Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/IBM/D19820616Elc034.shtml

Структура многослойной керамической подложки

Новая керамическая подложка фирмы International Business Machines Corp., предназначенная для теплопроводящего модуля ТСМ, изготовляется на быстродействующем оборудовании из листов «сырой», т.е. необожженной керамики, находящейся в глиноподобном состоянии. Металлизированные дорожки наносятся через трафарет на эти листы, которые затем комбинируются и спекаются вместе, так что в результате создается твердая стабильная многослойная структура (см. рисунок).

В качестве исходного сырого материала для каждого слоя подложки берется окись алюминия. Вначале она смешивается с фриттой — материалом, состоящим из окиси алюминия и стекла, — к которой добавляются связка и растворитель. Затем материалы перемалываются в шаровой мельнице до образования однородной массы.

Эта масса подается на установку непрерывного литья, вначале предназначавшуюся для выпуска бумаги, а затем сильно переделанную и приспособленную для изготовления многослойной керамики. Установка снабжена приспособлением, известным под названием «скальпеля» (docfor blade) и служащим для нанесения тонкого однородного слоя керамической массы на непрерывно движущийся пластмассовый лист. Этот лист проходит через ряд зон нагрева, где из керамической массы испаряются растворители, а на пластмассе остается сухой керамический необожженный лист однородной толщины.

Керамический лист снимается затем с пластмассового носителя, проверяется и наматывается на большие катушки. Из этих листов вырезаются квадратные куски размером 185*185 мм, в которых на быстродействующих штампах пробивается в каждом слое до 36 000 сквозных соединительных отверстий. Затем через металлический трафарет на каждый лист наносится молибденовая паста, которая заполняет соединительные отверстия и образует требуемую конфигурацию проводников. Для каждого слоя подложки создается через трафарет свой рисунок проводников.

После образования проводящих рисунков листы проверяются с помощью современного прибора, работающего по принципу растрового сканирования, с целью обнаружения дефектов рисунка. В приборе данные, полученные при проверке керамических листов, сравниваются с информацией, хранящейся в компьютере, связанном с автоматической системой проектирования фирмы IBM (Эта система обеспечивает каждый этап проектирования, проверки и изготовления подложки.) Все листы сканируются вертикально и горизонтально с целью обнаружения таких дефектов, которые могут быть скорректированы на этапе проверки. Затем необожженные листы складываются друг с другом и подвергаются термообработке под давлением. В результате образуются слоистые подложки, содержащие от 28 до 33 слоев.

На этом этапе слоистые подложки содержат проводящие дорожки, соединения между слоями и изолирующие слои. Они обрезаются так, чтобы в конце концов были нужным образом скорректированы их размеры в необожженном состоянии, и затем спекаются в печах при температуре выше 1500°С до получения твердости черепицы. Так как при обжиге объем слоистой подложки уменьшается примерно на 40%, этот процесс должен тщательно контролироваться, с тем чтобы в результате его проведения в окончательно готовой подложке точно обеспечивались заданные размеры.

Затем подложки гальванически покрываются никелем и золотом, после чего проводится операция проверки, в ходе которой быстро проверяются на отсутствие коротких замыканий и обрывов сотни тысяч электрических соединений. Электрические дефекты идентифицируются по типам и местоположению, после чего результаты проверки подтверждаются специальным анализирующим устройством. Для исправления бракованного модуля в требуемом месте ликвидируется поверхностное соединение между контактной площадкой, предназначенной для приварки проволочного вывода, и внутренней разводкой. Затем на поверхности подложки соответствующим образом прокладывается дискретное проволочное соединение. Изготовление подложки завершается одновременной припайкой твердым припоем к нижней поверхности 1800 входных-выходных выводов и металлической рамки. Рамка необходима для образования герметичного уплотнения между собранной подложкой и корпусом модуля.

Кристаллы с логическими БИС или матричными ЗУ монтируются на подложке путем сборки лицевой стероной вниз. При этом используется пайка расплавлением дозированного припоя. Впервые этот процесс был использован фирмой в 1960-х годах для сборки в корпус однокристальных ИС, предназначенных для компьютеров серии 370. Кристаллы помещаются на подложку и паяются расплавлением дозированного припоя в атмосфере азота примерно при 350°С. При этом одновременно создаются тысячи соединений кристаллов с модулем. Затем в каждом модуле проводится проверка кристаллов, смонтированных на своих местах.

После проверки в чистой окружающей атмосфере корпус модуля соединяется с рамкой, припаянной к подложке. Соединение осуществляется с использованием С-образного кольца, образующего герметичное уплотнение.

Родительская статья:

Теплоотводящий корпус, вмещающий 133 кристалла БИС

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 55, No.12 (642), 1982г - пер. с англ. М.: Мир, 1982, стр.57

Electronics Vol.55 No.12 June 16, 1982 A McGraw-Hill Publication

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Конструирование и производство





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/IBM/D19820616Elc034.shtml