Резка подложек

После нанесения всех слоев микросхемы и проверки электрических параметров, бракованные микросхемы маркируют каким-либо способом. А затем подложки разрезают на отдельные микросхемы. Резку производят на скрайтировочном станке с помощью алмазного резца. Поскольку резец не прорезает подложку на всю толщину, а делает только глубокий надрез (скрайтирует канавку), то после скрайтирования подлодку разламывают по надрезам с помощью планки с прорезью. В дальнейшем из партии нарезанных м/схем отбирают годные, укладывают их в технологическую тару передают на сборку.

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ТОЛСТОПЛЕНОЧНЫХ ГИС

1 Платы толстопленочных гис

Платы толстопленочных ГИС должны быть дешевыми, иметь высокие механическую прочность, теплопроводность, термостой­кость и химическую стойкость.

Наиболее подходящими материалами для плат толстопленочных ГИС являются высокоглиноземистая керамика 22XC, поликор и керамика на основе окиси бериллия.

Высокая механическая прочность керамики позволяет исполь­зовать плату в качестве детали корпуса с отверстиями, пазами, а высокая теплопроводность дает возможность изготовлять мощные микросхемы.

Самую высокую теплопроводность имеет бериллиевая керами­ка, но в массовом производстве ее не используют из-за высокой токсичности окиси бериллия. Керамику типа «поликор» применя­ют для создания многослойных толстопленочных БИС.

В условиях массового производства используют платы из кера­мики 22ХС, изготовляемые прессованием порошков или методом шликерного литья с последующим обжигом при температуре 1650° С.

Точность изготовления пассивной части микросхемы в значи­тельной мере зависит от плоскостности и шероховатости платы. Максимальная кривизна поверхности (макронеровность) не долж­на превышать 4 мкм на 1 мм. Шероховатость (микронеровность) рабочей поверхности платы должна быть не ниже 8-го класса (вы­сота неровностей 0,32—0,63 мкм). Более высокая чистота обработ­ки поверхности платы не нужна, так как адгезия толстых пленок к шероховатой поверхности лучше, а влияние микронеровностей мало сказывается на свойствах пленок толщиной 10—70 мкм.

Размеры плат определяются конкретной конструкцией корпусов. Максимальные размеры плат 60X48 мм. Платы больших размеров не применяют из-за ухудшения параметров пленочных элементов вследствие коробления плат при вжигании пленок. Толщина плат 0,6—1 мм.

Структурная схема технологического процесса изготовления толстопленочных гис

Вариант 1 используют для схем с проволочными выводами, герметизируемых в металлополимерные корпусы, а вариант 2 — для схем с рамочными выводами, герметизируемых в керамические, металлокерамические и пластмассовые корпусы.

2 Пасты для толстопленочных гис

Нанесение материала толстых пленок, в состав которых, как пра­вило, входят металл, окисел металла и стекло, на плату осуществля­ют продавливанием через сетчатый трафарет, имеющий закрытые и открытые участки. Для трафаретной печати материал толстых пленок должен иметь консистенцию пласты. Пасты подразделяют на проводящие (для проводников, контактных площадок и обкладок конденсаторов), резистивные и диэлектрические (для конденсаторов, изоляционных и защитных слоев).

В состав паст входят основные материалы, придающие пленкам необходимые для их функционирования физические свойства и вспомогательные материалы, придающие пастам основные технологические и физико-химические свойства. В качестве основных материалов в проводящие и резистивные пасты входят металлы Ag, Au, Pt, Pd, In, Os, Ro, сплавы Pt—Аu, Pd—Ag, Pd—Аu, мно­гокомпонентные системы Pd—PdO—Ag.

С целью экономии драгоценных металлов для формирования резисторов применяют сплавы Ag—Ru, Bi—Ru, Ru—Ir и пасты на основе рутения.

Основным материалом для диэлектрической пасты служит размельченная керамика с высокой диэлектрической проницаемостью и низким tg δ, например керамика на основе ВаТiOз. Для межслойной изоляции используют кристаллизующиеся стекла с малым значением диэлектрической проницаемости. Для хорошего сцепле­ния пленки с платой и связывания частиц основного материала между собой в состав паст вводят порошок стекла (чаще всего висмутоборосиликатные стекла). Для придания пасте необходимой вязкости и поверхностного натяжения, позволяющих ей легко проникать через трафареты и, не растекаясь, закрепляться на плате, вводят дополнительные органические вещества и растворители. В состав паст входит примерно ²/₃ основного вещества и стекла и ¹/₃ органических добавок. Характеристики проводящих и резистивных паст приведены в табл. 1—2.

Таблица 1 Характеристики проводящих паст (ПП)

Обозначение пасты	Толщина слоя, мкм	Удельное поверхностное сопротивление PS , Ом/П, не более	Область применения
ПП-1	10—20	0,05	Для изготовления проводников, нижних обкладок конденсаторов и контактных площадок первого слоя с размерами сторон элементов не менее 0,2 мм
ПП-2	15—20	5,0	Для изготовления верхних обкладок конденсаторов, не смачиваемых припоем при лужении
ПП-3	15—25	0,05	Для изготовления проводников, нижних обкладок конденсаторов и контактных площадок под монтаж навесных компонентов с жесткими выводами
ПП-4	15—25	0,05	Для изготовления проводящих элементов, наносимых на слой диэлектрика

Таблица 2 Удельное поверхностное сопротивление ps резистивных паст (ПР)

Обозначение пасты	ПР-5	ПР-100	ПР-500	ПР-1к	ПР-Зк	ПР-6к	ПР-20к	ПР-50к
Удельное поверхностное сопротивление ps, Ом/П	5	100	500	1000	3000	6000	20 000	50 000