Реферат: Пасты для проводящих, резисторных и диэлектрических элементов, их характеристики - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Пасты для проводящих, резисторных и диэлектрических элементов, их характеристики

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 540 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВ ЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ кафедра ЭТТ РЕФЕРАТ на тему: « Пасты для проводящих, резисторных и диэлектрических элемент ов, их характеристики. Методы формирования рисунка и материалы для герме тизации кристаллов и плат» МИНСК, 2008 В качестве матери ала для изготовления толстопленочных элементов принимаются резистивн ые, диэлектрические и проводящие пасты. Они представляют собой суспензи ю порошков наполнителя и стекла в какой-либо органической связующей жид кости или растворе. Наполнитель является основой пасты и придает пленка м необходимые резистивные, проводящие или диэлектрические свойства. Основные требования, предъявляемые к пастам: возможность нане сения их через трафарет и термообработка (вжигание); воспроиэводимость свойств; х орошая адгезия к подложке; совместимость с другими элементами; соответс твующие электрические свойства; способность к пайке и термокомпрессии. Плата должна быть определенной величиной текучести. Слишком большая те кучесть приводит к растеканию пасты и искажению рисунка, а «алая текучес ть - к плохому продавливанию пасты через трафарет. В качестве наполнителей проводниковых паст используются порошки метал лов и сплавов с размером частиц не более 5 мкм. Размеры и форма частиц оказ ывают сильное влияние на физические и электрические свойства толстых п ленок. Наполнители наст должны обладать крайне низкой химической актив ностью при высоких температурах термообработки в оксидирующей среде и при соприкосновении с химически активным стеклом, а также должны быть во сприимчивы ft устойчивы (нерастворимы) к воздействий припоя, применяемог о при монтаже пайкой. Это объясняется применение в качестве наполнителе й благородных металлов: золота, серебра, сплавов золото-палладий, золото- платина,. серебро-палладий и др. Сравнительная оценка проводниковых паст на основе различных наполнителей приведена В таблице 1. Свойства проводниковых паст Таблица 1 Наполнитель Стоимость Электропроводность Адгезия Усто йчивость к расплавленному припою Контакт с резисторами Миграция Au 4 3 4 5 5 2 Pt – Au 5 5 3 3 1 1 Au – Pd 3 4 3 2 3 2 Ag – Pd 2 2 2 3 2 3 Ag 1 1 1 5 4 5 Оценка дана по 5 - балльной системе, 1 - высший балл. Наряду с приведенными В таблице 1 наполнителями для проводниковых паст п рименяются неблагородные металлы: медь, никель, алюминий, вольфрам, моли бден. Они обеспечивают не только меньшую стоимость паст, но и в ряде случа ев лучшие параметры и стабильность при высоких температурах. Медь, напри мер, является единственным металлом с высокой электропроводностью, к ко торому можно подсоединять внешние выводы как сваркой, так и пайкой. Кром е того, медь имеет хорошую адгезию к алюмокерамическим подложкам, высоку ю теплопроводность, стойкость к выщелачиванию, и радиации, хорошие свойс тва в диапазоне СВЧ. В качестве наполнителей резистивных паст применяется серебро, золото, п алладий, платина, рений, окислы таллия, рутения, рения, палладия, а также ра зличные композиции: серебро-палладий-оксид палладия, серебро-оксид руте ния, висмут-рутений, рутений-иридий, платина-оксид иридия и др. Толстоплен очные резисторы имеют номиналы сопротивлений от 1 до 10 Ом, удельное сопрот ивление от 1 до 10 7 Ом/а и широки й диапазон значений ТКС. При изготовлении диэлектрических паст для конденсаторов в качестве на полнителей применяют смеси порошков керамических материалов и флюсов, а также стекла и ферроэлектрических материалов. Например, пасты на основ е композиции титанат бария - оксид титана - оксид алюминия - легкоплавкое стекло имеют диэлектрическую п роницаемость от 10 до 2000. Диэлектрики для межуровневой изоляции проводников изготавливают на ос нове стеклокерамических материалов. Но сравнению с диэлектриками для к онденсаторов они обладают меньшей диэлектрической проницаемостью. В качестве постоянного связующего в состав паст входят стекла, которые н е удаляются после формирования пленки и остаются в готовом пленочном эл ементе. В проводниковой пасте, стекло служит для удерживания в контакте зерен наполнителя и для обеспечения адгезии толстой пленки к подложке. П ри выборе состава стекла необходимо учитывать зависимость его вязкост и от температуры, смачивание подложки, химическую активность и коэффици ент термического расширения. Эти свойства стекла влияют на режим термоо бработки, на образование механических связей между зернами металличес кого наполнителя, на удельное сопротивление пленки и процессы подсоеди нения выводов к контактным площадкам. От состава стекла в значительной с тепени зависит стабильность параметров резисторов. В диэлектрике, прим еняемом для межуровневой изоляции проводников, постоянное связующее я вляется одновременно и основным функциональным компонентом. В диэлект рики конденсаторов стекло не должно вносить дефектов, приводящих к возн икновению коротких замыканий между обкладками. В качестве постоянного связующего применяются легкоплавкие стекла: свинцово-боросиликатные, цинкоборо-силикатные, кадмиевые. В качестве органических связующих и растворителей паст может применят ься широкий набор материалов: этилцеллюдоза, воски, ланолин, вазелиновое масло, циклогексан, жидкие смолы, органические растворители. Органические связующие и растворители вводятся для обеспечения равном ерного распределения частиц порошков различных компонентов в процессе приготовления пасты, для получения определенной консистенции и для при дания пасте необходимой вязкости. При нанесении пасты на подложку орган ические связующие полностью удаляются в процессе термообработки. При н еполном удалении органических связующих в составе диэлектрика, наприм ер, остается углерод, который резко повышает электропроводность. Специальные добавки вводят в состав паст для улучшения адгезии, паяемос ти, для придания пастам тиксотропности и др. ТиксотроПностыо называется способность паст под действием механическ ого давления увеличивать текучесть и затем после прекращения воздейст вия давления снова загустевать. Для придания пастам тиксотропных свойс тв в их состав вводят высокомолекулярные соединения, например, фуранкар боновую или терефталевую кислоты. Методы формировани я рисунка. Трафаретная печать. Проводники. Проводники толстопленочных схем выполняются путем нанесен ия через трафареты проводниковых паст. Проводниковые пасты должны обеспечивать получение следующих характер истик композиции (после вжиганин): 1. Высокую удельную проводимост ь во избежание заметного падения напряжения и нагрева. 2. Высокую адгезию пленки с подложк ой, поскольку непосредственно к ней присоединяются выводы и навесные эл ементы. 3. Возможность присоединения к пове рхностям проводников мон тажных проводов и навесных элементов пайкой и ли сваркой. 4. Композиция должна быть устойчива к воздействиям, связанным с выполнением технологических процессов, и вы держивать заданные условия эксплуатации. Проектирование топ ологии толстопленочных проводников во многом аналогично проектирован ию печатных плат. Проводники должны изго тавливаться предельно коротки ми, чтобы уменьшить сопротивление схемы. Поверхностное сопротивление т олстопленочных проводников должно изменяться в пределах от 0,005 Ом/а до 0,1 О м/а в зависимости от типа применяемой пасты. Для нанесения проводников н еобходимо использовать только одну сторону подложки. Количество перес ечений должно быть минимальным, поскольку для их создания необходимы дв е дополнительные операции нанесения и вжигания пленок (нанесение межсл ойного диэлектрика и второго проводящего слоя). Для современной техноло гии стандартной шириной проводника считается 0,25 мм, однако, если это необходимо, можно изготавливать пол оски шириной до 0,125 мм. Такие же знач ения допускаются и для расстояний между проводниками. Толщина слоя проводника, например, на основе композиций палладий-серебр о составляет 10-25 мкм, минимальная ширина (длина) проводника колеблется в пр еделах 0,15-0,20 мм при нанесении пасты н а керамику и 0,20-0,30 мм при нанесении н а слой диэлектрика. Минимальное расстояние между проводниковыми элеме нтами 0,05-0,20 мм в зависимости от рецеп турного состава пасты. Резисторы. Резистивные пасты изготавливаются на основе более высокоом ных функциональных материалов, обычно композиций: серебро-палладий-оки сь палладия, серебро-окись рутения, висмут-рутений, рутений-иридий, плати на-окись иридия. Резистивные пасты, изготавливаемые на основе композици и палладий-серебро обеспечивают номинальные сопротивления резисторов от 25 Ом до 1 МОм. Сопротивление квадрата резистивной пленки соответствует ряду значений: 5,100,500,1000,3000,6000,20000,50000 Ом/а . Температурный коэффициент сопротивления подобных паст не превышает 800.10 -6 1/град в интервале температур -60...+125 °С. Толщина резистивных плен ок после вжигания составляет примерно 18-25 мкм. Учет отношения длины пленочного резистора L к его ширине В является очен ь важным при проектировании толстопленочных резисторов. Отношение сто рон L/B или B/L никогда не должно превышать 10. Его лучше выбирать равным 3 или ме ньше. При проектировании схемы следует избегать зигзагообразных резис торов или резисторов в форме меандра. При такой геометрии на резисторе о бразуются области перегрева, а сопротивление резистора трудно подгоня ть к номиналу. Минимальный размер резистора должен быть порядка 0,5x0,5 км, од нако резисторы должны быть по возможности большими для увеличения проц ента выхода годных и облегчения их последующей подгонки. Для обеспечени я надежного электрического контакта резистор должен быть уже проводни ка на 0,25 мм (по 0,125 мм с каждой стороны), а длина перекрытия резис тора проводником должна быть не меньше 0,125 мм (Рисунок 1). Минимальное расстояние от края контактной площадки до края резистора д олжно быть не меньше 0,25 мм. Расчет резисторов производится следующим образом. Номиналь ное значен ие сопротивления резистора определяется по формуле R = p a K ф (1) где p a - сопротивление квадрат а резистивной пленки, Ом/а; K= l /i, - коэффициент формы . Рисунок 1. Толстопленочный резистор; I - резистивная пленка, 2 - контактная пл ощадка. Ширина резистора (2) где Р - расчетное значение мощности рассеяния резистора, Вт; Р о - максимальная удельная мощность рас сеяния резистивной пленки, Вт/мм 2 ; К р - коэффициент з апаса мощности, учитывающий подгонку резистора, К Р = 2п/100 + 1; п -допустимое отрицательное отклонение сопр отивления резистора от номинального до подгонки, %. Максимальное значение Р принимается равна 52%. Расчетная длина резистора определяется из соотношения для К ф и по формуле (2.2). Расчет резисторов, имеющих К ф <1, начинают с определения длины, заменя я ширину В в формуле (2.2) на длину l . Удельная мощность рассеяния резисторов на основе композиции палладий- серебро обычно принимается равной 3 Вт/сиг, однако толстопленочные резис торы могут быть нагружены и сильнее, до 6 Вт/ см и более (для паст других сост авов), при условии правильной организации охлаждения. Конденсаторы. Диэлектрические пленки в толстопленочных микросхемах пр именяются в качестве диэлектриков конденсаторов, межслойной изоляции, защитных слоев. Диэлектрические пасты для конденсаторов изготавливаются на основе сме си керамических материалов и флюсов. Толщина диэлектрических толстых п ленок для конденсаторов после термической обработки составляет 40-60 мкм. Используя пленки, обеспечивающие удельную емкость Со= 3700 пФ/см 2 , изготавливают конденсаторы с номина льной емкостью от 500 до 300 пФ, а пленки с Со = 10000 пФ/см 2 позволяют производить конденсаторы в диапазоне от 100 д о 2500 пФ. В большинстве толстопленочных гибридных схем и микросборок испол ьзуются многослойные дискретные керамические конденсаторы, поскольку на площади, необходимой для нанесения конденсатора с номиналом 300 пФ, можн о расположить навесной многослойный конденсатор на 10000 пФ. Погрешность но минальной емкости конденсаторов обычно составляет ±15%. Пробивное напряж ение не менее 150 В. Величина диэлектрической проницаемости для диэлектрических паст конд енсаторов на основе композиции титанат бария - окись титана - окись алюми ния - легкоплавкое стекло составляет от 10 до 2000. Исходя из основного соотношения, для емкости конденсатора (3) где - диэлектрическа я постоянная; А - площадь, мм 2 ; N - число обкладок; d - толщина диэлектрической пленки, мм, можно вычислить пло щадь, необходимую для изготовления конденсатора. Расчетная площадь верхней обкладки конденсатора определяется по форму ле S = C / C 0 (4) где С - номинальное заданное значение емкости; С 0 -удельная емкость. Нижняя обкладка конденсатора должна выступать за край верхней не менее, чем на 0,3 мм, пленка диэлектрика - за край нижней обкладки не менее, чем на 0,2 мм. Пасты верхних обкладок должны быть инертны к лужению. Методы и материа лы для герметизации кристаллов и плат Под герметичностью понимают способность замкнуто й конструкции не пропускать газ (жидкость) . Абсолютно непроницаемых конструкций не существует поэтому герметично сть характеризуется допустимой утечкой (течыо) газа (жидкости), измеряем ой в единицах потока. Поток газа или жидкости через микроотверстия выраж ают единицей объема при определенном давлении за определенное время, т.е . в м 3 • Па/с (1,32• 10 -4 м 3 • Па/с = 1 л• мкм рт. ст./с). Корпуса полупроводниковых приборов и ИМС считаются герметичными при н атекании гелия не более 1,32-10" 9 м 3 -Па/с, Герметизация является одной из важнейших заключительных операций технологического процесса производства полупроводниковых приборов и ИМС, так как обеспечивает их надежность и долговечность при механических и климатических воздейств иях в условиях эксплуатации. Кроме того, герметизация является последне й операцией сборки полупроводниковых приборов и ИМС и от качества ее вып олнения зависит выход годных изделий. Подсчитано, что трудоемкость сборочных операций (вместе с герметизацие й) некоторых массовых изделий микроэлектроники (транзисторов, ИМС) превы шает трудоемкость всех других операций. Забракованные негерметичные п риборы представляют собой довольно дорогие и почти готовые изделия, что заставляет с особой тщательностью относиться к процессам герметизации . Постоянное стремление к повышению компактности, миниатюризации и быст родействия электронных систем вызывает увеличение плотности рассеива емой мощности (особенно в ИМС), что усложняет теплоотвод от активных элем ентов, вызывая дополнительные требования к конструкции корпусов и спос обам их герметизации. В настоящее время установлено, что конструктивное исполнение корпусов и их герметизация не менее сложны, чем создание элек тронно-дырочных переходов. Исследования показали, что проникновение в п роцессе эксплуатации в корпус транзистора даже ничтожного количества влаги может вызвать нестабильность его параметров. Такие способы герметизации корпусов полупроводниковых приборов, как з аливка пластмассой, склеивание специальными клеями, стеклоцементами, г лазурями или лаками, заварка стеклом, а также различные виды сварки и пай ки, имеют свои достоинства и недостатки. Герметизация пластмассой, например, пригодна для массового производст ва изделий микроэлектроники широкого применения. Приборы в пластмассо вой оболочке характеризуются низкой стоимостью, хорошим внешним видом, групповой технологией производства. Но пластмассовая герметиза ция не обеспечивает требуемой герметичности при испытаниях на климатические воздействия и в условиях эксплуатации. Некоторые корпуса герметизируют, приклеивая керамическую крышку к мет аллокерамическому основанию корпуса. Такая герметизация надежна, не тр ебует дорогостоящего обору дования, но процессы нанесения и отверждени я клея довольно длительны. Герметизацию стеклоцементами, глазурями, лаками и стеклом применяют ог раниченно. Герметизация корпусов пайкой. В производстве изделий микроэлектроники герметизацию корпусов пайкой используют относительно редко, так как кр оме, сравнительной простоты (не требуются сложные оснастка, инструмент, оборудование; процесс выполняется без приложения значительных давлени й) она имеет ряд недостатков. Так, при герметизации пайкой необходим нагр ев полупроводниковых приборов и ИМС до 200— 420 °С, что ухудшает их параметры . Характерными видами брака при герметизации пайкой являются образован ие щелей (непропай) в соединениях, затекание припоя и флюса внутрь корпус а, перекосы деталей, частичное несмачивание поверхностей припоем и др. К роме того, детали, предназначенные для пайки, должны иметь очень малые от клонения по плоскопараллельности и зазорам. При герметизации деталей корпусов пайкой используют косвенный контакт ный и бесконтактный нагрев, горячий инертный газ или газопламенный исто чник. При пайке с косвенным контактным нагревом герметизируемый корпус укла дывают на нагреватель, разогревают вместе с припоем до необходимой темп ературы и накрывают крышкой, а затем прижимают ее и охлаждают корпус. Обы чно такую пайку выполняют в среде защитного газа. Недостатком ее являютс я сложность равномерного нагрева корпуса и необходимость тщательной п одгонки посадочного места нагревателя к корпусам разных размеров для с оздания хорошего теплового контакта. При пайке с косвенным бесконтактным нагревом (в конвейерных газовых печ ах) получают лучшие результаты, так как в этом случае повышаются качеств о герметизации и производительность. Однако пайка в конвейерных печах т ребует большого количества сложных кассет, а сам процесс недостаточно у правляем. Пайка в струе нагретого инертного газа получила наибольшее распростра нение. Этим способом, например, герметизируют корпуса с локальным золоче нием деталей только в местах соединения, используя в виде отдельной дета ли припой, состоящий из 99-99,5 % ол ова и 0,1-1,0 % висмута (сурьмы или серебра). Локальное золочение хотя и усложняе т герметизацию, но ограничивает растекание припоя и снижает расход золо та. Толщина золотого покрытия составляет не более 1,5-2 мкм. Пайку в струе нагретого инертного газа применяют также для герметизаци и металлокерамических корпусов с предварительным нанесением слоя прип оя олово — висмут толщиной не менее 0,15 мм по периферии крышки. В этом случае на корпус по периметру, соответс твующему форме крышки, также наносят слой золота. При нагреве соединяемы х деталей струей горячего газа слой припоя на крышке плавится, смачивает золотое покрытие и герметизирует корпус. Иногда никелевые крышки золотят в кислом электролите, используют припо й слово-висмут-индий и нагрев в струе горячего инертного газа. В процессе образования паяного соединения золотое покрытие полностью растворяет ся в припое, который взаимодействует с чистой поверхностью никеля, наход ящегося под золотом, образуя после кристаллизации прочное герметичное соединение. Шов представляет собой слой припоя с мелкими включениями ча стиц золота и олова. Газопламенная пайка с использованием припоя ПОС61 и ф л ю с а, при которой к рышку корпуса нагревают подвижным водородно-кислородным пламенем, явл яется довольно производительным процессом герметизации (в 8-10 раз выше по сравнению с пайкой косвенным контактным нагревом). Между тем при термиче ских испытаниях таких корпусов на надежность они могут стать негермети чными, так как золотое покрытие крышки в зоне шва не полностью растворяе тся в припое. Оставшийся слой золота при термических испытаниях и эксплу атации приборов или ИМС переходит в припой постепенно и связь крышки с п рипоем нарушается. Слой золота, который в данном случае применяют для ул учшения смачиваемости, должен быть не более 2-3 мкм, что обеспечивает его п олное растворение в припое. Кроме того, при герметизации полупроводниковых приборов и ИМС пайкой ис пользуют микроплазменный нагрев. Герметизиция корпусов контактной контурной электросваркой. Широкое вн едрение в производство контактной контурной электросварки стало возмо жным в связи с созданием промышленного сварочного оборудования и разра боткой новых конструкций корпусов, пригодных для герметизации этим спо собом. В качестве аккумулирующей системы в установках контактной контурной э лектросварки обычно используется батарея электролитических конденса торов. Электрическая энергия, накапливаемая при заряде конденсаторов о т источника постоянного напряжения (выпрямителя), расходуется при их раз ряде, превращаясь в процессе сварки в тепловую энергию. Достоинствами этого вида сварки являются: постоянный расход электроэн ергии, что обеспечивает высокую воспроизводимость результатов; кратко временность и концентрированное тепловыделение в месте соединения, об еспечивающее минимальную зону нагрева свариваемых металлов, непосредс твенно окружающую сварной шов; возможность качественного соединения р азнородных металлов и сплавов, плохо сва риваемых или совсем не сварива емых другими способами. Кроме того, конденсаторная сварка способствует выравниванию фазовой н агрузки и повьпцению коэффициента мощности питающей электросети. Основными элем ентами установки контактной контурной электросварки (Рисунок 2) являютс я выпрямитель В, преобразующ ий переменный ток в постоянный, батарея конденсаторов С для на копления (аккумулирования) электроэнергии и перек лючатель П для последовало т ельного соединения батареи конденсаторов с источником питания (выпрям ителем) и сварочным трансформатором Тр. предназначенным для получения в сварочной цепи больших токо в при низком напряжении. Рис 2. Электрическая схема установки контактной контурной электросварк и Накопленную в батарее конденсаторов энергию (Вт-с) определяют по формуле W = CU 2
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
— Алло, Серег, у тебя отчество Владимирович ведь?
— Бать, с тобой все в порядке?
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Пасты для проводящих, резисторных и диэлектрических элементов, их характеристики", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru