При сочетании тонкопленочных схем с монолитными серьезной проблемой являются межсоединения. В настоящее время общепринятой стала практика размещения твердых схем в плоских корпусах. Несомненно, что то же самое можно проделать с тонкопленочными схемами. Однако такое решение не соответствовало бы общим целям микроэлектроники, как можно видеть из следующих соображений.
В настоящее время кремниевые твердые схемы обычно соединяются с внешними узлами при помощи проводников. С точки зрения выхода годных истоимости необходимо, чтобы контактные площадки в этих схемах были очень малы. Малые размеры контактных площадок делают невозможным применение пайки, и на смену ей приходит другой метод — термокомпрессия, которая дает возможность присоединять к схеме очень тонкие проводники.
Таким образом, между стадией диффузии и стадией окончательной сборки вклинивается большое число механических операций. Рассмотрим последовательность таких операций применительно к типичному модулю с 10 внешними выводами.
1. Модуль (chip) располагается на ножке и закрепляется в этом положении.
2. Между соответствующими контактными площадками на модуле и выводами ножки привариваются тонкие золотые или алюминиевые проволочки. Каждое из этих соединений требует двух точных установочных операций: одну, чтобы обеспечить само соединение, другую, чтобы обрезать провод в нужном месте.
3. Прибор герметизируется после тщательной подгонки ножки к колпачку.
4. Каждый из 10 выводов прибора укрепляется и приваривается в точно определенном положении на печатной плате.
5. Печатная плата должна быть изготовлена и обработана с большой точностью.
Подытожим результаты для типичного плоского корпуса с 10 внешними выводами. Имеется 30 соединений (исключая соединения на поверхности в виде напыленных алюминиевых пленок), при осуществлении которых необходимы следующие прецизионные установочные операции (см. таблицу).
Кроме того, необходимы печатная плата и общий корпус. Если учесть толщину печатной платы, несущей типичный плоский корпус, и площадь, на которой размещаются выводы, то эффективный объем схемы заметно возоастет. Типичная твердая схема, имеющая исходные размеры 1,25Х 1,25X0» 125 мм, возрастет в объеме в 1 200 раз до размеров 12,5X7,5X2,5 мм. Эти цифры убедительно иллюстрируют тот факт, что в современной микроэлектронике имеется большое поле деятельности для усовершенствований, если тщательно изучить причины отмеченной ситуации.
Одной из причин, несомненно, является медленное осознание изготовителями аппаратуры возможностей микроэлектроники. Еще несколько лет назад энтузиастам микроэлектроники серьезно отвечали: «Хорошо, но поместите вашу схему в корпус с четкой черно-белой маркировкой». Если бы изготовители аппаратуры начали исследовать возможности микроэлектронных приборов, скажем, 4 года .назад, то сейчас микроэлектроника была бы гораздо ближе к намеченной цели.
Другая причина заключается в том, что изготовители компонентов (иногда не без оснований) собираются брать на себя разработку схем и некоторую долю работы, свойственной обычно изготовителям аппаратуры.
Проблема должна быть решена так, чтобы изготовители аппаратуры имели возможность использовать схемы до присоединения проводников и герметизации. Эти последние операции целесообразно отнести к стадии сборки аппаратуры.