Iparpolitikai Tájékoztató, 1976 (13. évfolyam, 1-12. szám)
1976 / 5. szám
ad. 3. Az új alkalmazási területek felkutatásánál elsősorban a villamosipari igények kielégítése a célkitűzés. E területen ugyanis egyre jobban fokozódik az igény az eddig mechanikusan kivitelezett készülékek és elemcsoportok elektronikai megoldásokkal történő helyettesítésére. A vastagréteg technológia meglévő adottságai révén egyúttal jó összekötő kapocs lehet a monolitikus IC-k villamosipari alkalmazásához. Ez a lehetőség azonban nemcsak a villamosipari megoldásoknál lehetséges. Egyre több hír számol be arról, hogy vastagréteg, nagy integráltságú hibridek segítségével miniatürizálják a digitális logikai áramköri megoldásokat . Ezen nagymértékben integrált, digitális hibridek felhasználói jelenleg kizárólag a katonai és űrhajózási területekről kerülnek ki. Ennek megfelelően rendkívül kis méretű tokozást igényelnek, mostoha környezeti viszonyokat figyelembe (pl. Jupiter és Szaturnusz űrhajók) véve. Ilyen vastagréteg hibrid megoldás mellett döntött pl. a Jet Propulsion Laboratórium (JPL), amely a Mariner-program fővállalkozója. A Marinerhez készülő memória négy db 3x3 hüvelykes négyrétegű hibrid lapból áll és mindegyik 2048 l6bites szót, azaz 32768 bitet tartalmaz. A megoldás kivitelezésére az Algorex Data Corp. kapott megbízást. A cég előrejelzése szerint mindössze három hónap telik el, amíg a logikai diagramból olyan műszaki megoldás születik, amelyet a JPL vizsgálhat. A megoldás költsége az alacsony, 100 eW-os tartományba esik, amely mindössze fele a hagyományos, nem vastagréteg hibriddel kombinált megoldásnak. Az Algorex Data Corp. az előző feladat mellett egy másik, digitális hibridekkel készülő rendszer tervezésével is foglalkozik - egy meg nem nevezett ország részére -, amely nagy sebességű, 20 MHz-es órajel idővel és 16 bites vezérlőegységgel rendelkezik. Ez a központi vezérlőegység 75 digitális IC-ből, 25 diszkrét aktív és passzív chipből épül fel .Ezeket 10 réteges, 2 hüvelykes négyzetes kerámiahordozón helyezik el,amely 0,2 hüvelyk vastag.Ez négyzethüvelykenként ennél a berendezésnél 25 chipes IC-sűrűséget jelent. Jelenleg a gyárthatóság határa 30 chip/négyzethüvelyk körül van. A nagymértékben integrált digitális hibridek tervezése számítógéppel történik. Ennek során a számítógép nemcsak a logikai diagramot tervezi meg, hanem a kerámiahordozó rajzolatait, a gyártáshoz szükséges dokumentációkat (pl. darabjegyzék), maszkokat stb. A VASTAGRÉTEG ÁRAMKÖRÖK DISZKRÉT ALKATRÉSZEI Az előzőekben jelzett feléb fejlesztési területek mellett rövid áttekintést nyújtunk a vastagréteg áramkörök kialakításához szükséges diszkrét alkatrészekről is, amelyeknek széles választéka áll ma már a konstruktőrök rendelkezésére. E nagy területen belül a passzív alkatrészeknél kiterjedten használják a fémezett homlokfelületű többrétegű kondenzátorokat. Ezen kondenzátoroknak magasabb ugyan az előállítási költsége mint a huzalkivezetőjű kondenzátoroknak, de alkalmazásuk lehetővé teszi az automatikus szerelést, kisebb a helyszükségletük, nagyobb a megbízhatóságuk. Mindezek együttvéve előnyt jelentenek a huzalkivezetőjű típusokhoz képest. A Ta kondenzátorok és az induktivitások (utóbbiak hangolható kivitelben is) chip kivitelben, már 2x2x1 mm-es térfogatban is rendelkezésre állnak. Rendkívül kényes a helyzet a hibrid áramköri felhasználásra alkalmas aktív elemeknél. A kis méretű, tokozott építőelemek hiánya folytán, mindenekelőtt az USA-ban, fokozatlan félvezető kristályokat alkalmaznak, amelyeket a hibrid áramkörbe beépítenek és huzallal összekötnek. Ezek a módszerek a kristályelőállítási költségek folytán jutányos árat biztosítanak, azonban a reprodukálhatóságuk és a kihozataluk nem problémamentes. Ezért a hibrid áramköri felhasználáshoz ismételten előtérbe került a diszkrét félvezetőknél a TO 5, TO 18 és TO 92 tok, míg az integrált áramköröknél a TO 8 és a DIL tokozás alkalmazása. Mindenesetre nem mikroelektronikai jellegű az a megoldás, amikor egy 1,2x2,0 mm2-es építőelemet 6x17 mm2-es házba helyeznek csak azért, hogy könynyen kézben tartható összeköttetési technológiához jussunk. Ezért Európában a diszkrét félvezetőknél elterjedt a SOT 23, valamint a NA 149 tokozás és egyre növekvő választékkal, fokozódó darabszámban áll a hibrid áramkör gyártók rendelkezésére. Ugyanez nem mondható el a SOT 43 tokozású integrált áramkörökről, bár itt is nyilvánosságra került egy olyan eljárás, amely szerint az IC-k egy flexibilis műanyag szalag segítségével - amelyen egy réz-vezető sínekből álló minta található - a környezetükben elhelyezett egyéb áramköri elemekkel összeköthetők. Az USA-ban az alapirányzat olyan "flip-chip"-ek alkalmazása felé mutat, amelyek kifejezetten vastagréteg áramköri alkalmazást elősegítő forrasztási pontokkal - "solder bums" - vannak ellátva. Emellett speciális alkalmazásokra beam-load eszközöket is ajánlanak. A megnevezett alkatrész-építőelem kiviteli formák teljesítik azokat a követelményeket, amelyeket általában a vastagréteg hibrid áramköri elemekkel szemben támasztanak, nevezetesen: kis méretek, könnyű beforraszthatóság és előzetes bemérési lehetőség, automatikus szerelhetőség. A JELENLEGI HAZAI HELYZET Az előzőekben bemutattunk néhány olyan fejlesztési területet, amely a vastagréteg hibrid integrált áramkörökre nemzetközi vonatkozásban jelenleg jellemzőnek tekinthető s néhány példa felhasználásával utalunk a jövő lehetőségeire is. A hazai helyzet megítéléséhez figyelembe kell venni, hogy a magyar népgazdaság 1975. december 18-án törvényerőre emelt V. ötéves tervében foglaltak szerint az elektronikai alkatrészek termelését a tervidőszak során 120— 130%-kal kell növelni. A tervtörvény nem részletezi, de alkatrésziparunk helyzetéből adódik, hogy egyes területeken, elsősorban a legkorszerűbb műszaki színvonalat képviselő alkatrészeknél,ennél is nagyobb növekedéssel kell számolni. A vastagréteg áramkörök területe pedig éppen ebbe a kategóriába tartozik. Ezt bizonyítja, hogy a nemzetközi irányzatokhoz csatlakozóan a hazai elektronikai alkatrészfejlesztés is - az adottságokat és a lehetőségeket mérlegelve - nagy gondot fordít e technika fejlesztésére. A IV. ötéves tervidőszak során magas színvonalú kutatást, fejlesztést