Химической металлизации

4) высокой химической инертностью к осажденным материалам для снижения временной нестабильности параметров пленочных элементов, обусловленной физико-химическими процессами на границе раздела пленка — подложка;

РЭС, так как удельная масса лучших самолетных жидкостных СОТР составляет 9... 11 кг на киловатт отводимой мощности. Обычно жидкостные СОТР разрабатывают и поставляют специализированные субподрядные организации. Хладоагент в жидкостных системах может быть изолированным от охлаждаемых элементов и транспортироваться с помощью трубопроводов ( 3.12) либо непосредственно омывать охлаждаемые элементы ( 3.13). Охлаждающая жидкость, в которую погружаются элементы (например, генераторные лампы), должна обладать рядом свойств: химической инертностью по отношению к металлам и диэлектрикам (примерно такой же, как сжиженные инертные газы); небольшой и сравнительно стабильной во всем температурном диапазоне диэлектрической проницаемостью (е= 1,6...1,9); небольшими потерями (tg5<2-10 3) в диапазоне частот до 500 МГц; высокой электрической прочностью (до 200 кВ/см) при температурах кипения, не ухудшающейся после многократных электрических пробоев; теплофизическими свойствами, лучшими, чем у трансформаторного масла и кремнийорганических жидкостей. Этим требованиям в наибольшей степени сегодня удовлетворяют (табл. 3.6) фторорганические жидкости (фреоны). Кроме того, фреоны позволяют осуществить теплоотвод при сравнительно низких температурах (из-за низкой температуры кипения). Однако в будущем производство и применение фреона будет ограничено по экологическим соображениям. В системах с изолированным жидким теплоносителем используют воду, аммиак и др., иногда в качестве хладоагента применяют этиленгликоль. Эти жидкости могут быть использованы и для испарительно-конденсационных систем.

ными свойствами: водостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами, химической инертностью и отсутствием физиологических воздействий.

Использование золота для формирования проводящего слоя контактных систем обусловлено его высокой проводимостью и химической инертностью. Однако такие пленки обладают плохой адгезией к кремнию и SiO2, что вызывает необходимость создавать промежуточный слой из Al, Ti, Cr, Mo, Та. В омических контактных системах Si — Ti — Аи, Si — Cr — Аи, Si — W — Аи, Si — Mo — Аи и других золото используется для формирования проводящего наружного слоя.

Вопрос о выборе преобразователя термометра сопротивления из того или другого металла решается в основном химической инертностью металла в измеряемой среде в интересующем интервале температур. С этой точки зрения медный преобразователь можно применять только до температур порядка 180° С в атмосфере, свободной от влажности и корродирующих газов. При более высоких температурах медь окисляется. Изоляцией для медной проволоки могут служить эмаль, шелк. Кроме того, недостатком меди является ее малое удельное сопротивление. Нижний предел температуры для медных преобразователей термометров сопротивления равен — 50° С.

Используемые в чистых помещениях оборудование и инвентарь изготовляют из металлов и пластиков, обладающих химической инертностью и стабильностью. Рабочие поверхности столов и сиденья стульев и табуретов покрывают пластмассами. Оборудование и инвентарь должны иметь округлые формы, легко обтекаемые воздушным потоком, и не иметь щелей и углублений, затрудняющих их очистку. Двигатели, приводы и механизмы оборудования должны быть защищены герметичными кожухами.

Керамические материалы — это материалы, полученные спеканием порошкообразных минералов, окислов металлов и других неорганических соединений при высоких температурах (1473—1873 К) в твердой фазе. Керамические материалы, твердые и хрупкие, обладают химической инертностью, негигроскопичностью, большим рабочим температурным диапазоном и практически не меняют свои свойства при хранении (не стареют). Из радиокерамических материалов изготавливают твердые изоляционные основания плат в микромодулях и в микросхемах, элементы корпусной защиты микросхем, а также каркасы катушек и другие радиодетали

Фторорганические жидкости характеризуются высокой химической инертностью, нетоксичны, термически стабильны до температур 400—500° С и негорючи, большинство из них имеет очень низкую температуру замерзания,, малую вязкость, значительную плотность высокий температурный коэффициент расширения. Последнее качество важно при конвекционном охлаждении. Фторорганические жидкости отличаются высокой электрической прочностью, особенно при испарении. Фторуглеродные жидкости дугостойки и обладают способностью восстанавливать свои электроизоляционные свойства. После дугового разряда электрическая прочность жидкости не ухудшается.

Компаунд К.М-9 применяется для заливки тонких элементов электронной аппаратуры, чувствительных к деформации (до —60° С). Компаунд отличается высокой адгезией, химической инертностью к металлам.

В идеальном ''лучае подложка должна обладать малой удельной электропроводностью, химической инертностью, плоской и гладкой поверхностью, высокой диэлектрической прочностью, высокой удельной теплопроводностью, низкой стоимостью, малым разбросом по подложке значения диэлектрической постоянной, высокой химической и физической стойкостью при нагревании до 500 °С в вакууме или на воздухе, температурным коэффициентом линейного расширения, по возможности, близким к температурному коэффициенту линейного расширения формируемых слоев.

В ядерных реакторах с термозмиссионным преобразованием энергии молибденовый эмиттер с покрытием или без покрытия одновременно выполняет роль оболочки твэла, работающего при высокой температуре (»1900К) в парах цезия при давлении 10~4—10~3 мм рт. ст. в течение 104 ч и более. Из известных видов ядерного топлива для работы при таких высоких температурах наиболее удовлетворяют требованиям двуокись обогащенного урана и сплавы его монокарбида с монокарбидом циркония. Керамическое ядерное топливо из спеченной двуокиси или карбидных сплавов, наряду с высокой температурой плавления, обладает высокой термо- и радиационной стойкостью, химической инертностью к парам щелочных металлов и совместимостью с конструкционными материалами [45].

Несмотря на описанные преимущества, применение аддитивного метода в массовом производстве ПП ограничено низкой производительностью процесса химической металлизации, интенсивным воздействием электролитов на диэлектрик, трудностью получения металлических покрытий с хорошей адгезией. Доминирующей в этих условиях является субтрактивная технология, особенно с переходом на фольгированные диэлектрики с тонкомерной фольгой (5 и 18 мкм).

Процесс химической металлизации основан на окислительно-восстановительной реакции ионов металла из его комплексной соли в определенной среде, при которой необходимые для восстановления катионов металла электроны получают в результате окисления специальных веществ, называемых восстановителями. На диэлектрике реакция восстановления протекает при наличии на его поверхности каталитически активного слоя. Для придания диэлектрику способности к металлизации производят операции сенсибилизации и активирования.

Как видно, основными проблемами химической металлизации являются низкая производительность, сложность процесса, использование дорогостоящих материалов. Для устранения указанных недостатков разрабатываются методы беспалладиевой металлизации, например термохимический. Процесс проводится в растворе (г/л): кальций фосфорноватисто-кислый—130 ... 170, медь сернокислая пятиводная — 200.. .250, гипофосфат аммония — 6 ... 10, аммиак (25%) —200 ... 300 мл/л. После обработки платы выдерживаются в термошкафу при 100 ... 150°С в течение 8 ... 10 мин. В результате термического разложения комплексной соли гипофосфита меди на поверхности ПП и в монтажных отверстиях образуется электропроводящее покрытие, которое служит основой для электрохимического наращивания металла.

Гальваническая металлизация при производстве ПП применяется для усиления слоя химической меди, нанесения металлического резиста, например олово — свинец толщиной 8 ... 20 мкм с целью предохранения проводящего рисунка при травлении плат, защиты его от коррозии и обеспечения хорошей паяемости; создания на части проводящего рисунка (например, на концевых печатных контактах) специальных покрытий (палладий, золото, родий и т. п.) толщиной 2.. .5 мкм. Заготовки плат, закрепленные на специальных подвесках-токоподводах, помещают в гальваническую ванну с электролитом между анодами, выполненными из металла покрытия. Режим электрохимической металлизации выбирают таким образом, чтобы при высокой производительности были обеспечены равномерность толщины покрытия и его адгезия.

Многопроцессовая многопрограммная линия химической металлизации 1

Основными методами изготовления печатных плат в настоящее время являются фотохимический, метод переноса, комбинированный, офсетный, печати через трафарет и химической металлизации.

После создания защитного рисунка на сюлыированной заготовке необходимо удалить с незащищенных участков металлизированный слой химическим травлением. Процесс травления, как правило, ведет к ухудшению разрешающей способности и ограничивает минимальную ширину печатных проводников. Операциями травления и удаления защитного слоя обычно заканчивается изготовление односторонних печатных плат. У двусторонних печатных плат проводники расположены на разных сторонах платы, и они должны быть соединены между собой. Необходимо выполнить дополнительные операции по обеспечению таких соединений. Соединение проводников осуществляется через отверстия в плате или по торцу платы. В качестве соединительных элементов можно использовать проволочные перемычки, припаиваемые к печатным проводникам; штыри, плотно вставляемые в отверстия и припаиваемые к контактным площадкам; развальцовываемые пустотелые заклепки; то-копроводящие краски и пасты, заполняющие отверстие. Для соединений проводников применяют также металлизацию стенок отверстия и краев печатных проводников. Этот способ получил в настоящее время наиболее широкое распространение. Для изготовления металлизированных отверстий известны варианты технологического процесса с применением металлизации в вакууме, металлизации с разложением неорганических солей и металлоорганических соединений, но лучше всего освоен процесс химической металлизации с последующим гальваническим осаждением до:юлнительного покрытия (электрохимический процесс).

Метод химической металлизации [46] заключается в осаждении на предварительно обработанной поверхности основания металлического покрытия путем химического восстановления металла из раствора его соли. Процесс состоит из нескольких операций: обработки поверхности в химических растворах для придания ей адсорбционных свойств; осаждения на обработанную поверхность катализатора; собственно операции металлизации.

В производстве печатных плат метод химической металлизации получил достаточно широкое распространение, так как он ведется при обычной температуре и позволяет металлизировать основания из любых материалов. В качестве химически осаждаемого металла чаще применяют медь, реже — серебро, никель, кобальт и др.

В тех случаях, когда необходимые электроны освобождаются вследствие реакций окисления, идущих в растворе без помощи внешнего источника тока, имеет место химическая металлизация. Если электроны поступают от внешнего источника, то осаждение электрохимическое (гальваническое). Преимуществом химической металлизации является возможность осаждения металла на непроводящие подложки, а электрохимические покрытия отличает повышенная прочность сцепления и высокая скорость осаждения.

При аддитивном принципе основой является плата из нефольгирован-ного листового пластика с выполненными отверстиями. Ее подвергают сплошной тонкослойной (0,5—2 мкм) химической металлизации (включая полости отверстий), затем избирательному электрохимическому 10—100-кратному утолщению этого слоя в участках, которые должны стать соединительными проводниками и контактными площадками, с последующим общим химическим травлением всего металла на толщину первоначального сплошного слоя металлизации (см. 29, б).