Современная электроника №4/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2019 формировался слой оксида алюминия (см. рис. 2б), на который затем наносил- ся слой металлизационой пасты мето- дом теплового переноса, описанным в статьях [8, 9]. Для изготовления метал- лизирующей ленты была использова- на установка ГМ 975, в которой при- меняется принцип полива суспензии из смеси металлических порошков и органических компонентов. Установка позволяет изготавливать ленту шири- ной до 150 мм любой заданной толщи- ны – от 10 до 180 мкм. Для изготовле- ния ленты приготавливалась суспензия, состоящая из металлических порошков молибдена, марганца и кремния в соот- ношении 75/20/5% с добавлением бин- дера, пластификатора и растворителя. Металлические порошки и органиче- ские растворители загружались в фар- форовый барабан и размешивались на шаровой мельнице в течение 24 ч. Гото- вая суспензия заливалась в воронку, из которой она выливалась на движущую- ся фторопластовую плёнку по металли- ческому столу установки со скоростью 1 м/мин. Толщина получаемой ленты задавалась расстоянием между филье- рой и органической подложкой, а также величинойщели фильеры и скоростью протяжки органической подложки. Для переноса пасты на выступы под- ложки последние нагревали до темпе- ратуры +150±20°С и затем плотно при- жимали к полимерной плёнке с нане- сённым слоем металлизационной пасты, который под воздействием дав- ления и температуры приклеивался к поверхности керамической подложки, чётко повторяя след соприкосновения с выступами. Если высота выступов относитель- но поверхностей впадин (пробель- ных мест) составляла менее 0,1 мм, то при толщине слоя металлизационной пасты 0,03 мм и более перенос проис- ходил одновременно как на поверх- ность выступов, так и на поверхность впадин, т.е. металлизационная паста переносилась на всю поверхность под- ложки и рисунок не пропечатывался. Если же высота выступов относитель- но поверхностей впадин находилась в диапазоне 0,1…0,3 мм, то при толщине слоя металлизационной пасты 0,03 мм и более тепловой перенос металлиза- ционной пасты происходил только на поверхность выступов с пропечатыва- нием чёткого топологического рисун- ка. После переноса металлизацион- ного слоя тепловым методом подлож- ки сушились в печи при температуре +200°С в течение 2,5 ч. Далее осущест- влялось вжигание металлизации в водо- родных печах при температуре +1320°С в течение 3,5 ч. После вжигания метал- лизационного слоя осуществлялись очистка подложки и гальваническое осаждение слоя никеля (см. рис. 2в). Для этого покрытые слоем металли- зационной пасты выступы, формиру- ющие топологический рисунок, сое- динялись между собой с помощью игольчатой гребёнки для обеспече- ния гальванического контакта. Очист- ка подложек проводилась в щелочном растворе NaOH 10 г/л при темпера- туре обработки +65…+85 ° С в течение 5–10 мин. После промывки в деиони- зированной воде в течение 0,5–1 мин и декапирования в смеси из 1 части пла- виковой кислоты (HF) и азотной кисло- ты (HNO3) при соотношении 1/3 осу- ществлялось покрытие слоем никеля подложек с нанесённой металлизаци- онной пастой в никелевом электролите при плотности тока 2 А/дм 2 в течение 12 мин. Для осветления поверхности никелевого покрытия производил- ся осветляющий отжиг в среде сухо- го водорода при температуре +900 ° С в течение15 мин (см. рис. 2г). Точно такая же последовательность операций выполнялась и на керамиче- ских подложках размером 15 × 10 мм и толщиной 1 мм из оксида алюминия (Al 2 O 3 ), карбида кремния (SiC) и кар- бида бора (В 4 С). Измерения адгезии металлизаци- онного покрытия на выступах кера- мических подложек методом прямо- го отрыва никелевого стержня диаме- тром 1 мм, припаянного серебряным припоем, показали, что усилия отрыва составляют 6–8 кг/мм 2 . Данные значе- ния являются достаточными для обе- спечения требований по паяемости и свариваемости покрытия при сборке ГИС и устойчивости его к механо-кли- матическим воздействиям в процессе дальнейшей эксплуатации ГИС в соста- ве радиоэлектронных устройств. З АКЛЮЧЕНИЕ В отличие от известных методов лазерной металлизации керамических подложек, в данной работе предложе- но решение по формированию задан- ного топологического рисунка за счёт облучения лазером участков поверхно- сти подложек из спечённой керамики и образования на её поверхности углу- блений и выступов. Разработанная технология металли- зации позволяет: ● осуществлять микрообработку подло- жек из различных керамических ма- териалов (нитрида алюминия, оксида алюминия, карбида кремния, карбида бора) путём послойного удаления ке- рамического материала сфокусиро- Рис. 2. Общий вид керамической подложки с топологическим рисунком после лазерного облучения: а) с выступами серого цвета и впадинами, покрытыми тонкой металлической плёнкой чёрного цвета; б) с выступами, покрытыми вожжённой металлизационной пастой, и впадинами, покрытыми тонкой плёнкой оксида алюминия; в) с выступами, покрытыми вожжённой металлизационной пастой со слоем гальванического никеля; г) с выступами, покрытыми вожжённой металлизационной пастой со слоем припечённого гальванического никеля а б в г