14.Этапы технологического процесса формирования многоуровневых межсоединений толстопленочной коммутационной 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 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 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 отвердения.

15. Фотолитографический процесс производства тонкопленочных коммутационных плат. Опишите последовательность операций фотолитографического метода формирования элементов конфигураций коммутационной платы, содержащей резисторы и проводники.

Формирование слоев (уровней) тонкопленочной платы выполняется на общей подложке из электроизолирующего материала (ситалл, поликор и др.) путем повторяющихся циклов осаждение тонкой пленки в вакууме — фотолитография. Из рис. 7.30 следует, что осажденный сплошной слой электропроводящего металла (чаще всего алюминия) после фотолитографии превращается в систему проводников, перпендикулярных плоскости черте­жа. В этой системе предусматривают расширенные площадки для контакт­ных переходов на следующий уровень. В осажденном затем в вакууме изо­лирующем слое с помощью фотолитографии получают окна для контактных переходов, и вновь осаждается электропроводящий слой, в котором фотоли­тографией формируют систему проводников, ортогональных к нижележа­щим. При этом через окна в изоли­рующем слое создается контактный переход. Эти циклы повторяются вплоть до последнего, верхнего уровня металлизации. В последнем изолирующем слое вскрываются Рис 7.30. Структура тонкопленочной лишь окна над монтажными пло-коммутационной платы (нижние уровни) щадками: для электромонтажа компонентов и периферийными площадками для монтажа микросборки в целом в модуле следующего уровня (например, на ГШ ячейки).

Нетрудно заметить, что с первого же цикла обработки в многоуровне­вой системе возникает и развивается рельеф, создающий ступеньки в изоли­рующих и проводящих слоях (на рис. 7.30 отмечены кружками). Эти участ­ки являются потенциальной причиной отказа: в первом случае — пробоя изоляции, во втором — разрушения проводника.

16.Масочный процесс производства тонкопленочных коммутационных плат. Опишите последовательность операций масочного метода формирования конфигураций элементов коммутационной платы, содержащей резисторы, проводники, пересечения пленочных проводников и конденсаторы.

Сохранение плоскостности покрытий на каждом этапе обработки обеспечивает применение в качестве изолирующих слоев оксида алюминия (АЬОз), получаемого путем окисления алюминиевого покрытия в электро­лите. В зависимости от режимов электролитического окисления (анодиро­вания) можно с малой скоростью роста получить пленку оксида алюминия с высокими электрическими свойствами или ускоренно получить пленку с пониженными электрическими свойствами. В первом случае плотную плен­ку получают на мягких режимах (малые плотности тока) и используют для изоляции смежных уровней проводников. Во втором случае пористую плен­ку формируют на форсированных режимах (высокие плотности тока) и ис­пользуют для изоляции соседних проводников одного уровня, причем сни­жение пробивной напряженности пленки компенсируется увеличением толщины (точнее — ширины) пленки (U^=E^ d).

На рис. 7.31 показана последовательность формирования первого цикла обработки. После осаждения на подложку 1 сплошного слоя алюми­ния 2 на поверхности формируют фотомаску 3, рисунок которой соответст­вует рисунку промежутков между будущими проводниками. Вы­полнив на мягких режимах изби­рательное анодирование алюми­ния, получают тонкий (около 0,2 мкм) и плотный слой 4 А1₂0з (рис. 7.31, а). Далее (рис. 7.31, б) фото­маску удаляют и выполняют ано­дирование на форсированных ре­жимах на всю толщину пленки 5 (маской при этом служит тонкий плотный слой окисла). Путем фо­толитографии (рис. 7.31, в) уда- _{Рис> 7}л. Последовательность формирова-ляют участки тонкого окисла, не ния коммутационной платы на основе ано-защищенные фотомаской б, для дарованного алюминия (нижние уровни)

создания контактных переходов и напыляют (рис. 7.31, г) следующий сплошной слой алюминия 7 (второй уровень металлизации). Затем описан­ный цикл повторяется.