Резистив.рф

Немного о толстоплёночной микроэлектронике

Микроэлектроника — раздел электроники , занимающийся разработкой и изготовлением электронных компонентов , геометрические размеры которых соразмерны нескольким микрометрам или менее .

Электро́ника ( греч . Ηλεκτρόνιο — электрон ) — направление науки изучающее взаимодействие электронов и электромагнитных полей , принципы разработки электронных приборов преобразующих электромагнитную энергию , с целью передачи , преобразования и хранения информации .


История

Основными этапами развития электроники принято считать:

- изобретение радио 7 мая 1895 года А.С. Поповым,

- изобретение Ли де Форестом лампового триода,

- использование Лосевым полупроводников в генераторных и усилительных каскадах электрических сигналов,

- эволюция твёрдотельной электроники,

- эксперименты Иоффе и Шоттки),

- изобретение в 1947 году транзистора,

- возикновение интегральных микросхем и микросборок.

Знаковым событием в истории электроники следует считать изобретение радио,которое сразу же повлекло его использование в военной отрасли,морских и наземных бытовых устройствах. Первыми устройствами являлись радиопередатчики,для них незамедлительно потребовалась элементная база, чем и занялась электроника.Первыми активными элементами были электронные лампы , одновременно активно развивалась вакуумная электроника,чему способствовало также возникновение телевидения и радиолокации.

Конечно у первых электронных устройств были и недостатки,лампы имели большие габариты,вес,высокое потребление мощности.Требования к электронным приборам повышались,всё это стимулировало активное развитие электроники, в том числе твердотельной,появились транзисторы,диоды и пр,по характеристикам превосходящие электронные лампы.

Появление копьютеров способствовало возникновению и быстрому развитию микросхем и микросборок.Микросхемы становились все более сложными,одновременно уменьшаясь в размерах,что способствовало появлению микропроцессоров,а затем и копьютеров.За короткий промежуток времени активные элементы значительно уменьшились в размерах,с нескольких сантиметров радиолампы до нанометров транзисторного чипа.Всего этого удалось достичь благодаря развитию микроэлектроники.

Возможности нанотехнологии позволяют производить электронные элементы на кристалле полупроводника при сохранении своих параметров размерами единиц нанометров.Следующим шагом в эволюции возможно станет оптоэлектроника,где несущим элемнтом является фотон,который подвижнее и обладает меньшей инерцией в сравнении с парой "электрон-дырка" в полупроводниках.

Толстопленочная технология

Технологический процесс получения толстых плёнок основан на применении недорогих и высокопроизводительных процессов,что является экономически оправданным уже с мелкосерийных партий.Надёжность толстоплёночных элементов обеспечивается прочностью сцепления,более

50 кгс/см2, с поверхностью керамической заготовки,благодаря проникновению частиц материалов слоёв в поры керамики и спеканию их под воздействием высокой температуры.Основные этапы изготовления толстоплёночных изделий:

- подготовка поверхности заготовки

- разработка и изготовление комплекта фотошаблонов и сеткотрафаретов

- формирование проводящих,диэлектрических,резистивных и защитных слоёв

- лазерная подгонка

- разделенние заготовки на фрагменты

- приёмка ОТК

Подготовка поверхности керамической подложки необходима для удаления загрязнений с поверхности,в связи с малыми размерами толстоплёночных слоёв,порядка 5...15 мкм,этот процесс чрезвычайно важен для обеспечения качества изделий.Методика подготовки различна,существуют методы выдержки заготовок в моющих растворах,органических растворителях,растворах антиоксидантов в статических состояниях,принудительном перемешивании и пр.Все эти способы подробно описаны в рекомендациях по применению,а также на просторах интернета.Детально их описывать нет смысла,так как они преследуют одну цель,а разница в затратах на тот или иной способ.

Параллельно подготовке поверхности керамической подложки изготавливаются комплекты фотошаблонов и сеткотрафаретов.Фотошаблон представляет собой изображение слоя ,который требуется перенести на подложку,расположенное на стекле либо на плёнке,полученное фотохимическим методом.Количество фотошаблонов соответствует количеству слоёв микросборки и соответственно количеству сеткотрафаретов.Сеткотрафарет это металлическая рамка с растянутой и зафиксированной металлической либо капроновой сеткой на которую перенесено изображение слоёв с фотошаблонов.Сетка классифицируется по диаметру нити и размеру ячейки,рисунок слоя формируется методом фотоэкспонирования.

Проводящие,резистивные и пр. слои формируются методом трафаретной печати,путём продавливания через сеткотрафарет соответствующих материалов с консистенцией густой сметаны.После нанесения отпечаток контролируется,ретушируется при необходимости,затем поступает на термообработку в высоскотемпературную печь.Справедливости ради следует отметить,что в данной статье речь идёт о технологии HTCC,где работа идёт с пастами вжигающимися при высокой температуре.Толстоплёночная технология позволяет работать не только с керамическими подложками,а также с подложками из текстолита,лавсана,металла.Для каждого типа материала существуют свои пасты и режимы вжигания.

Операция лазерной подгонки актуальна для конструкций,где есть резисторы,потому как трафаретной печатью возможно получить сопротивление резисторй и технический контроль с большим допуском порядка 20...60%, а более жёсткие допуска возможны с лазерной подгонкой.Изделие укладывается на предметный стол,поступает на предварительную проверку,затем посредством лазерного луча происходит подрезка резистивного слоя,сопротивление растёт до требуемых параметров,контрольная проверка и выгрузка.

Разделение подложки на фрагменты происходит путём разлома по линиям скрайбирования далее контроль габаритных размеров.

Приёмка ОТК это заключительная операция изготовления перед упаковкой годной продукции.Приёмка представляет визуальный и технический контроль требованиям чертежа.

Толстоплёночные изделия это высокотехнологичная продукция,которая применяется в различных отраслях промышленности.