Тема 14

Толстопленочная технология.

Последовательность этапов производства толстопленочных ИМС:

«К» - промежуточный контроль.

Особенности толстопленочных технологий.

Толщина толстых пленок от 0,5 микрон до 50 микрон.

Трудоемкость изготовления по этой технологии в три раза меньше, чем по тонкопленочной технологии.

Более высокий процент выхода годных.

Не требует тщательного соблюдения чистоты производственных помещений.

Менее дорогостоящая технология (более простое и дешевое оборудование; дешевые подложки; рациональное использование материалов).

Более мобильные технологии.

Недостатки толстопленочной технологии:

Значительный разброс сопротивлений и емкостей.

Отсутствие перспектив создания толстопленочных активных элементов.

Требования к подложкам:

Высокая прочность.

Необходимая плоскостность или плоскопараллельность.

Высокая теплопроводность.

Хорошая адгезия к наносимым материалам.

Высокая термическая (до 1000 °C) и химическая стойкость.

Минимальное газовыделение.

Согласование ТКЛР подложек и материалов и слоев.

Определенное значение .

Пасты.

Оксиды для создания диэлектрических слоев.

Паста состоит из двух фаз: твердая фаза и жидкая фаза.

Твердая фаза (75%):

Металл (для проводящих паст).

Оксиды металлов (для диэлектрических и резистивных паст).

Фритта.

Жидкая фаза (25%)

Смолы (или смолообразующие добавки 3,5%).

Растворитель (

Компоненты, изменяющие текучесть пасты (

ПАВЫ (поверхностно-активные волны 3%).

Тиксотропия – зависимость текучести пасты от прилагаемого давления – основное свойство. Второе свойство – вязкость и текучесть.

Диэлектрические пасты.

Диэлектрик конденсатора.

Диэлектрический слой в многослойной коммутационной микроплате.

Проводниковая паста (проводящая паста).

Проводники.

Электроды конденсаторов.

Контактные площадки.

Металлизация по кромкам.

Сквозная металлизация отверстий.

Требования к проводниковым пастам.

Высокая удельная проводимость.

Адгезия и подложкам.

Способность к соединению (микроконтактирование).

Возможность нанесения тонких линий.

Совместимость паст.

Выдерживает условия эксплуатации.

С помощью разных паст можно получить разные требования.

Минимальная ширина линий от 50 до 250 мкм.

Сопротивление проводниковых паст находится в диапазоне от 0,003 до 0,09 .

Температура сжиганий 650 – 1000 °C.

Из чего делают пасту: Au; Au – Pt; Au – Pd; Ag – Pd.

Резистивные пасты.

Резисторы.

Термисторы.

Из чего делают пасту: Pd + PdO (требования определяет резистивность пасты); Ag – Pd.

2Pd + O₂ = 2PdO

При получении на основе этих паст низкоомных и высокоомных резисторов, ТКС у них будет разное.

Паста на основе Ar-Pd (серебро-паладиевая паста).

2Pd+0₂=2PdO (300-400)°С.

Pd+Ag=PdAg

Ag

ТКС

PdAg

PdO

ТКС

стекло

Диэлетрические пасты.

Требования к этим пастам:

Идентичность ТКЛР ().

Хорошая адгезия.

Инертность материалов по отношению друг к другу.

Минимальный тангенс угла диэлектрических потерь .

Оптимальное значение (пробои).

Изготовление масок.

Трафареты:

Фольговые трафареты (25 – 125 мкм).

Сетчатые трафареты (диаметр сетки: 0,1 – 0,002 мм).

Технологические параметры процесса:

h – толщина между трафаретом и подложкой (составляет 0,25 – 1,5 мм).

P_р – давление ракеля (10 – 15 кг на 1 мм длины лезвия).

V_р – скорость ракеля (15 ).

Натяжение сетки.

Вжигание паст.

Вжигание паст.

Для вжигания используют трех-пятизонные конвейерные печи.

Технологические факторы процесса термообработки:

Температура.

Скорость движения подложки через печь.

Этапы сушки:

1. Выравнивание поверхности.

2. Испарение жидкой органики.

Среда (воздух, азот).

Создание:

Осткловлевание.

Спекание.

Вжигание в подложку.