В условиях массового производства используют платы из керамики 22ХС, изготовляемые прессованием порошков или методом шликерного литья с последующим обжигом при температуре 1650 С.

Пасты для толстопленочных ГИС

Нанесение материала толстых пленок, в состав которых, как правило, входят металл, окисел металла и стекло, на пасту осуществляют продавливанием через сетчатый трафарет, имеющий закрытые и открытые участки. Для трафаретной печати материал толстых пленок должен иметь консистенцию пасты. Пасты подразделяются на проводящие (для проводников, контактных площадок и обкладок конденсаторов), резистивные и диэлектрические (для конденсаторов, изоляционных и защитных слоев).

В состав паст входят основные материалы, придающие пленкам необходимые для их функционирования физические свойства и вспомогательные материалы, придающие пастам основные технологические и физико-химические свойства. В качестве основных материалов в проводящие и резистивные пасты входят металлы: Ag, Au, Pt, Pd, In, Os, Ro и сплавы Pt-Au, Pd-Ag, Pd-Au, и многокомпонентные системы Pd-PdO-Ag.

С целью экономии драгоценных металлов для формирования резисторов применяют сплавы Ag-Ru, Bi-Ru, Ru-Ir и пасты на основе рутения.

Основным материалом для диэлектрической пасты служит размельченная керамика с высокой диэлектрической проницаемостью и тангенсом угла диэлектрических потерь, например керамика на основе BaTiO3. Для межслойной изоляции используют кристаллизующиеся стекла с малым значением диэлектрической проницаемости. Для хорошего сцепления пленки с пастой и связывания частиц основного материала между собой в состав паст вводят порошок стекла (чаше всего висмутоборосиликатные стекла). Для придания пасте необходимых вязкости и поверхностного натяжения, позволяющих ей легко проникать через трафареты и, не растекаясь, закрепляться на плате, вводят дополнительные органические вещества и растворители.

Основные технологические операции изготовления толстопленочных ГИС

Нанесение паст. Нанесение паст можно производить двумя способами: бесконтактным и контактным.

При контактном способе подложку, на которую нужно нанести пасту, устанавливают под сетчатым трафаретом с некоторым зазором; пасту подают поверх трафарета и передвижением ракеля через отверстия в трафарете переносят на подложку в виде столбиков, копирующих отверстия в сетке. Растекаясь, столбики соединяются, образуя такой же рисунок, как на трафарете. Сетчатые трафареты изготавливают из капрона, нейлона или нержавеющей стали.

Качество трафаретной печати зависит от скорости перемещения и давления ракеля, зазора между сетчатым трафаретом и платой, натяжения трафарета и свойств пасты. Необходимо строго соблюдать параллельность платы, трафарета и направления движения ракеля.

Для устранения неравномерности толщины резисторов рекомендуется составлять топологию так, чтобы все резисторы располагались по длине в одном направлении по движению ракеля. По этой же причине не рекомендуется проектировать длинные и узкие, а также короткие и широкие резисторы.

При контактном способе трафаретной печати плату устанавливают под трафаретом без зазора. Отделение платы от трафарета осуществляют вертикальным перемещением без скольжения во избежание размазывания пасты. При контактном способе пасту можно наносить пульверизацией с помощью распылителя. Точность отпечатка при контактном способе выше, чем при бесконтактном.

Термообработка паст. Пасты после нанесения подвергают термообработке – сушке и вжиганию. Сушка необходима для удаления из пасты летучих компонентов (растворителя). Сушку проводят при температуре 80 – 150 С в течении 10 – 15 минут в установках с инфракрасным (ИК) нагревом. ИК – излучение проникает в глубь слоя пасты на всю его толщину, обеспечивая равномерную сушку без образования корочки на поверхности.

Вжигание производят в печах конвейерного типа непрерывного действия с постепенным повышением температуры до максимальной, выдержкой при ней и последующим охлаждением. Ряд печей содержит приставки ИК – сушки, что позволяет объединить эти операции.

Если одна и та же паста наносится на обе стороны платы, то возможны раздельное нанесение и вжигание пасты с каждой стороны, а также нанесение пасты с одной стороны, нанесение, сушка и вжигание с другой стороны при одновременном вжигании ранее нанесенной пасты.

Зашита толстопленочных ГИС. Ее осуществляют глазурованием поверхности сформированной пленочной структуры стеклами с низкой температурой размягчения, не превышающей 500 С во избежание изменения параметров резисторов. Толщина защитного диэлектрического слоя 30 – 60 мкм, сопротивление изоляции более 10000 МОм при постоянном напряжении 100 В.

Если толстопленочная ГИС устанавливается в корпус, то защита с использованием глазуирования, как правило, не производят.

Сборка. После нанесения и вжигания всех слоев пассивной части схемы производят подгонку пленочных элементов, монтаж навесных компонентов, армирование (установку выводов) и герметизацию.

Для осуществления контроля в процессе подгонки контактные площадки элементов должны быть облужены. Армирование можно производить до и после подгонки. Выводы и контактные переходы в виде проволочек устанавливают перед подгонкой, а рамочные выводы, соединенные между собой на общей рамке, на заключительном этапе сборки перед герметизацией. После герметизации рамку обрубают и выводы разъединяют.

Подгонка резисторов. В условиях массового производства отклонение от номиналов сопротивлений резисторов может достигать 50%, поэтому необходимо производить подгонку. Подгонка толстопленочных резисторов и конденсаторов принципиально не отличаются от тонкопленочных и производится изменением конфигурации элементов или отжигом. Используется лазерная подгонка удалением части резистивной пленки. Точность изготовления резисторов с подгонкой в условиях массового производства около 2%.

Если при лазерной подгонке сопротивление резистора только увеличивается за счет уменьшения его ширины, то отжиг нагревом до температуры 400 – 500 С позволяет изменить сопротивление в обе стороны, поскольку при этом меняются свойства резистивных пленок.

Подгонка конденсаторов. Для толстопленочных конденсаторов используют воздушно-абразивную подгонку удалением части верхней обкладки абразивом. Это сложная малопроизводительная операция, при осуществлении которой возможно повреждение диэлектрика и нижней обкладки, что снижает выход годных схем.

В толстопленочных ГИС широко применяют навесные малогабаритные конденсаторы. Монтаж навесных компонентов производят теми же методами, что и для тонкопленочных ГИС.

Толстопленочные ГИС герметизируют в металлополимерные, металлокерамические, керамические и пластмассовые корпусы или заливкой стеклоэмалью.

После очистки и отжига платы на нее наносят и вжигают поочередно с обеих сторон проводящую пасту для формирования проводников, контактных площадок и нижних обкладок конденсаторов, после чего формируют диэлектрик для конденсаторов и пересечений проводников. Верхние обкладки и пленочные перемычки изготовляют из одной пасты.

Технологический процесс изготовления ГИС

А/Б	№ операции	Наименование и содержание операции
А	005	Промывка чистых плат в деионизированной воде в УЗ поле с порошком
Б	Установка вибропромывки НО-2919; Магазин LP-Magazin Miko-Rack NKAJ 0525;
О	1. Уложить платы в ванну с дистилярованной водой 2. Запустить УЗ – установку 3. Проводить процесс в течение 10 – 15 мин. 4. Промытые платы уложить в магазин.
А	010	Термообработка плат
Б	Установка с ИК нагревом;
О	« 1 2 3 4 5 6 7 8 9 » К-во Просмотров: 310 Бесплатно скачать Курсовая работа: Проектирование ГИС и расчет элементов узлов детектора СВЧ сигналов >>> Скачать <<< Меню Поиск