Толстопленочные платы

Для пояснения сущности процесса воспользуемся рис. 7.30. Вместо циклов «осаждение тонкой пленки в вакууме — фотолитография» в данном случае используются циклы «нанесение пасты через трафарет — сушка — вжигание», а подложку заменяют на керамическую — термостойкий прочный материал.

Для формирования многоуровневой системы соединений используют проводящую и диэлектрическую пасты. Поскольку толщина межслойной изоляции в 2—3 раза превышает толщину проводящего слоя, для получе­ния качественных контактных переходов проводят предварительно одно-или двукратное нанесение проводящей пасты в окна изолирующего слоя по циклу «нанесение пасты через трафарет — сушка» (без вжигания). На заключительном этапе изготовления платы аналогичный прием исполь­зуют для формирования монтажных площадок, которые впоследствии облуживают лудящей пастой.

Следует подчеркнуть, что в многоуровневых системах соединений вжи­гание паст в керамику происходит лишь на границе нижнего проводящего и нижнего изолирующего слоев с подложкой. Прочность сцепления после­дующих слоев друг с другом обеспечивается за счет расплавления в них низкотемпературного стекла и затем его отвердения.

Рис. 7.31. Последовательность формирования коммутационной платы на основе

ано­дированного алюминия (нижние уровни):1 — подложка; 2,7—слои алюминия; 3,6—фотомаска;

4,5 — слои оксида алюминия

Платы на основе многослойной керамики

В отличие от предыдущих типов плат, все слои которых формируют на общей подложке, в данном случае каждый проводящий слой наносят на собственную индивидуальную подложку из необожженной («сырой») кера­мики. Впоследствии отдельные листы керамики с проводящим рисунком собирают в пакет.

Исходными заготовками платы являются листы пластичной керамики толщиной 0,1 мм, полученные методом экструзии (выдавливанием пластич­ной керамической массы через щелевидный фильер). В отдельных листах керамики пробивкой или сверлением получают базовые отверстия, а затем(базируя листы по этим отверстиям) — отверстия под контактные переходы диаметром не менее 0,1 мм (рис. 7.32, а). Используя те же базовые отверстия на каждой заготовке, через сетчатый трафарет заполняют отверстия под пе­реходы проводящей пастой, а затем с помощью другого трафарета наносят проводящий рисунок и сушат.

Следует подчеркнуть, что вследствие высоких температур (1400.. .1700 °С) последующего обжига керамики приходится отказываться от высокоэлек­тропроводных серебряно-палладиевых паст и использовать пасты на основе частиц тугоплавких металлов (вольфрама или молибдена).

Затем, используя те же базовые отверстия, отдельные листы собирают в пакет (рис. 7.32, б), подпрессовывают и штамповкой отделяют периферийную часть с базовыми отверстиями.

Рис. 7.32. Коммутационная плата на основе многослойной керамики:

а — отдельные керамические подложки с проводящим рисунком; б — плата в сборе (показаны нижний и два верхних уровня)

Пакет подвергают высокотемпературной обработке. При этом протекают два параллельных процесса: вжигание проводящего рисунка в керамику и спекание (взаимодиффузия) частиц окислов, из которых состоит керамическая масса. На первой стадии обжига также происходит раз­ложение и удаление пластификатора (технологической связки).

Выходящие на поверхность платы монтажные площадки на основе вольф­рама или молибдена не допускают сварки и не смачиваются припоем. Для воз­можности облуживания таких площадок и последующей их пайки на них пред­варительно путем химического осаждения из раствора создают слой никеля.