Способ сборки гибридной фотоэлектрической схемы при непараллельном монтаже элементов

Изобретение относится к электронной технике, а именно, касается технологии изготовления гибридных микросхем, и может быть использовано в производстве гибридных фотоэлектрических сборок путем микросварки. В частности, в инфракрасной фотоэлектронике используются гибридные сборки фоточувствительных линейных или матричных массивов, размещенных на одной полупроводниковой подложке, электрически связанных с интегральными схемами считывания и предварительной обработки (ИС СПО), размещенными на других полупроводниковых подложках. Техническим результатом изобретения является улучшение качества сборки и снижение времени сборки, также техническим результатом является упрощение конструкции. Эффективность способа заключается в появившейся возможности поворота периферийных плоскостей на заданный угол, что, не снижая надежность соединений, позволяет производить сборку всех элементов гибридной фотоэлектрической схемы на любой сборочной установке. Кроме того, использование данного способа позволяет значительно повысить производительность труда. 3 ил.

 

Изобретение относится к электронной технике, а именно, к технологии изготовления гибридных микросхем, и может быть использовано в производстве гибридных фотоэлектрических сборок путем микросварки. В частности, в инфракрасной фотоэлектронике используются гибридные сборки фоточувствительных линейных или матричных массивов, размещенных на одной полупроводниковой подложке, электрически связанных с интегральными схемами считывания и предварительной обработки (ИС СПО), размещенными на других полупроводниковых подложках.

В простейшем случае, когда вышеуказанные элементы расположены в одной плоскости, сборка осуществляется при помощи проволочных выводов методом гибридно-планарного монтажа [Минскер Ф.Е. Справочник сборщика микросхем. - М.: Высш. шк., 1992. - С.70.].

При создании перспективных инфракрасных датчиков, обеспечивающих не только прием ИК-излучения и считывание электрического сигнала, но и более глубокую обработку сигнала, включающую операции предварительного усиления, фильтрации, компенсации неоднородности чувствительности датчиков матричного массива и мультиплексирования каналов, используют так называемую Z – технологию. При этом осуществляется параллельная обработка сигналов со всей строки (либо со всего столбца) матричного массива фотоприемников. Платы обработки сигнала собираются в единую структуру, к торцевой грани которой монтируется кристалл, содержащий матричный массив фотоприемников. В этом случае электрические контакты плат обработки выводятся на их торцы [Минскер Ф.Е. Справочник сборщика микросхем. - М.: Высш. шк., 1992. - С.70.] и монтаж кристалла, содержащего массив фотоприемников, осуществляется пайкой или холодной сваркой при помощи индиевых столбиков методом обратного или перевернутого монтажа (флип-чип) методом [EP (ЕПВ) A1 № 0316026, H01L21/00, 17.05.89.]. Однако такая технология монтажа очень сложна и используется для производства только специальной техники, где повышенная сложность и соответственно цена изделия определяются его исключительно тактико-техническими характеристиками.

В ряде конструкций ИК фотоприемников фокальной плоскости приходится располагать различные элементы конструкции, в частности подложки содержащие массивы фотоприемников и элементы ИС СПО, в различных плоскостях. Особенно это относится к охлаждаемым фотоприемникам фокальной плоскости при монтаже их в криостат фотоприемного устройства. В этом случае в конструкцию гибридной фоточувствительной интегральной схемы вводят гибкие токоведущие элементы, в частности полиимидные кабели, которые монтируются при помощи проволочных выводов в рамках гибридно-планарной технологии. Однако способ монтажа элементов конструкции гибридных фоточувствительных интегральных схем при помощи полиимидных кабелей имеет ряд недостатков. В частности полиимид имеет повышенное газоотделение в вакууме, имеет технологическую усадку, что не позволяет создавать полиимидные кабели с большим числом токоведущих элементов. Использование полиимидных кабелей требует развивать площадь и соответственно массу элементов крепления к устройству охлаждения фотоприемникам фокальной плоскости для их размещения, что не целесообразно из-за ограниченности по массо-габаритным харктеристикам.

Общемировая тенденция к уменьшению габаритов радиоэлектронной аппаратуры требует применения новых нестандартных решений в компоновке приборов. Одним из таких решений является расположение элементов в различных непараллельных плоскостях. Такое решение открывает широкие возможности для уменьшения габаритов изделия, однако при его применении возникает проблема создания проволочных межсоединений.

Наиболее близкий аналог (прототип) такого способа сборки описан в патенте на изобретение «Способ сборки гибридной фоточувствительной схемы» [SU 1826819 H05K3/00, 30.06.1983], согласно которому коммутационные платы с размещенными на них токоведущими дорожками, кросс-платами и полупроводниковыми подложками с ИК фотоприемниками и ИС СПО соединяются между собой и размещаются в специальное устройство, позволяющее вращать полученную сборку относительно ее осей. При этом к контактной площадке кросс-платы, расположенной в первой плоскости присоединяется, например, методом ультразвуковой сварки один конец проводника, после чего сборка коммутационных плат вращается в указанном устройстве относительно соответствующей оси и фиксирует в горизонтальной плоскости смежную ей коммутационную плату. Затем второй конец проводника присоединяется к соответствующей контактной площадке, расположенной на смежной коммутационной плате. Аналогичная процедура повторяется для каждой пары соответствующих контактных площадок, расположенных на смежных коммутационных платах.

Несовершенство данного решения заключается в том, что при разварке каждой перемычки требуется поворачивать корпус прибора, что снижает производительность труда. Кроме того, данное решение требует создавать петли с очень высоким профилем, что отрицательно сказывается на качестве.

Также, к недостаткам этого патента следует отнести то, что для его воспроизведения требуется разработка и создание специального оборудования и оснастки. Кроме того, низкая надежность соединений и высокая трудоемкость процесса затрудняют использовать этот способ при создании гибридных фоточувствительных схем.

Техническим результатом изобретения является улучшение качества сборки и снижение времени сборки, также техническим результатом является упрощение конструкции.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом сборки, включающим размещение и крепление на центральной горизонтальной плоскости кристалла фотоприемника, вспомогательных плат и кристаллов, по крайней мере, на одной/двух периферийных горизонтальных плоскостях; последующее межсоединение микросваркой контактных площадок активных и пассивных элементов; центральная горизонтальная плоскость шарнирно соединена с периферийными горизонтальными плоскостями, причем контактные площадки на периферийных горизонтальных плоскостях расположены непосредственно вдоль оси вращения шарниров; после осуществления коммутации элементов производят поворот периферийных горизонтальных плоскостей на заданный угол от 0° до 180°.

В предлагаемом способе все собираемые элементы размещены и закреплены на нескольких (не менее 2-х) шарнирно соединенных между собой горизонтальных плоскостях, что позволяет, во-первых, производить сборку на серийном оборудовании без его модернизации, во-вторых, соединения на всех плоскостях и между ними можно производить за один процесс и только после осуществлять поворот плоскостей друг относительно друга на заданный угол. В-третьих, периферийная горизонтальная плоскость расположена ниже центральной, и присоединение производится на площадки, размещенные вдоль оси вращения шарниров, что позволяет осуществить поворот плоскости без существенного воздействия на сварные соединения и практически без изменения формы петли.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена гибридная фоточувствительная схема в собранном виде, где введены обозначения:

1 – центральная горизонтальная плоскость;

2 – предметный столик;

3 – периферийная горизонтальная плоскость;

4 – холодильное устройство;

5 – проволочные межсоединения;

6,7,8,9 – оси вращения периферийных плоскостей.

На фиг.2 изображена гибридная фоточувствительная схема после осуществления поворота периферийных горизонтальных плоскостей.

На фиг.3 изображена 3D модель гибридной фотоэлектрической схемы до осуществления поворота и после.

Согласно изобретению, после размещения и крепления на центральной плоскости (1) схемы фотоприемника (2) и на периферийных плоскостях (3) вспомогательных элементов (4) производят полную сборку всех элементов на всех плоскостях, затем осуществляют коммутацию (5) между центральной и периферийными плоскостями. Причем, контактные площадки на периферийных плоскостях расположены вдоль оси вращения шарниров (6,7). После осуществления коммутации производят поворот периферийных горизонтальных плоскостей на заданный угол (0° - 180°).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа заключается в появившейся возможности поворота периферийных плоскостей на заданный угол, что, не снижая надежность соединений, позволяет производить сборку всех элементов гибридной фотоэлектрической схемы на любой сборочной установке. Кроме того, использование данного способа позволяет значительно повысить производительность труда.

Способ сборки гибридной фотоэлектрической схемы, включающий размещение и крепление на центральной горизонтальной плоскости кристалла фотоприемника, вспомогательных плат и кристаллов по крайней мере на одной/двух периферийных горизонтальных плоскостях, последующее межсоединение микросваркой контактных площадок активных и пассивных элементов, отличающийся тем, что центральная горизонтальная плоскость шарнирно соединена с периферийными горизонтальными плоскостями, причем контактные площадки на периферийных горизонтальных плоскостях расположены непосредственно вдоль оси вращения шарниров, после осуществления коммутации элементов производят поворот периферийных горизонтальных плоскостей на заданный угол от 0 до 180°.



 

Похожие патенты:

Способ изготовления омических контактов фотоэлектрического преобразователя включает напыление на гетероструктуру A3B5 основы фронтального омического контакта через первую фоторезистивную маску с рисунком фронтального омического контакта и основы тыльного омического контакта, термообработку полученной структуры, формирование фронтального омического контакта через вторую фоторезистивную маску и тыльного омического контакта путем электрохимического осаждения золота в импульсном режиме при частоте импульсного сигнала 30-200 Гц, коэффициенте заполнения 0,2-0,5 сначала при плотности тока 0,002-0,005 мА/мм2 1-2 минуты, а затем при плотности тока 0,02-0,05 мА/мм2 до заданной толщины.

Изобретение относится к солнечной энергетике. Способ изготовления фотоэлектрического преобразователя включает последовательное формирование фоточувствительной полупроводниковой гетероструктуры А3В5 с пассивирующим слоем и контактным слоем GaAs, удаление контактного слоя над фотоприемными участками полупроводниковой гетероструктуры химическим травлением через первую фоторезистивную маску, обработку открытых поверхностей пассивирующего слоя ионно-лучевым травлением, осаждение антиотражающего покрытия, удаление первой фоторезистивной маски и лежащих на ней участков диэлектрического антиотражающего покрытия, формирование тыльного омического контакта и формирование фронтального омического контакта по меньшей мере через одну вторую фоторезистивную маску, содержащую подслой из антиотражающего покрытия.

Группа изобретений относится к технологии устройств твердотельной электроники и может быть использована при разработке фотоприемников видимого и ближнего ИК-диапазона.

Группа изобретений относится к технологии устройств твердотельной электроники и может быть использована при разработке фотоприемников видимого и ближнего ИК-диапазона.

Изобретение может быть использовано в электронной промышленности для преобразования световой энергии в электрическую. Способ изготовления фотопреобразователя со встроенным диодом на утоняемой подложке включает создание на германиевой подложке с выращенными эпитаксиальными слоями трехкаскадной структуры фоторезистивной маски с окнами под лицевые контакты фотопреобразователя со встроенным диодом, вытравливание диодной площадки, напыление слоев металлизации на основе серебра, удаление фоторезиста, создание фоторезистивной маски с окнами под меза-изоляцию фотопреобразователя и встроенного диода, вытравливание мезы с одновременным удалением эпитаксиальных наростов на тыльной стороне германиевой подложки, удаление фоторезиста, напыление слоев тыльной металлизации на основе серебра, отжиг контактов, вскрытие оптического окна травлением, напыление просветляющего покрытия, дисковую резку эпитаксиальной структуры, выпрямление фотопреобразователя со встроенным диодом посредством охлаждения в парах азота, после напыления слоев лицевой металлизации и удаления фоторезиста создают фоторезистивную маску под меза-изоляцию с дополнительным рисунком в виде островков, расположенных напротив контактных площадок фотопреобразователя со встроенным диодом, кроме того, при вытравливании мезы удаляют слой германиевой подложки в растворе гидроокиси тетраметиламмония, перекиси водорода и воды, далее, после отжига контактов, выпрямляют посредством охлаждения в парах азота металлизированную подложку, после этого выполняют дисковую резку эпитаксиальной структуры, затем, после вскрытия оптического окна, напыляют просветляющее покрытие, а после выпрямления фотопреобразователя со встроенным диодом выполняют химико-динамическое травление в растворе гидроокиси тетраметиламмония, перекиси водорода и воды при количественном соотношении компонентов 1÷1,5 масс.
Изобретение относится к области полупроводникового материаловедения и может быть использовано в изделиях оптоэлектроники, работающих в инфракрасной области спектра, лазерной и сенсорной технике.
Изобретение относится к области полупроводникового материаловедения и может быть использовано в изделиях оптоэлектроники, работающих в инфракрасной области спектра, лазерной и сенсорной технике.

Способ изготовления светопроницаемого тонкопленочного солнечного модуля на основе халькопирита включает нанесение слоя металлических электродов на прозрачную предварительно очищенную подложку, формирование на ней слоя металлических электродов в виде массива поочередно расположенных отдельных металлических электродов, очистку прозрачной подложки со слоем металлических электродов от отходов процесса формирования массива металлических электродов, формирование фотоактивного слоя халькопирита CIGS, нанесение буферного слоя, удаление части буферного слоя и нижележащей части фотоактивного слоя над каждым металлическим электродом для обеспечения доступа к слою металлического электрода, нанесение слоя прозрачного электрода, удаление части прозрачного электродного слоя, нижележащей части буферного слоя и нижележащей части фотоактивного слоя над каждым металлическим электродом для обеспечения доступа к слою металлического электрода, образуя последовательное соединение элементов солнечного модуля, при этом формирование фотоактивного слоя осуществляют способом электрохимического осаждения или способом печати прекурсоров фотоактивного слоя халькопирита CIGS с последующей термической обработкой, при этом нанесение прекурсоров осуществляют непосредственно на поверхность каждого металлического электрода, исключая другие участки.

Изобретение относится к солнечной энергетитке, в частности к способам изготовления фотопреобразователей на трехкаскадных эпитаксиальных структурах GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенных на германиевой подложке.

Изобретение относится к солнечной энергетитке, в частности к способам изготовления фотопреобразователей на трехкаскадных эпитаксиальных структурах GaInP/Ga(In)As/Ge, выращенных на германиевой подложке.

Изобретение относится к производству радиоаппаратуры с использованием микросхем. Устройство для формовки выводов микросхемы содержит размещенные на общем основании узел центровки положения корпуса микросхемы, манипулятор для захвата пространственно сориентированного в узле центровки корпуса микросхемы, узел перемещения пространственно сориентированной в узле центровки микросхемы для подачи ее в узел для формовки и обрезки выводов.

Изобретение относится к области изготовления электронной аппаратуры с применением многослойных печатных плат (МПП). Технический результат - создание конструкции печатной платы (ПП) с встроенными активными и пассивными бескорпусными электро-радиоизделиями (ЭРИ), не подвергающимися воздействию высоких температур и давления, позволяющей устанавливать ЭРИ высотой в сотни микрон и, как следствие, повышенной емкости и мощности.

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 относится к бесконтактному переносу и сборке компонентов с использованием лазера. В способе избирательного лазерно-стимулированного переноса кристаллов перенос с прозрачного для лазерного излучения носителя на приемную подложку осуществляют на основе режима образования вздутия многослойного динамически отделяющегося слоя при облучении сфокусированным лазерным импульсом(ами) с низкой энергией, в результате чего вздутие вызывает перенос изделия.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано для поверхностного монтажа микроэлектронных компонентов в многокристальные модули, микросборки и модули с внутренним монтажом компонентов.

Изобретение относится к технологии присоединения элемента интегральной схемы (чип) к поверхности, которая содержит проводящие рисунки. Технический результат - создание способа и устройства для быстрого, плавного и надежного подключения чипа к печатной проводящей поверхности за счет точечного характера передачи тепла и приложения давления к поверхности в точках контакта.

Изобретение относится к технологии производства многокристальных электронных модулей. В способе группового монтажа кристаллов при сборке высокоплотных электронных модулей изготавливают промежуточный носитель с зеркальным изображением знаков совмещения и временных посадочных мест кристаллов на рабочей стороне, закрепляют промежуточный носитель в установке контактной фотолитографии с системой совмещения так, чтобы рабочая сторона носителя была обращена вниз, на рабочий столик под соответствующее временное посадочное место выкладывают кристалл активной стороной вверх, позиционируют кристалл относительно знаков совмещения на промежуточном носителе, доводят его до контакта с носителем и фиксируют за счет адгезии клеевого слоя, повторяют фиксацию для других кристаллов, промежуточный носитель с необходимым набором кристаллов извлекают из установки контактной фотолитографии и фиксируют на заготовке микрокоммутационной платы, затем демонтируют промежуточный носитель с поверхности кристаллов.

Изобретение относится к технологии монтажа кристаллов бескорпусных транзисторов. Техническим результатом изобретения является повышение качества монтажа кристаллов бескорпусных транзисторов за счет уменьшения пустот в присоединительном слое.

Изобретение относится к области полупроводниковой техники и может быть использовано для стабилизации электрических параметров полупроводниковых приборов, загерметизированных в пластмассу.

Изобретение относится к полупроводниковой технике, в частности к технологии изготовления нелинейных полупроводниковых резисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.

Изобретение относится к электронной технике, а именно, касается технологии изготовления гибридных микросхем, и может быть использовано в производстве гибридных фотоэлектрических сборок путем микросварки. В частности, в инфракрасной фотоэлектронике используются гибридные сборки фоточувствительных линейных или матричных массивов, размещенных на одной полупроводниковой подложке, электрически связанных с интегральными схемами считывания и предварительной обработки, размещенными на других полупроводниковых подложках. Техническим результатом изобретения является улучшение качества сборки и снижение времени сборки, также техническим результатом является упрощение конструкции. Эффективность способа заключается в появившейся возможности поворота периферийных плоскостей на заданный угол, что, не снижая надежность соединений, позволяет производить сборку всех элементов гибридной фотоэлектрической схемы на любой сборочной установке. Кроме того, использование данного способа позволяет значительно повысить производительность труда. 3 ил.

Наверх