TLUSTÉ VRSTVY TISK, VYTVRZENÍ, MĚŘENÍ

Podobné dokumenty
ZESILOVÁNÍ A STATICKÉ ZAJIŠTĚNÍ KONSTRUKCÍ KOMPOZITNÍ MATERIÁLY

1 Vytváření tlustovrstvé pasivní sítě

Technické podmínky výroby potištěných keramických substrátů tlustovrstvou technologií

VY_32_INOVACE_6/15_ČLOVĚK A PŘÍRODA. Předmět: Fyzika Ročník: 6. Poznámka: Vodiče a izolanty Vypracoval: Pták

TISKOVÉ TECHNIKY S Í T O T I S K.

6 Hybridní integrované obvody, tenkovrstvé a tlustovrstvé technologie a jejich využití

Fakulta elektrotechnická. Technologie pro výrobu desek plošných spojů. Technology for Printed Circuit Boards Production

Studijní opora pro předmět Technologie elektrotechnické výroby

TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ III.

DOPORUČENÍ PRO KONSTRUKCI DPS

zařízení 2. přednáška Fakulta elektrotechniky a informatiky prof.ing. Petr Chlebiš, CSc.

Elektricky vodivý iglidur F. Produktová řada Elektricky vodivý Vysoká pevnost v tlaku Dobrá tepelná odolnost Vysoká hodnota pv Dobrá chemická odolnost

Úvod Sítotisková technologie Předtisková příprava Historie sítotisku Závěr Literatura Konec. Sítotisk. Autor: Ondřej Kočí Editor: Helena Míková

APLIKAČNÍ TECHNOLOGIE

Základní pojmy. p= [Pa, N, m S. Definice tlaku: Síla působící kolmo na jednotku plochy. diference. tlaková. Přetlak. atmosférický tlak. Podtlak.

JČU-ZF, KATEDRA KRAJINNÉHO MANAGEMENTU STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK)

Produktová řada Elektricky vodivý Vysoká pevnost v tlaku Dobrá tepelná odolnost Vysoká hodnota pv Dobrá chemická odolnost

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ OBOR GEODÉZIE A KARTOGRAFIE KATEDRA MAPOVÁNÍ A KARTOGRAFIE. Sítotisk.

iglidur N54 Biopolymer iglidur N54 Produktová řada Samomazná a bezúdržbová Založen na obnovitelných zdrojích Univerzální použití

Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ I. APLIKACE LITOGRAFIE

Produktová řada Samomazná a bezúdržbová Založen na obnovitelných zdrojích Univerzální použití

PRINCIP MĚŘENÍ TEPLOTY spočívá v porovnání teploty daného tělesa s definovanou stupnicí.

1. Kondenzátory s pevnou hodnotou kapacity Pevné kondenzátory se vyrábí jak pro vývodovou montáž, tak i miniatrurizované pro povrchovou montáž SMD.

Tlustovrstvá technologie: -kompletní technologický proces pro výrobu HIO. -Návrh -Modelování a simulace -Technologický postup -Aplikace

VY_32_INOVACE_ELT-1.EI-20-VYROBA INTEGROVANEHO OBVODU. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity

EXPERIMENTÁLNÍ ZJIŠŤOVÁNÍ VLASTNOSTÍ INTEGROVANÝCH TLUSTÝCH VRSTEV

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA TECHNOLOGIÍ A MĚŘENÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

PÁJENÍ. Nerozebiratelné spojení

Velmivhodnéprohř evagresivníchtekutin

dodavatel vybavení provozoven firem Plošné spoje se SMD. návrh a konstrukce Obj. číslo: Popis Ing.

Tiskové techniky. 2. Sítotisk. Vytvořila: Hana Světlíková Vytvořeno dne: Tiskové techniky. DUM číslo: 2 Název: Sítotisk

Pod vodu iglidur H370. Produktová řada Odolný proti opotřebení - zejména pod vodou Vysoká teplotní odolnost 40 C až +200 C Vysoká chemická odolnost

iglidur H2 Nízká cena iglidur H2 Může být použit pod vodou Cenově výhodné Vysoká chemická odolnost Pro vysoké teploty

Pokroky matematiky, fyziky a astronomie

Pro vysoká zatížení iglidur Q

Nízká cena při vysokých množstvích

Výroba plošných spojů

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA TECHNOLOGIÍ A MĚŘENÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Vlastnosti systému TCA tepelně vodivé lepidlo ICA izotropní lepidla ACA anizotropní lepidla Nehořlavé produkty Jedno- a dvousložkové epoxidy

1 PÁJENÍ Nerozebíratelné spojení kovů pomocí pájky s nižší teplotou tavení, než je teplota tavení spojovaných kovů.

Hybridní integrované obvody a jejich nekonvenční aplikace

Tvrdší. Agresivnější. Žluté. Nové řezné kotouče Kronenflex

Adhezní síly v kompozitech

ALARIS UMBRA. ALARIS Czech Republic, s. r. o. Chmelník Zlín - Malenovice IČ: , DIČ: CZ

TLUSTOVRSTVÉ AMPEROMETRICKÉ SENZOROVÉ POLE

vodič u něho dochází k transportu el. nabitých částic, který je nevratný, dochází ke vzniku proudu a disipaci energie

ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI TLUSTOVRSTVÝCH ODPOROVÝCH PAST ELECTRICAL PROPERTIES OF THICK-FILM RESISTIVE PASTES

LEPENÍ. Osnova učiva: Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: STT první Jindřich RAYNOCH Název zpracovaného celku: PÁJENÍ A LEPENÍ

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

iglidur UW500 Pro horké tekutiny iglidur UW500 Pro použití pod vodou při vysokých teplotách Pro rychlé a konstantní pohyby

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Teorie měření a regulace

VAKUOVÁ TECHNIKA VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Semestrální projekt FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Co je litografie? - technologický proces sloužící pro vytváření jemných struktur (obzvláště mikrostruktur a nanostruktur)

VY_32_INOVACE_ELT-1.EI-13-IZOLACNI MATERIALY. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

8. Třískové obrábění

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Sostružnické nože- učební materiál

Informationen zu Promat 1000 C

Vysoké teploty, univerzální

Tiskové techniky. 14. Sítotiskové šablony. Vytvořila: Hana Světlíková Vytvořeno dne:

ČSN EN ISO 9001:2001. Vysokoteplotní konstrukční a izolační materiály pro sklářství

OTĚRUVZDORNÉ POVLAKY VYTVÁŘENÉ METODAMI ŽÁROVÉHO NÁSTŘIKU

Příklady použití kompozitních materiálů

Vodivé plasty zajímavý materiál pro laboratorní práci

Teplotní profil průběžné pece

Letoxit PR 220 Verze: 18. ledna 2012 Letoxit EM 315, EM 316, EM 317

Plasty v automobilovém průmyslu

Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství.

Adhezní síly. Technická univerzita v Liberci Kompozitní materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

isola B-DE 104/3 DURAVER -E-Cu Jakost 104 Jakost 104 KF Jakost 104 TS

2.3 Elektrický proud v polovodičích

LEPENÉ SPOJE. 1, Podstata lepícího procesu

Vláknové kompozitní materiály, jejich vlastnosti a výroba

Pro vysoká dyn. zatížení a otěruvzdornost iglidur Z

Poškození strojních součástí

Způsoby dělení materiálu

Vysoká teplotní a chemická odolnost: Pro extrémní podmínky iglidur X


PÁJENÍ. Osnova učiva: Druhy pájek. Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: STT první Jindřich RAYNOCH Název zpracovaného celku: PÁJENÍ A LEPENÍ

Nejlepší pružné sběrnice

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Elektrický proud stejnosměrný

Bez PTFE a silikonu iglidur C. Suchý provoz Pokud požadujete dobrou otěruvzdornost Bezúdržbovost

Kompozitní materiály. přehled

Katedra materiálu.

Druh Jednosložková epoxidová pryskyřice s obsahem vytvrzovacího systému se zvýšenou lepivostí

Povrchová úprava bez chromu Cr VI

LCM - 05 Metakrylátové konstrukční lepidlo list technických údajů

Silikonová lepidla a tmely

Vzhled Pryskyřice má formu nažloutlé průhledné folie síly 0,1 0,7 mm (dle přání zákazníka), pružné a tvárné při pokojové či zvýšené teplotě.

Fotovoltaické systémy

Vzhled Pryskyřice má formu zelené průsvitné folie síly 0,1 0,7 mm (dle přání zákazníka), pružné a tvárné při pokojové či zvýšené teplotě.

Zpět. katalog OSB Eco ke stažení

KAPITOLA 13: TEPELNÉ IZOLACE Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Vitralit system UV akryláty Světlem polymerující akryláty UV epoxidy Světlem polymerující epoxidy UV polyester

Prášková metalurgie. 1 Postup výroby slinutých materiálů. 1.1 Výroba kovových prášků. 1.2 Lisování pórovitého výlisku

Technologické parametry zadávací dokumentace a dat

Transkript:

TLUSTÉ VRSTVY TISK, VYTVRZENÍ, MĚŘENÍ 1. UVEDENÍ DO PROBLEMATIKY 1.1. Využití tlustovrstvé technologie S rostoucí integrací v elektronických obvodech se objevuje potřeba nahrazovat klasické součástky jinými vhodnými prvky s menšími rozměry. Často jsou rozhodující i nízké výrobní náklady. To s sebou přináší mimo jiné požadavek na jednoduchou a levnou technologii. Tyto skutečnosti daly podnět k vzniku a rozšiřování tlustovrstvých technologií. Pomocí tlustovrstvých technologií lze vytvářet vodivé propojky tištěných spojů, kontakty, odpory v hybridních integrovaných obvodech, membránové spínače atd. Tlustovrstvé technologie dnes již pronikají i do vývoje a výroby senzorů. 1.2. Tlusté vrstvy Pojmem tlustá vrstva označujeme vrstvu, jejíž tloušťka je podstatně větší než střední volná dráha elektronu. Střední volná dráha je dráha, kterou urazí částice mezi dvěma srážkami. Typická tloušťka tlustých vrstev se pohybuje v desítkách µm. Tlusté vrstvy jsou nehomogenní směsi několika složek. Materiály (pasty) pro výrobu tlustých vrstev obsahují několik složek: Funkční složku, která zajišťuje žádané elektrické vlastnosti vrstvy Technologickou složku zajištující dostatečnou viskozitu pasty během nanášení. Organická složka se odstraní během výpalu vrstvy Adhesní složku (pojivo, matrice), která drží pohromadě částice funkční složky. 1.2.1 Elektrické vlasnosti tlusté vrstvy 1.2.1.1. Odpor na čtverec Typickým elektrickým parametrem je vodivost nebo rezistivita (převrácená hodnota vodivosti). U tlustých vrstev se setkáváme s parametrem zvaným odpor na čtverec. Vyjadřuje velikost odporu vrstvy čtvercového tvaru (šířka vrstvy w je rovna její délce l). Tato hodnota je stanovena pro danou tloušťku t, kterou bude mít tlustá vrstva při dodržení předepsaného Obr.1 Rozměry tlusté vrstvy

technologického postupu jejího zhotovení (zvláště tloušťka síta). Pokud známe rozměry obdélníkového odporu (viz obr.1), můžeme stanovit teoretickou velikost odporu R: R = R [] l w kde R je odpor na čtverec, l je délka tlustovrstvého odporu, w je jeho šířka. 1.2.2. Anorganické a polymerové vrstvy Tlusté vrstvy lze dělit podle různých hledisek. Jedno z nich je materiál matrice. Rozlišujeme pak vrstvy anorganické a polymerové. Materiálem matrice anorganických vrstev bývá nejčastěji sklo ve formě jemného prášku (frity). U polymerových vrstev se jako plnivo používá polymer (např. polyester). Nižší teplota vytvrzování polymerových vrstev umožňuje použití na více druhů podložek než anorganické tlustovrstvé materiály. Polymerové tlusté vrstvy se vypalují, dle druhu pasty a podložky, při teplotě okolo 200 C. Anorganické vrstvy se vypalují při teplotách nad 800 C. Hlavní nevýhody polymerových vrstev jsou vyšší odpor vodivých vrstev než mají anorganické vodivé vrstvy, omezená pracovní teplota, omezené výkonové zatížení a nižší tepelná vodivost ve srovnání s anorganickými vrstvami. Omezeno je také pájení takovýchto vrstev. Polymerové vrstvy nejsou odolné vůči vlhkosti, což ovlivňuje jejich stabilitu. 1.2.3. Dělení tlustých vrstev podle funkce Podle funkce vrstvy dělíme materiály (pasty) pro tvorbu tlustých vrstev na: Vodivé pasty Jsou to pasty pro zhotovení vodivých tlustých vrstev. Vrstva se stává vodivou až po vypálení pasty. Vodivou složkou past jsou většinou prášky ušlechtilých kovů: stříbro, zlato, platina, paládium nebo jejich kombinace. Odporové pasty Odporová složka je nositelem funkčních vlastností vrstvy. Funkční složkou odporových anorganických vrstev bývají nejčastěji oxidy vzácných kovů (např. RuO 2, IrO 2 ). Typickým prvkem polymerových odporových vrstev je uhlík. Odporové pasty je možné vyrobit ve velmi širokém rozsahu hodnot odporu na čtverec, např. 10 1-10 9 Ω/. Dielektrické pasty Funkční složka dielektrických past upravuje permitivitu vrstvy na vhodnou velikost. Nejčastěji se používá BaTiO 3. Dielektrické pasty se používají pro výrobu kondenzátorů menších hodnot, které jsou integrovány do topologie tlustovrstvých integrovaných obvodů.

Izolační a ochranné pasty Izolační a ochranné pasty neobsahují funkční složku. Izolační vrstvy se používají pro izolované křížení vodivých drah vícevrstvých struktur. Ochranné vrstvy chrání součástky před působením vnějších vlivů. 1.3. Podložky pro tlusté vrstvy Důležitou vlastností podložek je její teplotní koeficient roztažnosti. Ten by měl být srovnatelný s teplotním koeficientem tlusté vrstvy. Dále by podložky měly být hladké a rovné a jejich smrštění během výpalu by mělo být zanedbatelné. Pro anorganické tlusté vrstvy se nejčastěji používají keramické podložky. Keramiky jsou většinou izolanty a mají vysokou elektrickou pevnost. Z hlediska mechanických vlastností jsou keramiky tvrdé, relativně křehké. Jsou značně odolné otěru. Keramika nejeví únavu a nemění tvar v závislosti na čase. Keramika odolává nepříznivým klimatickým podmínkám, není napadána mikroorganismy. Je také odolná vůči působení mnoha chemikálií. Korundová keramika (Al 2 O 3 ) je keramika na bázi oxidu hlinitého. Je nejrozšířenějším a nejdůležitějším druhem keramiky v elektronice a mikroelektronice, protože má příznivé mechanické vlastnosti. Tepelná vodivost je 25 W/mK. Aluminium-nitridová keramika (AlN) má velmi dobrou tepelnou vodivost 170 W/mK, která je srovnatelná s kovy, dále má velký měrný odpor. Pasta Pro polymerové vrstvy je možné jako podložku použít organické materiály. Jde o polymerní materiály založené na izolantu z organické pryskyřice (epoxidová a fenolická pryskyřice (např. skloepoxid, označovaný FR4, sklopolyimid atd.). Nevýhodou těchto materiálů je velká navlhavost. 1.4. Postup výroby tlustých vrstev - sítotisk Těrka Podložka síto Vzdálenost síto - podložka Sítotisk je nejrozšířenější způsob vytváření tlustých vrstev. Princip sítotisku je schematicky znázorněn na obr. 2. Nad podložkou je ve vhodné vzdálenosti umístěna zamaskovaná síťka. Pasta se nanese na horní plochu síta a je protlačována otvory v sítu těrkou na podložku. Těrka při svém pohybu jednak před sebou hrne pastu a zároveň prohýbá síto. Těrka tlačí síto do kontaktu s podložkou a tím se přenáší vzor. Obr.2 Princip sítotisku

1.4.1 Zhotovení šablony (síta) Prvním krokem při výrobě síta je napnutí sítoviny na rám. Sítovina se napíná buď přímo na rámu nebo nad rámem. Sítovina může být vyrobena ze syntetických vláken (polyester, polyamid). Pro náročnější aplikace se používá sítovina s vlákny z ušlechtilé nerezové oceli. Vlákna jsou při tisku namáhána na tah. Tato deformace musí být pružná, aby nemohlo dojít k trvalému prohnutí síta. Sitovina by měla být odolná vůči otěru. Síťka se může opotřebovávat otěrem těrkou a pastou. Propustná plocha síťky je určena velikostí ok a průměrem vlákna. Mezi významné parametry sítoviny patří počet ok na 1 cm a průměr vlákna. Další operací při výrobě síta je jeho ovrstvení. Na síto se ze strany tisku nanáší světlocitlivá emulze. K nanášení emulze se používá ovrstvovací korýtko nebo ovrstvovací stroj. Tloušťka emulze výrazně ovlivňuje tloušťku tlusté vrstvy. Na usušenou světlocitlivou vrstvu se osvitem kopíruje tiskový motiv z předlohy. Motiv se na síto přenáší pomocí kontaktního kopírování ve vakuovém rámu. Většinou se používá zdroj vyzařující ultrafialové záření. Po osvitu následuje vyvolání. Podle typu světlocitlivé vrstvy se ze šablony odstraní buď neosvětlená místa (osvětlená místa emulse se vytvrdí) nebo osvětlená místa (osvětlená emulse se působením světla naruší). Častější je první způsob, kdy se nesvětlená místa vymývají vodou. Po vyvolání se šablonu suší. 1.4.2 Tisk a vytvrzení tlustých vrstev Průběh tisku je znázorněn na obr. 2. Udržení přesných elektrických parametrů tlustých vrstev závisí více na tisku než na jiných výrobních operacích. Kvalita tisku je ovlivněna viskozitou pasty, úhlem smáčení mezi pastou a síťkou, úhlem smáčení mezi pastou a podložkou, rozměry ok a tloušťkou vlákna síta, tvarem a rychlostí pohybu těrky, tloušťkou emulze, rovinností a drsností podložky. Natištěné vrstvy je třeba vypálit. Proces vypalování anorganických tlustých vrstev je náročnější než u polymerových vrstev. Anorganické vrstvy se vypalují při teplotách nad 800 C. Pro polymerové vrstvy se vypalovací teplota pohybuje okolo 200 C. Navíc je nutno při výpalu anorganických vrstev nutno dodržet předepsaný vypalovací profil (průběh teploty během doby výpalu). 2. ZAŘÍZENÍ, POMŮCKY, PŘÍSTROJE, MATERIÁLY 2.1. Informace ke vzorkům Na sítu jsou připraveny tři typy vodivých motivů, které budou tištěny na korundové podložky. Popis vodivých motivů včetně rozměrů jednotlivých čar je na obr. 3.

motiv 1 motiv 2 motiv 3 dráha mezi kontakty délka dráhy (mm) dráha mezi kontakty délka dráhy (mm) dráha mezi kontakty délka dráhy (mm) 1-2 39 1-8 56 1-2 17 3-4 39 2-7 42 3-4 16 5-6 39 3-6 29 5-6 46 7-8 39 4-5 16 7-8 75 Obr.3 Typy vodivých motivů tištěných na podložky Pro tisk vodivých cest bude použita vodivá stříbrná polymerová pasta. Jde o pastu od firmy DU PONT, typ 5025. Výrobce udává odpor 8-15 mω na čtverec. Pro tisk je doporučeno polyesterové síto s 43 až 77 oky na 1 cm. Pasta se vytvrzuje 5-6 minut při 120 C. 2.2. Použitá zařízení Tisk vzorků z polymerových past bude realizován na ručním sítotiskovém stroji UNIPRINT. Podle výrobce (PBT Rožnov) je možné s tímto strojem dosáhnout přesnosti asi 0,1 mm. Pro usnadnění procesu tisku a pro dosažení lepšího výsledku tisku je stroj vybaven systémem se dvěma těrkami, které se ovládají táhlem. Systém dále zajišťuje konstantní sklon těrky při tisku. Sklon těrky byl 60. Odpor vypálených vodivých motivů bude měřen pomocí miliohmetru HEWLETT PACKARD. Před měřením vzorku je nutno provést nastavení nulové hodnoty odporu. 3. POSTUP ZHOTOVENÍ A MĚŘENÍ VZORKŮ 1. Na duralovou desku sítotiskového stroje se umístí do zarážky 2 6 destiček. Rozmístění je dáno motivem na sítu. 2. Otevřené otvory na duralové desce je nutno zakrýt.

3. Na síto se nanese pasta. Pasta se nanáší cca 2 cm před tištěný motiv. Nanese se housenka o tloušťce cca 5 10 mm. Nanesená pasta by měla lehce přesahovat délku tištěného motivu. 4. Proti pohybu při tisku se podložky zafixují podtlakem. Ten je zajištěn pomocí vysavače. 5. Tisk pasty se realizuje posunem těrky po sítu, ovládané táhlem. Motiv by se měl přejet těrkou asi dvakrát. 6. Po ukončení tisku se vypne podtlak. Vzorky se umístí do pece vyhřáté na teplotu potřebnou pro vytvrzení použité pasty (120 C). Výpal potrvá 5 6 minut. 7. Síto je po tisku nutno vyčistit. Použije se speciální ředidlo, které je šetrné vůči emulsi. 8. K měření odporu vodivých motivů se použije miliohmetr. Měření se skládá ze dvou kroků: 1. Nastavení nulové hodnoty odporu a. zkratujte svorky b. stiskněte modré tlačítko na panelu vpravo nahoře a poté tlačítko 4 (Short) c. pomocí šipek (v šedém poli) z menu na display zvolit ShortMeas d. stisknout Enter 2. na svorky připojte vzorek a odečtěte hodnotu odporu 4. ZADÁNÍ ÚKOLU a) Pomocí ručního sítotiskového stroje zhotovit sadu vzorků vodivých motivů b) Podle zadaných rozměrů jednotlivých motivů stanovit teoretické hodnoty odporu c) Na zhotovených vzorcích změřit odpory vodivých motivů d) Porovnat a zhodnotit teoretické předpoklady s naměřenými hodnotami