4 Технологический процесс

Преддипломная практика проходила на базе предприятия научно- исследовательского центра ФГУП «18 ЦНИИМОРФ», в отделе конструирование и изготовление микрополосковых СВЧ плат.

Где мы ознакомились с характеристикой производства , основными этапами изготовления микрополосковых СВЧ плат и изготовили плату на подложке.

1. Участок проектирования топологии микроплат.

Работа с САПР на ПЭВМ.

Чертеж микрополосковой СВЧ платы, создание которого ведется в САПР КОМПАС, подразумевает наличие исходного готового проекта платы, выполненного в САПР радиоэлектронных устройств (РЭУ). В модуле схем проектируется схема электрическая принципиальная с применением РЭ из единых библиотек, затем посредством трансляции данных (списка соединений) в модуле плат автоматически размещаются РЭ согласно схеме электрической принципиальной. Кроме того, в проекте ПП также можно применять единые библиотеки. РЭ размещаются (вручную или автоматизировано) в пределах контура платы. Далее происходит ручная, полуавтоматическая или автоматическая трассировка проводников с применением программы-автотрассировщика. Модуль символов и модуль корпусов, а также модуль библиотек служат соответственно для создания символов, посадочных мест и наполнения компонентов в единые библиотеки РЭ. В описанный процесс входит моделирование — применение систем инженерных расчетов (Computer-aided engineering, CAE). Результатами процесса проектирования РЭУ являются готовая схема РЭУ и данные проектирования микрополосковой СВЧ платы. Однако, помимо этого, необходимо наличие комплекта конструкторской документации (КД), в который входят: схема электрическая принципиальная — Э3, перечень элементов — ПЭ3, чертеж микрополосковой СВЧ платы, сборочный чертеж РЭУ и спецификация на него. Для оформления по Единому стандарту конструкторской документации (ЕСКД) проектов, выполненных в САПР P-CAD 2002, предназначена программа Design DBX .

2. Участок изготовления фотошаблонов.

Изготовление прецизионных фотошаблонов для изделий МЭ. Получение элементов фотошаблонов оптическим и лазерным методами.

Фотошаблон- стеклянная пластина (подложка) с нанесенным на ее поверхности маскирующим слоем- покрытием образующим трафарет с прозрачными и непрозрачными для оптического излучения участками. В процессе фотолитографии слой фоторезиста экспонируется в соответствии с рисунком покрытия, имеющегося на фотошаблоне.

Подложку фотошаблона выполняют из обычного стекла. В качестве материала маскирующего слоя фотошаблона обычно используется хром, оксиды хрома, железа и др., образующие твердые износостойкие покрытия.

После экспозиции фотопленка должна быть проявлена. Это происходит в 4 этапа. Первый этап называется проявлением. Здесь скрытое изображение действует, как катализатор в реакции восстановления, так что обеспечивается разница между экспонированными и не экспонированными кристаллами.

Чтобы сделать изображение устойчивым, фотопленка должна подвергнуться процессу фиксирования, при котором из фотоэмульсии удаляются кристаллы галлоидного серебра. В результате операции фиксирования металлическое серебро остается в местах, где оно было экспонировано. После проявления и фиксации, фотошаблон должен быть хорошо промыт для удаления побочных химических продуктов. Если они все же останутся, при сушке они проявят себя в виде многочисленных кристаллов, которые могут разрушить желатиновый слой, сделать его недостаточно прозрачным. Завершающий процесс – сушка, в процессе которой испаряется вода.

Возможности участка:

- типы фотошаблонов: эмульсионные и металлизированные;

- минимальный размер топологии 2 мкм;

- точность изготовления ± 0,2 мкм;

- контроль геометрических размеров на фотошаблоне с точностью ± 0,1 мкм

3) Участок напыления тонких пленок.

Вакуумное нанесения тонких пленок различных материалов на керамические подложки. Методы напыления: магнетронное напыление при постоянном токе; электронно-термическое испарение; ионно-катодная бомбардировка.

Возможности участка:

- толщина напыляемых пленок от 10 нм до 10 мкм;

- распыляемые материалы: хром, медь, титан, резистивные сплавы, золото, никель.

4) Участок фотолитографии и резки.

Материалы применяемые при изготовлении: поликор, ситалл, Duroid, стеклотекстолит «Rogers»

Фотолитография- это метод получения рисунка тонкой плёнке материала. Для получения рисунка используется свет определенной длины волны.

Процесс фотолитографии происходит так:

1. На толстую подложку (в микроэлектронике часто используют кремний) наносят тонкий слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На этот слой наносится фоторезист.

2. Производится экспонирование через фотошаблон (контактным или проекционным методом; см степпер).

3. Облучённые участки фоторезиста изменяют свою растворимость и их можно удалить химическим способом (процесс травления). Освобождённые от фоторезиста участки тоже удаляются.

4. Заключительная стадия — удаление остатков фоторезиста.

Если после экспонирования становятся растворимыми засвеченные области фоторезиста, то процесс фотолитографии называется позитивным, иначе – негативным.

Фоторезист — специальный материал, который изменяет свои физико-химические свойства при облучении светом.

5) Участок сборки и монтажа микросборок.

Компонентами поверхностного монтажа являются миниатюрные радиоэлементы и микросхемы, конструктивно выполненные в безвыводном исполнении, либо имеющие короткие выводы и упакованные в носители, позволяющие использовать их в высокопроизводительном оборудовании

Монтажная (электромонтажная) пайка представляет собой процесс механического и электрического соединения металлических деталей с нагревом ниже температуры их расплавления путем смачивания и заполнения зазора между ними расплавленным припоем и сцепления за счет отверждения паяного шва.

Развитие процессов на границе раздела: припой – спаиваемые поверхности – проходит несколько стадий: адсорбция – адгезия – смачивание – физическое растворение или поверхностные химические реакции – сцепление

6) Участок прецизионной обработки материалов

Размерная обработка керамических подложек и плат из фольгированных диэлектриков для изделий МЭ.

Лазерная обработка керамических материалов типа поликор, сапфир, ситалл и др. лазерная резка изделий из нержавеющей стали, сплавов алюминия, титана и др. Фрезеровка и сверловка отверстий лазером - минимальный диаметр лазерного пятна 50 мкм, минимальный диаметр отверстий 200 мкм.