8.9.5. Преимущества печатного, шлейфового и плёночного монтажа

Печатный монтаж получил наибольшее распространение как в конструкциях РЭУ, блоков, так и функциональных ячеек и узлов. Под обычным печатным монтажом понимают такой способ межэлементных и межблочных соединений, при котором плоские проводники имеют прочное сцепление с жестким или гибким изоляционным основанием по всей своей длине. Обычный печатный монтаж может быть односторонним или двухсторонним. В качестве жестких оснований печатных плат часто используют фольгированные диэлектрики СФ, ГФ, НФД. Основными достоинствами печатного монтажа являются надежность контактирования, высокая разрешающая способность по сравнению с проволочным, возможность автоматизации изготовления печатных плат в массовом производстве, объединение функций монтажа и несущей конструкции в одной детали (печатной плате).

Основным недостатком печатного монтажа можно считать ограниченные возможности расположения печатных проводников из-за запрета их пересечения в одной плоскости. Это часто приводит к потере полезной площади платы либо к необходимости применения многослойных печатных плат (МПП). Многослойные печатные платы получают методом попарного прессования из тонких фольгированных диэлектриков (ФДМЭ-2-0,1 – фольгированный диэлектрик на основе стеклоткани марки Э, двухсторонний толщиной 0,1мм). Число слоев ММП более 6-8 нежелательно, так как при этом увеличивается процент брака. Обычно их берут не более 4. ММП имеют высокую коммутационную способность и используются при конструировании ФЯ на корпусированных микросхемах. Обычные односторонние и двухсторонние печатные платы применяются при конструировании ФУ плоского, объемно-плоскостного и объёмного типов как с применением дискретных элементов, так и микромодулей плоского и этажерочного типов. При этом в первом случае печатная плата используется как первый уровень коммутации, а во втором случае – как второй уровень коммутации. В качестве последнего она часто используется в ФЯ микроэлектронных устройств.

В последнее время в МЭА широкое применение стал находить так называемый «шлейфовый» монтаж. Шлейфовый монтаж представляет собой гибкие полоски (ленты) из фольгированного диэлектрика ФДЛ (лавсан) или ФДИ (полиимидные пленки) с нанесением на них печатных проводников. Толщина пленки составляет 0,1-2 мм. Остальные параметры печатных лент соответствуют параметрам обычных печатных плат. Шлейфовый монтаж обычно используется для второго и выше уровней коммутации. Контактирование шлейфов и ФЯ может осуществляется зажимными контактными вставками, однако, это вносит элемент ненадежности при вибрациях. Поэтому чаще шлейфы непосредственно развариваются на контактных площадках или штырях и дополнительно заливаются компаундом или клеем для жесткости соединения.

К достоинствам шлейфового монтажа относятся малый вес и объем, возможность автоматизированного проектирования и изготовления, а к недостаткам – меньшая надежность при возможных многократных перегибах шлейфов и трудности изменения печатного рисунка при необходимости корректировки. Поэтому шлейфы рекомендуют применять для МЭА, серийно выпускаемой и достаточно отработанной.

Пленочный монтаж применяется для коммутации элементов ИС различного уровня сложности и сам может иметь несколько уровней коммутации. Так в ИС первой и второй степени интеграции пленочные проводники и контактные площадки изготавливаются в едином технологическом цикле методом тонкопленочной или толстопленочной технологии совместно с радиоэлементами схем и образуют первый уровень коммутации. Разработка пленочного монтажа подчиняется основным правилам и ограничениям при разработке топологии пленочных ИС.

При разработке ИС третьей и четвертой степени интеграции пленочный монтаж выполняется на так называемой «трассировочной» подложке (второй уровень коммутации) и представляет собой систему проводников с контактными площадками для приварки к ним выводов навесных бескорпусных элементов и микросхем более низкой степени интеграции.

В связи с увеличением степени интеграции БГИС и недопустимости пересечения пленочных трассировок, подложки могут быть выполнены в виде многослойной тонкопленочной подложки. В них коммутационные слои разделены боросиликатным стеклом, в котором имеются сквозные отверстия для межслойной коммутации. Однако из-за технологических неоднородностей обеспечить надежную изоляцию слоев пока полностью не удается, что приводит к значительному проценту брака. В другом варианте многослойная трассировка может быть выполнена в виде комбинации из 3-4 толстопленочных трассировочных подложек (II уровень коммутации)

К достоинствам пленочного монтажа относятся высокая разрешающая способность (принципиально до 5 мкм, обычно 50-100 мкм), надежность цепей коммутации, технологичность и возможность автоматизации проектирования и изготовления, возможность выполнения его на теплоотводе, что особенно важно для микросхем СВЧ. К недостаткам монтажа можно отнести ограниченность его только одной плоскостью и трудности технологического порядка, связанные с необходимостью приобретения парка вакуумных установок и т.п.