Микросхем необходимо

к ней в свою очередь приклеивают корпус. В некоторых случаях для отвода тепла и экранирования микросхем используют металлические прокладки, которые изолируют от поверхности платы специальной пленкой.

измерения характеризуются рядом особенностей, обусловленных весьма малыми размерами пленочных элементов, большим количеством и разнообразием таких элементов на одной подложке, а также широким диапазоном значений измеряемых параметров. Кроме того, с развитием тонкопленочной микроэлектроники наблюдается тенденция к ужесточению допусков на параметры элементов (в основном элементов аналоговых ИМС). Поэтому при измерении параметров элементов микросхем используют специальные приспособления, служащие для надежного подключения пленочного элемента к измерительному прибору и получения небольшого переходного сопротивления между зондом приспособления и контактной площадкой ИМС при малой площади контактирования.

Вначале создается комплект эталонных фотошаблонов, с которых затем методом фотолитографии получают несколько рабочих комплектов. Так как в производстве микросхем используют главным образом метод контактной фотолитографии, то в процессе эксплуатации фотошаблоны изнашиваются: на них появляются проколы, количество которых превышает допустимую норму, царапины и другие дефекты. При выходе из строя одного из рабочих фотошаблонов заменяют весь комплект во избежание ошибок при совмещении. Точно так же поступают, если выходит из строя один из эталонных фотошаблонов.

Для реализации очень тонких (до нескольких нанометров) пленок и резких переходов, требуг-мых, например, в технологии арсенид-галлиевых микросхем, используют молекулярно-лучевую эпитаксию. Она основана на взаимодействии молекулярных пучков с подложкой, имеющей сравнительно невысокую температуру (600 ... 800 °С), в сверхвысоком вакууме (10~7 ... \0~ь Па). 2.2 поясняет эпитаксию пленки арсенида галлия-алюминия A\xGa1_xAs на подложку арсе-нида галлия. Несколько тиглей / содержат составные элементы пленки (Al, Ga, As) и легирующие примеси ISi — донор, Мп — акцептор).

Для толстопленочных микросхем используют керамические подложки с относительно шероховатой поверхностью (высота неровностей порядка 1 мкм). Подложка должна обладать повышенной теплопроводностью, так как толстопленочная технология характерна для мощных гибридных микросхем. Поэтому применяют высокоглиноземистые (96 % А12О3) и бериллиевые (99,5 % ВеО) керамики.

Для расчета аналоговых микросхем используют малосигнальные модели транзистора, соответствующие активному режиму его работы, когда эмиттерный переход включен в прямом, а коллекторный — в обратном направлениях. От моделей для дискретных транзисторов они отличаются дополнительными конденсатором С„.«ар, учитывающим барьерную емкость изолирующего перехода, генератором тока утечки этого перехода и резистором г„.

(КМДП) применяют транзисторы с индуцированными каналами п-и р-тпа. При одинаковой конструкции я-канальные транзисторы имеют большую крутизну и более высокую граничную частоту, чем р-ка-нальные, вследствие большей подвижности электронов по сравнению с дырками. В большинстве микросхем используют транзисторы с горизонтальным каналом (параллельным поверхности), однако существуют транзисторы и с вертикальным каналом, образующимся на стенках вытравленных канавок. Такие транзисторы занимают меньшую площадь на кристалле.

В ЛЭ кремниевых микросхем используют МДП-транзисторы с канала" ми одного (обычно п) или обоих типов проводимости (комплементар' ные транзисторы). Первые обеспечивают минимальную площадь, за" нимаемую ЛЭ на кристалле, а вторые — минимальную потребляемую мощность, более высокие быстродействие и помехоустойчивость. Практически бесконечное входное сопротивление МДП-транзисторов позволяет создавать ЛЭ динамического типа, обладающие малыми занимаемой площадью и потребляемой мощностью при сравнительно невысоком быстродействии. Логические элементы арсенид-галлиевых микросхем сверхвысокого быстродействия создают на МЕП-транзисторах с каналами л-типа.

В пленочных интегральных микросхемах все элементы и межсоединения выполняют в виде пленок, нанесенных на поверхность диэлектрического материала — стекла, керамики или полиамидного вещества. Для уменьшения отвода тепла от элементов мощных микросхем используют керамику с высокой теплопроводностью или анодированный алюминий. В последнем случае изоляцией служит тонкая пленка окисла.

микросхем используют либо диоды в миниатюрных корпусах, либо бескорпусные СВЧ-диоды, поверхность полупроводникового кристалла которых защищена только пленкой диоксида.

В качестве активных элементов интегральных микросхем используют обычно различные транзисторные структуры, сформированные в кристаллах кремния методами планарной технологии. Транзисторы интегральных микросхем могут отличаться не только по структуре, но и по принципу действия.

8. При выборе микросхем необходимо избегать применения ИС разных серий. Если это неизбежно, то лучше применять микросхемы с одинаковым напряжением питания.

Многие электрорадиоэлементы (сопротивления, конденсаторы, полупроводниковые пциборы, микросхемы и др.) выполнены так, что при соблюдении определенных требований к закреплению могут нормально работать при вибрации с частотой до нескольких тысяч герц. При креплении этих элементов только за выводы, особенно если длина выводов велика, могут возникать резонансные явления, что приводит к поломкам элементов. Поэтому некоторые ЭРЭ дополнительно крепят за корпус к печатным платам или другим элементам конструкции, на которых они установлены. Хуже всего работают при воздействии высокочастотных вибраций такие устройства, как конденсаторы переменной емкости, электромагнитные реле, радиолампы (особенно крупногабаритные), электромеханические устройства и другие элементы конструкции, имеющие низкую резонансную частоту. В настоящее время количество таких элементов в аппаратуре при необходимости удается уменьшить, а в некоторых случаях — полностью отказаться от их использования, заменяя их чисто электронными схемами, построенными с применением полупроводниковых приборов и микросхем!

Нагрузочная способность характеризует максимальное число микросхем, аналогичных рассматриваемой, которые можно одновременно подключить к ее выходу без искажения передачи информации. Часто нагрузочную способность называют коэффициентом разветвления по выходу и выражают целым положительным числом п. Чем выше коэффициент п, тем шире логические возможности микросхемы и тем меньшее число микросхем необходимо для построения сложного вычислительного устройства. Однако увеличение коэффициента п ограничено, поскольку с ростом числа нагрузок ухудшаются другие основные параметры микросхем, главным образом статическая помехоустойчивость и среднее время задержки сигнала. По этой причине в состав одной серии ИМС часто входят логические элементы с различной нагрузочной способностью, которая в зависимости от типа схемы и параметров ее элементов колеблется в пределах от 4 до 25.

Печатные платы в блоке расположены вдоль воздушного потока. Чтобы обеспечить равномерное обтекание воздушным потоком всех микросхем, необходимо иметь равные сечения каналов, по которым протекает воздух. Для уменьшения сечения боковых каналов печатная плата в направлении оси у располагается с минимальным зазором относительно внутренней поверхности кожуха.

При резании пластин на кристаллы полотнами или дисками режущим инструментом является абразивный порошок или алмазная крошка, закрепленная в металлической основе полотен или дисков. При массовом производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем необходимо высокопроизводительное оборудование. Методы резания полотнами и проволокой имеют меньшую производительность, чем дисками.

Нагрузочная способность характеризует максимальное число микросхем, аналогичных рассматриваемой, которые можно одновременно подключать к ее выходу без искажения передачи информации. Часто нагрузочную способность называют коэффициентом разветвления по выходу и выражают целым положительным числом п. Чем выше коэффициент п, тем шире логические возможности микросхемы и тем меньшее число микросхем необходимо для построения сложного вычислительного устройства. Однако увеличение коэффициента п ограничено, поскольку с ростом числа нагрузок ухудшаются другие основные параметры микросхем, главным образом статическая помехоустойчивость и среднее время задержки сигнала. По этой причине в состав одной серии ИМС часто входят логические элементы с различной нагрузочной способностью, которая в зависимости от типа схемы и параметров ее элементов колеблется в пределах от 4 до 25.

Проектирование полупроводниковых интегральных микросхем существенно отличается от проектирования схем на дискретных элементах и носит комплексный характер. Это обусловлено, прежде всего, интеграцией двух ранее совершенно не связанных процессов:! разработки и изготовления дискретных элементов и разработки и изготовления микросхем. На схемотехнику интегральных микросхем оказывают существенное влияние технические, надежностные, технологические и конструктивные характеристики составных элементов. Определяющей три проектировании является технология изготовления 'полупроводниковых микросхем, а для реализации элементов микросхем — транзисторная структура, параметры которой также определяются технологией. Поэтому с появлением нового или с изменением существующего технологического процесса в схемотехнике, а следовательно, и в проектировании появляется своя специфика. Так, при проектировании полупроводниковых интегральных 'микросхем необходимо учитывать паразитные активные и /пассивные связи между элементами :(подложкой), взаимосвязь параметров элементов я допусков на параметры за счет технологических разбросов, ограничений на пассивные элементы и др.

Нагрузочная способность характеризует максимальное число-микросхем, аналогичных рассматриваемой, которые могут одновременно подключаться к ее выходу, причем искажений передачи информации не допускается. Часто нагрузочная способность называется коэффициентом разветвления по выходу и выражается целым положительным числом и. Чем выше коэффициент п, тем шире логические возможности микросхемы и тем меньшее число микросхем необходимо для построения сложного вычислительного устройства. Однако увеличение коэффициента п ограничено, поскольку с ростом числа нагрузок ухудшаются другие основные параметры .микросхемы, главным образом, статическая помехоустойчивость и среднее время задержки сигнала. По этой причине в состав^ одной серии интегральных микросхем часто входят логические-элементы с различной нагрузочной способностью, которая в зависимости от типа схемы и параметров ее элементов находится в. пределах от 4 до 25.

Безотказность и долговечность определяют свойство изделия сохранять работоспособность в течение заданного времени. Различие между этими понятиями заключается в том, что безотказность — это свойство изделия сохранять работоспособность в течение требуемого промежутка времени без перерывов в работе, а долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность до полного износа при эксплуатации с необходимыми для технического обслуживания и ремонта систем перерывами. Количественно безотказность оценивается вероятностью безотказной работы и интенсивностью отказов. Показателем долговечности интегральных микросхем является средний срок ;их службы. Бели в процессе опытного производства микросхем необходимо определять безотказность и долговечность, то при серийном производстве представляется оправданным контролировать лишь безотказность.

Из методов рентгенодефектоскопии наиболее перспективен рент-тено-телевизионный для контроля скрытых дефектов герметизированных микросхем. Метод инфракрасного контроля позволяет исследовать тепловые режимы, определять рабочую температуру отдельных элементов и тем самым оценивать качество и прогнозировать надежность микросхем. Для получения и исследования температурных профилей микросхем необходимо решить вопросы уравнивания излучательной способности элементов микросхем, применять ИК-радиометры для снятия температурных полей с выдачей информации на ЭЦВМ.