.

Технология толстопленочных ГИС

Толстопленочные ГИС выполняют методом трафаретной печати, последовательным нанесением на подложку различных про составу паст с их последовательным вжиганием. В результате образуется прочная монолитная структура с толщиной пленки от 10 до 70 микрон.

Подложки – основной материал – красная керамика. - керамика 22 КС (использование в массовом производстве основного материала подложки) - керамика на основе окиси бериллия - поликор (Al2O3) Высокая механическая прочность керамики позволяет использовать подложку в качестве детали корпуса с отверстиями (пазами), а высокая теплопроводность керамики- изготавливать мощные микросхемы. Керамика типа поликор применяются для создания многослойной БГИС.

Пасты – представляют собой суспензии мелкодисперсных порошков основных материвлов и стекла в органическом связующем. Состав: 2/3 смеси – стекло и основной материал, 1/3 органический материал. Основные материалы: предают пленкам необходимые физические свойства, они не должны окисляться на воздухе и при высоких температурах термообработки, должны быть восприимчивы к припою. Применяют драг металлы и их сплавы: для проводящих паст – Ag, Au, Pt, Pd, In, Re для резистивных паст – кроме перечисленных + комбинации Pt-Au, Pd-Ag, Pd-Au для диэлектрических конденсатов – стекло кристаллической композиции на основе BaTiO3 – титакат бария – оксид титана. для межслойной изоляции – кристализирующее стекло с мелкой диэлектрической проницаемостью Для хорошей адгезии частиц основного материала как между собой так и к подложке в состав паст вводится мелкодисперсионный порошок стекла, чаще боросиликатного; для придания вязкости, позволяющей пасте легко проникать через сетчатые трафареты и нерастекаясь оседать на подложке, вводят дополнительные органические вещества и растворители. Данные компоненты придают пастам необходимые технологические и физические свойства. 

Основные технологические операции изготовления толстопленочных ГИС 

  • Приготовление паст     
  • Изготовление и термообработка подложки  
  • Изготовление трафаретов
  • Нанесение паст, резистинов…..
  • Термообработка паст, резистинов
  • Присоединение выводов
  • Обслуживание проводников, контактной площади и выводов
  • Подгонка резисторов
  • Монтаж навесных элементов
  • Герметизация
  • Контроль 

Нанесение паст : они наносятся на специальный автомат или полуавтомат. Способы :

  • 1- бесконтактный
  • 2- контактный
  • При бесконтактном способе подложка, на которую нужно нанести пасту установленную под трафаретом с фиксированным зазором (500-700 микрон). Паста подается поверх трафарета и передвижением ракеля через отверстия в трафарете на подложку в виде столбиков, копирующих отверстия. Растекаясь эти столбики соединяются, образуя такой же рисунок как на трафарете. Сетчатые трафареты изготовляют из капрона, нейлона, нержавеющей стали. Необходимый рисунок на трафарете получают методом фотолитографии по эмульсии, которую наносят на трафарет, качество трафаретной печати зависит от скорости перемещения и давления ракеля, зазора, натяжения трафарета и свойств пасты.
  • При контактном способе подложка устанавливается под фольгалерованным трафаретом без зазора, необходимый рисунок на трафарете получается без травителя с образованием сетки на открытых участках. Пасту можно наносить пульверизатором с помощью распыления.

Термообработка паст – нанесенную на подложку пасту подвергают сушке и вжиганию. Сушка – для удаления из пасты летучих компонентов растворителя. Проводят установленный дифракционный нагрев. Вжигание – в печах конвейерного типа, непрерывного действия с постепенным подъемом температуры до максимума, выдержкой при ней и последовательном охлаждении.

Защита толстопленочных ГИС осуществляется глазурованием поверхности изотермическими стеклами при температуре не выше 500º во избежание изменений параметров резиста. Толщина диэлектрического слоя 300-600 микрон.

Подгонка-сборка – после нанесения и выжигания всех слоев пассивной части схемы производятся подгонки пленочных элементов, монтаж навесных элементов, формирование и герметизация. Подгонка резисторов – у толстопленочных резисторов в условиях массового производства отклонение от номинального значения может составлять 50%. Подгонка толстопленочных резисторов -  для резисторов на лазерной подгонке с точностью 2% и выше в условиях массового производства. Если при лазерной подгонке сопротивление резисторов только увеличивается, засчет уменьшения его ширины, то при, так как меняются свойства резистивных пленок. Для подгонки толстопленочных конденсаторов используют вырезные части верхней обкладки.