마이크로일렉트로닉스 패키징 기술의 발전으로 전자 부품의 전력 및 밀도가 증가하고 단위 부피당 열량이 증가하며 차세대 회로 기판의 방열 용량(즉, 열전도도)에 대한 요구 사항이 증가하고 있습니다. 그것도 더 엄격하게. 현재 개발된 고열전도율 세라믹 기판은 AlN, SiC 및 BeO입니다. BeO는 독성이 있으며 환경 보호에 도움이 되지 않습니다. SiC의 유전 상수는 기판으로 사용하기에는 너무 높습니다. AlN은 Si에 가까운 열팽창계수와 적당한 유전율로 인해 많은 주목을 받고 있습니다.
전통적인 후막 슬러리는 Al2O3 기판을 기반으로 개발되었으며, 그 조성은 AlN 기판과 반응하기 쉽습니다 후막 회로의 성능에 치명적인 영향을 미치는 가스를 생성합니다. 또한, AlN 기판의 열팽창 계수는 Al2O3 기판의 열팽창 계수보다 낮으며, AlN 기판 위에 소결된 전통적인 슬러리는 열팽창 불일치 문제가 있습니다. 따라서, Al2O3 기판에 적용되는 재료 시스템 및 생산 공정을 AlN 기판 생산 공정에 그대로 복사하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 AlN 기판에 저항을 생성하는 공정을 소개하고 저항 성능을 연구하였다.
저항생산공정연구
저항체 권장 두께(12μm)에 따라 저항체 스크린 플레이트는 직경 75μm의 스테인레스 스틸 메쉬로 만들어지며 필름 두께는 25μm입니다. 스크린 인쇄 과정에서 저항기의 필름 두께는 인쇄 매개변수를 조정하여 조정할 수 있습니다. 젖은 필름, 건조 필름 및 소성 필름 사이에는 일정한 대응 관계가 있습니다. 압력, 인쇄 속도, 메쉬 간격과 같은 인쇄 매개 변수의 조정을 통해 인쇄 저항 페이스트의 습윤 필름 두께를 제어할 수 있으며 필름 두께 측정기를 사용하여 이를 측정하고 습윤 필름과 건조 필름은 소성 후 대응할 수 있습니다.
금 도체, 저항 및 저온 매체는 후막 공정으로 제작됩니다(그림 1 참조). 인쇄하는 동안 저항의 습윤 필름 두께는 35μm로 제어됩니다. 저항이 발사된 후 레이저 조정 특성, 저항 온도 계수(TCR) 및 저항 안정성을 확인하고 검증합니다.<28>
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<31>소결공정조건<32>
<33> 저항 페이스트는 전도성 상, 접착 상 및 유기 캐리어로 구성됩니다. 소결과정에서 결합상이 흐르고, 이어지는 냉각과정에서 필름으로 고화되어 세라믹 기판의 표면에 부착되어 세라믹 기판과 결합하고 전도성 사슬을 지지하는 역할을 합니다. 기술 자료의 권장 사항에 따르면 AlN 기판의 저항 소결 공정은 최고 온도 850°C, 유지 시간 10분, 총 소결 시간 60분으로 결정됩니다.<34>
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<36>그림 2는 저항 페이스트를 인쇄한 후의 모습을 보여줍니다. 이때, 저항막은 유기수지의 작용으로 일정한 결합력으로 결합되어 있는 느슨한 산화루테늄(또는 팔라듐, 은)에 의해 형성되며, 표면이 고르지 못하다. 바인더의 절연효과로 인해 저항필름층의 저항값은 매우 크다. 소결하는 동안 소결 온도가 증가함에 따라 필름 내의 유기 성분이 점차 연소 및 휘발되므로(500°C에서 유기 접착제가 완전히 방출됨) 산화 루테늄 입자가 점차 서로 끌어당겨 연결되어 연속적인 전도성 경로를 형성합니다. 저항 소결 후의 형태는 도 3에 나타나 있으며, 소결 후 필름층은 확실히 수축되고 치밀화된다.<37>
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<41>요약하자면, 마이크로 전자 패키징 기술의 지속적인 발전으로 인해 회로 기판의 방열 성능이 점점 더 요구되고 있습니다. AlN 기판은 열팽창 계수와 Si에 가까운 적당한 유전 상수로 인해 연구 핫스팟이 되었습니다. 그러나 Al2O3 기판을 기반으로 하는 전통적인 후막 슬러리 및 생산 공정은 AlN 기판에 직접 적용할 수 없으며 상당한 열팽창 불일치 및 반응성 문제가 있습니다. 본 논문에서는 AlN 기판의 저항 생산 공정에 대해 심도 있게 논의한다. 스크린 인쇄의 매개 변수를 조정하여 저항 필름의 두께를 제어하고 소결 공정 조건을 최적화하여 AlN 기판의 저항 생산을 성공적으로 실현합니다. 연구 결과에 따르면 합리적인 공정 제어를 통해 안정적인 성능을 갖춘 저항을 준비할 수 있으며, 이를 통해 차세대 회로 기판의 높은 방열 및 성능 요구 사항을 충족할 수 있으며 마이크로 전자 패키징 기술 개발에 강력한 지원을 제공할 수 있습니다. 42>
