grubych warstw technika
 
Encyklopedia PWN
grubych warstw technika,
jedna z technik stosowanych w mikroelektronice, gł. przy produkcji układów scalonych warstwowych (hybrydowych).
Polega na nanoszeniu metodą sitodruku w odpowiednich miejscach podłoża izolacyjnego warstw o grub. do kilkudziesięciu µm, o określonych właściwościach, a następnie poddaniu ich procesowi wypalania mającemu na celu nadanie im odpowiedniej przyczepności do podłoża i pożądanych cech użytkowych. Materiałem podłoża jest najczęściej ceramika korundowa o dużej zawartości tlenku glinu, Al2O3. Do wytwarzania warstw służą pasty, w których skład wchodzą drobnodyspersyjne zawiesiny (w nośniku org. zawierającym żywice syntet.) odpowiednich substancji (zwykle proszków metali i ich tlenków oraz szkieł, najczęściej borowo-ołowiowo-krzemowych), decydujących o właściwościach pasty, a zatem i o właściwościach otrzymanej warstwy.
Pasty nanosi się na podłoże (zwykle automatycznie w tzw. sitodrukarkach) metodą przeciskania przez oczka siatki (z tworzywa sztucznego lub metalu) pokrytej tzw. maską (wykonaną metodą fotochemiczną), odwzorowującą topografię układu grubowarstwowego (zaplanowany rozkład elementów elektronicznych i ścieżek połączeń). Proces wypalania przeprowadza się w piecach tunelowych w odpowiedniej (najczęściej 700–1000°C), dokładnie kontrolowanej (do ±1°C) temperaturze, zależnej od rodzaju stosowanej pasty. Kilkakrotne przeprowadzenie operacji nakładania warstwy i wypalania umożliwia wytworzenie wszystkich, przewidzianych w projekcie układu, elementów i połączeń między nimi. Warstwy przewodzące (wytwarzane z past przewodzących, których gł. składnikami są najczęściej: złoto, srebro, ich stopy z palladem i platyną, czasami niewielkie ilości szkieł), o małej rezystywności, pełnią funkcję połączeń między elementami układu, pól kontaktowych do przyłączania zewn. elementów indywidualnych oraz elektrod kondensatorów i rezystorów grubowarstwowych; warstwy rezystywne (wytwarzane z past rezystywnych, zawierających gł. metale i ich tlenki z dodatkiem szkieł), o znacznie większej niż warstwy przewodzące rezystywności, stanowią rezystory grubowarstwowe; warstwy dielektryczne (wytwarzane z past dielektr., zawierających gł. nieprzewodzące tlenki metali, np. TiO2, lub ich spieki, np. BaTiO3), o dużej rezystywności i zwykle dużej przenikalności elektr., są wykorzystywane do otrzymywania kondensatorów grubowarstwowych (nanosi się na przemian warstwy pasty przewodzącej i dielektr.); warstwy izolacyjne (wytwarzane z past izolacyjnych, zawierających gł. szkła specjalne), o dużej rezystywności i małej przenikalności elektr., są stosowane do otrzymywania skrzyżowań i izolacji elementów obwodów wielowarstwowych; warstwy zabezpieczające (wytwarzane z past zawierających szkła o stosunkowo niskiej temperaturze mięknienia, ok. 500°C) służą do ochrony układu przed wpływami czynników zewnętrznych. Techniką tą rzadko wytwarza się cewki indukcyjne. Jej wadą jest brak możliwości wytwarzania tranzystorów i in. elementów czynnych.
T.g.w. znajduje zastosowanie przede wszystkim przy wytwarzaniu krótkich serii hybrydowych grubowarstwowych układów scalonych o niezbyt dużej złożoności, odznaczających się możliwością pracy przy znacznej mocy, dużym napięciu, wielkiej częst. (układy mikrofalowe) oraz spełniających specjalne wymagania co do stabilności i tolerancji wartości parametrów charakteryzujących elementy układów. Szczególnym zastosowaniem jest tzw. superhybrydyzacja, tj. wytwarzanie układów hybrydowych polegające na montowaniu w otrzymywanych t.g.w. układach warstwowych nieobudowanych struktur monolitycznych układów scalonych (produkowanych w długich seriach). Ponadto t.g.w. wykonuje się indywidualne (dyskretne) rezystory stałe i potencjometry o znacznej mocy (do kilku watów) oraz o wąskiej tolerancji rezystancji (nie przekraczającej 0,5%). T.g.w. odznacza się prostotą, małą pracochłonnością i niskimi kosztami wytwarzania elementów elektronicznych.
Mirosław Rusek
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia