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 Dвн/Dн = 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.