Разработка "высоковольтного драйвера" газоразрядного экрана на полиимидном носителе

Высоковольтный драйвер газоразрядного экрана на полиимидном носителе: основные этапы разработки.

Содержание:

  1. Введение
  2. Исследовательский этап разработки
    1. Анализ научно-технической информации по сварным узлам лепестковых выводов бескорпусных БИС.
    2. Оценка напряжений в сварных соединениях бескорпусных БИС.
    3. Конструктивное исполнение сварных узлов.
    4. Технологические рекомендации по выполнению сварных узлов бескорпусных БИС.
  3. Технологический этап разработки
    1. Анализ существующих методов сборки БИС.
      1. Проволочные методы сборки БИС.
      2. Технология сборки методом перевернутого кристалла [ flip-chip].
      3. Современные конструкции гибких носителей для монтажа БИС.
      4. Метод переноса объемных выводов.
    2. Разработка технологического процесса сборки высоковольтного драйвера газоразрядного экрана на полиимидном носителе.
  4. Конструкторский этап разработки
    1. Анализ конструкции экрана с применением высоковольтного драйвера на полиимидном носителе.
    2. Конструкция для крепления кристалла при ультразвуковой сварке.
    3. Автокад.
      1. Общие сведения.
      2. Конструкторско-технологические ограничения на разработку полиимидного носителя.
      3. Приложение

1. Введение.

Одной из важнейших задач схемотехнического проектирования можно назвать разработку быстродействующих и надежных схем, которые способны устойчиво работать при низких уровнях мощности и при условии наличия сильных паразитных связей, а также ограниченных по точности и стабильности параметров элементов. Для этого необходимы как минимум малая допустимая мощность рассеивания и высокая плотность упаковки. На современном этапе развития основополагающей идеей микроэлектроники является конструктивная интеграция элементов электронной схемы, что объективно приводит к интеграции схемотехнических, конструкторских и технологических решений. Подобная интеграция находит своё выражение в тесной взаимосвязи и взаимообусловленности всех этапов проектирования интегральной микросхемы. При этом главным связующим звеном всех этапов проектирования является задача обеспечения высокой надежности ИМС, а потенциальная возможность непосредственно на этом этапе проектирования оценивается с учетом возможностей выбранного структурно технологического варианта ИМС и его технологической реализации.

На проектном уровне конструктор, стремясь сохранить быстродействие и надежность ИМС, определяет оптимальную технологию, выбирает материалы и технологические методы, обеспечивающие надежные электротехнические соединения, а также защиту от окружающей среды и механических воздействий с учетом технологических возможностей и ограничений. При технологическом проектировании синтезируется оптимальная структура технологического процесса обработки и сборки, позволяющая максимально использовать отработанные, типовые процессы и обеспечивать высокую воспроизводимость, минимальную трудоемкость и стоимость с учетом конструкторских требований. Важным этапом технологического проектирования, направленного на обеспечение качества и надежности ИМС, является разработка операций контроля на всех этапах производства ИМС: — входного контроля основных и вспомогательных материалов и комплектующих изделий

— контроля в процессе обработки

— межоперационного контроля полуфабрикатов

— выходного контроля готовых изделий

Как показала практика, рост степени интеграции и функциональной насыщенности единицы объема изделий микроэлектроники, объективно приводит к микроминитюаризации их исполнения, а проблемы, связанные с микроминитюаризацией, комплексно могут быть решены на базе разработки и внедрения новых конструктивно-технологических принципов сборки ИМС и аппаратуры на их основе.

Вообще, стоит отметить, что к настоящему времени микроэлектроника сформировалась как генеральное схемотехническое и конструктивно-технологическое направление в создании средств вычислительной техники, радиотехники и автоматики.

2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЭТАП РАЗРАБОТКИ

1.1. Анализ научно-технической информации по сварным узлам лепестковых выводов бескорпусных БИС.

Как показывает анализ научно-технической информации, ведущие зарубежные фирмы считают наиболее перспективным для сборки многовыводных СБИС метод автоматической сборки на ленточном носителе (АСЛН) и активно внедряют его в производство.

Существует два основных варианта этого метода:

— с использованием группового присоединения золотых контактных столбиков на контактных площадках кристаллов к медным многовыводным рамкам на гибком ленточном носителе;

— с использованием присоединения алюминиевых контактных площадок к алюминиевым многовыводным рамкам на ленточном носителе сваркой.

Фирма National (США) применяет метод АСЛП на основе однослойной медной ленты с контактными выступами в то время как японские производители используют в основном первый вариант. Реализация бескорпусных ИС на базе использования гибкого носителя системы выводов типа алюминий-полиимид и медь-диэлектрическая пленка позволяет повысить надежность соединений и устойчивость конструкции в целом к воздействию специальных факторов. анализ надежности бескорпусных БИС на гибком носителе проводился в ряде работ, в том числе и исследования напряженного состояния сварных соединений м сборочных узлов при их монтаже в устройства РЭА.

Непрерывное совершенствование процессов присоединения лепестковых выводов к контактным площадкам кристаллов позволяет создавать схемы с количеством выводов до 500 и более. При этом лепестки монтируются на кристалл с шагом 0.2 мм и менее при ширине лепестка 65−100 мкм. Основной метод присоединения — групповая пайка медных луженых выводов к золотым выступам на кристалле импульсно нагретым инструментом. в меньшей степени используется термокомпрессионная сварка двухслойных золоченых выводов к золотым выступом на кристалле. только в отдельных случаях используются алюминиевые лепестки, привариваемые к алюминиевым контактным площадкам на кристалле.

С целью повышения надежности при монтаже кристаллов со столбиковыми выводами на подложки используют различные конструктивные решения с целью компенсации разницы в коэффициентах термического расширения. Например, при монтаже кристаллов с матричным расположением выводов используют составные столбики припоя, сформированные на полиимидных пленках.