Способ изготовления интегральной схемы СВЧ-диапазона Российский патент 2025 года по МПК H10D84/01 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при создании гибридных интегральных схем для сверхвысокочастотного диапазона (СВЧ-диапазона).

Известен способ изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ, включающий создание керамической суспензии, формирование керамической ленты, нарезку ленты на листы, формирование переходных отверстий, заполнение переходных отверстий проводящей пастой, формирование топологии с помощью специальных проводящих и резистивных паст, совмещение керамических листов, ламинирование, разрезку на отдельные листы, обжиг [Кондратюк Р. Низкотемпературная совместно обжигаемая керамика (LTCC). Преимущества. Технология. Материалы. Передовые технологии // «Степень Интеграции», информационный бюллетень № 5, апрель 2011. С. 14-17].

Недостатком данного технического решения является разрыв элементов топологии на керамических листах и нарушение связей между ними вследствие усадки керамических листов в процессе спекания (9-15% в плоскости листов и до 30 % по толщине листов [Кондратюк Р. Низкотемпературная совместно обжигаемая керамика (LTCC). Преимущества. Технология. Материалы. Передовые технологии // «Степень Интеграции», информационный бюллетень №5, апрель 2011. С. 16], что ведет к неисправимому браку микросхем.

Известен способ изготовления гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона, включающий изготовление многослойной диэлектрической подложки, нанесение топологического рисунка, совмещение сквозных отверстий диэлектрических слоев, спекание и отжиг [Патент RU 2521222, опубликовано 27.06.2014, МПК H01L27/13, «Способ изготовления мощной гибридной интегральной схемы СВЧ-диапазона» авторы Иовдальский А.А., Дудинов К.В., Калашников Ю.Н., КудроваТ.С.].

Недостатком данного способа является нарушение элементов топологии на листах, выполненных из необожженной керамики, и связей между листами посредством нарушения металлизации переходных отверстий вследствие усадки керамических листов в процессе спекания по LTCC-технологии, в результате чего получается неисправимый брак.

Технической задачей заявленного изобретения является снижение величины усадки керамических листов в плоскости листов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона, включающем изготовление многослойной диэлектрической подложки с заданной последовательностью диэлектрических слоев, нанесение топологического рисунка на каждый из отдельных диэлектрических слоев, формирование заданной последовательности многослойной диэлектрической подложки с одновременным совмещением их сквозных отверстий и последующее спекание, до нанесения топологического рисунка, каждый из слоев, выполненных из необожженной керамики, подвергают точечной тепловой обработке при температуре 950 °С, формируя спекшиеся участки в виде армирующей сетки с линиями шириной, равной толщине листа, с размерами ячеек сетки, равными 1/10 соответствующей стороны микросхемы.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (фиг. 1). После рубки сырой керамической полосы на листы 1, пробивки контура 2, формирования отверстий и полостей 3, перед нанесением топологического рисунка лист обрабатывают, например, с помощью теплового лазера, формируя спекшиеся участки на всю толщину листа в виде сетки 4. Размеры сторон ячеек сетки равны 1/10 соответствующих сторон листа. Такое соотношение сторон сетки обеспечивает пропорциональную усадку всего листа в плоскости листа при спекании с другими листами, из которых состоит микросхема. При изготовлении LTCC-микросхемы используют листы толщиной от 0,114 мм до 0,254 мм. Ширина линий, составляющих сетку, равна толщине листа, что позволяет осуществить спекание на всю толщину листа. Особенности плавления керамической суспензии приводят к тому, что если ширина линий сетки будет меньше, чем толщина листа, спекание на всю глубину будет невозможно. В случае если ширина линий сетки будет больше толщины листа, возможно недостаточно прочное соединение между слоями микросхемы. Мощность лазера и время воздействия на керамическую суспензию подбирают таким образом, чтобы спекание происходило на всю толщину листа. При последующем спекании всей микросхемы ранее спекшиеся участки в виде сетки армируют сырой лист, уменьшая усадку. Кроме того, без армирующей сетки усадка пакета листов при его спекании нарастает от середины листа к границам. При наличии армирующей сетки усадка в пределах одной ячейки сетки происходит от середины ячейки к ее границам, что снижает общую величину усадки и равномерно распределяет усадку по площади листа. Например, для типового пакета листов 100×100 мм величина усадки 15 % от середины пакета к одной из его границ составит 7,5 мм. Размеры ячейки армирующей сетки при толщине листа 0,114 мм составляют 8,974×8,974 мм. Величина усадки в пределах ячейки армирующей сетки, от ее середины к краям, не превышает 0,673 мм, что на порядок меньше суммарной усадки листа без армирующей сетки.

Технический результат позволяет снизить брак за счет уменьшения вероятности разрыва элементов топологии и связей между отдельными листами.

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано при создании гибридных интегральных схем для сверхвысокочастотного диапазона (СВЧ-диапазона). Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления интегральной микросхемы СВЧ-диапазона включает изготовление многослойной диэлектрической подложки с заданной последовательностью диэлектрических слоев, нанесение топологического рисунка на каждый из отдельных диэлектрических слоев, формирование заданной последовательности многослойной диэлектрической подложки с одновременным совмещением их сквозных отверстий, последующее спекание, до нанесения топологического рисунка каждый из слоев, выполненных из необожженной керамики, подвергают точечной тепловой обработке, формируя спекшиеся участки на всю толщину листа в виде сетки с линиями шириной, равной толщине листа, с размерами ячеек сетки, равными 1/10 соответствующей стороны микросхемы. Технический результат - обеспечение возможности снижения величины усадки керамических листов в плоскости листов. 1 ил.

Способ изготовления гибридных интегральных схем СВЧ-диапазона, включающий изготовление многослойной диэлектрической подложки с заданной последовательностью диэлектрических слоев, нанесение топологического рисунка на каждый из отдельных диэлектрических слоев, формирование заданной последовательности многослойной диэлектрической подложки с одновременным совмещением их сквозных отверстий, последующее спекание, отличающийся тем, что до нанесения топологического рисунка каждый из слоев, выполненных из необожженной керамики, подвергают точечной тепловой обработке, формируя спекшиеся участки на всю толщину листа в виде сетки с линиями шириной, равной толщине листа, с размерами ячеек сетки, равными 1/10 соответствующей стороны микросхемы.