Современная электроника №5/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2019 ления [1]. При изготовлении плёноч- ных элементов по обеим технологиям дополнительно применяются методы гальванического осаждения покры- тий для обеспечения сварки и пайки в процессе сборки ГИС СВЧ. Тонко- плёночные ГИС СВЧ с толщиной про- водников примерно 3…12 мкм, наи- более широко используемые в СВЧ- устройствах, обычно имеют сложную металлизационную структуру прово- дников (см. рис. 1), изготавливаемых на полированных подложках из таких материалов, как ситалл, поликор, сап- фир, кварц и т.д. Тонкоплёночная тех- нология позволяет получать более тон- кие линии с шириной <20 мкм и точно- стью ±3 мкм, что обеспечивает меньшие потери в сравнении с толстоплёноч- ной. В связи с этим они используются на частотах до 30 ГГц и выше. Тонко- плёночные ГИС обеспечивают более высокую плотность монтажа и, следо- вательно, позволяют получить микро- схемы с лучшими электрическими, мас- согабаритными и другими характери- стиками [2]. Технологическая схема формирова- ния пассивной части ГИС СВЧ включает следующие основные операции: ● химическая обработка подложек пе- ред напылением; ● напыление резистивного слоя (одно- го или более); ● напыление контактных площадок; ● напыление проводящих слоёв меди на обе стороны подложки; ● фотолитография; ● гальваническое наращивание слоя меди; ● гальваническое осаждение слоя ни- келя; ● гальваническое осаждение слоя зо- лота. Перечисленные техпроцессы фор- мирования пассивной части ГИС СВЧ позволяют реализовать сложные радио- технические схемы, содержащие как низкоомные, так и высокоомные рези- сторы, микрополосковые линии на основе металлизационной структуры Cr, Cu, Ni, Au и контактные площадки для размещения навесных конденсато- ров и транзисторов. Однако фотолито- графические процессы имеют следую- щие особенности: ● напыляемый на обратную шлифо- ванную поверхность подложки слой меди получается пористым, легко пропускает растворы на основе со- ляной кислоты, вследствие чего про- исходит стравливание нижнего под- слоя хрома и ухудшение адгезии; ● при гальваническом осаждении сло- ёв никеля и золота наблюдается пит- тинг, из-за чего отсутствует адгезия золотого покрытия к никелевому и имеются проколы в напылённых сло- ях до поверхности керамической подложки, обусловленные её шерохо- ватостью и дефектностью; при этом изготавливаемые ГИС СВЧ имеют низкий выход годных изделий. П ОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Изготовление ГИС СВЧ по толстоплё- ночной технологии на полированной стороне обеспечивает возможность получения высокоомных (до 100 МОм) резисторов со стабильными параметра- ми при приемлемом разрешении про- водящих линий. Однако данным спо- собом невозможно изготовить схему с хорошими адгезионными свойства- ми, поскольку для обеспечения высо- кой адгезионной прочности толстоплё- ночных покрытий требуется керамика с шероховатой поверхностью с раз- мером микронеровностей 0,63 мкм и большим содержанием стекла (4–6%), а для тонкоплёночных покрытий – поли- рованная керамика, имеющая высокий класс чистоты обработки поверхности подложки, с размером микронеровно- стей 0,02 мкм и малым содержанием стекла (0,1–0,3%). Задачей настоящей работы явля- ется устранение противоречий меж- ду требованиями к тонким и толстым плёнкам при изготовлении ГИС СВЧ за счёт того, что на полированной сто- роне керамической подложки по тон- коплёночной технологии изготавли- ваются резисторы, МПЛ, контактные площадки, межсоединения и резисто- ры требуемых номиналов, а по толсто- плёночной – экранный заземляющий слой на обратной шлифованной сто- роне. Такой метод изготовления ГИС СВЧ предъявляет более жёсткие тре- бования к параметрам материалов, допускающих их совместное исполь- зование на одной подложке для полу- чения металлизационных структур из тонких и толстых плёнок. Другой задачей является разработка техноло- гии изготовления ГИС СВЧ, в соответ- ствии с которой нижняя поверхность подложки металлизируется с помощью трафаретной печати (сеткографии) и служит заземляющим экранным сло- ем, а на верхнююметодом вaкyyмного напыления наносятся тонкоплёночные резисторы, контактные площадки, кон- денсаторы и межсоединения. Для сое- динения заземляющей нижней сторо- Диэлектрическая подложка Адгезионный подслой хрома Адгезионный подслой хрома Слой напылённой меди Слой напылённой меди Гальванически наращенный слой меди Гальванически наращенный слой меди Слой гальванического никеля Слой гальванического никеля Слой золота Слой золота Рис. 2. Технологическая схема комбинированнoгo метода изготовления плат Рис. 1. Металлизационная структура проводников Очистка Нанесение защитного слоя лака ХВ-784 на обратную сторону Гальваническое покрытие Au лицевой стороны и торцов Фотолитография Межоперационная очистка Нанесение пасты Напыление резисторов Спекание металлизационных покрытий Измерение номиналов резисторов Напыление проводящих слоёв Гальваническое покрытие никелем Снятие лака с обратной стороны Гальваническое покрытие Sn, Bi Защиталакомлицевой стороны и торцов Снятие лака с лицевой стороны Измерение номиналов резисторов Проверка адгезии