Изучение топологической схемы пленочных элементов МСБ, разновидностей конструкций активных и пассивных навесных компонентов МСБ, а также способов их монтажа на подложку

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА  № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ И МОНТАЖА МСБ

Цель работы: изучение  топологической схемы пленочных  элементов МСБ, разновидностей конструкций активных и пассивных навесных компонентов МСБ, а также способов их монтажа на подложку.

1.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПОДГОТОВКЕ К РАБОТЕ

Содержание работы: уяснить поставленную задачу, ознакомиться с образцами, ознакомиться с конструкцией микроскопа и методикой измерения геометрических размеров объекта, настроить микроскоп, провести измерение геометрических размеров пленочных резисторов, определить их номинальное значение.

1.1. Основные сведения из теории

Гибридные интегральные схемы характеризуется простотой изготовления, малой трудоемкостью, непродолжительностью производственного цикла и в силу этого низкой стоимостью технологии изготовления тонких и толстых пленок, что позволяет создавать прецизионные резисторы и конденсаторы в широком диапазоне номиналов, а использование в качестве активных элементов полупроводниковых транзисторов и ИС позволяет создавать МСБ, характеризующиеся высокими эксплуатационными характеристиками [I].

Пассивная часть МСБ, включающая резисторы, конденсаторы и некоторые другие схемные элементы, а также коммутационные соединения и контактные площадки для присоединения навесных дискретных компонентов и внешних выводов, представляет собой плоское монолитное устройство, получаемое путем последовательного нанесения пленок определенной конфигурации и с заданными электрическими свойствами на диэлектрическую подложку. После завершение формирования пассивной части па подложке монтируются навесные активные (а иногда и пассивные) компоненты. Для защиты от внешних климатических и механических воздействий подложку заключают в герметичный корпус.

Для изготовления МСБ , как и любого другого изделия, необходим комплект конструкторских и технологических документов {2, 3].

 Конструкторская документация в соответствия с требованиями ЕСКД включает основной комплект документов, комплекты документов на составные части МСБ , ведомости-спецификации, ведомости покупных изделий, формуляр и паспорт МСБ , инструкции по эксплуатации и др. В основной комплект документов входят схема электрическая принципиальная, сборочный чертеж, чертеж общего вида топологии, послойные топологические чертежи, спецификации, технические условия.

Технологическая документация в соответствия с требованиями ЕСТД включает основные документы: маршрутную карту технологического процесса, комплект операционных карт технологического процесса (по видам работ), комплект технологических инструкций и вспомогательные документы: маршрутно-контрольная карта, ведомости стандартного и нестандартного оборудования, нормализованного и нестандартного инструмента.

Наиболее важной и трудоемкой стадией разработки МСБ  является преобразование ее электрической схемы в  топологическую - разработка топологического чертежа. Топологический  чертеж задает ориентацию и взаимное расположение на поверхности подложки всех пленочных элементов, проводников в контактных площадок, как периферийных - для подсоединения внешних выводов корпуса, так и внутренних, служащих для электрического монтажа навесных компонентов и контроля электрических параметров пленочных элементов.

Топологический чертеж выполняется на нескольких листах в масштабе 10:1, 20:1 и т.д.

На первом листе изображается подложка со всеми нанесенными на нее слоями элементов, которые изображаются с указанием позиционных обозначений в соответствии со схемой электрической принципиальной. Контактные площадки условно нумеруются: нумерация внешних контактных площадок должна соответствовать нумерации выводов корпуса (с левого нижнего угла против часовой стрелки); внутренние контактные площадки имеют сквозную нумерацию сверху вниз и слева направо.

На чертеже должны быть проставлены габаритные размеры и шероховатость подложки, чертежу присваивается наименование "Плата" и в графе 3 основной надписи указывается материал подложки.

На последующих листах помешают изображение отдельных слоев с указанием размеров (число листов равно числу слоев). Размеры рекомендуется задавать координатным методом. В этом случае вершины всех элементов, изображенных на данном листе, нумеруют, а

их координаты приводят в таблице. Рекомендуется проводить сплошную нумерацию вершин в пределах одного ласта, причем нумерацию каждого элемента следует начинать от нижней левой вершины и продолжать по часовой стрелке. Переход от элемента к элементу осуществляется от левого нижнего угла по направлению снизу вверх и слева направо. Координаты точек, относящихся к разным элементам, в таблице отделяют чертой. Чертежи слоев следует штриховать  (штриховка указывает наличие наносимого материала). При отсутствии места на поле чертежа для вершин допускается присваивать элементам буквенное обозначение и нумеровать только первую и последнюю вершины. Рекомендуется шаг координатной сетки - 0,1 мм (допускается 0,05 и 0,025 или 0,01 мм).

Послойные топологические чертежи служат для изготовления комплекта технологической оснастки - масок, фотошаблонов, трафаретов.

Примеры оформления первого листа топологического чертежа и чертежей слоев приведены в приложении к лабораторной работе.

Пассивная часть МСБ,  включающая резисторы, конденсаторы и некоторые другие схемные элементы, а также проводники и контактные площадки (КП) для присоединения выводов навесных компонентов и выводов корпуса, представляет собой диэлектрическую поддонку, на которую последовательно нанесены пленки определенной конфигурации с заданными электрическими свойствами [I]. Топология МСБ определяет расположение и взаимосвязь ее пленочных элементов.

Все элементы МСБ характеризуются конфигурацией, размерами и расположением на подложке. Поскольку размеры элементов задаются координатным методом, конфигурация всех элементов выполняется по координатной сетке с шагом 0,1 или 0,05 мм. Геометрические размеры элементов (резисторов, конденсаторов, КП), минимальные расстояния между ними должны выполняться в соответствии с конструктивными и технологическими ограничениями.

Конфигурация, расположение и размеры внешних  КП определяются типом корпуса МСБ. В современных МСБ применяется шаг расположения внешних КП -1,25 и 2,5 мм. Для определенного типоразмера плат и типа корпуса имеются стандартные варианты размещения внешних КП [2]. Различия размеров КП обусловлены в первую очередь конструкцией и способом  присоединениё выводов.