Параметров микросхемы

Из-за недостаточной надежности пластмассовых корпусов ИМС (прежде всего низкой влагоустойчивости) применение их ограничено. К тому же из-за различия в ТК.ЛР материала корпуса и кристалла примерно на порядок при температуре эксплуатации, которая, как правило, ниже температуры стеклования герметизирующей пластмассы, кристалл испытывает сжимающее напряжение. Механические напряжения кристалла могут привести к отклонениям электрических параметров микросхем, а также снизить механическую прочность кристалла и корпуса. На 2.7 приведены зависимости компонентов напряженного состояния монокристалла кремния со структурой ГЦК, ориентированного рабочей поверхностью в направлении , для температуры стеклования герметизирующей пластмассы 120° С. Напряженно-деформированное состояние монокристалла изменяет его электрофизические параметры, вызывает смещение минимумов зоны проводимости и расщепление запрещенной зоны. Изменение (уменьшение) ширины запрещенной зоны может быть оценено приближенной формулой

Наиболее важным является увеличение числа каскадов дискретной аппаратуры по сравнению с аналоговой, что обусловливает особые требования к конструкции, но при переходе на дискретную технику появляется возможность широкого использования при конструировании радиотехнических систем микросхем, твердотельных и тонкопленочных радиоэлементов и т. п. Это позволяет, несмотря на увеличение числа каскадов, значительно уменьшить массу и габариты аппаратуры с одновременным повышением ее надежности. Невысокая точность и стабильность параметров микросхем не приводит в данном случае к ухудшению качества обработки информации.

Уменьшение топологических размеров элементов приводит к улучшению электрических параметров микросхем, в частности к повышению быстродействия из-за снижения паразитных емкостей р - п переходов, увеличению крутизны полевых транзисторов и др. Однако и здесь ограничивающим фактором являются внутрисхемные соединения, задержка сигнала в которых не позволяет полностью использовать достигаемое высокое быстродействие элементов.

Герметизация пайкой широко распространена для металлостеклянных корпусов. В качестве припоя применяется ПОС-61. Несмотря на широкое распространение и простоту технологического процесса, этот метод имеет существенные недостатки; при пайке необходимо применение флюса, загрязняющего герметизируемую полость, что может привести к ухудшению параметров микросхем или выходу из строя; необходимо покрытие спаиваемых деталей золотом; взаимодействие припоя с золотым покрытием корпуса и крышки приводит к появлению интерметаллидных прослоек и в дальнейшем — к разгерметизации. Этот процесс протекает особенно интенсивно при температурах выше 373 К. Таким образом, герметизация олово-свинцовым припоем не является перспективным и надежным методом. Пайка свинцово-серебряными припоями менее технологична и также требует применения флюсов. Такой припой обладает более низкой растекаемостью, большой пористостью, более высокой температурой герметизации.

Формулы для расчета динамических параметров микросхем ТТЛ

Контроль параметров микросхем

го характеризуется многими параметрами, используемая испытательная <и измерительная техника должна иметь соответс'гаующую степень сложности. При этом ошибки 'измерения параметров микросхем по вине персонала и измерительной техники яе допускаются.

Под физико-техническими методами неразрушающего контроля (НРК) понимают все методы измерения физических, физико-химических и других характеристик материалов и изделий, в том числе характеристик и (параметров электрических -сигналов и цепей, при которых сохраняется надежность контролируемого изделия. Применение методов НРК обусловлено необходимостью выявления не только дефектов, вызывающих -отклонение свойств и параметров микросхем (или потерю их работоспособности) уже в момент контроля, но и дефектов скрытых и потенциальных, способных создавать отказы через некоторое время. Обнаружение таких дефектов позволяет с определенной достоверностью прогнозировать индивидуальное в-ремя -безотказной ра-б-оты контролируемой микросхемы, не прибегая к статистическим результатам, полученным в процессе испытаний аналогичных схем на срок службы.

19. Сравнительные оценки параметров микросхем

В табл. 19 приводятся сравнительные экспертные характеристики параметров микросхем в баллах согласно ГОСТ 15467—79; 3 — отлично, 2 — хорошо, 1 — удовлетворительно, 0 — неудовлетворительно.

Вторую группу образуют приборы для измерения параметров и характеристик активных и пассивных элементов электрических схем. Это — измерители сопротивления, емкости, индуктивности, параметров микросхем, транзисторов, а также приборы для снятия частотных и переходных характеристик.

Конструирование микросхемы начинается с выбора электрической схемы. Эта схема должна удовлетворять многим, часто противоречивым требованиям. Основные из них: способность наилучшим образом выполнять требуемую функцию; возможность осуществления схемы в виде полупроводниковой или пленочной ИМС; некритичность к разбросам параметров элементов схемы; экономичность по питанию; помехоустойчивость, стабильность основных параметров микросхемы при изменении условий работы (температуры, влажности, механической нагрузки); стабильность параметров во времени и т. д.

На этапе подтверждения отказа ИМС обычно осуществляют проверку соответствия электрических параметров микросхемы требованиям технических условий, контроль внешнего вида и в случае необходимости контроль параметров при повышенной или пониженной температуре, механических нагрузках и т. д. При этом фиксируют все особенности и условия проявления отказа, что нужно для дальнейшего установления его вида и причины.

Типовые значения параметров микросхемы К172

Типовые значения параметров микросхемы К138

^Ь Для обеспечения стабильности параметров микросхемы диэлектрическая ™ проницаемость материала подложки не должна зависеть от частоты и температуры; толщина подложки должна быть постоянной по всей площади.

как производная бЯ/пГ)р/<Ши ~ /Сподл / 1/Фпор + l^nl + VH уменьшается. Подключение подложки к дополнительному источнику напряжения является эффективной мерой ослабления эффекта подложки и улучшения параметров микросхемы.

к разработке элементов МТДЛ. В частности, при включении в диодную сборку интегральных структур, формируемых без проведения эмиттерной диффузии, во входной цепи образуются p-n-p-транзисторы, выполняющие логическую функцию И. Эти транзисторы оказываются включенными по схеме эмиттерного повторителя ( 7.7), и так как они способны усиливать входной ток, то использование таких структур способствует улучшению параметров микросхемы ДТЛ.

Рассмотрим работу оборудования при настройке и проверке на функционирование функциональных узлов и логических схем микроэлектронной аппаратуры. Функциональные узлы являются самостоятельными, законченными объектами при функционально-узловом методе проектирования и производстве аппаратуры. Функциональные узлы требуют значительных трудовых затрат на регулировку и проверку их электрических параметров. Микросхемы и микросборки также представляют собой законченный узел. Контроль и подгонка параметров электрических элементов микросхем производятся в процессе изготовления, а параметры готовых микросхем проверяются на финишном и входном контроле. Поэтому на функционирование проверяют в основном микроузлы и готовые приборы.

Для обеспечения стабильности параметров микросхемы диэлектрическая пронициаемость материала подложки не должна зависеть от частоты и температуры; толщина подложки должна быть постоянной по всей площади.

Основой анализа электрических схем является моделирование переходных процессов, протекающих в схеме, с целью расчета ее характеристик. Анализ сводится к определению выходных параметров микросхемы при различных значениях параметров элементов и .внешних условий. Главной задачей на этом этапе является выбор математической -модели .анализируемой микросхемы. Математическая (модель составляется на основе (принципиальной электрической схемы с учетом эквивалентных схем составных 'и паразитных элементов и представляет собой систему нелинейных дифференциальных уравнений. Моделирование переходных процессов осуществляют машинными 'методами. В настоящее время разработаны алгоритмы для анализа логических и линейных микросхем, что значительно упрощает решение данной задачи на ЭВМ.