Дипломная работа: Разработка измерителя влажности

Выбор материала подложки

Подложки ГИС служат диэлектрическим и механическим основанием для расположения активных и пассивных элементов. Подложка изолирует отдельные элементы ГИС и является теплоотводным элементом конструкции. Для обеспечения заданных электрических параметров микросхем материал подложки должен обладать:

высоким коэффициентом теплопроводности для эффективной передачи тепла от тепловыделяющих элементов (резисторов, транзисторов, диодов) к корпусу;

малым тангенсом угла диэлектрических потерь;

высокой механической прочностью, обеспечивающей целостность подложки с нанесёнными элементами, как в процессе её изготовления, так и при её эксплуатации;

высокой химической инертностью к осаждаемым материалам для снижения временной нестабильности параметров плёночных элементов;

стойкостью к воздействию высокой температуры в процессах формирования элементов;

стойкостью к воздействию химических реактивов в процессе подготовки поверхности подложки перед нанесением плёнок при их химическом осаждении;

способностью к хорошей механической обработке (полировке, резке).

Кроме перечисленных выше требований, материал подложки должен обладать высоким объёмным и поверхностным сопротивлением, в том числе, в присутствии влаги и электролитов.

В полной мере, перечисленным требованиям не удовлетворяет ни один материал, а некоторые требования находятся в противоречии друг к другу. Поэтому, выбор материала подложки основан на компромиссном решении.

Для гибридных интегральных схем, где необходимо обеспечить интенсивный отвод тепла, как правило, применяют керамический материал поликор. Этот материал имеет высокую механическую прочность, высокую теплостойкость, меньшие значения тангенса угла диэлектрических потерь на высоких частотах.

Недостатком керамики является значительная шероховатость поверхности, что затрудняет получение воспроизводимых номиналов тонкоплёночных элементов. Для ГИС, не испытывающих больших механических воздействий, применяют ситаллы и бесщелочные боросиликатные стёкла, поскольку это наиболее дешёвые материалы. Кроме того, они имеют наименьший коэффициент линейного расширения, что может определять стабильность параметров ГИС. Одним из существенных недостатков ситаллов и боросиликатных стекол является их малая теплопроводность, поэтому они используются в маломощных микросхемах. В табл. 4.1 приведены основные параметры подложек [4,6,5].

Таблица 4.1 Электрофизические параметры материалов подложек ГИС

Ситалл СТ-32-1	Ситалл СТ-38-1	Поликор	22ХС (96%Al2 O3 )
Класс чистоты обработки поверхности	14	14	12-14	12
Температурный коэффициент линейного расширения ТКЛР * 10-7 при Т = 20...3000 С	30...34	83	75...85	60
Диэлектрическая проницаемость e при f=106 Гц	6...7	7,3...8	10	10,3
Тангенс угла диэлектрических потерь при f=106 и Т = 200 С	16*10-4	15*10-4	1*10-4	6*10-4
Относительная стоимость	1	1	20	20

Выбор материала резисторов

Параметры тонкоплёночных резисторов определяются свойствами применяемых резистивных материалов, толщиной резистивной плёнки и условиями её формирования. Чем меньше толщина плёнки, тем выше удельное поверхностное сопротивление r_s , но одновременно повышается температурный коэффициент сопротивления (TKR), а также ухудшается временная и температурная стабильность плёнок. То есть при выборе материала для резисторов необходимо учитывать не только величину удельного поверхностного сопротивления, но и TKR плёнки, допустимые мощности рассеяния, стабильность резистивных свойств плёнки во времени [4].

Для этих целей наиболее пригодны хром, нихром, ванадий, тантал.

Хром удовлетворяет практически всем требованиям, предъявляемым к материалу резистивной плёнки. Он достаточно тугоплавок, образует стабильную и плотную оксидную плёнку, имеет большое удельное сопротивление, достаточно технологичен, кроме того, при некоторых технологических операциях хром может одновременно использоваться в качестве адгезионного подслоя. Основные параметры резистивных материалов приведены в табл. 4.2 [4,6,5].

Таблица 4.2 Электрофизические параметры резистивных материалов

Нихром Х20Н80

Хром

Кермет К-50С

Тантал ТВЧ

Сплав МЛТ-3

« 1 2 3 4 5 6 7 8 » К-во Просмотров: 444 Бесплатно скачать Дипломная работа: Разработка измерителя влажности >>> Скачать <<< Меню Поиск