Конструктивные исполнения бескорпусных БИС

Наименьшая площадь, которую может занимать БИС на коммутационной плате - это посадочная площадь самого кристалла. Бескорпусная технология позволяет реализовать это.

Использование бескорпусных БИС в микроэлектронной аппаратуре (МЭА) позволяет обеспечить:

) значительное уменьшение ее массогабаритных характеристик;

) снижение значений переходных сопротивлений, паразитных индуктивностей и емкостей;

) повышение надежности.

Также бескорпусные БИС обладают универсальностью применения при пониженной материалоемкости.

Бескорпусные БИС изготавливают с гибкими проволочными выводами, на полиимидном носителе и с объемными выводами.

Полиимид - класс термостойких полимеров, ароматическая природа молекул которых определяет их высокую прочность вплоть до температуры разложения, химическую стойкость, тугоплавкость [1]. Полиимидная пленка работоспособна при 473 К (200 °С) в течение нескольких лет, при 573 К-1000 ч, при 673 К-до 6 ч. Кратковременно она не разрушается даже в струе плазменной горелки. При некоторых специфических условиях полиимид превосходит по температурной стойкости даже алюминий.

На коммутационной плате БИС на полиимидном носителе занимают площадь, в 4 - 10 и более раз меньшую по сравнению с микросхемами в корпусах. Для монтажа на плату выводы БИС в этом случае имеют вид квадратных контактных площадок, расположенных в периферийных областях кристалла.

Применение бескорпусных БИС на полиимидных носителях позволяет повысить надежность МЭА за счет:

1) уменьшения количества сварных и паянных соединений в расчете на одну контактную площадку БИС;

) улучшения условий отвода теплоты при установке кристалла непосредственно на теплоотводящий пьедестал;

) снижения механических напряжений в кристалле БИС и небольшой массы.

Полиимидные носители с алюминиевыми балочными выводами присоединяют к алюминиевым контактным площадкам кристаллов БИС ультразвуковой микросваркой (рисунок 1). В этом случае при взаимодействии материалов вывода и контактной площадки образуется надежное однокомпонентное микросварочное соединение [2].

Рисунок 1 Ультразвуковая сварка: 1 - инструмент; 2 - вывод; 3- контактная площадка; 4 - концентратор (волновод); 5 - преобразователь (вибратор); 6 _ устройство крепления; 7, 8 - обмотки возбуждения и подмагничивания

При подключении обмотки возбуждения к УЗ генератору электрические колебания посредством магнитострикционного преобразователя трансформируются в продольные механические колебания, которые с помощью волновода-концентратора 4 усиливаются по амплитуде до 0,5 - 2,0 мкм и через инструмент передаются деталям. В материале соединяемых деталей возникает сложное напряженное состояние, приводящее к деформации в зоне действий инструмента, где одновременно за счет трения выделяется тепло. Имеющаяся на поверхности алюминия пленка окисла при воздействии ультразвука разрушается, обнажая чистые поверхности, которые и соединяются между собой. Основные параметры УЗ сварки: частота 60 - 80 кГц, давление 20 - 450 Н/мм2, амплитуда колебаний 0,5 - 2 мкм. Свариваемые детали должны быть чистыми, не иметь грубых дефектов. Интенсификации процесса УЗ сварки способствует косвенный импульсный нагрев инструмента (комбинированная сварка). При этом повышается прочность соединения при меньшей деформации выводов, можно соединять между собой трудносвариваемые детали. Недостатком УЗ сварки является необходимость высокой пластичности материала проводника, так как его относительная деформация в месте сварки обычно составляет 40 - 60 %.

Присоединять медные, покрытые олово-висмутом балочные выводы полиимидного носителя к контактным площадкам кристаллов сложнее, так как медь и алюминии технически несовместимы при микросварке и пайке. Поэтому перед их соединением на контактных площадках кристалла или ленточных выводах носителя формируют объемные выводы, на кристалле - золотые или припойные, на носителе - золотые.

Перед присоединением полиимидного носителя или перед установкой на коммутационную плату пластина с кристаллами БИС закрепляется на эластичной адгезионной пленке и разделяется на отдельные кристаллы на всю толщину, что исключает необходимость в дальнейшем разламывания пластины, и объемные выводы не повреждаются.

Еще статьи по теме

Проектирование цифровых радиорелейных линий
Радиорелейная система передачи (РСП) - совокупность технических средств, обеспечивающих образование типовых каналов связи, а также линий тракта, обеспечивающих передачу сигнала посредством распространения радиоволн. В после ...

Разработка предложений по оперативному изменению структуры системы обмена данными учебных классов
Сегодня возникла необходимость сосредоточить усилия на решение такой важной проблемы, как совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения средств и систем сбора, передачи и обработки ...

Главное меню

© 2019 / www.techsolid.ru