Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона
The paper shows that the main challenges in manufacturing film hybrid integrated circuits for microwave and extremely high frequencies consist in selecting the substrate material, methods for precise conductor formation, and techniques and regimes for depositing high-conductivity metals without an a...
Збережено в:
| Опубліковано в: | Технологія та конструювання в електронній апаратурі |
|---|---|
| Дата: | 2002 |
| Випуск: | 4–5 |
| Сторінки: | 34-39 |
| ISSN: | 3083-6549 |
| Автори та афіліації: |
|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | yo |
| Опубліковано: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2002
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.34 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
| Завантажити файл: |
|
Репозитарії
Technology and design in electronic equipment| _version_ | 1874002080453099520 |
|---|---|
| author | Krendelev, A. E. |
| author_facet | Krendelev, A. E. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "A. E. Krendelev",
"institution": "Scientific Research Institute \"Scientific Center\", Zelenograd, Russia",
"orcid": ""
}
] |
| author_sort | Krendelev, A. E. |
| baseUrl_str | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| container_end_page | 39 |
| container_issue | 4–5 |
| container_start_page | 34 |
| container_title | Технологія та конструювання в електронній апаратурі |
| container_volume | |
| datestamp_date | 2026-08-19T09:54:56Z |
| description | The paper shows that the main challenges in manufacturing film hybrid integrated circuits for microwave and extremely high frequencies consist in selecting the substrate material, methods for precise conductor formation, and techniques and regimes for depositing high-conductivity metals without an adhesion sublayer. These challenges can be successfully resolved by using polymer substrates, ion etching methods with a Kaufmann-type ion source, and magnetron sputtering of metals. |
| first_indexed | 2026-08-20T01:00:52Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
34
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
ÒÅÕÍÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÑÐÅÄÑÒÂÀ ÈÇÃÎÒÎÂËÅÍÈß
ÌÈÊÐÎÏÎËÎÑÊÎÂÛÕ ËÈÍÈÉ ÄËß ÃÈÑ ÊÂ×-ÄÈÀÏÀÇÎÍÀ
À. Å. ÊÐÅÍÄÅËÅÂ
Ðîññèÿ, ã. Çåëåíîãðàä, ÍÈÈ �Íàó÷íûé öåíòð�
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
05.03 2001 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Í. Ô. ÊÀÐÓØÊÈÍ
(ÍÈÈ "Îðèîí", ã. Êèåâ)
Îáñóæäàþòñÿ òåõíîëîãè÷åñêèå çàäà-
÷è â èçãîòîâëåíèè ÃÈÑ ÑÂ× ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà è ïåðñïåêòèâíûå
ïóòè èõ ðåøåíèÿ.
 1979 ã. Âñåìèðíàÿ êîíôåðåíöèÿ ïî ðàäèî÷àñ-
òîòàì óòâåðäèëà ïëàí èñïîëüçîâàíèÿ ÷àñòîò ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà âûøå 40 ÃÃö. Ýòîò ïëàí îò-
êðûâàåò ïóòü äëÿ øèðîêîãî ðàçâèòèÿ òåõíèêè êðàé-
íå âûñîêèõ ÷àñòîò (ÊÂ×) � 30�300 ÃÃö è ãèïåð-
âûñîêèõ ÷àñòîò (ÃÂ×) � 300�3000 ÃÃö. Ðåàëèçà-
öèÿ ýòîãî ïëàíà äîëæíà îáåñïå÷èòü âîçìîæíîñòü
ïðîåêòèðîâàíèÿ êîìïàêòíûõ è ýôôåêòèâíûõ ïî ñòî-
èìîñòè èçãîòîâëåíèÿ ñèñòåì [1] ñ ó÷åòîì ñîâåðøåí-
ñòâîâàíèÿ êàê òåõíîëîãèè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ÈÑ,
òàê è ìåòîäîâ òîíêîïëåíî÷íîé òåõíîëîãèè.
Öåëü íàñòîÿùåãî îáçîðà � ïðîàíàëèçèðîâàòü çà-
äà÷è, âîçíèêàþùèå â îáëàñòè òåõíîëîãèè èçãîòîâëå-
íèÿ ÑÂ× ÃÈÑ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà, è îáñó-
äèòü âîçìîæíûå âàðèàíòû èõ ðåøåíèÿ.
Áóäåì ðàññìàòðèâàòü ÑÂ× ÃÈÑ ðàçëè÷íîé
ôóíêöèîíàëüíîé íàïðàâëåííîñòè, ò. å. øèðî-
êèé íàáîð óñòðîéñòâ íà ìèêðîïîëîñêîâûõ ëèíèÿõ
(ÌÏË) ÑÂ×, âêëþ÷àÿ ýëåìåíòû ñ ñîñðåäîòî÷åííû-
ìè ïàðàìåòðàìè, ìèêðîïîëîñêîâûå àíòåííû.
Ïðè êîíñòðóèðîâàíèè òàêèõ óñòðîéñòâ äëÿ ÊÂ×
íåîáõîäèìî ïðè ñîõðàíåíèè äèýëåêòðè÷åñêîé ïðî-
íèöàåìîñòè ïîäëîæêè óìåíüøàòü ãåîìåòðè÷åñêèå ðàç-
ìåðû íåñèììåòðè÷íîé ÌÏË àäåêâàòíî óêîðî÷åíèþ
âîëíû. Íåòðóäíî ïîêàçàòü, ÷òî ïðè óìåíüøåíèè øè-
ðèíû ÌÏË è òîëùèíû ïîäëîæêè âîçðàñòàþò îòíî-
ñèòåëüíûå ïîãðåøíîñòè ñîîòâåòñòâóþùèõ ñëàãàåìûõ
ïîãðåøíîñòè âîëíîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ (δZ). Ýòî
âûçûâàåò íåîáõîäèìîñòü ðàñ÷åòà äîïóñêîâ.
Ê îñíîâíûì äåñòàáèëèçèðóþùèì ôàêòîðàì, îï-
ðåäåëÿþùèì îòíîñèòåëüíóþ ïîãðåøíîñòü âîëíîâî-
ãî ñîïðîòèâëåíèÿ δZ, îòíîñÿòñÿ:
� ðàçáðîñ çíà÷åíèé äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàå-
ìîñòè (δε);
� ðàçáðîñ ïîäëîæåê ïî òîëùèíå (δh);
� ðàçáðîñ øèðèíû ïðîâîäíèêà ÌÏË (δW).
Åñëè ïðèíÿòü, ÷òî δε, δh, δW èìåþò íîðìàëüíûé
çàêîí ðàñïðåäåëåíèÿ (÷òî â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ
èìååò ìåñòî), òî δZ òàêæå ðàñïðåäåëåíà íîðìàëüíî.
Òîãäà ìàòåìàòè÷åñêîå îæèäàíèå M(δZ) è ñðåäíå-
êâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå σ(δZ) ìîãóò áûòü îïðå-
äåëåíû ïî ôîðìóëàì
M(δZ)=m1M(δε)+m2M(δh)+m3M(δW); (1)
σ(δZ)={(m1σδε)
2+(m2σδh)
2+(m3σδW)2}1/2, (2)
Êîýôôèöèåíòû âëèÿíèÿ îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîð-
ìóëàì
m1=(δZ/δε)ε/Z; m2=(δZ/δh)h/Z; m3=(δZ/δW)W/Z.
δZ=m1δε+m2δh+m3δW, (3)
ïðè ýòîì m2=�m3.
Ïîñêîëüêó äîïóñê íà âîëíîâîå ñîïðîòèâëåíèå
îïðåäåëÿåò òî÷íîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ áîëüøèíñòâà
ôóíêöèîíàëüíûõ ïàðàìåòðîâ óñòðîéñòâ íà ÌÏË, òî
ïðè ðåàëèçàöèè ðàññìàòðèâàåìûõ óñòðîéñòâ ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà ñëåäóåò îáåñïå÷èòü áîëåå æåñò-
êèå äîïóñêè íà âåëè÷èíû ε, h, W.
Èçâåñòíî, ÷òî äîïóñêè íà ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìå-
ðû ëèíèé ïåðåäà÷ ýëåìåíòîâ òðàêòà àíòåííûõ óñò-
ðîéñòâ óæåñòî÷àþòñÿ íà ïîðÿäîê ïðè ïåðåõîäå îò
ñàíòèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ê ìèëëèìåòðîâîìó [2]. Â
îáùåì ñëó÷àå äîïóñê íà ïàðàìåòð Z îïðåäåëÿåòñÿ
(ïðè çàäàííîé äîïóñòèìîé âåëè÷èíå âûõîäà ãîäíûõ)
êàê ñèñòåìàòè÷åñêîé, òàê è ñëó÷àéíîé ñîñòàâëÿþùåé
ïîãðåøíîñòè. Ïîñêîëüêó ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ñîñòàâëÿ-
þùàÿ ìîæåò áûòü ëèáî ó÷òåíà ïðè ïðîåêòèðîâàíèè
èçäåëèé, ëèáî óñòðàíåíà ñîâåðøåíñòâîâàíèåì òåõíî-
ëîãè÷åñêîãî ïðîöåññà (èçâåñòíî, ÷òî ïðè õîðîøî
îòëàæåííîì òåõíîëîãè÷åñêîì ïðîöåññå ñèñòåìàòè-
÷åñêàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïîãðåøíîñòè ôîðìèðóåìîãî
ïàðàìåòðà áëèçêà ê íóëþ), òî îñîáîå çíà÷åíèå èìååò
ñëó÷àéíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ ïîãðåøíîñòè êàæäîãî èç
ðàññìàòðèâàåìûõ ïàðàìåòðîâ.
Áîëåå òî÷íûé àíàëèç ïðåäïîëàãàåò ó÷åò âëèÿíèÿ
èçìåíåíèÿ øèðèíû ïðîâîäíèêà ÌÏË íå òîëüêî îò
ëèíèè ê ëèíèè (ðåãóëÿðíûå îòêëîíåíèÿ). Â ñèëó
òîãî, ÷òî ïëîòíîñòü òîêà â ïðîâîäíèêå ÌÏË ðàñ-
ïðîñòðàíÿåòñÿ íåðàâíîìåðíî ïî åãî ñå÷åíèþ è èìå-
åò áîëüøåå çíà÷åíèå íà êðàÿõ, äåôåêòû ãðàíèöû ïðî-
âîäíèêà ïðèâîäÿò ê ïåðåðàñïðåäåëåíèþ ïëîòíîñòè
òîêà, à ñëåäîâàòåëüíî, ê óâåëè÷åíèþ ïîòåðü, êîòîðîå
ìîæíî îöåíèòü êîýôôèöèåíòîì Kd, ïîêàçûâàþùèì,
âî ñêîëüêî ðàç óâåëè÷èâàþòñÿ ïîòåðè íà âíåøíåé è
êîýôôèöèåíòû âëèÿíèÿ δε, δh,
δW, ñîîòâåòñòâåííî;
ìàòåìàòè÷åñêèå îæèäàíèÿ δε,
δh, δW;
ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêèå îòêëî-
íåíèÿ δε, δh, δW, ñîîòâåòñò-
âåííî.
ãäå m1, m2, m3 �
M(δε), M(δh), M(δW) �
σδε, σδh, σδW �
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
35
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
âíóòðåííåé ïîâåðõíîñòè ïîëîñêîâîãî ïðîâîäíèêà çà
ñ÷åò íåðåãóëÿðíîñòè êðàåâ. Èñõîäÿ èç òîãî, ÷òî ïðè
äåôîðìàöèè ïðîâîäíèêà ïëîòíîñòü òîêà â åãî ñåðå-
äèíå îñòàåòñÿ ïîñòîÿííîé, ìîæíî ïîëó÷èòü [3]:
Kd=1+7,2∆n/W, (4)
ãäå ∆n � ãëóáèíà äåôåêòîâ ãðàíèöû ïðîâîäíèêà.
Íåðåãóëÿðíûå îòêëîíåíèÿ, êðîìå óâåëè÷åíèÿ
ïîòåðü â ÌÏË, óõóäøàþò òî÷íîñòíûå õàðàêòåðèñòè-
êè, à èìåííî, óâåëè÷èâàþò äèñïåðñèþ è àñèììåòðèþ
ðàñïðåäåëåíèÿ Z ÌÏË, ðàñïîëîæåííûõ íà îäíîé
ïîäëîæêå [4].
Ïî àíàëîãè÷íûì ïðè÷èíàì äëÿ óñòðîéñòâ ìèëëè-
ìåòðîâîãî äèàïàçîíà ïîâûøàþòñÿ òðåáîâàíèÿ ê ÷åò-
êîñòè è îäíîðîäíîñòè ãðàíèöû ðàçäåëà «äèýëåêòðè-
÷åñêàÿ ïîäëîæêà � ïðîâîäíèê ÌÏË».
Òàêèì îáðàçîì, çàäà÷è ñîçäàíèÿ ðàññìàòðèâàåìûõ
óñòðîéñòâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ñâîäÿòñÿ ê çà-
äà÷àì âûáîðà:
� ìàòåðèàëà ïîäëîæêè è òåõíîëîãèè åå èçãî-
òîâëåíèÿ;
� ìåòîäîâ è òåõíè÷åñêèõ ñðåäñòâ ôîðìèðîâà-
íèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ ïðîâîäíèêà;
� ìåòîäîâ è ðåæèìîâ îñàæäåíèÿ, îáåñïå÷èâàþ-
ùèõ èñêëþ÷åíèå íåîäíîðîäíîñòåé (äåôåêòîâ) êàê
ïî êðàåâûì ãðàíèöàì ÌÏË, òàê è íà ãðàíèöå «ïîä-
ëîæêà � ïðîâîäíèê».
Âî ìíîãîì óñïåõ â ñîçäàíèè óñòðîéñòâ ìèë-
ëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà îïðåäåëÿåò ïîäëîæ-
êà ÌÏË ÃÈÑ ÑÂ×. Äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïîäëîæêà èñ-
ïîëíÿåò ðîëü íåñóùåãî è êàíàëèçèðóþùåãî ýíåð-
ãèþ êîìïîíåíòà. Ïîýòîìó åå ôèçèêî-òåõíè÷åñêèå
õàðàêòåðèñòèêè îêàçûâàþò âëèÿíèå ïðàêòè÷åñêè íà
âñå ôóíêöèîíàëüíûå ïàðàìåòðû óñòðîéñòâà. Íàïðè-
ìåð, èìïåäàíñ è çàòóõàíèå â ìèêðîïîëîñêîâûõ ëè-
íèÿõ, äîáðîòíîñòü ðåçîíàòîðîâ è âîñïðîèçâîäèìîñòü
èõ ïàðàìåòðîâ ïðÿìî ñâÿçàíû ñ òàêèìè õàðàêòåðèñ-
òèêàìè ïîäëîæåê êàê äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü
ε, òàíãåíñ äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü tgδ, îäíîðîäíî-
ñòüþ óêàçàííûõ õàðàêòåðèñòèê íà ïîâåðõíîñòè è â
îáúåìå, à òàêæå êà÷åñòâîì îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòè
ïîäëîæêè.
Ê äèýëåêòðè÷åñêèì ïîäëîæêàì ÑÂ× ÃÈÑ ìèë-
ëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ïðåäúÿâëÿþò ñëåäóþùèå òðå-
áîâàíèÿ:
�ìèíèìàëüíûå äèýëåêòðè÷åñêèå ïîòåðè
(tgδ<10�4);
� âûñîêàÿ îäíîðîäíîñòü ñòðóêòóðû è ñîñòàâà
(âîñïðîèçâîäèìîñòü âåëè÷èíû ε íà ïîâåðõíîñòè è â
îáúåìå ïîäëîæêè è â ïàðòèè ïîäëîæåê);
� âûñîêîå êà÷åñòâî îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòè (íå
õóæå 14 êëàññà);
� âûñîêàÿ òî÷íîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ òîëùèíû
(íåðàâíîìåðíîñòü â ïðåäåëàõ îäíîé ïîäëîæêè, ðàç-
áðîñ ñðåäíèõ çíà÷åíèé ïàðàìåòðà â ïàðòèè ïîäëî-
æåê);
� âûñîêàÿ ìåõàíè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü;
� õèìè÷åñêàÿ ñòîéêîñòü ê ðàçëè÷íûì àêòèâíûì
ñðåäàì;
� âîçìîæíîñòü èçãîòîâëåíèÿ ïîäëîæåê ðàçëè÷-
íûõ ðàçìåðîâ, âêëþ÷àÿ êðóïíîôîðìàòíûå;
� ìàòåðèàë ïîäëîæêè äîëæåí ñïîñîáñòâîâàòü
(ïðè ñîîòâåòñòâóþùåé îáðàáîòêå) ïðî÷íîìó ñöåï-
ëåíèþ ïëåíîê ìåòàëëîâ, õàðàêòåðèçóþùèõñÿ âûñî-
êîé ïðîâîäèìîñòüþ (Cu, Al), ñ åå ïîâåðõíîñòüþ.
Óêàçàííûì òðåáîâàíèÿì â îïðåäåëåííîé ìåðå
óäîâëåòâîðÿþò ïîäëîæêè èç ðÿäà íåîðãàíè÷åñêèõ è
îðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ. Õàðàêòåðèñòèêè ïîäëîæåê,
Òàáëèöà 1
Õàðàêòåðèñòèêè ïîäëîæåê èç íåîðãàíè÷åñêèõ äèýëåêòðèêîâ
Õàðàêòåðèñòèêè
Ìàòåðèàë Ìàðêà
Ïðåèìó-
ùåñòâà
Íåäîñòàòêè
ε
(f=10 ÃÃö)
tgδ
(f=10 ÃÃö)
λ,
⋅⋅ Ñcñì
êêàë
o
Ïðî÷-
íîñòü,
êãñ/ìì2
Ïîðèñ-
òîñòü,
% îáúåìà
Ïîëèêîð
À-995
Âûñîêèå äè-
ýëåêòðè÷åñêèå,
ìåõàíè÷åñêèå,
òåïëîâûå ñâîé-
ñòâà
Íåîäíîðîä-
íîñòü, àíèçî-
òðîïèÿ
9,6 1⋅10–4 0,07 30 3,0
Al 2O3 99,5
Ïîëèêîð
À-995Ê
Òî æå +
îäíîðîäíîñòü
ñâîéñòâ
Òî÷íîñòü â
äîñòèæèìîé
òîëùèíå
9,75 1⋅10–4 0,07 32 1,0
Ëåéêî-
ñàïôèð
(20...100)
—
Ìîíîëèòíàÿ
áåñïîðèñòàÿ
ñòðóêòóðà
Ñèëüíàÿ àíè-
çîòðîïèÿ ε è
ÒÊËÐ
9...12 <1⋅10–4 0,07 35 0
ÑÒ-32 10,0 3⋅10–4 0,007 13 0
Ñèòàëë
(0,5)
ÑÒ-36
Âûñîêîîäíî-
ðîäíàÿ áåñïî-
ðèñòàÿ ñòðóê-
òóðà, îäíîðîä-
íîñòü ñâîéñòâ
Íèçêàÿ òåïëî-
ïðîâîäíîñòü,
íåóñòîé÷è-
âîñòü 5,6 2⋅10–4 0,008 15 0
Êâàðöåâîå
ñòåêëî
(0,1...0,5)
ÊÂ
Âûñîêîñòàáè-
ëüíîå çíà÷åíèå
ε, âûñîêîîäíî-
ðîäíàÿ áåñïî-
ðèñòàÿ ñòðóê-
òóðà
Íèçêèå òåïëî-
ïðîâîäíîñòü,
ÒÊËÐ
3,85 1⋅10–4 0,002 10 0
Êåðàìèêà
BeO
ÎÁ-1 Âûñîêàÿ òåïëî-
ïðîâîäíîñòü
Íåîäíîðîä-
íîñòü, äåôåêò-
íîñòü, òîêñè÷-
íîñòü
6,6...7,0 (2…3)⋅10–4 0,4...0,5 20 5,5
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
36
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
âûïîëíåííûõ èç íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûõ íåîðãà-
íè÷åñêèõ äèýëåêòðèêîâ, ïðåäñòàâëåíû â òàáë. 1.
Íàèáîëåå ïîëíî èçëîæåííûì òðåáîâàíèÿì óäîâëåò-
âîðÿþò ïîäëîæêè èç ëåéêîñàïôèðà. Ïîñêîëüêó èìåþò-
ñÿ ñâåäåíèÿ î âîçìîæíîñòè íà ýòàïå êîíñòðóèðîâàíèÿ
ó÷åñòü àíèçîòðîïèþ ñâîéñòâ ïîäëîæêè, ñòàíîâèòñÿ íå-
çíà÷èìûì îñíîâíîé íåäîñòàòîê ëåéêîñàïôèðà (ñèëüíàÿ
àíèçîòðîïèÿ ε è ÒÊËÐ). Îäíàêî ïîäëîæêè èç ëåéêî-
ñàïôèðà ïîêà äîðîãè (â 20�100 ðàç äîðîæå ïîäëîæåê
èç ïîëèêîðà). Òðåáîâàíèÿì ïî ýëåêòðè÷åñêèì õàðàêòå-
ðèñòèêàì óäîâëåòâîðÿþò òàêæå ïîäëîæêè èç îêèñè àëþ-
ìèíèÿ (A-995Ê), âûãîäíî îòëè÷àþùèåñÿ îò äðóãèõ ìàòå-
ðèàëîâ âûñîêîé òåïëîïðîâîäíîñòüþ è ìåõàíè÷åñêîé
ïðî÷íîñòüþ.
Îñíîâíàÿ ïðîáëåìà â èçãîòîâëåíèè ïîäëîæåê èç
íåîðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ � òðóäíîñòü äîñòèæå-
íèÿ ìàëûõ òîëùèí, îáåñïå÷èâàþùèõ èõ èñïîëüçîâà-
íèå â äèàïàçîíå ÊÂ×. Ñóùåñòâóþùàÿ òåõíîëîãèÿ
èçãîòîâëåíèÿ ïîäëîæåê èç ïîëèêîðà ïîçâîëÿåò ïî-
ëó÷àòü ïîäëîæêè òîëùèíîé 250 ìêì è âûøå. Äëÿ
ïîëó÷åíèÿ ïîäëîæåê ìåíüøåé òîëùèíû ìîãóò áûòü
ïðèìåíåíû ïåðñïåêòèâíûå ìåòîäû è ïðîöåññû, ïî-
çâîëÿþùèå ôîðìèðîâàòü äèýëåêòðè÷åñêèå ñëîè íà
ìåòàëëè÷åñêèõ ïîäëîæêàõ. Ñðåäè òàêèõ ìåòîäîâ
ìîæíî íàçâàòü:
� ìåòîä ýëåêòðîôîðåçà (òðåáóåòñÿ ïîñëåäóþ-
ùàÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíàÿ îáðàáîòêà ñòðóêòóðû «ìå-
òàëëè÷åñêàÿ ïîäëîæêà � äèýëåêòðè÷åñêèé ñëîé»);
� ìåòîä ïëàçìîñòðóéíîãî íàíåñåíèÿ.
Ñâîéñòâà îðãàíè÷åñêèõ ìàòåðèàëîâ, èñïîëüçóåìûõ
äëÿ ïîäëîæåê ÑÂ× ÃÈÑ, ïðèâåäåíû â òàáë. 2. Óêà-
çàííûå ìàòåðèàëû îáåñïå÷èâàþò ñðàâíèìîñòü ýòèõ
ïîäëîæåê ñ ïîäëîæêàìè èç íåîðãàíè÷åñêèõ ìàòåðè-
àëîâ ïî ýëåêòðè÷åñêèì è ìåõàíè÷åñêèì ñâîéñòâàì è
áîëåå íèçêóþ ñòîèìîñòü. Êðîìå òîãî, ñëåäóåò îòìå-
òèòü âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ÑÂ× ÃÈÑ áîëüøèõ
ðàçìåðîâ è ïîëó÷åíèå ìàëîé (ìåíåå 200 ìêì) òîë-
ùèíû ïîäëîæåê ïðè èñïîëüçîâàíèè ïëåíîê èç ôòî-
ðîïëàñòà è ïîëèñòèðîëà.
Íàèáîëåå ÷àñòî ïðèìåíÿþòñÿ ìàòåðèàëû, ïðåäñòàâëÿ-
þùèå ñîáîé ñìåñü òåôëîíà ñî ñòåêëîì ñ ïëåòåíîé èëè
ìèêðîâîëîêíèñòîé ñòðóêòóðîé, â ÷àñòíîñòè, äþðîèä ìà-
ðîê 5880 è 5870 ñ äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòüþ 2,33
è 2,2 è òàíãåíñîì óãëà äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîòåðü 5·10�4 è
6·10�4, ñîîòâåòñòâåííî. Ê ìåíåå ðàñïðîñòðàíåííûì ìàòå-
ðèàëàì îòíîñÿòñÿ ïîëèñòèðîëîâûå ñìîëû (êàê ñ íàïîë-
íèòåëåì, òàê è áåç íèõ), èìåþùèå ε=2,6.
Íîâûé ìàòåðèàë ôèðìû Rogers Corp äþðîèä 6010
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñìåñü òåôëîíà ñî ñòåêëÿííûì ïî-
ðîøêîì. Îí ñîïîñòàâèì ïî ε ≅10,5±0,25 ñ îêèñüþ àëþ-
ìèíèÿ. Îòìå÷àåòñÿ [5], ÷òî ïðèìåíåíèå ýòîãî ìàòåðèàëà
ïîçâîëÿåò â äâà ðàçà óìåíüøèòü ãàáàðèòû ñõåìû ïî îòíî-
øåíèþ ê äþðîèäó ìàðêè 5870.  îòëè÷èå îò ñ êåðàìèêè,
îí ëåãêî ïîäâåðãàåòñÿ ðåçêå è ñâåðëåíèþ. Ïî îöåíêå
ñïåöèàëèñòîâ, ñõåìû íà ïîäëîæêàõ èç ýòîãî ìàòåðèàëà
äîëæíû áûòü â ïÿòü ðàç äåøåâëå ñõåì íà ïîäëîæêàõ èç
îêèñè àëþìèíèÿ. Íåêîòîðûå ðàçðàáîò÷èêè ïðîåêòèðó-
þò Â×-áëîê ñèñòåì ÐÏÄ, âûïîëíåííûõ öåëèêîì íà îä-
íîé ïëàòå èç ìàòåðèàëà òèïà 6010 [6], â òî âðåìÿ êàê ïðè
èñïîëüçîâàíèè îêèñè àëþìèíèÿ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ òà-
êèõ áëîêîâ òðåáóåòñÿ íåñêîëüêî ïëàò ñ ïðîâîëî÷íûìè
ìåæñîåäèíåíèÿìè.
Ê íîâûì ïëàñòìàññîâûì ìàòåðèàëàì îòíîñèòñÿ ñëî-
èñòûé ïëàñòèê ìàðêè Micaply 5032 (ôèðìà Mica Corp)
c ε=4,8 è tgδ=0,01, êîìïîçèöèîííûé ìàòåðèàë ìàðêè
Epsilan-10 (ôèðìà 3M Corp) ñ ε=10 è tgδ=0,002, ìàòåðè-
àë ñåðèè 800 (ôèðìà Keene Corp). Ýòîò êëàññ ìàòåðèà-
ëîâ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ èçãîòîâëåíèÿ ÃÈÑ ÊÂ× íà ìèê-
ðîïîëîñêîâûõ ëèíèÿõ è ñëóæèò äëÿ çàìåíû îêèñè àëþ-
ìèíèÿ.
Àðìèðîâàíèå òåôëîíà ñ ïîìîùüþ ñëó÷àéíî äèñïåð-
ãèðîâàííûõ ñòåêëÿííûõ ìèêðîâîëîêîí âìåñòî ïëåòåíîé
ñòåêëîâîëîêíèñòîé ñòðóêòóðû ïîçâîëÿåò ñíèçèòü Â×-ïî-
òåðè. Ïîäëîæêè íà îñíîâå òàêîãî òåôëîíà õàðàêòåðèçó-
þòñÿ âûñîêîé îäíîðîäíîñòüþ ε â øèðîêîì äèàïàçîíå
÷àñòîò. Òàêèå ïîäëîæêè ïîäâåðãàþòñÿ òðàâëåíèþ ïðè
òåìïåðàòóðå äî 52°C, îòâåðñòèÿ ìåòàëëèçèðóþòñÿ ãàëüâà-
íè÷åñêèì ñïîñîáîì ïðè òåìïåðàòóðå äî 60°C. Îáåñïå÷è-
âàåòñÿ âûñîêàÿ òî÷íîñòü ïîëó÷åíèÿ ðåçêî î÷åð÷åííûõ
ëèíèé ñ íåçíà÷èòåëüíûì ïîäòðàâëèâàíèåì. Ïðè íåîá-
õîäèìîñòè ìàòåðèàë ìîæåò îáðàáàòûâàòüñÿ ïðè áîëåå
âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ. Êðîìå òîãî, â òàêèõ ïîäëîæêàõ
ëåãêî ïðîáèâàþòñÿ îòâåðñòèÿ, îíè õîðîøî ðåæóòñÿ; ãàëü-
âàíè÷åñêîå ïîêðûòèå â íèõ íàäåæíåå, ÷åì ó òåôëîíîâûõ
ïëàñòèí, àðìèðîâàííûõ ïëåòåíûì ñòåêëîâîëîêíîì.
Ñëó÷àéíîå äèñïåðãèðîâàíèå ñòåêëÿííûõ âîëîêîí â
òåôëîíîâîé ìàòðèöå ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü î÷åíü íèçêèé
êîýôôèöèåíò àíèçîòðîïèè, îïðåäåëÿþùèé ñîîòíîøåíèå
äèýëåêòðè÷åñêèõ ïîñòîÿííûõ, èçìåðåííûõ â ãîðèçîíòàëü-
íîé è âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè ïîäëîæêè (÷òî îñîáåííî
Òàáëèöà 2
Õàðàêòåðèñòèêè ïîäëîæåê èç îðãàíè÷åñêèõ äèýëåêòðèêîâ
Ìàòåðèàë
ïîäëîæêè
tgδ ε
Äèàïàçîí
ðàáî÷èõ
òåìïåðàòóð,
°Ñ
Ñòîè-
ìîñòü
Òåôëîí áåç íàïîëíè-
òåëÿ 4⋅10–4 2,10 –27…+260 Âûñîêàÿ
9⋅10–4 2,17
15⋅10–4 2,33
18⋅10–4 2,45
Òåôëîí ñî ñòåêëÿí-
íûì íàïîëíèòåëåì
ïëåòåíîé ñòðóêòóðû
22⋅10–4 2,55
–27…+260 Ñðåäíÿÿ
9⋅10–4 2,17
Òåôëîí ñî ñòåêëÿí-
íûì íàïîëíèòåëåì ñ
íåóïîðÿäî÷åííîé
ìèêðîâîëîêíèñòîé
ñòðóêòóðîé
15⋅10–4 2,35
–27…+260
Ìåæäó
ñðåäíåé
è âûñî-
êîé
Òåôëîí ñ êâàðöåâûì
íàïîëíèòåëåì 6⋅10–4 2,47 –27…+260 Âûñîêàÿ
Ïîëèñòèðîë ñåò÷àòîé
ñòðóêòóðû ñ êâàðöå-
âûì íàïîëíèòåëåì
5⋅10–4 2,65 –27…+260
Ìåæäó
ñðåäíåé
è âûñî-
êîé
5⋅10–4 Ïîëèñòèðîë ñåò÷àòîé
ñòðóêòóðû ñ íàïîëíè-
òåëåì èç êåðàìè÷åñêî-
ãî ïîðîøêà 15⋅10–4
3...15 –27…+110 Òî æå
Ïîëèñòèðîë ñåò÷àòîé
ñòðóêòóðû ñî ñòåê-
ëÿííûì íàïîëíèòåëåì
1⋅10–3 2,62 –27…+110 Íèçêàÿ
5⋅10–4 Êðåìíèéîðãàíè÷åñêàÿ
ñìîëà ñ íàïîëíèòåëåì
èç êåðàìè÷åñêîãî
ïîðîøêà 4⋅10–3
3,25 – Âûñîêàÿ
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
37
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
âàæíî ïðè èçãîòîâëåíèè ðåçîíàòîðîâ ñ óçêèìè ùåëÿìè
ñâÿçè). Äëÿ ïëàò èç íîâîãî ìàòåðèàëà òèïîâ 5880 è 5870
êîýôôèöèåíò àíèçîòðîïèè èçìåíÿåòñÿ â èíòåðâàëå
1,02...1,04 (à ó òåôëîíîâûõ ïëàñòèí, àðìèðîâàííûõ ïëå-
òåíûì ñòåêëîâîëîêíîì, � 1,09...1,19).
Îïûòíûå îáðàçöû ïîäëîæåê èç ìàòåðèàëîâ, ïðè-
âåäåííûõ â òàáë. 2, èìåþò ñàìûé íèçêèé äëÿ äè-
ýëåêòðè÷åñêèõ ïîäëîæåê äîïóñê íà ε (±0,01). Äëÿ
ïëàò ñ íîìèíàëüíîé òîëùèíîé ≈0,78 ìì è ≈3,17 ìì
ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû äîïóñêè íà òîëùèíó ±0,01 è
±0,05, ñîîòâåòñòâåííî.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ ðàçðàáàòûâàþòñÿ ìàòåðèàëû
ñ ε=6 äëÿ ïîäëîæåê ñ ïðîìåæóòî÷íîé âåëè÷èíîé
ïîòåðü. Ñîçäàíû ïëàòû ñî ñâåðõòîíêèì ñëîåì ôîëü-
ãè (5�9 ìêì) è ñ òîëñòûìè çàçåìëÿþùèìè ïëàñòè-
íàìè. Ïîëó÷åíû ïîäëîæêè êàê ñ îäíîñòîðîííèì, òàê
è ñ äâóõñòîðîííèì ôîëüãèðîâàíèåì, òîëùèíà êîòî-
ðûõ èçìåíÿåòñÿ â øèðîêîì äèàïàçîíå.
Îäíàêî, ïî ìíåíèþ ñïåöèàëèñòîâ, íàèáîëåå ïåðñ-
ïåêòèâíûì ìàòåðèàëîì ÿâëÿåòñÿ òåôëîí ñî ñòåê-
ëÿííûì íàïîëíèòåëåì ïëåòåíîé ñòðóêòóðû. Åãî îñ-
íîâíûå ïðåèìóùåñòâà: âûñîêàÿ ñòàáèëüíîñòü ðàç-
ìåðîâ ïîäëîæêè, âîçìîæíîñòü æåñòêîãî êîíòðîëÿ ε,
õîðîøåå ñîãëàñîâàíèå ïî òåìïåðàòóðíîìó êîýôôè-
öèåíòó ðàñøèðåíèÿ ñ ìåäüþ, âûñîêîå ñðîäñòâî ê
ìåäè, íèçêàÿ õëàäíîòåêó÷åñòü, ñòîéêîñòü ê õèìè÷åñ-
êîìó âîçäåéñòâèþ, ïðîñòîòà ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîò-
êè, ñïîñîáíîñòü ðàáîòàòü â øèðîêîì äèàïàçîíå òåì-
ïåðàòóð, âîçìîæíîñòü èçãîòîâëåíèÿ êðóïíîôîðìàò-
íûõ ïîäëîæåê (91,44×91,44 ñì).
Ñîãëàñíî ïðîãíîçàì, ïðåäïî÷òåíèå â áóäóùåì ïî-
ïðåæíåìó áóäåò îòäàâàòüñÿ ïîäëîæêàì èç ìàòåðèà-
ëà íà îñíîâå òåôëîíà, à äëÿ ìì-äèàïàçîíà ïåðñïåê-
òèâíûì áóäåò èñïîëüçîâàíèå ïîäëîæåê èç ÷èñòîãî
òåôëîíà ñ íèçêèìè ïîòåðÿìè (ñì. òàáë. 2).
Âìåñòå ñ òåì â êà÷åñòâå ïåðñïåêòèâíîãî ðàññìàò-
ðèâàåòñÿ è íàïðàâëåíèå ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ.
Îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè ïîëèìåðíûõ ïëåíîê, âû-
ïóñêàåìûõ îòå÷åñòâåííîé è çàðóáåæíîé ïðîìûøëåí-
íîñòüþ, ïðèâåäåíû â òàáë. 3.
Èñïîëüçîâàíèå ïðèâåäåííûõ â òàáëèöå ìàòåðèà-
ëîâ â êà÷åñòâå ïîäëîæåê ÑÂ× ÃÈÑ ìîæåò äàòü
ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû. Îñîáîå âíèìàíèå çà-
cëóæèâàþò ïëåíêè èç ôòîðîïëàñòà, îäíàêî èõ ïðèìå-
íåíèå â êà÷åñòâå ïîäëîæåê òðåáóåò ðåøåíèÿ ïðîáëå-
ìû àäãåçèè ìåòàëëè÷åñêèõ ñëîåâ ê ýòîìó ìàòåðèàëó.
Èçâåñòíûå èññëåäîâàíèÿ ìèêðîïîëîñêîâûõ óç-
ëîâ ïîêàçàëè âîçìîæíîñòü ïîëó÷åíèÿ ïàðàìåòðîâ
ÑÂ× ÃÈÑ, èçãîòîâëåííûõ íà ïîä-
ëîæêàõ ñ ε =35...90, íå óñòóïàþ-
ùèõ äîñòèãíóòûì â íàñòîÿùåå âðå-
ìÿ äëÿ ÃÈÑ íà ïîäëîæêàõ ñ ε =10.
Ïîëó÷åííîå óìåíüøåíèå ðàçìåðîâ
ñõåìû îáåñïå÷èëî 2�5-êðàòíîå
ñíèæåíèå ñòîèìîñòè ïëàòû ÑÂ×
ÃÈÑ, à òàêæå óëó÷øåíèå ìàññîãà-
áàðèòíûõ õàðàêòåðèñòèê.
Îñòàåòñÿ çàìàí÷èâûì èñïîëü-
çîâàíèå â êà÷åñòâå ïîäëîæêè äëÿ
ÑÂ× ÃÈÑ àðñåíèäà ãàëëèÿ.  ýòîì
ñëó÷àå âîçìîæíî â ïåðñïåêòèâå
èçãîòîâëåíèå ìîíîëèòíîãî ÑÂ×-óñòðîéñòâà, ñîäåð-
æàùåãî êàê àêòèâíûå êîìïîíåíòû, òàê è ÌÏË. (Ðå-
àëüíîå çíà÷åíèå òîëùèíû ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïëà-
ñòèí, ïðèìåíÿåìûõ â ïðîèçâîäñòâå, â íàñòîÿùåå âðå-
ìÿ ñîñòàâëÿåò ≈200 ìêì. Ïîýòîìó ÷àñòîòíûé äèàïà-
çîí ÑÂ× ÃÈÑ íà àðñåíèäå ãàëëèÿ ìîæåò áûòü îã-
ðàíè÷åí 100 ÃÃö.)
Âûáîð ìàòåðèàëà ïîäëîæêè è ñïîñîáîâ åå èç-
ãîòîâëåíèÿ ìîãóò îáåñïå÷èòü äîñòèæåíèå
ìàëûõ çíà÷åíèé òîëùèíû h, âûñîêîé èäåíòè÷íîñòè
h è ε â ïðåäåëàõ ïîäëîæêè è â ïàðòèè ïîäëîæåê. Â
òî æå âðåìÿ êîìïëåêñíûé ïîäõîä ê ïðîáëåìå ñîçäà-
íèÿ óñòðîéñòâ ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà äèêòóåò
íåîáõîäèìîñòü ñóùåñòâåííîãî ïîâûøåíèÿ òî÷íîñòè
ôîðìèðîâàíèÿ ðàçìåðîâ òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà, à
òàêæå ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè ìåòîäîâ ôîðìèðî-
âàíèÿ ïðîâîäíèêîâ â ñëó÷àå èçãîòîâëåíèÿ ýëåìåí-
òîâ ñ ñîñðåäîòî÷åííûìè ïàðàìåòðàìè.
Òî÷íîñòü êðèòè÷íûõ ðàçìåðîâ, íàïðèìåð øèðè-
íû ÌÏË W, îïðåäåëÿåòñÿ ïðîöåññàìè ëèòîãðàôèè è
òðàâëåíèÿ. Ñîâðåìåííûå ìåòîäû ôîòîëèòîãðàôèè,
ïðèìåíÿåìûå ïðè èçãîòîâëåíèè ïîëóïðîâîäíèêîâûõ
ÑÁÈÑ, ïîçâîëÿþò óâåðåííî ôîðìèðîâàòü ïðîâîä-
íèêè øèðèíîé 1ìêì è âûøå ñ äîñòàòî÷íîé òî÷íî-
ñòüþ (ïîãðåøíîñòü ñîâìåùåíèÿ ±0,15 ìêì è ôîêó-
ñèðîâêè â ïðåäåëàõ 0,5 ìêì), îäíàêî ïðè ýòîì ïëîùàäü
òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà íå ïðåâûøàåò 10×10 ìì. Èñ-
ïîëüçîâàíèå ïðîåêöèîííîé ïå÷àòè ïîçâîëÿåò (ñ ïî-
ìîùüþ ìóëüòèïëèêàöèè) ïðîåöèðîâàòü ïðîâîäíèêè
ÌÏË íà ïëîùàäü äîñòàòî÷íî áîëüøèõ ðàçìåðîâ (íà-
ïðèìåð, 100×100 ìì). Ñëåäóåò îæèäàòü, ÷òî ïðè øè-
ðèíå ÌÏË ìèëëèìåòðîâîãî äèàïàçîíà ïîðÿäêà 20�
30 ìêì òî÷íîñòü ôîðìèðîâàíèÿ ýòîé âåëè÷èíû áó-
äåò îïðåäåëÿòüñÿ ïðîöåññàìè òðàâëåíèÿ. Ïîýòîìó
àêòóàëüíà çàäà÷à âûáîðà ìåòîäà è òåõíîëîãè÷åñêèõ
ñðåäñòâ îñóùåñòâëåíèÿ ýòîãî ïðîöåññà.
Îñíîâíûå íåäîñòàòêè øèðîêî ïðèìåíÿåìîãî â
òåõíîëîãèè ÑÂ× ÃÈÑ ïðîöåññà æèäêîñòíîãî õèìè-
÷åñêîãî òðàâëåíèÿ (ÆÕÒ)�èçîòðîïíîñòü è ñëàáàÿ
óïðàâëÿåìîñòü � ÿâëÿþòñÿ ïðèíöèïèàëüíî îãðàíè-
÷èâàþùèìè òî÷íîñòü ôîðìèðîâàíèÿ ÌÏË. Óâåëè-
÷åíèå òî÷íîñòè ìîæíî îáåñïå÷èòü ïðèìåíåíèåì óï-
ðàâëÿåìûõ ïðîöåññîâ èîííîãî òðàâëåíèÿ [7].
Ñóùåñòâóåò äâå ðàçíîâèäíîñòè èîííîãî òðàâëåíèÿ:
èîííî-ïëàçìåííîå (ÈÏÒ) è èîííî-ëó÷åâîå (ÈËÒ). Ïðè
ÈÏÒ ïîäëîæêà ïîìåùàåòñÿ â çîíó ïëàçìû ãàçîâîãî ðàç-
ðÿäà, à ïðè ÈËÒ�â âàêóóìíóþ çîíó, îòäàëåííóþ îò îá-
ëàñòè ïëàçìû. ÈËÒ, ïî ñðàâíåíèþ ñ ÈÏÒ, îáëàäàåò ñëå-
äóþùèìè ïðåèìóùåñòâàìè:
Òàáëèöà 3
Õàðàêòåðèñòèêè ïîëèìåðíûõ ïëåíîê
Ìàòåðèàë ε
(f=10 ÃÃö)
tgδ
(f=10 ÃÃö)
Kò,
Âò/(ì·°C)
ÒÊËÐ⋅105 Ïðèìå÷àíèÿ
Ôòîðîïëàñò 2 3⋅10–4 0,23 8...23 —
Ñòèðîë 3...16 9...30 0,2...0,5 3...10 Ìàëàÿ õèìè÷åñêàÿ
óñòîé÷èâîñòü
Ïîëèýòèëåí 2,5 5 0,22 2,4 Íèçêàÿ
òåïëîñòîéêîñòü
Àðèëîêñ 2,5 6 0,21 5,2
Íèçêàÿ ñòîéêîñòü
ê àðîìàòè÷åñêèì
óãëåâîäàì
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
38
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
� âûñîêèì ïîêàçàòåëåì àíèçîòðîïèè;
� ìåíüøèì ðàäèàöèîííûì âîçäåéñòâèåì çàðÿæåí-
íûõ ÷àñòèö è ôîòîíîâ (èç-çà îòäàëåíèÿ ðàáî÷åé êàìåðû
îò èñòî÷íèêà);
� ìåíüøèì çàãðÿçíåíèåì îáðàçöîâ èíîðîäíûìè ÷à-
ñòèöàìè;
� âîçìîæíîñòüþ íåçàâèñèìîé ðåãóëèðîâêè óãëà ïà-
äåíèÿ ïó÷êà èîíîâ (ýòî ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü ïðîôèëåì
òðàâëåíèÿ).
Ðåçóëüòàòû ñðàâíåíèÿ ÆÕÒ ñ ÈÏÒ è ÈËÒ ïðåäñòàâ-
ëåíû â òàáë. 4 [5,8].
Ïðåèìóùåñòâà ìåòîäà ÈËÒ çàêëþ÷àþòñÿ â áîëåå âû-
ñîêîé òî÷íîñòè è ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè ýòîãî ìåòî-
äà, à òàêæå â âîçìîæíîñòè àâòîìàòèçàöèè, ýêîëîãè÷åñêîé
÷èñòîòå è ýêîíîìè÷íîñòè.
Èîííî-ëó÷åâîå òðàâëåíèå êàê ìåòîä ôîðìèðîâà-
íèÿ òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà ÃÈÑ ÑÂ× ìîæåò áûòü
ðåàëèçîâàí ïðè ïîìîùè èñòî÷íèêîâ èîíîâ (ÈÈ)
òèïà Êàóôìàíà èëè èñòî÷íèêîâ, âûïîëíåííûõ íà
áàçå óñêîðèòåëåé èîíîâ àíîäíûì ñëîåì (ÓÀÑ). Ïðåä-
ñòàâèòåëåì ïåðâûõ ÿâëÿåòñÿ ÈÈ ÌÀÈ 208 2Ò, ïðåä-
ñòàâèòåëåì âòîðûõ�øèðîêî ïðèìåíÿåìûé â ïðî-
ìûøëåííîñòè èñòî÷íèê �Ðàäèêàë�.
Ïîñëåäíèé ôîðìèðóåò òðóá÷àòûé ïîòîê èîíîâ, çà-
õâàòûâàþùèé íåáîëüøóþ ïëîùàäü îáðàáîòêè. Ïðèìå-
íåíèå ýòîãî èñòî÷íèêà äëÿ îáðàáîòêè ïîäëîæåê ðàçìå-
ðàìè 48×60 ìì òðåáóåò èõ ïåðåìåùåíèÿ â çîíå òðàâëå-
íèÿ. ÈÈ �Ðàäèêàë� ðàáîòàåò ïðè íàïðÿæåíèè ðàçðÿäà
áîëåå 1 êÂ. Ýòî âûçûâàåò óñèëåííîå ðàñïûëåíèå ñòåíîê
ðàçðÿäíîé êàìåðû è çàãðÿçíåíèå èîííîãî ïó÷êà. Ââèäó
îòñóòñòâèÿ ó ýòîãî èñòî÷íèêà èîííî-îïòè÷åñêîé ñèñòåìû
ïîòîê èîíîâ èìååò ðàçìûòûé ýíåðãåòè÷åñêèé ñïåêòð.
Ðÿä íåäîñòàòêîâ èñòî÷íèêà �Ðàäèêàë� óñòðàíåí â ÈÈ,
âûïîëíåííîì íà áàçå óñêîðèòåëÿ ñ çàìêíóòûì äðåéôîì
ýëåêòðîíîâ è ïðîòÿæåííîé çîíîé óñêîðåíèÿ (èñòî÷íèêè
ÓÇÄÏ [6]). Ýòîò èñòî÷íèê îáëàäàåò ìÿãêèì ýíåðãåòè-
÷åñêèì ñïåêòðîì (äèàïàçîí ýíåðãèè èîíîâ 50...500 ýÂ,
ïëîòíîñòü èîííîãî òîêà 2...20 ìA/ñì2). ÈÈ ÓÇÄÏ èìååò
îâàëüíóþ ôîðìó êàíàëà óñêîðåíèÿ, ÷òî ïîçâîëÿåò îáåñ-
ïå÷èòü ðàâíîìåðíîñòü òðàâëåíèÿ ïåðåìåùåíèåì ïîäëîæêè
òîëüêî â îäíîì íàïðàâëåíèè � ïåðïåíäèêóëÿðíî ïðî-
òÿæåííûì ó÷àñòêàì êàíàëà àíîäà.
Äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ òîïîëîãè÷åñêîãî ðèñóíêà ÃÈÑ
ÑÂ×, ðàçìåùàåìûõ íà äîñòàòî÷íî áîëüøèõ ïëîùà-
äÿõ (48×60 ìì è áîëåå), öåëåñîîáðàçíî èñïîëüçî-
âàòü ÈÈ òèïà Êàóôìàíà â âàðèàíòå ÌÀÈ 208 2Ò
[9] (ñì. òàáë. 5, ãäå íåðàâíîìåðíîñòü òðàâëåíèÿ ñî-
îòâåòñòâóåò îïòèìàëüíîìó ðåæèìó ðàáîòû ÈÈ).
Òàêèì îáðàçîì, ñóùåñòâåííîãî óëó÷øåíèÿ òî÷íî-
ñòè ïîëó÷åíèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ ðàçìåðîâ (óìåíüøå-
íèÿ ñëó÷àéíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîãðåøíîñòè) ìîæíî
äîáèòüñÿ ìåòîäîì èîííîãî òðàâëåíèÿ, ðåàëèçîâàí-
íûì ñ ïîìîùüþ èîííîãî èñòî÷íèêà òèïà Êàóôìàíà.
Ïðè ýòîì èç ñóùåñòâóþùèõ ìîäåëåé èñòî÷íèêîâ
ýòîãî òèïà ñëåäóåò îòäàòü ïðåäïî÷òåíèå èñòî÷íèêó
ÌÀÈ 208 2Ò, îáåñïå÷èâàþùåìó âûñîêóþ ðàâíîìåð-
íîñòü òðàâëåíèÿ íà äîñòàòî÷íî áîëüøîé ïëîùàäè.
Ïðèìåíåíèå ýòîãî ìåòîäà îáåñïå÷èâàåò òàêæå
áîëåå ÷åòêîå (ïî îòíîøåíèþ ê ïðèìåíÿåìîìó ìåòî-
äó æèäêîñòíîãî òðàâëåíèÿ) ôîðìèðîâàíèå êðàÿ ïðî-
âîäíèêîâ. Èñêëþ÷åíèå íåîäíîðîäíîñòåé íà ãðàíèöå
«ïîäëîæêà�ïðîâîäíèê» ìîæåò ïðîèñõîäèòü çà ñ÷åò:
� ïðèìåíåíèÿ ïîäëîæåê, èìåþùèõ âûñîêèé êëàññ
÷èñòîòû îáðàáîòêè ïîâåðõíîñòè;
� íàíåñåíèÿ ìàòåðèàëîâ ïðîâîäíèêîâ áåç íàíå-
ñåíèÿ àäãåçèîííîãî ïîäñëîÿ.
Ðåøåíèå ïåðâîé çàäà÷è îáåñïå÷èâàåòñÿ âûáîðîì
ìàòåðèàëà ïîäëîæêè, ðåøåíèå âòîðîé � âûáîðîì
äëÿ äàííîãî ìàòåðèàëà ïîäëîæêè ìàòåðèàëà ïðîâî-
äÿùåãî ñëîÿ è ñîîòâåòñòâóþùåãî ìåòîäà è ðåæèìà
íàíåñåíèÿ.
Âûáîð ìàòåðèàëà ïðîâîäÿùåãî ñëîÿ âåñüìà îãðàíè-
÷åí. Âûñîêîé ïðîâîäèìîñòüþ îáëàäàþò ìåäü, àëþìèíèé,
çîëîòî, ñåðåáðî, à òàêæå ñïëàâû ýòèõ ìàòåðèàëîâ. Âûñî-
êàÿ àäãåçèÿ ê ïîäëîæêå ëþáîãî ìàòåðèàëà îáåñïå÷èâàåò-
ñÿ îáðàçîâàíèåì õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé ýòîãî ìàòåðèàëà ñ
ìàòåðèàëîì ïîäëîæêè. Áîëåå âñåãî òàêèå ñâÿçè ìîãóò
âîçíèêíóòü ó àëþìèíèÿ ê ïîäëîæêàì, ñîäåðæàùèì â
ñâîåì ñîñòàâå îêèñëû (íåêîìïåíñèðîâàííûå êèñëîðîä-
íûå ñâÿçè âñòóïàþò âî âçàèìîäåéñòâèå ñ Al, èìåþùèì
âûñîêîå çíà÷åíèå òåïëîòû îáðàçîâàíèÿ îêèñëà). Âåðîÿò-
íîñòü îáðàçîâàíèÿ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé ïîâûøàåòñÿ ïðè
àêòèâàöèè ïîâåðõíîñòè ïîäëîæêè ýíåðãåòè÷åñêèì âîç-
äåéñòâèåì. Ïîýòîìó ïðåäïî÷òåíèå ñëåäóåò îòäàâàòü ìå-
òîäàì, îáåñïå÷èâàþùèì âûñîêèå ýíåðãèè àòîìîâ ìîëå-
êóë ðàñïûëÿåìîãî ìàòåðèàëà.
Ê òàêèì ìåòîäàì ñëåäóåò îòíåñòè, ïðåæäå âñåãî, ìàã-
íåòðîííîå è èîííî-ïëàçìåííîå ðàñïûëåíèå ìàòåðèàëîâ.
Èçâåñòíî, ÷òî ïðèìåíåíèå ìàãíåòðîííîãî ìåòîäà îáåñïå-
÷èâàåò ïîëó÷åíèå òîëñòûõ ïëåíîê (10 ìêì) ìåòàëëîâ è
ñïëàâîâ íà ðàçëè÷íûå ïîäëîæêè, âêëþ÷àÿ ïîëèìåðíûå
[10]. Âûñîêàÿ àäãåçèÿ äîñòèãàåòñÿ ïîäáîðîì îïòèìàëü-
íîãî ðåæèìà ðàñïûëåíèÿ (òåìïåðàòóðà ïîäëîæêè, äàâ-
ëåíèå ðàáî÷åãî ãàçà).
***
Òàêèì îáðàçîì, îñíîâíûå çàäà÷è ðåàëèçàöèè ïëå-
íî÷íûõ ÃÈÑ ñâåðõâûñîêèõ è êðàéíå âûñîêèõ ÷àñ-
òîò ñîñòîÿò â âûáîðå ìàòåðèàëà ïîäëîæêè, ìåòîäîâ
Òàáëèöà 4
Ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè ìåòîäîâ òðàâëåíèÿ
Âèä òðàâëåíèÿ
Ïàðàìåòð
ÆÕÒ ÈÏÒ ÈËÒ
Ïîêàçàòåëü àíèçîòðîïèè
(îòíîøåíèå ñêîðîñòåé òðàâ-
ëåíèÿ ïî ïåðïåíäèêóëÿðó è
ïî êàñàòåëüíîé ê ïîâåðõ-
íîñòè)
0,5...1 5...10 10…100
Ñêîðîñòü òðàâëåíèÿ, íì/ìèí 15 0,1...1 0,3...3
Îáåñïå÷èâàåìàÿ ðàçðåøàþ-
ùàÿ ñïîñîáíîñòü, ëèí/ìì
250 2000 3000
Ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêîå îò-
êëîíåíèå ïîäòðàâà ïî ïîä-
ëîæêå ïðè òîëùèíå ñëîÿ
1 ìêì
6,2 1,5 0,2
Òàáëèöà 5
Ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè èñòî÷íèêîâ èîíîâ
Òèï
èñòî÷íè-
êà èîíîâ
Ïëîòíîñòü
òîêà,
ìA/ñì2
Äèàïàçîí
ýíåðãèé,
ýÂ
Ðàçìåð
ïó÷êà,
ìì
Íåðàâíîìåð-
íîñòü òðàâëåíèÿ
íåïîäâèæíîãî
îáðàçöà
ÌÀÈ 208 2Ò 0,5...3,0 500...2000 100 5% íà ∅300 ìì
ÓÇÄÏ 5,0...25,0 2...20 — 5% íà 40×40 ìì
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2002, ¹ 4�5
39
ÒÅÕÍÎËÎÃÈß ÏÐÎÈÇÂÎÄÑÒÂÀ
òî÷íîãî ôîðìèðîâàíèÿ ïðîâîäíèêîâ (ìàëîå çíà÷å-
íèå ñëó÷àéíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîãðåøíîñòè), ìåòîäîâ
è ðåæèìîâ îñàæäåíèÿ ìåòàëëîâ ñ âûñîêîé ïðîâîäè-
ìîñòüþ áåç àäãåçèîííîãî ïîäñëîÿ.
Óêàçàííûå çàäà÷è ñ áîëüøåé âåðîÿòíîñòüþ ìî-
ãóò áûòü óñïåøíî ðåøåíû ïðè ïðèìåíåíèè ïîëèìåð-
íûõ ïîäëîæåê (íàïðèìåð, ôòîðîïëàñòîâûõ), ìåòî-
äîâ èîííîãî òðàâëåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì èñòî÷íèêà
èîíîâ òèïà Êàóôìàíà, èìåþùåãî èîííî-îïòè÷åñêóþ
ñèñòåìó, è ïðè èñïîëüçîâàíèè ìàãíåòðîííîãî ðàñïû-
ëåíèÿ ìåòàëëîâ.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1.Tokumitsu Y., Ishizaki M., Iwakuni M., Saito T.
50-GHz Ic components using alumina substrates // IEEE
Trans. on Microwave Theory and Techniques. � 1983.�
Vol. MTT-31, N 2.� P. 121�128
2. Âîñêðåñåíñêèé Ä. È., Ìàêñèìîâ Â. Ì. è äð. Àí-
òåííû è óñòðîéñòâà äèàïàçîíà ìèëëèìåòðîâûõ âîëí //
Ðàäèîýëåêòðîíèêà.� 1985.� Ò. 28, ¹ 2.� Ñ. 4�23.
3. Áóøìèíñêèé È. Ï., Ãóäêîâ À. Ã. Ýêñïåðèìåíòàëü-
íûå èññëåäîâàíèÿ ïîòåðü â ÌÏË // Âîïðîñû ðàäèîýëåê-
òðîíèêè.� 1982.� Âûï. 2.� Ñ. 88�94.
4. Áóøìèíñêèé È. Ï., Ãóäêîâ À. Ã., Êóðàòîâ Ï. À.
Âåðîÿòíîñòíîå ìîäåëèðîâàíèå âîëíîâîãî ñîïðîòèâëåíèÿ
ÌÏË // Âîïðîñû ðàäèîýëåêòðîíèêè.� 1982.� Âûï. 6.�
Ñ. 38�53.
5. Ñóõèå ìåòîäû òðàâëåíèÿ â ïðîèçâîäñòâå ÈÑ //
Ðàäèîýëåêòðîíèêà çà ðóáåæîì.� 1985.� ¹ 15.�
Ñ. 5�28.
6. Êèì Â., Êèðååâ Â. Þ. Èîííî-ëó÷åâîå òðàâëåíèå
ìàòåðèàëîâ èîíàìè íèçêèõ ýíåðãèé // Ýëåêòðîííàÿ òåõ-
íèêà. Ñåð. Ìèêðîýëåêòðîíèêà.� 1983.� Âûï. 3.�
Ñ. 69�74.
7. Äàíèëèí Á. Ñ., Êèðååâ Â. Þ., Êóçíåöîâ Â. È. Âà-
êóóìíî-ïëàçìåííûå ïðîöåññû òðàâëåíèÿ ìèêðîñòðóêòóð.
Êëàññèôèêàöèÿ è ñîïîñòàâëåíèå ïðîöåññîâ òðàâëåíèÿ.
Ãåíåðàöèÿ õèìè÷åñêè àêòèâíûõ ÷àñòèö â íèçêîòåìïåðà-
òóðíîé ïëàçìå // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ìàòåðèà-
ëû.� 1982.� Âûï. 2.� Ñ. 3�9.
8. Îðëîâ Â. È. Ïðèìåíåíèå èîííî-ïëàçìåííûõ ïðî-
öåññîâ â ïðîèçâîäñòâå èçäåëèé ýëåêòðîííîé òåõíèêè //
Îáçîðû íàó÷.-òåõí. ëèòåðàòóðû ïî ýëåêòðîííîé òåõíèêå.
Ñåð. Òåõíîëîãèÿ, îðãàíèçàöèÿ ïðîèçâîäñòâà è îáîðóäî-
âàíèå.� 1979.� Âûï.11.
9. Ãðèãîðÿí Â. Ã., Ãóùèí Ì. Á., Èâàíîâ Ð. Ä. è äð.
Èîííî-ëó÷åâîé èñòî÷íèê äëÿ òðàâëåíèÿ ðèñóíêà ÈÑ ñ
ìèêðîííûìè è ñóáìèêðîííûìè ðàçìåðàìè ýëåìåíòîâ //
Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ìèêðîýëåêòðîíèêà.�
1979.� Âûï. 2.� Ñ. 106�111.
10. Âîðîáüåâ Â. Í. Âûáîð îïòèìàëüíûõ ðåæèìîâ
ìàãíåòðîííîãî ðàñïûëåíèÿ ïðè ìåòàëëèçàöèè ïîëèìåð-
íûõ ïîäëîæåê // Ýëåêòðîííàÿ òåõíèêà. Ñåð. Ìàòåðèà-
ëû.� 1985.� Âûï. 7.� Ñ. 65�70.
ÂÛÑÒÀÂÊÈ. ÊÎÍÔÅÐÅÍÖÈÈ. ÑÈÌÏÎÇÈÓÌÛ
4-ÿ Ìåæäóíàðîäíàÿ íàó÷íî-òåõíè÷åñêàÿ êîíôåðåíöèÿ
«ÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ È ÈÍÔÎÐÌÀÒÈÊÀ � 2002»
(«ÝëÈíô-2002»)
Ðîññèÿ, Ìîñêâà,
ÌÈÝÒ (òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò)
20�22 íîÿáðÿ 2002 ã.
Íàó÷íûå íàïðàâëåíèÿ
Àäðåñ Îðãêîìèòåòà:
103498, Ìîñêâà, Ê-498,
Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé èíñòèòóò
ýëåêòðîííîé òåõíèêè (ÌÈÝÒ), ÎÍÒÈ.
Îòâ. ñåêðåòàðü Õàðà÷ Âàëåíòèíà Ïàâëîâíà.
Òåë.: (095) 532-98-30. Ôàêñ: (095) 530-54-29. E-mail: id@rnd.miee.ru
1. Ôèçèêà è òåõíîëîãèÿ ìèêðî- è íàíî-
ýëåêòðîíèêè.
2. Ìàòåðèàëû è îáîðóäîâàíèå ýëåêòðîííîé
òåõíèêè.
3. Ïðîåêòèðîâàíèå ýëåêòðîííûõ êîìïîíåí-
òîâ è ñèñòåì.
4. Ìèêðîñèñòåìû è ìèêðîìåõàíèêà.
5. Èíôîðìàöèîííûå è óïðàâëÿþùèå ñèñ-
òåìû.
6. Òåëåêîììóíèêàöèîííûå ñèñòåìû è
ñâÿçü.
7. Áèîìåäèöèíñêàÿ ýëåêòðîíèêà.
8. Ýêîëîãè÷åñêèå àñïåêòû ìèêðî- è íàíîý-
ëåêòðîíèêè.
9. Ìåíåäæìåíò è ìàðêåòèíã â ýëåêòðîíè-
êå è èíôîðìàòèêå.
10. Ãóìàíèòàðíûå ïðîáëåìû èíôîðìàòè-
çàöèè.
|
| id | oai:tkea.com.ua:article-1352 |
| institution | Technology and design in electronic equipment |
| issn | 3083-6549 |
| keywords_txt_mv | |
| language | yo |
| last_indexed | 2026-08-20T01:00:52Z |
| publishDate | 2002 |
| publisher | PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwtkeacomua/96/72d4e3d8d2cd8317f351adb570131596.pdf |
| spelling | oai:tkea.com.ua:article-13522026-08-19T09:54:56Z Technological means for manufacturing microstrip lines for EHF hybrid integrated circuits Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона Krendelev, A. E. microstrip lines hybrid integrated circuits (HICs) EHF range polymer substrates ion etching magnetron sputtering микрополосковые линии гибридные интегральные схемы (ГИС) КВЧ-диапазон полимерные подложки ионное травление, магнетронное распыление The paper shows that the main challenges in manufacturing film hybrid integrated circuits for microwave and extremely high frequencies consist in selecting the substrate material, methods for precise conductor formation, and techniques and regimes for depositing high-conductivity metals without an adhesion sublayer. These challenges can be successfully resolved by using polymer substrates, ion etching methods with a Kaufmann-type ion source, and magnetron sputtering of metals. Показано, что основные задачи реализации пленочных ГИС сверхвысоких и крайне высоких частот состоят в выборе материала подложки, методов точного формирования проводников, методов и режимов осаждения металлов с высокой проводимостью без адгезионного подслоя. Эти задачи могут быть успешно решены при применении полимерных подложек, методов ионного травления с использованием источника ионов типа Кауфмана и при использовании магнетронного распыления металлов. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2002-10-30 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.34 Technology and design in electronic equipment; No. 4–5 (2002): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature ; 34-39 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 4–5 (2002): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 34-39 3083-6549 3083-6530 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.34/1251 Copyright (c) 2002 Krendelev A. E. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| spellingShingle | микрополосковые линии гибридные интегральные схемы (ГИС) КВЧ-диапазон полимерные подложки ионное травление магнетронное распыление Krendelev, A. E. Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title | Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_alt | Technological means for manufacturing microstrip lines for EHF hybrid integrated circuits |
| title_full | Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_fullStr | Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_full_unstemmed | Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_short | Технологические средства изготовления микрополосковых линий для ГИС КВЧ-диапазона |
| title_sort | технологические средства изготовления микрополосковых линий для гис квч-диапазона |
| topic | микрополосковые линии гибридные интегральные схемы (ГИС) КВЧ-диапазон полимерные подложки ионное травление магнетронное распыление |
| topic_facet | microstrip lines hybrid integrated circuits (HICs) EHF range polymer substrates ion etching magnetron sputtering микрополосковые линии гибридные интегральные схемы (ГИС) КВЧ-диапазон полимерные подложки ионное травление магнетронное распыление |
| url | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2002.4-5.34 |
| work_keys_str_mv | AT krendelevae technologicalmeansformanufacturingmicrostriplinesforehfhybridintegratedcircuits AT krendelevae tehnologičeskiesredstvaizgotovleniâmikropoloskovyhlinijdlâgiskvčdiapazona |