Способ изготовления трехмерного гибридного интегрального модуля

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении трехмерного гибридного интегрального модуля, содержащего гибкую плату со смонтированными на ней кристаллами бескорпусных ИС. В способе изготовления трехмерного гибридного интегрального модуля изготавливают гибкую плату, причем на этапе проектирования все участки для перегибов проектируются в виде шлейфовых фрагментов. При выполнении сборочно-монтажных операций шлейфовые участки покрывают защитным амортизационным клеевым покрытием по всей длине полуокружности перегиба. Оставшиеся участки платы покрывают термокомпенсирующим покрытием, после чего гибкую плату складывают в стопку так, чтобы монтажные выводы были расположены симметрично относительно стопки. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности гибридного интегрального модуля.

 

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении трехмерных гибридных интегральных модулей.

Известны технические решения, позволяющие создавать подобные многокристальные модули. Известен способ, предложенный в патенте США, МПК H01L 23/12, №6492723. Одну поверхность подложки покрывают диэлектрическим слоем, толщина которого достаточна для планаризации мест размещения кристаллов. На диэлектрический слой наносят проводники разводки, которые соединяются через отверстия с выводами ИС или с контактными площадками на второй подложке, служащей для формирования второго слоя металлизации. В этом случае сложность конструкции модуля и наличие нескольких подложек увеличивает трудоемкость изготовления модуля и не позволяет автоматизировать процесс сборки, кроме того, недостатками являются низкая надежность из-за необходимости введения дополнительных контактов для формирования вертикальных электрических связей и низкая ремонтопригодность.

Известен способ изготовления трехмерного электронного модуля, предложенный в патенте РФ МПК H01L 25/04, №2221312, включающий фиксирование бескорпусных электронных компонентов ориентированно другу друга в групповой микроплате, а после электротермотренировки и контроля - вырезку микроплат из групповой микроплаты и склеивание их в пакет. После нанесения проводников на грани пакета фиксирующий состав удаляют, и компоненты, закрепленные на проводниках, помещают в защитную оболочку и заполняют ее теплопроводной электроизоляционной пудрой, которую уплотняют виброметодом. Этот способ отличается большой сложностью, он не позволяет исключить ручные операции и требует использование специальной оснастки, различной для разного типа компонентов и вида их соединений, также получается низкая надежность из-за необходимости введения дополнительных контактов для формирования вертикальных электрических связей.

Наиболее близким техническим решением является способ, предложенный в патенте РФ, МПК H01L 25/04, №2299497 - способ изготовления трехмерного многокристального микромодуля. Способ предусматривает создание гибкой печатной платы в виде ленты с расположенными вдоль нее соединительными проводниками. Соединительные проводники на концах ленты имеют контактные площадки, служащие выводом модуля, а на краях ленты в шахматном порядке располагаются выступы из полиимидной пленки, на которых сформированы посадочные места для ИС с контактными площадками, подключаемыми к выводам кристалла и соединенными с соответствующими проводниками на ленте. После монтажа ИС, который может производиться с использованием автоматизированного сборочного оборудования, боковые выступы загибают на центральную часть поверхности ленты с нанесенным защитным покрытием так, чтобы кристаллы ИС размещались параллельно друг другу с зазором, равным двойной толщине соединительных проводников, и приклеивают загнутые участки к ленте. При этом толщина клеевого шва должна быть не менее толщины указанных проводников. Потом ленту складывают в такой последовательности и зигзагом таким образом, чтобы кристаллы ИС размещались соосно друг над другом и исключались короткие замыкания выводов ИС, не менее одного конца ленты с выводами модуля должно остаться свободным, и также склеивают участки ленты друг с другом. Слой клея служит первичной защитой модуля и его компонентов, а для основной защиты на модуле формируют оболочку из полимерного компаунда достаточной толщины или помещают его в корпус.

Известный способ монтажа микромодуля не предусматривает применение дополнительных защитных покрытий для микромодуля. Кроме того, соосное расположение кристаллов ИС в модуле не гарантирует строго параллельное расположение сторон кристалла относительно друг друга в стопке, что может вызвать перекос самой многокристальной стойки.

Задачей настоящего изобретения является создание оптимального способа монтажа микромодуля с применением дополнительных защитных покрытий и обеспечение термопрочности модуля.

Поставленная задача решается за счет того, что в технологический процесс изготовления микромодуля добавляется несколько дополнительных операций нанесения защитных покрытий.

Предлагаемый способ изготовления трехмерного гибридного интегрального модуля, содержащий гибкую печатную плату со смонтированными на ней кристаллами бескорпусных ИС и сложенными друг над другом в стопку, отличается тем, что на этапе проектирования участки платы для перегибов выполняют в виде шлейфовых фрагментов с параллельно расположенными проводниками. На этапе сборочно-монтажных работ шлейфовые участки покрывают защитным покрытием из амортизационного клеевого покрытия по всей длине полуокружности шлейфового участка, а оставшиеся участки платы покрывают термокомпенсирующим покрытием. После нанесения защитного покрытия плату складывают так, чтобы монтажные выводы были расположены симметрично относительно стойки для устойчивого положения модуля при дальнейшем использовании, а также для отсутствия перекоса модульных лепестков друг относительно друга.

Для снижения напряженно-деформированного состояния модуля места перегиба платы выполняют в виде шлейфовых фрагментов, затем на эти фрагменты наносят защитный слой из амортизационного клеевого покрытия, причем нанесение выполняют по всей длине полуокружности шлейфового участка.

Для обеспечения термопрочности, снижения термонапряжений, возникающих в модуле, предлагается использовать термокомпенсирующее покрытие, которое наносится на всю плату за исключением шлейфовых фрагментов.

Для механической прочности, устойчивого положения модуля после сворачивания в трехмерную структуру предлагается монтажные выводы располагать симметрично относительно трехмерной стопки. Такое расположение монтажных выводов позволяет избежать возможного перекоса самой стопки.

Пример.

Гибкую плату с двухсторонней системой проводников изготавливают на основе платы из полиимидной пленки ПИ-40 толщиной 40 мкм, проводники - структура хром-медь толщиной ~20 мкм, места для монтажа кристаллов ИС представляют собой своеобразные лепестки. При проектировании платы основания будущие места перегибов выполняют в виде шлейфовых фрагментов с параллельно расположенными проводниками, тем самым снижая вероятность изломов проводников. Для создания трехмерной структуры гибкая плата сворачивается так, чтобы лепестки платы, с расположенными на них ИС статической памяти, складывались в последовательности и зигзагом так, чтобы ИС находились соосно друг над другом, а монтажные выводы ИС располагались симметрично относительно трехмерной стопки. На этапе сборочно-монтажных операций шлейфовые участки покрывают по всей длине полуокружности перегиба жестким полиакриловым клеем марки ЭМ, тем самым снижается величина напряженно-деформированного состояния до 32,8 МПа, величина напряженно-деформированного состояния для модуля прототипа составляет 100 МПа. Остальные участки гибкой платы покрывают герметиком ВК-9.

Предложенный способ позволяет создавать трехмерные гибридные интегральные модули с высокой плотностью размещения компонентов и высокими показателями надежности.

Источники информации

1. Патент RU 2222074 С1, 20.01.2004; SU 1764195 A1, 23.09.1992.

2. Патент RU 2221312 С1, 10.01.2004; US 6492723 B2, 10.12.2002.

3. Патент RU 2299497, МПК H01L 25/04 - прототип.

Способ изготовления трехмерного гибридного интегрального модуля, содержащий создание гибкой печатной платы со смонтированными на ней кристаллами бескорпусных ИС, отличающийся тем, что на этапе проектирования модуля участки платы, предназначенные для перегиба, выполняют в виде шлейфовых фрагментов с параллельно расположенными проводниками, а на сборочно-монтажном этапе шлейфовые участки покрывают защитным амортизационным клеевым покрытием по всей длине полуокружности перегиба, а оставшиеся участки платы покрывают термокомпенсирующим покрытием, после чего гибкую плату складывают в стопку так, чтобы монтажные выводы были расположены симметрично относительно стопки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области конструирования радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), в частности к способам создания объемных мини-модулей для РЭА. .

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей. .

Изобретение относится к области технологии изготовления трехмерных полимерных электронных модулей с применением многовыводных электронных компонентов. .

Изобретение относится к области конструирования микроэлектронной аппаратуры с высокой плотностью упаковки и обеспечением высоких показателей надежности электронной аппаратуры.
Изобретение относится к области создания малогабаритных надежных микроэлектронных модулей, содержащих большое количество ИС. .

Изобретение относится к области силовой электроники. .

Изобретение относится к области технологии изготовления трехмерных электронных модулей, в том числе способных работать в условиях внешних воздействий таких, как при повышенном радиационном излучении, в открытом космосе, в атомных котлах, при интенсивном электромагнитном излучении, а конкретно - к способу изготовления трехмерного электронного модуля.

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением, в основном, бескорпусных электронных компонентов при расположении их и электрических связей между ними в трехмерном пространстве, а конкретно к способу изготовления многокомпонентного трехмерного электронного модуля.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при изготовлении многокристальных модулей

Изобретение относится к области технологии изготовления электронной аппаратуры с применением бескорпусных электронных компонентов при расположении их и связей между ними в трехмерном пространстве

Изобретение относится к области конструирования электронных устройств с применением трехмерной технологии и с использованием бескорпусных электронных компонентов

Изобретение относится к области сборки микроэлектронной аппаратуры с расположением электронных компонентов и содержащих их микроплат в трехмерном пространстве

Изобретение относится к области производства электронной аппаратуры с расположением компонентов и связей между ними в трехмерном пространстве. Технический результат изобретения заключается в увеличении плотности компоновки электронной аппаратуры и улучшении показателей надежности компоновки. Способ изготовления трехмерного электронного прибора включает контроль активных компонентов на пластине, резку пластины на активные компоненты, очистку, изготовление подложек групповых микроплат, посадку компонентов в окна подложек групповых микроплат, нанесение проводников на групповые микроплаты, электротермотренировку и контроль компонентов в составе групповых микроплат, вырезку годных микроплат и сборку их в пакет, нанесение проводников на грани пакета, монтаж внешних выводов, изготовление средств теплоотвода, герметизацию прибора, его финишный контроль и упаковку. 9 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области сборки сверхвысокочастотной аппаратуры с размещением электронных компонентов и связей между ними в трехмерном пространстве. Технический результат изобретения - обеспечение высокой плотности компоновки электронных компонентов с тепловыми характеристиками, исключающими появление «горячих точек», и высоких показателей надежности. Способ изготовления трехмерного СВЧ модуля включает изготовление полупроводниковых структур на пластине, разделение пластины на кристаллы сквозной резкой с точностью не менее ±10 мкм, очистку и переукладку кристаллов, нанесение изоляционного слоя через свободные маски, вакуумную посадку подложек и компонентов в них, нанесение фиксирующего состава на стыки подложек - компонентов, визуальный контроль качества закрытия стыков, вакуумное напыление проводников, удаление фиксирующего состава, отмывку микроплат, вакуумную сушку, электротермотренировку и функциональный контроль микроплат, сборку их в пакет, нанесение фиксирующего состава на стыки между микроплатами, вакуумное напыление проводников на грани модуля, удаление фиксирующего состава, отмывку модуля, вакуумную сушку, помещение модуля в изготовленную заранее оболочку, монтаж внешних выводов, заполнение оболочки пудрой, виброуплотнение, герметизацию, финишний контроль и упаковку модуля. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к полупроводниковым устройствам и способам их изготовления. В полупроводниковом устройстве, включающем подложку крепления, тонкопленочный элемент, сформированный на подложке крепления, и полупроводниковый элемент, прикрепленный к подложке крепления, полупроводниковый элемент включает в себя основную часть полупроводникового элемента и множество подстилающих слоев, расположенных стопкой на стороне основной части полупроводникового элемента, обращенной к подложке крепления, причем каждый из подстилающих слоев включает в себя изолирующий слой и рисунок схемы на изолирующем слое, и рисунки схем присоединены друг к другу через контактные отверстия в изолирующих слоях. Рисунок схемы одного из подстилающих слоев, который находится ближе всего к подложке крепления, имеет вытянутый участок, продолжающийся по направлению к тонкопленочному элементу, а тонкопленочный элемент присоединен к основной части полупроводникового элемента через соединительную линию, предусмотренную на полимерном слое, вытянутый участок и рисунки схем. Изобретение обеспечивает оптимальное соединение между тонкопленочными элементами и полупроводниковыми элементами на подложке крепления. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 33 ил.

Изобретение относится к области полупроводниковой микроэлектроники, а именно к технологии сборки полупроводниковых приборов, и может быть использовано для гибридизации матричных фотоприемных устройств методом перевернутого монтажа. В способе повышения прочности стыковки индиевых микроконтактов БИС и МФЧЭ посредством сдавливания индиевых микроконтактов, расположенных на стыкуемых кристаллах, микроконтакты на обоих кристаллах выполняют в форме вытянутых прямоугольников, расположенных под углом по отношению друг к другу, на периферии матрицы формируют множество прямоугольных микроконтактов на каждом кристалле, которое объединяют в решетки и создают опорные индиевые микроконтакты большой площади. Изобретение обеспечивает повышение прочности стыковки индиевых микроконтактов. 5 ил.

Изобретение относится к микроэлектронным устройствам, которые включают в себя многоярусные микроэлектронные кристаллы, встроенные в микроэлектронную подложку. Согласно изобретению по меньшей мере один первый микроэлектронный кристалл прикреплен ко второму микроэлектронному кристаллу, при этом между вторым микроэлектронным кристаллом и по меньшей мере одним первым микроэлектронным кристаллом размещен материал для неполного заполнения, микроэлектронные кристаллы заделаны в микроэлектронную подложку, а микроэлектронная подложка содержит первый наслаиваемый слой и второй наслаиваемый слой, между которыми образована граница раздела, причем граница раздела примыкает к материалу для неполного заполнения границы раздела, или первому микроэлектронному кристаллу, или второму микроэлектронному кристаллу. Изобретение обеспечивает повышение плотности упаковки микроэлектронного устройства. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил. .

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано при изготовлении трехмерного гибридного интегрального модуля, содержащего гибкую плату со смонтированными на ней кристаллами бескорпусных ИС

Наверх