение более плотной компоновки (упаковки микро-ЭВМ в целом). Это обусловливает уменьшение сложности конструкций и компоновки ЭВМ и, следовательно, снижение стоимости ее производства.
Микрокорпус обеспечивает оптимальную организацию измерений статических и особенно динамических параметров ИС, что позволяет проводить наиболее объективный выходной контроль при изготовлении ИС и входной контроль у потребителей ИС.
Уменьшение размеров МК приводит к значительному сокращению расхода дорогостоящих материалов: уменьшается расход керамики, золота, сокращается номенклатура технологической оснастки. При обнаружении и отбраковке дефектной ИС применение недорогого МК дает значительную экономию по сравнению с корпусной ИС. Применение микрокорпусов улучшает электрические параметры ИС за счет получения более коротких токопроводящих дорожек, снижения сопротивления и уменьшения межвыводной емкости, что повышает быстродействие ИС.
Для разработки данного микрочипа был использован пластмассовый корпус, так как он является не дорогим, контакты были выбраны квадратные штыревые, потому-что чип впаивается в саму схему, такие контакты являются более подходящими.
Технологический процесс