Mazā, hermētiskā keramikas pakete, kas aizsargā militāras{0}}klases mikroshēmu, ir veidota kā mikroskopiska slāņveida struktūra. Plānas keramikas lentes loksnes, kas veidotas ar volframa vai citiem ugunsizturīgiem metāla vadītājiem, tiek precīzi izlīdzinātas, sakrautas un pēc tam rūpīgi kontrolētas siltuma un spiediena rezultātā pārveidotas par monolītu bloku. Šajā procesā izmantotās apsildāmās plāksnes kalpo kā augstas precizitātes karstās virsmas, kur tiek veikta laminēšana un līdzapdedzināšana, veidojot augstas-uzticamības mikroelektroniskā iepakojuma pamatu.
Šajā kontekstā,apsildāmās plates daudzslāņu keramikas paketes mikroelektronikaprocess ir kritisks materiālu zinātnes, siltumtehnikas un pusvadītāju iepakošanas tehnoloģijas krustpunkts.
Apsildāmo plākšņu loma keramikas iepakojumu ražošanā
Zaļo keramikas lentu laminēšana
Ražošanas process parasti sākas ar zaļām keramikas lentēm, kuru pamatā visbiežāk tiek izmantotas alumīnija oksīda sistēmas, ko izmanto augstas{0}}temperatūras kop{1}}apdedzinātās keramikas (HTCC) tehnoloģijā. Šīs lentes ir sietspiedes-drukātas ar volframa vadošiem rakstiem un pēc tam rūpīgi saliktas daudzslāņu struktūrās.
Apsildāmās plāksnes tiek izmantotas hidrauliskajā laminēšanas presē, lai uzklātu:
Vienmērīgs spiediens visā kaudzē
Kontrolēta temperatūra zem pilna saķepināšanas diapazona
Precīza mehāniskā izlīdzināšanas stabilitāte
Šajā posmā mērķis nav blīvēšana, bet gan kontrolēta slāņu savienošana mehāniski stabilā sagatavē.
Plate ir klusa, dedzinoši{0}}karsta lakta, kas smalku pulvera un tintes kaudzi veido cietu, aizsargājošu cietoksni datora mikroshēmai.
Kop-apdedzināšanas un saķepināšanas process
Augstas{0}}temperatūras blīvējums
Pēc laminēšanas saliktā keramikas struktūra tiek pārvietota uz augstas -temperatūras līdz{1}}apdedzināšanas krāsni, kas aprīkota ar specializētām apsildāmām plāksnēm vai atbalsta armatūru. Sistēma darbojas rūpīgi kontrolētos atmosfēras apstākļos, parasti reducējošās gāzes vidē, lai novērstu volframa metalizācijas oksidāciju.
Kop{0}}aktivizēšanas laikā:
Temperatūra paaugstinās no 800 grādiem līdz 1600 grādiem atkarībā no materiāla sistēmas
Keramikas daļiņas sabiezē stingrā, monolītā struktūrā
Volframa vadītāji saķepinās nepārtrauktos elektriskos ceļos
Organiskās saistvielas ir pilnībā izdegušas
Apsildāmām plāksnēm vai atbalsta karstām virsmām ir jāuztur:
Augsta termiskā vienmērība
Izmēru stabilitāte ekstremālās temperatūrās
Ķīmiskā inerce reducējot atmosfēru
Izturība pret deformāciju un šļūdes deformāciju
Jebkura termiskā sadalījuma novirze var izraisīt atslāņošanos, plaisāšanu vai elektriskus pārtraukumus.
Materiālu un dizaina prasības plāksnēm
Augstas{0}}temperatūras konstrukciju materiāli
HTCC apstrādē izmantotās plates parasti tiek izgatavotas no:
Silīcija karbīda (SiC) keramika
Augsta-niķeļa saturs vai ugunsizturīgi metālu sakausējumi
Uzlaboti keramikas kompozītmateriāli
Šie materiāli ir izvēlēti pēc to spējas uzturēt:
Plakanums paaugstinātā temperatūrā
Ķīmiskā stabilitāte, veidojot gāzes atmosfēru
Izturība pret termisko riteņbraukšanas nogurumu
Minimāls keramikas substrātu piesārņojums
Atmosfēras saderība
Apstrādes vidē ir nepieciešama reducējoša atmosfēra, lai aizsargātu volframa metalizāciju no oksidēšanās. Tāpēc apsildāmām plāksnēm jāpaliek ķīmiski inertām šādos apstākļos:
Ūdeņradi{0}}saturoša veidojošā gāze
Augstas{0}}temperatūras saķepināšanas apstākļi
Ilgi termiskās uzturēšanās cikli
Procesa piezīme: Plātnes līdzenuma nozīme
Plātnes virsmas līdzenums ir kritisks kvalitātes parametrs gan laminēšanas, gan termiskās apstrādes posmos. Jebkura novirze var izraisīt:
Vietējā spiediena nevienmērība{0}}laminēšanas laikā
Biezuma izmaiņas keramikas slāņos
Iekšējie sprieguma gradienti saķepināšanas laikā
Galīgās iepakojuma ģeometrijas deformācija vai deformācija
Lai novērstu mīkstās keramikas lentes nospiedumu vai tekstūras veidošanos agrīnās{0}}laminēšanas stadijā, ir nepieciešama gluda, ļoti pulēta plātnes virsma. Pat mikroskopiski virsmas nelīdzenumi var izplatīties strukturālos defektos gala daudzslāņu ierīcē.
Termiskā vienmērība un elektriskā veiktspēja
Ietekme uz signāla integritāti un uzticamību
Daudzslāņu keramikas iepakojumi tiek izmantoti augstas veiktspējas{0}}lietotnēs, piemēram:
Aviācijas un kosmosa elektronika
Aizsardzības sistēmas
Augstas{0}}frekvences RF moduļi
Jaudas pusvadītāju iepakojums
Termiskā nevienmērība -viendabīgums līdz{1}}apdedzināšanas laikā var izraisīt:
Iekšējo caurumu neatbilstība
Pretestības pārtraukumi volframa pēdās
Dielektrisko īpašību variācijas
Samazināta gala iepakojuma hermētiskums
Rezultātā plāksnes veiktspēja tieši ietekmē{0}}ierīces ilgtermiņa uzticamību.
Mehāniskā integrācija krāšņu sistēmās
Strukturālā loma augstas{0}}temperatūras apstrādē
Daudzos krāšņu konstrukcijās apsildāmās plāksnes kalpo gan kā:
Siltuma enerģijas piegādes virsmas
Mehāniskās atbalsta konstrukcijas keramikas skursteņiem
Šai dubultajai funkcijai ir nepieciešams:
Augsta slodzes-nestspēja paaugstinātā temperatūrā
Izturība pret termiskās izplešanās neatbilstību
Stabils stiprinājums krāsns arhitektūrā
Plāksne faktiski kļūst par daļu no termiskās apstrādes vides, nevis par atsevišķu instrumenta sastāvdaļu.
Secinājums
Apsildāmās plāksnes veido precīzu termisko un mehānisko pamatu daudzslāņu keramikas iepakojumu ražošanai mikroelektronikā. Pateicoties stingri kontrolētai laminēšanai un augstas -temperatūras līdz{2}}apdedzināšanai, šīs sistēmas ļauj pārveidot trauslas keramikas lentes un apdrukātas metāla pastas izturīgos, hermētiskos elektroniskos korpusos.
Ietvarosapsildāmās plates daudzslāņu keramikas paketes mikroelektronikaprocess, plāksnes līdzenums, termiskā vienmērība un atmosfēras saderība ir būtiski parametri, kas nosaka galīgās iepakojuma integritāti un elektrisko veiktspēju. Sistēma darbojas gan kā formēšanas rīks, gan kā augstas temperatūras konstrukcijas elements, nodrošinot izmēru precizitāti ekstremālos termiskos ciklos.
Pasaulē visvairāk aizsargātās mikroshēmas galu galā tiek izveidotas uz pilnīgi plakanas, ķīmiski inertas un intensīvi karsētas keramikas virsmas, kur precīza siltumtehnika nosaka progresīvu elektronisko sistēmu uzticamību.
