Гибридная интегральная схема (ГИС, англ. hybrid circuit, hybrid microcircuit) — это электронный модуль, в котором различные технологии изготовления компонентов объединены на общей диэлектрической подложке (substrate). Отличительная черта — сочетание тонкоплёночных (thin-film) или толстоплёночных (thick-film) пассивных элементов (резисторов, проводников, конденсаторов), наносимых непосредственно на подложку, с навесными активными компонентами (полупроводниковыми кристаллами, корпусированными ИМС, дискретными элементами). Соединение осуществляется методом проволочной разварки (wire bonding) или монтажа перевёрнутого кристалла (flip-chip).
Технология и конструкция
В качестве подложки чаще всего используют керамику (оксид алюминия, Al₂O₃) из-за её высокой теплопроводности, стабильности и гладкой поверхности. Толстоплёночные элементы формируются методом трафаретной печати (screen printing) проводящих, резистивных и диэлектрических паст с последующим высокотемпературным обжигом. Тонкоплёночные элементы создаются методом вакуумного напыления или распыления. После формирования пассивных элементов на подложку устанавливают (приклеивают или припаивают) кристаллы (die) или компоненты в корпусах, после чего выполняют межсоединения.
Область применения и значение
Гибридные схемы исторически предшествовали современным полупроводниковым ИМС и до сих пор сохраняют нишевое, но важное применение там, где требуются прецизионные пассивные элементы, высокая мощность, работа в экстремальных условиях (высокие температуры, радиация) или компактность, недостижимая для печатных плат. Они широко используются в авионике, космической технике, медицинском оборудовании, силовой и СВЧ-электронике (например, в усилителях мощности). Производство гибридных схем, как правило, относится к категории мелкосерийного или штучного, высокотехнологичного производства и требует специализированных знаний и оборудования.
Контроль качества и стандарты
Контроль качества гибридных схем включает проверку геометрии плёнок, точности сопротивлений, качества разварки (по IPC-7721) и герметичности корпусированных модулей. Стандарты IPC, такие как IPC-6018 «Specification for High Frequency (Microwave) Printed Boards», могут применяться для некоторых аспектов, однако для гибридных схем существуют и более специализированные нормативные документы, включая исторические стандарты МОП (Министерства электронной промышленности СССР) и современные отраслевые спецификации.
Источники: Отраслевые стандарты и руководства по производству гибридных интегральных схем (в т.ч. исторические ГОСТы и РТМ МЭП), стандарты на испытания электронных компонентов (например, ГОСТ Р 52962-2008 на методы испытаний ГИС), IPC-7721 «Rework and Repair».