Технология СБИС / sbis / metodi / msb_tk

Технология тугоплавкой керамикиТехнология производства керамических корпусовКерамические корпусы обычно применяют для герметизации современных приборов, где требуется максимальная надежность.

Процесс формирования многослойной заготовки из тугоплавкой керамики начинается с подготовки керамической пасты и протекает в следующей последовательности:

Отливка

Формирование заготовки корпуса

Трафаретная печать

Образование многослойной структуры

Перфорирование

Спекание

На первом этапе готовят жидкую пасту из керамического порошка и жидкой компоненты (растворитель и смола-пластификатор). Затем из этой пасты отливают тонкие листы, пропуская над ней сглаживающее лезвие. После сушки листы разрезают в соответствии с необходимыми размерами. Далее механическим путем пробивают в них сквозные отверстия (отверстия в диэлектрических слоях, через которые осуществляются межкомпонентные соединения) и углубление для кристалла, наносят на поверхность проводящие дорожки (обычно пасту на основе порошка вольфрама) и заполняют сквозные отверстия металлом. Некоторые пластины спрессовывают друг с другом с помощью зажимного приспособления с точным совмещением. Готовая структура подвергается отжигу при температуре 1600 °С для образования монолитного спеченного материала.

После отжига пластина готова для заключительных операций по присоединению выводов и металлизации. Для подготовки к пайке выводов на вольфрам наносят никель. Выводы изготавливают из сплава Fe-Ni-Co, называемого коваром, пайку выводов осуществляют эвтектическим сплавом серебро-медь. Все внешние металлические поверхности подвергаются гальванической или электролитической обработке (обычно наносят золото на никель) для повышения качества соединения и защиты от окружающей среды. Многослойные керамические корпусы могут иметь размеры до 100x100 мм с допуском ±0.5% и содержать до 30 слоев.

Технология производства керамических корпусов очень эффективна для конструирования сложных корпусов с большим числом сигнальных, заземляющих, питающих, соединительных и герметизирующих слоев. Однако ей присущи три недостатка: трудность получения необходимых допусков размера корпуса из-за большой усадки во время обработки; высокая диэлектрическая проницаемость керамики (e = 9,5) и недостаточная теплопроводность Al2O3. Проблема допусков затрудняет использование краевой области пластины, высокая диэлектрическая проницаемость оказывает вредное воздействие на емкостную нагрузку сигнальной линии. Замена Al2O3 на BeO должна значительно улучшить тепловые характеристики и уменьшить диэлектрическую проницаемость корпусов. Корпусы из BeO найдут широкое применение в будущем благодаря потенциальной возможности улучшения рабочих характеристик керамических корпусов.