Распределенные RС-структуры

Распределенные RC-структуры представляют собой интегрированную совокуп­ность пленочных резисторов и конденсаторов, распределенных по всей пленке, а не сосредоточенных в пределах отдельных локальных областей (рис. 6.3). Конструкция RС-структуры с распределенными параметрами образует тонкопленочный конденсатор, нижняя обкладка 1 которого заменена резистивным слоем, выполняющим функции резистора, в результате емкость конденсатора оказыва­ется распределенной вдоль резистора.

Пленочные индуктивности

Пленочные индуктивности создают путем напыления металлической пленки в виде плоской спирали, имеющей круглую или квадратную форму (рис. 6.4).

В современных ИМС площадь, занимаемая спиральной катушкой, не превы­шает 1 см². Максимальное число витков, которое можно разместить на этой площади, определяется разрешающей способностью технологического процесса создания катушки индуктивности. При оптимальном соотношении внутренне­го и внешнего диаметров спирали D_вн / D_н = 0,4 и ширине пленки 50 мкм вели­чина индуктивности не превышает 10 мкГн при добротности в пределах 80...120. При необходимости в ГИМС применяют миниатюрные кольцевые катушки индуктивности с сердечником из порошкообразного железа или специальных ферритов.

Пленочные проводники и контактные площадки

Пленочные проводники и контактные площадки предназначены для объединения элементов ГИМС в единую схему (рис. 6.5). В местах соединения пленочных про­водников 1 с другими пленочными элементами, например резисторами 2, прово­дящие пленки образуют контактные переходы 3.

Для присоединения внешних выводов микросхемы и выводов навесных элемен­тов пленочные проводники заканчиваются контактными площадками 4. В тонко­пленочных ГИМС для напыления проводящих пленок и контактных площадок используют золото, медь и алюминий. Для улучшения адгезии к подложке проводящую пленку напыляют на подслой хрома или нихрома, а для защиты от окис­ления проводящие пленки покрывают слоем никеля. В результате проводящие пленки оказываются трехслойными. В толстопленочных ГИМС для создания проводников и контактных площадок применяют проводящие пасты.

В ряде случаев в ГИМС применяют навесные элементы: резисторы, конденсато­ры, трансформаторы и т. д., имеющие гибкие или жесткие выводы. Установка этих элементов осуществляется на подложке с помощью клея. Присоединение выво­дов к контактным площадкам производится путем пайки или сварки.

Активные элементы ГИМС

В качестве активных элементов в ГИМС применяют бескорпусные диоды, тран­зисторы и полупроводниковые ИМС, которые по способу их установки в микро­схему разделяются на две группы: приборы с гибкими выводами и приборы с жест­кими выводами. У компонентов с гибкими выводами (рис. 6.6, а) выводы сделаны из золотой проволоки диаметром 25 мкм и длиной 0,6-5,0 мм. Такие компоненты приклеиваются к подложке, а гибкие выводы соединяются с пленочными кон­тактными площадками. Существенным недостатком таких конструкций являет­ся низкая производительность процесса сборки и невозможность автоматизиро­вать этот процесс. Поэтому в современных ИМС используют активные компоненты с жесткими выводами. Существуют две разновидности таких элементов: с балоч­ными выводами (рис. 6.6, б) и со сферическими выводами (рис. 6.6, в). Сфери­ческие выводы выполняются из золота, меди или сплавов и могут иметь форму шарика, цилиндра или усеченного конуса диаметром 0,05-2,0 мм.

Установка таких транзисторов осуществляется методом перевернутого крис­талла, при котором происходит непосредственное соединение сферических выводов с контактными площадками, имеющими форму цилиндров диамет­ром 0,15-0,2 мм и высотой 10-15 мкм. Монтаж выполняется с помощью ультразвуковой или термокомпрессионной сварки. В транзисторах с балочными выводами жесткие выводы (балки) толщиной 10-15 мкм выступают за края кристалла на 200-250 мкм, что облегчает процесс их присоединения к контакт­ным площадкам.