Направьте субстрат покрытой меди металлизированный и свое применение на цепях микроволны

                     Направьте субстрат покрытой меди металлизированный и свое применение на цепях микроволны

Сразу покрытый метод субстрата меди металлизированный (DPC) введен и охарактеризован в настоящей статье. Предложенный субстрат металлизированный ДПК обеспечивает главные преимущества превосходного термального управления и высокочастотных характеристик, должные к т…

Сразу процесс (DPC) покрытой меди на металлизированном керамическом субстрате первоначально был создан для замены сразу скрепленного медного процесса (DBC) из-за свое лучшее электрического, термальный и механическое перформансе.1 сравненное к ДБК, ДПК обеспечивает очень сильную скрепленную прочность между субстратом Ал2О3/АлН и медным металлом, должным к пользе тонкого фильма скреплять ДПК лаер.2 также имеет хорошую способность в управлении толщины для медного слоя, от очень тонко к очень толщиной. Для дизайна мелкого шага, минимальную линию ширину проводника/дистанционирование 3 мильс можно легко получить, и через отверстия заполнена с медью для хороших электрических и термальных характеристик. Путем использование предложенного субстрата ДПК, главное представление можно получить сравнило к другим технологиям по отоношению к своим особенностям и применениям, которое включает высокую плотность цепи, выдающие высокочастотные характеристики, превосходное термальное представление управления и передачи тепла, выдающее солдерабилиты, и характеристики собрания провод-выпуска облигаций. Эти субстраты ДПК можно поэтому широко использовать для высокочастотных компонентов которые требуют наивысшей мощности и высокой жары.

В настоящей статье, изготовление ДПК кратко описано с диаграммой потока процесса, для того чтобы ввести несколько ключевые атрибуты этого процесса. Простая электрическая характеризация для субстрата ДПК после этого использована для извлечения высокочастотных диэлектрической константы и коэффициента энергопотерь. В конце концов, 10 ГХз, параллельн-соединенная линия бандпасс фильтр конструирован для того чтобы утвердить извлеченные диэлектрические параметры и превосходное высокочастотное представление субстрата металлизированного ДПК.

Направьте процесс покрытой меди
Весь процесс ДПК по существу состоит из шагов показанных в диаграмме 1, которые включают отверстия коллиматора в керамическом субстрате, брызгающ медный фильм на керамический субстрат, формирующ сухой фильм на медный фильм, формирующ принципиальную схему с выдержкой и развитием, руководства меди плакировкой, извлекать сухой фильм и вытравляющ металл коппер.3 семени детальные процессы были описаны С.П. Ру, ⁴ с более теоретическими объяснениями и чертежами.

Диаграмма 1 диаграмма потока процесса ДПК.

С показанным графиком течения, процесс ДПК начат отверстиями коллиматора на обнаженном керамическом субстрате с лазером. Эти отверстия можно использовать как через отверстия, который нужно связывать между обеими сторонами керамического субстрата если необходимо для некоторого специфического конструированного плана. После этого медный фильм, используемый как слой металла семени, брызган на противоположных сторонах керамического субстрата так, что он будет предусматриван с медным слоем. От художественного произведения описывая принципиальную схему, фотомаск сделан используя обычную технологию фотомаск. Фотомаск категорично расположен и придерживается к сухому фильму на керамическом субстрате, который отправлен в подвергая действию камеру.

После создания вакуума в подвергая действию камере, ультрафиолетовые лучи облучают сухой фильм через фотомаск, который полимеризован ультрафиолетовым излучением. Сухой фильм, который не облучен ультрафиолетовыми лучами, не реагирует и не держит свой химический состав. Процесс развития вытравляет полимеризованную часть сухого фильма химической чисткой или физической чисткой. Таким образом, некоторые части медного фильма подвергаются действию от сухого фильма; те части медного фильма сформируют необходимую принципиальную схему согласно художественному произведению цепи, для произведения необходимых медных зон цепи на керамическом субстрате. Таким образом, план цепи можно напечатать на сухом фильме.

Медь после этого депозирована для того чтобы заполнить, который подвергли действию части сухого фильма на керамическом субстрате, с соответствующими толщиной проводника и шириной, технологией плакировкой для того чтобы сформировать медную цепь. вышеуказанными процессами, металлизированная зона цепи имеет худенькие, плоские и ровные характеристики, и тепловыделение хорошо. После этого никель и золото депозированы на верхней поверхности меди. Фильм никеля предотвращает атомы медных руководств отражая в фильм золота. Фильм золота избегает оксидизатион поверхности проводника и улучшает прилипание для проводов выпуска облигаций золота. Оптически сопротивление сформировано на верхней поверхности меди. Остальной сухой фильм на керамическом субстрате после этого извлечется. После обнажать сухой фильм, медная цепь защищена фильмами никеля и золота. Разделяя медный процесс фильма вытравляет медный фильм не защищенный оптически сопротивляется.

Должный к описанным процессам и используемым материалам, несколько ключевые атрибуты процесса ДПК можно суммировать как ниже:

· Главное термальное представление

· Низкие линии проводника электрического сопротивления

· Конюшня до температуры > 340°К

· Точное положение особенности, совместимое с собранием автоматизированного, большого формата

· Разрешение тонкой линии позволяющ высокой плотности приборов и сетей

· Доказанная надежность

· Механически изрезанная керамическая конструкция

· Низкая цена, решение высокой эффективности керамическое

Применения субстрата металлизированного ДПК можно выбрать на СИД высоко-яркости (ХБЛЭД), субстратах для солнечных клеток концентратора, упаковке полупроводника силы и автомобильном управлении мотора. К тому же, субстраты ДПК с превосходным электрическим представлением можно рассматривать для компонентов РФ/микроваве, которые требуют очень малопотертого.

Извлечение электрических свойств

Для того чтобы использовать субстраты ДПК для применений РФ/микроваве, диэлектрические свойства необходимо извлечь. Диэлектрическая характеризация очень важный вопрос для дизайнов компоновки электронных блоков в виду того что электрическое поведение значительно повлияно на диэлектрической константой и диэлектрической потерей на частотах коротковолнового диапазона.

Диаграмма 2 микрополосковая линия ДПК параллельн-соединила резонаторы с отдельными соединениями выхода: (а) ПКМР1 и (б) ПКМР4.

Многочисленные сообщенные методы в опубликованном литературе.5-8 много из этих методов имеют одно или несколько ограничений, как дорогое и осложненное инструментирование, трудн-к-изготовляют приспособления, измеренные диэлектрические свойства только действительные для одной определенной частоты, плохую повторимость, и невозможность получить и диэлектрическую константу и диэлектрическую потерю. Однако, в настоящей статье, простой подход использован для того чтобы получить точные диэлектрические факторы для более дополнительных дизайна и симуляции субстрата.

Хольцман использовало компьютерную модель резонатора для извлечения диэлектрика дата.9 как только цепь моделирована точно с имитатором (CAD) компьютерного проектирования, свойства субстрата диэлектрические может быть определено путем сравнивать прогнозы от имитатора с измеренными характеристиками. Этот эмпирический/аналитический подход был продемонстрирован несколькими исследователей в поле микроволны.

Диаграмма результаты 3 измеренные и сымитированные для микрополосковой линии параллельн-соединила резонаторы: (а) ПКМР1 и (б) ПКМР4.

Поэтому, для извлечения высокочастотных диэлектрических данных для субстрата ДПК, были изготовлены 2 доработали резонаторы параллельн-соединенные микрополосковой линией с отдельными нулями над широкой шириной полосы частот. На диаграмму 2 показано фото параллельн-соединенных резонаторов (PCMR) микрополосковой линии. Показанное ПКМР1 влияет на нули передачи с больше глубины на более низких частотах; ПКМР4 производит нули передачи с более глубокой глубиной на более высоких частотах. 2 резонатора имеют такую же соединять-линию структуру с линией расстоянием 570 мильс и дистанционированием 12 мильс, но напротив соединений выхода. От измерений 2 ПКМРс, эти нули достаточны для того чтобы интерполировать правильные диэлектрические значения с хорошей точностью под широкополосной частотой откликов. Однако, первая передача нул для ПКМР1 и ПКМР4 на 5,2 и 4,2 ГХз, соответственно, и повторяющ приблизительно на каждой резонирующей частоте над диапазоном. Сделали предварительную симуляцию резонаторов, диэлектрическая константа 9,5 и диэлектрическая потеря 0,004 были приняты, что для субстрата ДПК в симуляции момента АДС.

Установка испытания состояла из анализатора сети Агилент Э8364А, приспособления теста Анрицу всеобщего с 2 портами входного сигнала К-соединителя коаксиальными, и подпертого земл-самолетом металлизированного ДПК субстрата с резонаторами микрополосковой линии. К тому же, тарировка ТРЛ принята путем использование изготовленных ДПК наборов тарировки для того чтобы откалибрировать на таком же самолете ссылки ПКМРс. Сравнения между сымитированными и измеренными вносимыми потерями для ПКМР1 и ПКМР4 показаны в диаграмме 3.

Диаграмма результаты 4 измеренные и сымитированные для микрополосковой линии параллельн-соединила резонатор.

От измерений, она очевидна что принятые диэлектрические значения в ошибке, с ошибкой увеличивая на более высоких частотах. Для извлечения правильной диэлектрической константы и диэлектрической потери, эти значения не отрегулированы в моменте АДС для того чтобы соответствовать частоте откликов до предсказанных зеро спичек измеренный нул. На диаграмму 4 показано приспособленные результаты для 2 ПКМРс до 14 ГХз, после регулировать диэлектрические параметры. В этом случае, подъем в эти 2 параметры субстрата ДПК от 9,5 до 9,75 для диэлектрической константы и 0,0004 до 0,002 для диэлектрической потери, соответственно. Эти значения более точны чем принятые данные на более высоких частотах и могут широко быть использованы для дизайна и симуляции субстрата.

Диаграмма 5 фотоснимок 10 ГХз параллельн-соединила линию фильтр используя технологию ДПК.

РАСЧЕТ ЦЕПИ МИКРОВОЛНЫ

Утвердил точность извлеченных диэлектрических данных, фильтр микроволны изготовленный на субстрате ДПК были продемонстрированы, что. Это БПФ, используя параллельн-соединенную линию структуру, имеет разбивочную частоту 10 ГХз, ширины полосы частот 15 процентов, 0,1 ответов равн-пульсации дБ и топологии трех-заказа, и показано в диаграмме 5. БПФ было конструировано и было оптимизировано с моментом АДС используя извлеченную диэлектрическую константу и диэлектрическую потерю. Наборы тарировки ТРЛ также были изготовлены на субстратах ДПК для того чтобы покрыть диапазон изменения частот от 4 до 14 ГХз.

С этими стандартами теста, переходы коаксиал-к-микрополосковой линии приспособления теста Анрицу и микрополосковую линию выравниваются до портов входа и выхода фильтра можно де-врезать. Измеренная вносимая потеря и возвращенная потеря показаны в диаграмме 6. основанной на этих экспириментально результатах, хороший прогноз ответа фильтра достиганы путем использование извлеченных диэлектрических значений в имитаторе ЭМ. Измеренная вносимая потеря БПФ только 0,5 дБ на 10 ГХз. Она ясно продемонстрировала что процесс ДПК, изготовленный с керамическим проводником субстрата и меди, обеспечивает превосходное малопотертое представление на частотах коротковолнового диапазона и предлагает превосходную способность быть использованным в приборах упаковки и микроволны РФ.

Диаграмма характеристики 6 измеренные и сымитированные ДПК 10 ГХз параллельн-соединила линию фильтр.

Заключение
Эта статья представляет субстрат металлизированный ДПК включая поток процесса, извлечение электрических свойств и расчет цепи микроволны. Вследствие пользы керамического субстрата и металлизированного медного проводника, субстрат ДПК достигает хороших высокочастотных электрических характеристик. Между тем, был предложен простой метод извлечения для того чтобы получить диэлектрическую константу и диэлектрическую потерю для субстрата ДПК, и 10 линия параллельн-соединенная ГХз БПФ с 0,5 вносимыми потерями дБ была построена для более дальнеишей проверки. Эта статья ясно демонстрирует что субстрат металлизированный ДПК довольно соответствующий для комплексного конструирования РФ и микроволны, со своим превосходным малопотертым представлением.

Ссылки

1. М. Энтезариан и Р.А.Л. Нарисовал, «сразу выпуск облигаций меди к нитриду алюминия,» МатериальсСсиенсе и инженерство, А-212, июль 1996, пп. 206-212.

2. Дж. Шульц-Трудн, «преимущества и новая разработка Директ пообещало медные субстраты,» надежность микроэлектроники, ВОЛ. 43, номер 3, 2003, пп. 359-365.

3. «ДПК-непосредственная технология тонкого фильма покрытой меди,» схват Хсинг, www.ready-sourcing.com/sourcing-news/electronic/dpc.html.

4. С.П. Ру, «метод для извлекать свободные пространства в керамическом субстрате,» патент США, США 6 800 211 Б2, октябрь 2004.

5. М.К. Дас, С.М. Вода и Д.М. Позар, «2 метода для измерения константы субстрата диэлектрической,» сделок ИЭЭЭ на теории микроволны и методов, ВОЛ. 35, номер 7, июль 1987, пп. 636-642.

6. С.Х. Чанг, Х. Куан, Х.В. У, Р.И. Янг и М.Х. Венг, «определение константы микроволны диэлектрической линией методом 2 микрополосковых линий совместили с симуляцией ЭМ, «микроволна и оптически письма технологии, ВОЛ. 48, номер 11, ноябрь 2006, пп. 2199-2121.

7. Х. Юе, тангенс К.Л. Вирга и ДЖ.Л. принца, «диэлектрической константы и потери измерение используя приспособление Стриплине,» сделки ИЭЭЭ на компонентах, упаковку и технологию изготовления, часть б, ВОЛ. 21, номер 4, ноябрь 1998, пп. 441-446.

8. П.А. Бернард и ДЖ.М. Гаутрай, «измерение диэлектрической константы используя резонатор кольца микрополосковой линии,» сделки ИЭЭЭ на теории микроволны и методы, ВОЛ. 39, номер 3, март 1991, пп. 592-595.

9. Э.Л. Хольцман, «широкополосное измерение диэлектрической константы субстрата ФР4 используя Параллельн-соединенный резонатор микрополосковой линии,» сделок ИЭЭЭ на теории микроволны и методов, ВОЛ. 54, номер 7, июль 2006, пп. 3127-3130.