книги / Технологическое проектирование микросхем СВЧ

или проволоку (марка ММ); изделия из меди должны иметь защитное покрытие, например из сплава Sn -BL

Клеи применяются в производстве МЭИ СВЧ для присо­ единения навесных ЭРК к плате. При нанесении клеевых ком­ позиций необходимо обеспечить равномерное нанесение слоя, исключив появление воздушных пузырей. Наибольшее при­ менение для этих целей имеет клей ВК-9. В случае, когда необходимо обеспечить электрический контакт соединяемых поверхностей, применяют электропроводные клеи, например марок Ирпол-5 или ЭЧ-С.

Т ехн ологи чески е м атер и ал ы - это группа материа­ лов, которые используются в технологическом процессе при “переработке” основных материалов в элементы конструкции МЭИ СВЧ. К ним относятся кислоты, щелочи, фоторезисты, флюсы, деионизованная и дистиллированная вода и др.

Сведения об этих материалах приведены в соответству­ ющих разделах гл. 4, 7 и 8.

Среди вопросов, требующих решений, особенно в серий­ ном производстве МЭИ СВЧ, где используются большие коли­ чества материалов, являются: хранение и реализация отходов. К ним относятся: отходы, содержащие драгоценные металлы (бракованные платы, элементы приспособлений, экраны, ве­ тошь, содержащая драгметаллы, и пр.), технологический ин­ струмент (испарители, выполненные из тугоплавких метал­ лов: тантала, вольфрама и др). Все эти материалы должны сдаваться на заводы вторичной переработки сырья.

Особое место занимает реализация химических веществ: кислот, щелочей, органических веществ - фоторезиста, рас­ творителей (ксилол, толуол) и пр. Все эти вещества должны сдаваться в специализированные пункты для переработки или ликвидации.

8.3. Технологическое оборудование

Оборудование, используемое для изготовления элементов и МЭИ СВЧ в целом, является структурным звеном в системе производства.

При выборе технологического оборудования следует ру­ ководствоваться следующими положениями:

1)конструкцией элементов МЭИ СВЧ.

2)требованиями, предъявляемыми к элементам МЭИ

СВЧ.

3)характером производства: лабораторное, опытное или серийное.

Для лабораторного производства технологическое обору­ дование должно иметь универсальный характер. Так, напри­ мер, используя вакуумную установку типа УВН-75П1, воз­ можно осуществить нанесение проводящих и резистивных сло­ ев способом электронно-лучевого испарения или магнетрон­ ного распыления. Это не значит, что вакуумная установка УВН-75П1 не может быть использована в опытном или серий­ ном производстве. Ее применение также возможно, однако “настроена” эта установка должна быть на определенный про­ цесс; количество установок должно определяться технологиче­ скими характеристиками плат и примененными материалами, используемыми для формирования тонких пленок.

Комплект оборудования для производства выбирают, ос­ новываясь на анализе конструкции МЭИ СВЧ, примененных материалах и составе элементной базы. Выбор количества оборудования на каждой технологической операции проводят

сучетом процента выхода годной продукции на этой операции и годовой программы выпуска. Необходимо также предусмо­ треть некоторую избыточность количества оборудования на случай аварийного или профилактического ремонта.

Проектирование технологических процессов изготовления МЭИ СВЧ должно опираться на существующие и хорошо за­ рекомендовавшие себя в эксплуатации технологические уста­ новки.

Экономически эффективными являются такие варианты технологического оборудования, которые обеспечивают наи­ меньшие затраты на изготовление изделий требуемого каче­ ства при заданном объеме производства по сравнению с дру­ гими вариантами.

Основное технологическое оборудование для производ­ ства МЭИ СВЧ может быть разбито на следующие группы: для тонкопленочной технологии - вакуумно-напылительное и фотолитографическое; для толстопленочной технологии - тра­ фаретной печати и термической обработки паст.

Общим оборудованием, используемым в тонко- и толсто­ пленочной технологи^, является оборудование для размерной обработки плат, оборудование сборочно-монтажное, оборудо­ вание для герметизации корпусов, контроля герметичности и доводки электросопротивления резисторов, приборы визуаль­ ного контроля размеров и измерения параметров пленочных элементов и др.

Выбранное и используемое оборудование должно удовле­ творять ряду требований.

Оборудование для вакуумного нанесения тонких пленок должно обеспечивать:

- давление остаточных газов в рабочей камере не более 6,65 • 10“ 4 Па за 4 5 ... 50 мин;

- нагрев и контроль температуры подложек в диапазоне до 350 °С с точностью ±10 °С;

-перемещение подложек (поступательное или враща­ тельное) относительно источника наносимого материала;

-ионную очистку подложек;

-возможность работы в ручном, автоматическом режиме или от средств автоматической системы управления техноло­

гическими процессами.

Оборудование совмещения и экспонирования как часть фотолитографического оборудования должно обеспечивать:

-возможность контактной или проекционной печати;

-погрешность совмещения элементов фотошаблона с ри­ сунком на подложке (полупроводниковой пластине) не более 0,5 мкм;

-контроль времени экспонирования;

-нестабильность дозы световой энергии при экспониро­ вании не более 4 %;

-неравномерность освещенности в зоне экспонирования не более 20 %.

Контрольно-измерительные приборы должны обеспе­ чивать:

-измерение линейных размеров элементов от 1 мкм до

10 мм;

-увеличение от 25 до 500 раз;

-измерение значений электросопротивления резисторов

М О Ч

Оборудование для химической обработки должно преду­ сматривать наличие сборников для сбора, разбавления и ней­ трализации отработанных активных химических веществ и должно обеспечивать:

плотно закрывающейся крышкой.

Технические характеристики основного оборудования для производства МЭИ СВЧ приведены в Приложении IV.

8*4. Технологические марш руты изготовления М Э И СВЧ

Процессы изготовления МЭИ СВЧ осуществляются в се­ рийном и массовом проводстве по определенным маршрутам. Проектирование маршрутов следует производить в соответ­ ствии с критериями оптимальности, т.е. они должны удо­ влетворять требованию минимальной стоимости изделия или минимальной продолжительности производственного цикла, или максимального процента выхода годных при установле­ нии на определенном уровне других параметров, таких, как стоимость оборудования, размеры производственных площа­ дей, стоимость рабочей силы и пр.

Полный технологический цикл изготовления МЭИ СВЧ включает следующие основные этапы: изготовление плат, монтаж ЭР К и полупроводниковых приборов, корпусирование и герметизация.

Наибольшее различие в технологии, применяемых мате­ риалах и оборудовании имеет место на этапе формирования пленочной структуры при изготовлении плат. Этот же этап характеризуется существенным различием в трудоемкости и длительности производственного цикла. Так, трудоемкость изготовления толстопленочной платы с применением сетча­ тых трафаретов составляет примерно 0,4 от трудоемкости из­ готовления тонкопленочной платы (с применением фотолито­ графической обработки). При использовании техники фото­ литографии для изготовления толстопленочных плат это со­ отношение станет равным примерно 0,85.

Соотношение длительности производственных циклов из­ готовлений толстопленочных плат (с использованием сет­ чатых трафаретов) и тонкопленочных составляет примерно как 1:2,5.

Остальные этапы изготовления МЭИ СВЧ (сборка и мон­ таж ЭРК, корпусирование, герметизация) по своим основным технико-экономическим показателям: трудоемкости, длитель­ ности производственного цикла, проценту выхода годных из­ делий практически не отличаются для тонко- и толстопленоч­ ных МЭИ СВЧ. Кроме того, часто корпусированные МЭИ СВЧ содержат как тонко-, так и толстопленочные платы в одном герметичном корпусе.

Маршруты изготовления плат, монтажа ЭРК и полупро­ водниковых приборов, корпусирования и герметизации МЭИ СВЧ приведены на рис. 8.5, а рекомендации по их выбору в Приложении V.

8.5. Состав и квалификация И Т Р и рабочих

Вершину пирамиды (см. рис. 8.1) - системы производства МЭИ СВЧ - занимают кадры. Инженерно-технические работ­ ники различных специальностей, производственные рабочие различных профессий и обслуживающий персонал являются основными звеньями на всех этапах разработки и производ­ ства МЭИ СВЧ.

“Человеческий фактор” оказывает влияние на элементы системы производства МЭИ СВЧ. Под воздействием знаний и опыта инженерно-технических работников формируется об­ лик МЭИ СВЧ, технология их изготовления, структура произ­ водственных участков и пр. Производственный опыт и квали­ фикация рабочих-операторов определяют производительность труда и качество изготавливаемой продукции.

Задачи, стоящие перед инженерами-технологами, опреде­ ляются тем местом, которое они занимают в системе разра­ ботка - производство.

Инженеры-технологи могут быть разделены на следую­ щие группы:

-технолог научно-исследовательского подразделения;

-технолог опытного производства;

-технолог серийного производства.

Основными задачами, стоящими перед технологами науч­ но-исследовательских подразделений НИИ, являются:

-разработка, освоение и внедрение новых технологи­ ческих процессов, направленных на совершенствование кон­ струкции и технологии изготовления элементов и МЭИ СВЧ

вцелом;

-участие в создании высокотехнологичных конструкций МЭИ СВЧ;

-разработка технологической документации на процессы

изготовления элементов и МЭИ СВЧ в целом.

Инженеры-технологи, работая в научно-исследователь­ ских подразделениях, имеют квалификацию технологов по на­ правлениям: напылительных процессов, фотолитографиче­ ской обработки, монтажа ЭРК, корпусирования и герметиза­ ции, нанесения и вжигания паст, механической и электрофизи­ ческой обработки плат и др. Эти группы технологов непосред­ ственно участвуют в проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с разработкой, освоением и внедрением новых технологических процессов. Одновременно, в процессе своей деятельности они участвуют

1а

15 « о

1В

2а ффаигС©®®<э

20 €И|ИМИ1>^><П^^^®Ч2)

28

2г

да (2>^И1><ЕКг>н2>ч2>^Н5М7>^>-^><Ун§>^

20

35

Зг ®-(1Н£>®^!Нг><£><2К!^

Рис. 8.5 (начало)