Технологии микроэлектроники

В зависимости от химического состава и технологии изготовления магнитно-мягкие материалы подразделяют на 22 вида (ГОСТ 17033—71). Остановимся на некоторых из них.

Важным фактором, определяющим конструктивно-технологические особенности любой РЭА, является ее рабочий диапазон частот. В зависимости от диапазона частот устройства диктуются требования к его конструктивному оформлению и технологии изготовления. С ростом частот повышаются требуемые точность изготовления, качество обработки деталей, чистота применяемых материалов и т. д.

Выделим основные особенности диапазона СВЧ, определяющие единый подход к конструированию устройств СВЧ. Длина волны электромагнитного сигнала, как правило, соизмерима или много меньше размеров изучаемого объекта. Это является принципиальными конструктивными и технологическими особенностями СВЧ-элементов РЭА и отличает физику их работы от аналогичных радио- и низкочастотных (НЧ) устройств. Так, в СВЧ-диапазоне: 1) теряют физический смысл обычные элементы с сосредоточенными параметрами LCR, а все СВЧ-устройства являются устройствами с распределенными параметрами; 2) конструкции линий передач строго определяются физическими процессами передачи СВЧ-энергии и имеют свои особенности для каждого поддиапазона частот; 3) электрические токи протекают в очень тонком наружном слое металлических проводников, это явление поверхностного эффекта накладывает жесткие ограничения на чистоту обработки токонесущих поверхностей, на выбор защитных покрытий, появляется возможность применения технологии изготовления токонесущих проводников путем металлизации поверхности диэлектрических или керамических деталей; 4) из-за большой инерции электронов и длительной рекомбинации свободных носителей в СВЧ-диапазоне неприменимы обычные электровакуумные и полупроводниковые приборы; 5) параметры и свойства материалов: диэлектриков, магнитодиэлектриков и проводников в СВЧ-диапазоне, существенно отличаются от их номинальных значений. Все это определяет специфику конструирования и изготовления СВЧ-устройств, которая заключается в жесткой зависимости их радиотехнических характеристик от параметров самой конструкции (формы, размеров) и радиофизических свойств материалов (вида обработки токонесущих поверхностей, используемых покрытий и т. д.). В радиочастотной РЭА эти зависимости проявляются в значительно меньшей степени, а в НЧ-аппара-туре практически отсутствуют. 6

При конструктивно-технологическом анализе РЭА большое внимание следует уделять ее непосредственному назначению и условиям эксплуатации. Это предусмотрено общей характеристикой радиотехнических систем (РТС) и радиотехнических комплексов (РТК), в которые входит анализируемая аппаратура. Разнообразие и сложность выполняемых РТС и РТК функций и условий их работы, состав и особенности носителей аппаратуры в значительной степени определяют требования к ее конструкции и существенно влияют на выбор технологии изготовления элементов и сборочных единиц.

Производство ферритовых сердечников основано на применении технологии изготовления деталей различной конфигурации из металлокерамических материалов. Особенность ее заключается в необходимости достижения и обеспечения стабильности магнитных параметров сердечников путем регулирования основных факторов ТП.

Понятие стабильности характеризует ТП только с позиции сохранения в заданных пределах показателей качества продукции, не затрагивая вопросов об изменении с течением времени производительности. Кроме того, стабильным будет и такой ТП, при котором изготавливается продукция с отклонениями от требований технической документации. Другими словами, ТП может быть стабильным, но иметь низкую надежность. Поэтому надежность ТС систем должна оцениваться только по тем параметрам и показателям качества изделия, уровень которых зависит от технологии изготовления.

Под технологическим проектированием понимается проектная деятельность человека, отражающая процесс целенаправленного преобразования входной информации о заданной конструкции изделия в результирующую информацию о технологии изготовления этого изделия. Моделирование проектной деятельности означает построение системы ММ, способной воспроизводить реальные механизмы принятия технологических решений и обеспечивать необходимую степень достоверности в условиях конкретного производства.

В АС ТПП РЭА, как правило, применяются много различных видов ППП, каждый из которых имеет ориентацию на определенную подсистему АС ТПП. Так, известны пакеты программ геометрического моделирования; ППП, реализующие проектирование ТП, операций и маршрутной технологии на сборочные единицы и блоки радиоэлектронных модулей; ППП, реализующие конструирование специальных сборочных приспособлений (оснастки) ; ППП проектирования технологии изготовления деталей сборочной оснастки; ППП формирования выходных технологических

Гибкость работы САПР «Оснастка» обеспечиваете^ га: на этапах расчета конструкции и формирования И ского образа чертежа детали приспособления; В первом случае диалог позволяет корректировать з; либо дополнять ИБ при выявлении в процессе расчете з задания параметрам исходной базовой конструкции выполняются и корректируются размеры и расположение талей приспособления или же всей конструкции вании приспособления на сложные собираемые изделия заказчиком технологии изготовления деталей полагавшейся при создании САПР. В третьем случае оптимизационные задачи по компоновке приспособления ных единиц РЭА или по требованию заказчика.

ответственных деталей приспособления и трансляцию их на машину СМ-4, управляющую станком; второй — проектирование и вывод на АЦПУ технологии изготовления приспособления.

Плотность записи информации. Основные характеристики ВЗУ (емкость, скорость передачи данных, относительная стоимость, размеры устройства и др.) прямо зависят от плотности записи информации на носитель, поэтому одним из важнейших направлений улучшения характеристик ВЗУ является повышение плотности записи, что представляет собой сложную инженерную проблему, решение которой связано с улучшением конструкции и технологии изготовления основных узлов ВЗУ, в первую очередь носителя и магнитных головок, создание новых методов магнитной записи и способов кодирования записываемой информации, обеспечивающих корректирование ошибок при считывании.

1) при достигнутой надежности ИМС и высоких темпах разработок функциональных структур ИМС и БИС, совершенствовании технологии микроэлектроники, непрерывном росте степени интеграции невозможно получить данные о надежности ИМС и БИС путем прямых статистических испытаний (большие экономические затраты, быстрое устаревание приобретаемой информации);

Для изготовления пленочных резисторов используют разные материалы: металлы, сплавы, соединения, керметы (см. табл. 4.2), удовлетворяющие требованиям по металлургической совместимости, адгезии, технологичности и стабильности. Характерной особенностью пленок является зависимость удельного сопротивления материала пленки от ее толщины, причем такая зависимость для всех материалов связана с условиями нанесения пленок. С точки зрения технологичности нанесения пленки, воспроизводимости и стабильности ее свойств, в том числе и ро, каждый материал характеризуется определенной толщиной, для которой удельное сопротивление материала является оптимальным. Поэтому в технологии микроэлектроники для каждого материала отношение p0/d = р5 — величина постоянная. Условно ps определяют как удельное поверхностное сопротивление квадратной резистивной пленки, не зависящее от размеров квадрата, и оценивают в Ом/П.

При разработке БИС возникает ряд задач и особенностей, не связанных с традиционными представлениями о расчете и проектировании электронной аппаратуры. Это обусловлено прежде всего структурой и конструкцией БИС, интегральной технологией их изготовления и областями применения. По мере совершенствования технологии микроэлектроники, с ростом степени интеграции элементов на подложке функциональная сложность БИС непрерывно возрастает, а выполняемые ими функции приближаются к аппаратурным. В настоящее время имеется реальная возможность построения на одной БИС малых вычислителей (калькуляторов), микропроцессоров, запоминающих устройств, различных преобразователей и т. д.

кафедра физико-химических основ технологии микроэлектроники Московского института электронной техники (зав. кафедрой— д-р техн. наук, проф. Ю. Д. Чистяков); д-р техн. наук, проф. Я. А. Федотов (зав. кафедрой интегральной электроники Московского института радиотехники, электроники и автоматики)

Авторы выражают глубокую благодарность лауреату Ленинской премии, заведующему кафедрой интегральной электроники МИРЭА, д-ру техн. наук, проф. Я. А. Федотову и коллективу кафедры «Физико-химические основы технологии микроэлектроники», МИЭТ, возглавляемой заслуженным деятелем науки и техники РСФСР, д-ром техн. наук, проф. Ю. Д. Чистяковым, за ряд полезных замечаний, способствовавших улучшению содержания книги.

1. Ю. Д. Чистяков, Ю. П. Райнова. Физико-химические основы технологии микроэлектроники.—М.: Металлургия, 1979.

Методы микроминиатюризации электронных схем развиваются на основе широкого использования достижений в технологии микроэлектроники. Микроэлектроникой называется область радиоэлектроники, охватывающая схемотехнические и конструкторско-технологичес-кие вопросы создания микроминиатюрных электронных схем и устройств в целом при помощи специальных технологических процессов. Различают следующие технологические способы производства изделий микроэлектроники: микромодульная технология, тонкопленочная технология, интегральная технология и гибридная технология.

Чистяков Ю. Д., Райнова Ю. П. Физико-химические основы технологии микроэлектроники. — М.: Металлургия. — 1979. — 408 с.

Методы микроминиатюризации электронных схем развиваются на основе широкого использования достижений в технологии микроэлектроники. Микроэлектроникой называется область радиоэлектроники, охватывающая схемотехнические и конструкторско-технологичес-кие вопросы создания микроминиатюрных электронных схем и устройств в целом при помощи специальных технологических процессов. Различают следующие технологические способы производства изделий микроэлектроники: микромодульная технология, тонкопленочная

При разработке БИС возникает ряд задач и особенностей, не связанных с традиционными представлениями о расчете и проектировании электронной аппаратуры. Это обусловлено прежде всего структурой БИС, интегральной технологией их изготовления и областями применения. По мере совершенствования технологии микроэлектроники, с ростом степени интеграции элементов на подложке функциональная сложность БИС непрерывно возрастает, а выполняемые ими функции приближаются к аппаратурным. В настоящее время имеется реальная возможность построения на одной БИС малых вычислителей (калькуляторов), запоминающих устройств, различных преобразователей и т. д.

Характерной особенностью будущей технологии микроэлектроники является полная автоматизация всех технологических процессов.