Современная толстопленочная технология основывается на достижениях нескольких ведущих компаний мира, среди которых выдающиеся представители материаловедения: Heraeus и DuPont. Основы этой технологии были заложены в Германии и США в конце 60-х годов XX века.
Основой для достижения высоких характеристик толстопленочных структур являются толстопленочные пасты и точные трафареты для их нанесения. Не менее важен правильный выбор материала для керамического основания. Оптимальный результат достигается при правильном подборе температурных коэффициентов линейного расширения всех компонентов композиции.
Толстоплёночные пасты используются в технологии толстоплёночных элементов для создания проводящих, резистивных и диэлектрических слоёв. Они состоят из функциональных частиц (металлов, оксидов, сегнетоэлектриков), связующих (стекло, органические масла) и, в случае лудящих паст, припоя с флюсом.
Применение:
Проводниковые пасты: содержат металлы (Ag, Pd, Pt, Au и их сплавы) и незначительное количество стеклянной фритты. В процессе вжигания (700–800°С) происходит спекание, обеспечивающее требуемые электрофизические свойства. Завышение температуры приводит к агломерации, снижению паяемости.
Резистивные пасты: состоят из проводников и оксидов металлов. Процесс вжигания (700-800°С) влияет на сопротивление слоя, требует строгого контроля температуры.
Диэлектрические пасты: содержат стеклянную фритту, обеспечивают электроизоляцию и защиту от внешних факторов. Взаимодействие компонентов при вжигании (600-800°С) требует точного соблюдения режимов, иначе возможны дефекты.
При вжигании важно полное удаление органического связующего, иначе образуются карбиды, ухудшающие электрофизические свойства. Взаимодействие стеклофазы с подложкой влияет на адгезию. При пайке возможно выщелачивание металла, ухудшающее свойства плёнок.
В толстопленочной технологии трафареты используются для формирования рисунка микросхем и дозирования пасты. Основные типы: сетчатые (из натянутой стальной или синтетической сетки) и фольговые (из металлической фольги на жесткой рамке).
Трафаретная печать используется для нанесения паст не только на керамические, но и на полимерные, стальные эмалированные и стеклянные подложки. Применяются металлические, полимерные и биметаллические сетки.
Главные контролируемые параметры:
материал и толщина подложки, чистота и параллельность поверхности;
размеры ячеек, толщина и натяжение сетки;
давление, скорость и угол наклона ракеля;
зазор между трафаретом и подложкой.
Процесс заключается в продавливании пасты через трафарет под давлением ракеля. Угол наклона (45–60°) влияет на толщину пленки: меньший угол – большее давление.
Трафаретная печать позволяет получать проводящие линии шириной 125–150 мкм (сетчатые трафареты) и до 75–100 мкм (биметаллические).
Сейчас наиболее широко применяется керамика на основе алюмооксидных и алюмонитридных композиций, реже используются материалы на базе титаната бария, оксида циркония. Перспективным материалом в ближайшем будущем может стать керамика на основе нитрида кремния.
Стабильные режимы термообработки толстопленочных структур, получившей название «вжигание», обеспечивают требуемую точность топологических и электрофизических характеристик создаваемых гибридных структур, резисторов, проводников, защитных и диэлектрических слоев. При правильно выбранных температурных коэффициентах линейного расширения всех материалов будет высокая адгезия слоев между собой и к керамическому основани
ООО «Фокон» обладает полным циклом толстопленочной технологии, а именно:
Производство порошков драгоценных металлов и их оксидов для изготовления толстопленочных паст (проводниковых и резистивных).
Методика помола порошков для защитных и диэлектрических толстопленочных паст.
Технология изготовления сетчатых трафаретов для простой и прецизионной печати.
Высокоточная трафаретная печать для получения стабильных резисторов, проводников и диэлектриков.
Важнейшим элементом толстопленочной технологии является вжигание, где крайне необходимо поддерживать температуру с точностью до ±1°C в течение всего производственного цикла. ООО «Фокон» обладает уникальной технологией, обеспечивающей поддержание температуры с точностью до градуса. Благодаря этим технологиям мы получаем резисторы с точностью не хуже ±5% после вжигания. Для получения более точных номиналов мы применяем лазерную подгонку (настройку) толстопленочных структур, обеспечивающую точность не хуже ±0.1%. Для повышения временной стабильности резисторов после лазерной подгонки возможно дополнительное покрытие линий реза легкоплавким стеклянным защитным покрытием.
В своей технологии наше предприятие уделяет много внимания обеспечению высокой надежности. С этой целью мы используем:
Коррозионностойкие проводниковые пасты с повышенным содержанием палладия.
Золотые покрытия или покрытия на базе золото-палладий-платина для особой надежности.
Оксид рутениевые резистивные материалы без добавления серебра.
Химически стойкие финишные покрытия из легкоплавких стекол для защиты от агрессивной среды.
Сертификация предприятия по системе стандартов ИСО 9000:2015 обеспечивает непрерывный контроль качества на всех этапах жизненного цикла изделий. Тотальный контроль соблюдения конструкторской и технологической документации исключает возможность попадания некондиционной продукции к заказчику. Отлаженная система статистического управления технологическими процессами на предприятии является гарантом стабильно высокого уровня качества продукции.
ООО «Фокон» разработало собственную систему упаковки продукции для длительного сохранения потребительских свойств. Широкое применение вакуумной упаковки в сочетании с хранением продукции в специализированных шкафах обеспечивает многолетнюю сохранность электрофизических и химических характеристик.
Мы придаем большое значение интеллектуальной собственности компании. ООО «Фокон» владеет множеством ноу-хау, охватывающих весь технологический процесс. Все достижения в области интеллектуальной деятельности защищены патентами Российской Федерации. Сочетание этих ключевых факторов позволяет нам быть лидерами толстопленочного производства в России.
