4.2. Толстопленочные микросборКи

Элементы толстопленочных микросборок выполняются по толстопленочной технологии, включающей нанесение на определенные участки поверхности изолирующей подложки методом трафаретной печати слоев проводниковых, резистивных и диэлектрических паст с последующим их вжиганием. В процессе вжигания нанесенные слои приобретают необходимые электрофизические свойства, которые и определяют параметры формируемых элементов микросборок.

Толщины слоев после вжигания составляют 10 ... 30 мкм, что на 2 - 3 порядка превышает толщину тонких пленок аналогичного назначения.

Особенностью толстопленочной технологии является наличие операции высокотемпературного вжигания пасты. Отсюда следует одно из важных требований к материалу подложки – выдерживать высокую температуру, часто более 1000 ˚С. Это требование не позволяет применять ситалловые подложки, используемые для тонкопленочных микросборок, и делает очевидным применение керамики. Широкое применение находит керамика на основе глинозема, содержащая до 99,6% оксида алюминия, а также стеатитовая керамика, брокерит на основе оксида бериллия, титанатная керамика.

Подложки проходят тщательную отмывку с последующей прокалкой в печах при температуре 600-700 ˚С, а затем на них наносятся пасты.

Пасты являются основным материалом для производства толстопленочных микросборок (резисторов, проводников и диэлектриков пленочных конденсаторов). Пасты представляют собой тщательно перемешанные составы с высокой вязкостью и состоящие из порошков благородных металлов, их оксидов и стекловидного связующего в органических растворителях.

В процессе изготовления толстопленочных микросборок пасту наносят через трафарет, подсушивают при температуре 100-150 ˚С для удаления летучих растворителей, а затем обжигают в печи при температурах 600-1000 ˚С и более, в зависимости от состава пасты. В процессе обжига органическое связующее выгорает, а стекловидная связующее плавится, смачивает частицы и обеспечивает при охлаждении склеивание их между собой и керамической подложкой.

Пасты для резисторов составляют на основе металлов (палладий, серебро), оксидов этих металлов, оксидов рутения, иридия, таллия, а также диэлектрической фазы - свинцовоборосиликатных стекол различного состава. Изменяя содержание стеклофазы можно регулировать сопротивление резистивных пленок в широких пределах.

Для формирования диэлектриков конденсаторов R-С-сборок, а также в качестве герметизирующих покрытий используют диэлектрические пасты. Герметизирующие покрытия предохраняют микросборку или отдельные ее элементы от проникновения влаги, механических повреждений. Для этих целей обычно используют легкоплавкие стекла. Пасты для изолирующих слоев состоят из специальных стекол: свинцовоборосиликатных или свинцовоцирконийсиликатных..

Основной недостаток толстопленочных элементов – низкая точность номинального значения (15-20%). Поэтому при изготовлении элементов микросборок, особенно резисторов, необходима их подгонка к номинальному значению. Существуют следующие методы подгонки – механическое соскабливание, анодирование, обработка абразивом, лазерным или электронным лучом. Для толстопленочных резисторов в основном применяют абразивную и лазерную подгонку номиналов. Абразивная подгонка заключается в удалении резистивного материала струей абразивного порошка, однако подложка и вся схема при этом загрязняется, а также невозможно обрабатывать резисторы малой ширины. Практически не имеет недостатков метод лазерной подгонки, лазерное оборудование при этом используется и для выполнения других операций.

Вопросы для самопроверки

1. Какие виды технологии используются для изготовления пассивных микросборок?

2. Какова область применения пассивных микросборок?

3. Какими методами осуществляется подгонка толстопленочных резисторов?

4. Какие материалы подложек используются при изготовлении пассивных микросборок?

5. Что представляет собой метод трафаретной печати? В каких технологических процессах этот метод используется?

6. Функции каких электрорадиоэлементов могут быть реализованы в единой микросборке?