Кафедра технологии радиоэлектронных средств
Курсовой проект
по дисциплине
"Технология микросхем"
Тема проекта:
Технологический процесс изготовления платы интегральной микросхемы – фильтра.
Выполнил:
студент группы 5410
Аюпов Э.И.
Руководитель:
Гайнуллина Н.Р.
Казань 2012
План-график
Выполнения курсового проекта по дисциплине
«Технология микросхем»
| неделя | Содержание работы | % выполнения | Кол. баллов | |
| Получение и анализ задания | ||||
| 3-4 | Выбор метода напыления пленок и способа формирования рисунка элементов | |||
| 5-6 | Характеристика используемых материалов. Выполнение рабочего чертежа оригинала одного из слоев ГИМС. | |||
| 7-8 | Выполнение технологических расчетов. Составление маршрутной технологии изготовления платы ГИМС. | |||
| 9-10 | Составление операционной технологии получения одного из слоев ГИМС. Анализ конструкции и выполнение сборочного чертежа оснастки. | |||
| 11-12 | Оформление технологического процесса на картах. | |||
| 13-14 | Выполнение рабочего чертежа детали* оснастки. | |||
| 15-16 | Оформление пояснительной записки. Защита проекта. |
*деталь должна быть сопрягающаяся, с указанием допусков (и № квалитета и цифра в мкм)
Содержание
Задание на курсовой проект 2
План-график 3
Содержание 4
Аннотация 5
Введение 6
Анализ задания, технологический контроль документации 8
Выбор технологического процесса 9
Схема технологического процесса 11
Выбор установки для напыления 14
Характеристики материалов 16
Технологические расчеты 17
Список литературы 20
Примечание:
Разработанный процесс на технологических картах 21
Топологический чертёж 31
Чертёж детали 32
Аннотация
Выполнена технологическая разработка платы фильтра в гибридном тонкопленочном варианте. Произведен расчет технологических параметров, исследована точность тонкопленочных резисторов. Разработан технологический процесс изготовления платы.
Введение
Микроэлектроника как современное направление проектирования и производства электронной аппаратуры различного назначения является катализатором научно-технического прогресса. Автоматизация производства, создание гибких перестраиваемых роботизированных микросхем, систем, развитие автономных систем немыслимо без применения интегральных микросхем, микропроцессоров и микросборок. Технология изготовления изделий микроэлектроники обеспечивает в первую очередь высокий уровень производительности труда, комплексную микроминиатюризацию электронной аппаратуры связи, автоматики, вычислительной техники и вбирает в себя передовой опыт и достижения многих отраслей и науки и техники: от физики взаимодействия атомных и ядерных частиц веществом до микрометаллургии и прецизионной химической технологии.
Наиболее перспективной в конструктивном и технологическом отношениях является радиоэлектронная аппаратура, основой которой служат функциональные микроэлектронные узлы – интегральные микросхемы.
Интегральной микросхемой (ИМС) называется микроэлектронное изделие, имеющее высокую плотность упаковки элементов соединений между ними, при этом все элементы выполнены нераздельно и электрически соединены между собой таким образом, чтобы с точки зрения испытаний, поставки и эксплуатации изделие рассматривалось как единое целое. Интегральная микросхема имеет малую массу, габариты и потребляемую мощность РЭА.
Гибридная пленочная интегральная микросхема – ИМС, которая наряду с пленочными элементами, полученными с помощью интегральной технологии, содержит компоненты, имеющие самостоятельное конструктивное оформление. В зависимости от метода нанесения пленочных элементов на подложку различают тонкопленочные (напыление в вакууме) и толстопленочные (трафаретная печать) гибридные ИМС. Гибридные ИМС имеют худшие технические показатели (размеры, массу, быстродействие, надежность), чем полупроводниковые ИМС. В то же время они позволяют реализовать широкий класс функциональных электронных схем, являясь при этом экономически целесообразными в условиях серийного и даже мелкосерийного производства. Это объясняет менее жесткими требованиями к фотошаблонам и трафаретам, с помощью которых формируют пленочные элементы, а также применением менее дорогостоящего оборудования. В составе пленочных ИМС возможно получить резисторы с точностью 
5%, а с применением подгонки – до десятых долей процента. Гибридно-пленочная технология позволяет реализовать практически любые функциональные схемы.
Анализ задания
В результате анализа топологического чертежа платы были выявлены ошибки в построении контактной платы (несоответствие размеров). Выбранное сопротивление квадрата пленки соответствует номиналам резисторов. С точки зрения необходимого сопротивления квадрата пленок материалы пленок подобраны верно.
Произведем проверку резисторов в соответствии с выбранными резистивными слоями.
Сопротивление резисторов вычисляем по формуле:
R1=3000 Ом/□∙50 мм/9 мм=16666,67 Ом
R2=3000 Ом/□∙6 мм/11 мм=1636 Ом
Сопротивления для R1,R2 входят в допустимый интервал ±5%, следовательно, ρкв и размеры резисторов подобраны верно.
Выбор технологического процесса изготовления платы фильтра
Любая технология изготовления платы с пленочными элементами включает в себя два основных этапа: нанесение пленки из проводящего, резистивного или диэлектрического материала на подложку и формирование из этих пленок планарной (то есть в плоскости подложки) конфигурации элементов. Процессы нанесения пленки и формирования рисунка можно осуществлять либо последовательно друг за другом, либо одновременно. Выбор того или иного варианта зависит от природы процесса, величины параметров элементов, ограничений на функциональные параметры по точности, надежности, стабильности и т.д.
Напыление тонких пленок может быть выполнено на основе термического вакуумного испарения или ионно-плазменного распыления материалов. Для осуществления процесса обоснованно выбирается подходящее оборудование.
Для формирования конфигурации проводящего, резистивного и диэлектрического слоя используют различные методы:
- масочный: соответствующий материал напыляют на подложку через съемную или контактную маску;
- фотолитографический: пленка наносится на всю поверхность подложки, а затем избирательно стравливается с отдельными (лишними) участками;
- комбинированный: когда совмещаются масочный и фотолитографический метод.
На основе этих методов для изготовления плат гибридных тонкопленочных интегральных схем (ГИС) и функциональных узлов (ФУ) можно выделить несколько характерных технологических процессов (ТП).
ТП1 – все слои наносятся через съемные маски;
ТП2 – последовательно напыляются материалы резистивных пленок, затем проводящие пленки за один вакуумный цикл на всю поверхность подложки;
ТП3 – последовательность напыления слоев как в ТП2;
ТП4 – резистивный слой и конденсаторы напыляются через маску, а рисунок проводящего слоя – фотолитографией;
ТП5 – через маску напыляются проводники и контактные площадки, рисунок резисторов формируют фотолитографией;
ТП6 – рисунок резистивного слоя формируется фотолитографией, а проводники и контактные площадки напыляются через маску.
ТП7 – Напыление резистивной и проводниковой пленки на всю поверхность, а формирование проводников при помощи фотолитографии.
Резистивный слой напыляется на всю поверхность, затем напыляется проводящий слой, после чего фотолитография формирует проводники и резисторы. Для формирования можно использовать характерный процесс ТП7.