Vlastnosti a aplikace
Ve srovnání s tenkovrstvými hybridními integrovanými obvody se silnovrstvé hybridní integrované obvody vyznačují flexibilnějším designem, jednoduchým procesem a nízkou cenou a jsou vhodné zejména pro malé šarže více odrůd Výroba. Z hlediska elektrického výkonu snese vyšší napětí, vyšší výkon a vyšší proud. Pracovní frekvence tlustovrstvých mikrovlnných integrovaných obvodů může dosáhnout více než 4 GHz. Je vhodný pro různé obvody, zejména analogové obvody spotřební a průmyslové elektroniky. Jako miniaturní desky s plošnými spoji byly široce používány substráty s tlustovrstvými sítěmi.
Hlavní proces
Podle schématu zapojení nejprve rozdělte několik schémat funkčních součástí a poté pomocí metody rovinného rozložení převeďte na podložku plošné rozložení obvodu a poté použijte metoda fotogravírování k výrobě drátu Tlustý film šablona webu pro sítotisk. Nejčastěji používanými substráty pro silnovrstvé hybridní integrované obvody jsou aluminová keramika s obsahem 96 % a 85 %; když je požadována obzvláště dobrá tepelná vodivost, používá se keramika z oxidu beryllitého. Minimální tloušťka substrátu je 0,25 mm a nejekonomičtější rozměr je 35×35-50×50 mm. Hlavními procesy pro vytváření sítí tlustých vrstev na substrátu jsou tisk, slinování a odporové ořezávání. Běžně používaným způsobem tisku je sítotisk.
Procesem sítotisku je nejprve upevnění síta na rám tiskového stroje a poté nalepení šablony na síto; nebo naneste fotocitlivé lepidlo na obrazovku, abyste vytvořili šablonu přímo na ni, a poté ji položte na obrazovku. Položte substrát, nalijte kaši z tlustého filmu na síto, použijte stěrku k vtlačení kaše do sítě a poté ji vytiskněte na substrát, abyste vytvořili požadovaný vzor silné fólie. Běžně používaná drátěná pletiva jsou pletivo z nerezové oceli a nylonové pletivo a někdy se používá také pletivo z PTFE.
Během procesu slinování se organické pojivo zcela rozloží a odpaří a pevný prášek se roztaví, rozloží a spojí za vzniku hustého a silného silného filmu. Kvalita a výkon tlustého filmu úzce souvisí s procesem slinování a okolní atmosférou. Rychlost nárůstu teploty by měla být pomalá, aby se zajistilo, že organická hmota je zcela vyloučena dříve, než sklo teče; doba slinování a maximální teplota závisí na použité suspenzi a struktuře filmu. Aby se zabránilo praskání tlustého filmu, měla by být také řízena rychlost chlazení. Běžně používanou slinovací pecí je tunelová pec.
Aby bylo dosaženo nejlepšího výkonu tlustovrstvé sítě, je třeba po zapálení odporu upravit odpor. Mezi běžně používané metody úpravy odporu patří pískování, laser a úprava napěťovým impulsem.
Tlustý filmový materiál Tlustý film označuje filmovou vrstvu o tloušťce několika mikrometrů až desítek mikrometrů vytvořenou technologií tisku a slinování na substrát. Materiál použitý k výrobě této filmové vrstvy se nazývá tlustý filmový materiál.
Tlustý filmový materiál je typ barvy nebo kaše, která je tvořena jednou nebo několika pevnými částicemi (0,2–10 mikronů) rovnoměrně rozptýlenými v nosiči. Pro usnadnění tisku a tvarování musí mít pasta vhodnou viskozitu a tixotropii (tu vlastnost, že se viskozita mění s vnější silou). Pevné částice jsou nedílnou součástí tlusté fólie, která určuje vlastnosti a použití fólie. Nosič se během procesu slinování rozkládá a uniká. Nosič obsahuje alespoň tři složky, pryskyřici nebo polymerní pojivo, rozpouštědlo a povrchově aktivní látku. Pojivo poskytuje základní reologické vlastnosti kaše; rozpouštědlo zředí pryskyřici a poté se odpaří, aby se vysušil natištěný vzor; aktivátor způsobí, že pevné částice infiltrují nosič a řádně se dispergují v nosiči.
Podle povahy a účelu tlusté fólie se používá pět typů past: vodičová, rezistorová, dielektrická, izolační a zapouzdřovací pasta.
Vodičová pasta se používá k výrobě tlustovrstvých vodičů, které tvoří propojení, vícevrstvé vedení, mikropáskové vedení, pájecí oblasti, silnovrstvé rezistorové svorky, tlustovrstvé kondenzátorové desky a nízký odporový odpor. Svařovací plocha se používá pro svařování nebo lepení diskrétních součástek, zařízení a externích vodičů a někdy se také používá pro svařování na kovovém krytu, aby se realizovalo zapouzdření celého substrátu. Silnovrstvé vodiče mají různá použití a neexistuje žádná pasta, která by vyhovovala požadavkům všech těchto použití, takže se používají různé vodivé pasty. Společnými požadavky na vodivou pastu jsou velká elektrická vodivost, silná adheze, ochrana proti stárnutí, nízká cena a snadné pájení. Běžně používané kovové komponenty ve vodivých pastách jsou zlato nebo zlato-platina, palladium-zlato, palladium-stříbro, platina-stříbro a palladium-měď-stříbro.
V silnovrstvých vodivých pastách se kromě kovových prášků nebo kovových organických sloučenin s vhodnou velikostí částic vyskytují skleněné prášky nebo oxidy kovů s vhodnou velikostí a tvarem částic a organické nosiče pro suspendované pevné částice. Sklo může pevně vázat kovový prášek na substrát a vytvořit silný filmový vodič. Běžně používané sklo bez alkálií, jako je borosilikátové olovnaté sklo.
Tlustovrstvé rezistory jsou nejranější vyvinuté a nejlépe vyráběné tlustovrstvé součástky v tlustovrstvých integrovaných obvodech a lze vyrobit různé odpory. Hlavními požadavky na silnovrstvé rezistory jsou vysoký měrný odpor, nízký teplotní koeficient odporu a dobrá stabilita.
Stejně jako vodivá pasta má i odporová pasta tři složky: vodič, sklo a nosič. Jeho vodičem však obvykle není kovový prvek, ale sloučenina kovového prvku nebo kompozit kovového prvku a jeho oxidu. Běžně používané pasty jsou rezistorové pasty na bázi platiny, ruthenia a palladia.
Tlusté filmové dielektrika se používají k výrobě miniaturních tlustovrstvých kondenzátorů. Základními požadavky na něj jsou velká dielektrická konstanta, malá ztrátová tangenta, velký izolační odpor, vysoké výdržné napětí, stabilita a spolehlivost.
Střední kaše je vyrobena z nízkotavitelných částic skla a keramického prášku rovnoměrně suspendovaných v organickém nosiči. Běžně používaná keramika je baryová, stroncia a vápenato-titaničitanová keramika. Změnou relativního obsahu skla a keramiky nebo složení keramiky lze získat silné dielektrické filmy s různými vlastnostmi, které splňují potřeby výroby různých tlustovrstvých kondenzátorů.
Tlustovrstvá izolace se používá jako izolační vrstva pro vícevrstvé vodiče a křížené vodiče. Požadavky na něj jsou vysoký izolační odpor, nízká dielektrická konstanta a koeficient lineární roztažnosti, které se mohou shodovat s jinými vrstvami fólie. Běžně používané pevné prášky v izolační kaši jsou skleněné a keramické prášky bez alkálií.
Seznam referencí
P. J. Holmos a R.G. Losby, Handbook of Thick FilmTechnology, Electrochemical Pub., Ayr, Skotsko, 1975.