Описание решения и конечных устройств
Гибридная интегральная схема (ГИС) — это миниатюрный электронный модуль, который объединяет бескорпусные полупроводниковые компоненты (чипы, кристаллы), пассивные элементы (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности) и проводники, смонтированные на общей изоляционной подложке (как правило, из керамики, стекла или ситалла).
В отличие от монолитных полупроводниковых микросхем (где все элементы создаются внутри одного кристалла кремния) в ГИС компоненты производят по разным технологиям, а затем собирают на одной плате. Пассивные элементы (резисторы, конденсаторы) часто наносят непосредственно на подложку методами тонкопленочной или толстопленочной технологии.
Гибридные схемы занимают нишу между дискретными компонентами и сложными монолитными чипами и применяются в авиационной и космической технике, оборонной промышленности, медицинской технике, телекоммуникациях и силовой электронике.
Внешний вид конечных устройств
* «Применение технологии поверхностного монтажа в производстве гибридно-интегральных модулей СВЧ» https://www.mwsystems.ru/publications.html/id/15
«Производство гибридных микросборок НЧ-, ВЧ- и СВЧ-диапазона» https://www.irz.ru/technology/proizvodstvo-gibridnyh-mikrosborok-nch-vch-i-svch-diapazona-chastnogo-...
Примеры конечных изделий
|
Категория |
Примеры конечных изделий |
Ключевое применение и особенности |
|
Прецизионная электроника |
Эталонные источники напряжения и тока, высокоточные операционные усилители, высокоточные АЦП/ЦАП |
Требуется исключительная точность и стабильность параметров. Лазерная подгонка резисторов позволяет достичь точности в доли процента |
|
Силовая электроника |
Модули управления силовыми ключами, автомобильные регуляторы и датчики, аудиоусилители мощности |
Высокая рассеиваемая мощность, отличная теплопроводность керамической подложки и устойчивость к вибрациям |
|
Высокочастотная (СВЧ) техника |
Усилители мощности, СВЧ-смесители, аттенюаторы, коммутаторы для радаров и связи |
Низкие паразитные параметры и отличные высокочастотные характеристики благодаря керамической подложке. ГИС экономически эффективнее монолитных ИС для мелкосерийного производства |
|
Аэрокосмическая и оборонная промышленность |
Бортовые компьютеры, авионика, системы управления полётом, интерфейсы датчиков |
ГИС в герметичных корпусах выдерживают жёсткое излучение, перепады температур и вибрации |
|
Медицинское оборудование |
Кардиостимуляторы и дефибрилляторы, слуховые аппараты, диагностические приборы |
Критически важны миниатюризация, высочайшая надёжность (ошибка = риск для жизни) и биосовместимость. ГИС используются благодаря возможности создать сверхплотный и надёжный модуль |
|
Телекоммуникации |
Согласующие цепи, нагрузочные резисторы, модули для 5G-инфраструктуры (базовые станции, ВЧ-модули) |
Требуется высокая термостабильность и способность обрабатывать высокочастотные сигналы в условиях перепада температур |
|
Промышленная электроника |
Датчики, контроллеры, прецизионное измерительное оборудование |
Обеспечение высокой надёжности и точности в условиях индустриальных помех и перепадов температур |
Технологический маршрут
Плазменная очистка
Установка плазменной очистки
Установка очистки в химических растворах
Нанесение резистивных и проводящих слоев
Установка термического испарения
Для проводящих слоев используются материалы с высокой проводимостью: медь (Cu), золото (Au), алюминий (Al), а также адгезионные подслои (например, нихром, титан).
Фотолитография
Установка прямого лазерного экспонирования
Установка нанесения фоторезиста
Установка проявления фоторезиста
Установка совмещения и экспонирования
Химическое травление
Установка жидкостной химической обработки пластин
Удаление материала пленки (резистивной, проводящей или диэлектрической) с участков, не защищенных фоторезистивной маской.
Подложка погружается в химический раствор (травитель), который растворяет незащищенные участки пленки.