厚膜工藝在高精度軍用電子線路中的應用
俞懷平 (西安微電機研究所710077)
應用厚膜集成技術研制高精度軍用電子線路的方法分為三部分,即電路原理設計部分,厚膜工藝設計部分,元件選擇部分。三個部分的相互關系及每個部分的具體設計過程。
電路原理設計部分與典型的離散元件電子線拄各的原理設計是有明顯區別的。一些用離散元件不易實現的電路,采用厚膜集成技術后卻成了解決精度、溫度、可靠性指標的優選線路。一些用離散元件、雙面印刷線路板不易實現的抗干擾、去耦方法,在采用厚膜集成技術后就很容易實現。元件選擇部分也應當注意其與經典離散元件線路元件選擇的差別。
l質量控制點的確定原則
由于厚膜電路的生產過程是由計算機編程控制的,所以質量控制點的確定是工藝實現過程中計算機編程的依據。
a.依據電子產品最終電氣精度指標的要求.通過計算分析,將直接影響產品精度的由厚膜工藝所實現的電阻、電容及其它元件的參數列為控制點,并用計算機仿真的手段加以初步驗證。
b.依據電子產品最終溫度指標的要求,通過計算分析,將在厚膜工藝中采用的原材料(如各種漿料等)、電子元器件與溫度有關的參數列為質量控制點,并通過計算機仿真的手段確定其中幾個主要的參數.將其考慮在生產控制程序的編制。
c.將厚膜版圖的設計列為控制點。這主要是因為版圖的形狀與電子噪聲有關,直接影響電路的電氣精度指標,包括各種導線、元件的形狀設計和交跨方式設計以及接地、屏蔽、去耦等設計。
d.將厚膜版圖的印制與燒結工藝列為控制點。
2 厚膜工藝中各質量關鍵點的控制方法
在厚膜工藝中那些直接影響產品精度而在實施控制的過程中主要要依靠計算機仿真計算、厚膜生產工藝編程、樣品實際參數檢測、計算機綜合計算判定等手段保證。由于這些參數在整個控制過程中互相耦合,其耦合關系又隨具體產品不同而不同,因此只有綜合計算分析和實際檢測的各項參數才能實施有效的質量控制。與溫度指標有關的參數主要采取事前控制,提高等級,樣品成品后復檢的手段。例如,事先依據有關指標選定相應等級的厚膜漿料、綜合用量、單價、性能等指標相應提高實際使用的漿料等級。實踐證明,這樣可以相對減少生產工藝中對溫度參數變量的編程量,使總工藝文件及程序得以簡化。
2.1設計質量的控制
厚膜版圖的設計與電路設計一樣,是控制厚膜版圖設計質量的關鍵,電子線路是通過厚膜版圖設計而實現的。電子線路中的所不希望出現的一些干擾、熱噪聲、振蕩、耦合等,有些是厚膜工藝可以避免的,而有些則必須通過精心設計避免,這些設計是以電子線路設計提出的原則為依據的。例如,接地原則,地線層,垂直交越,交越屢數限制,等電位原則,最小方阻原則,導帶寬等具體控制原則,并形成工藝文件.會簽后貫徹到設計過程中去。實踐證明,這樣的控制是積極有效的。
2.2 厘膜版圖的印制與燒結工藝的質量控制方法
包括印制方法的確定,印制絲網制作,目數選擇。另外燒結溫度、釉質燒制、保護釉燒制等也相應有印制絲網制作、目數選擇等項需要考慮。這個環節應與厚膜工藝協調,應考慮到綜合價格(比如目數高.印制質量好,但高目數絲網價格高.漿料利用率低,而漿料是以克計價的)、性能要求、工藝水平等。
經對比測試,認為厚膜工藝的優點為:
a.使在+85~-55℃范圍內工作的小型電子設備的生產成為可能,而采用原有印刷線路板焊裝工藝,有些線路是不可能在性價比較優的條件下,既滿足溫度指標又滿足精度指標的。
b.使產品小型化成為可能。相近,價格是同規格電機的1/10。
c.外觀、抗腐蝕、防潮等方面優于傳統工藝。
d.為其它軍工產品的生產提供了可行的途徑,提高了試制成功率,節約了試制經費及試驗費用。
e.在厚膜工藝中可以進行硬件加密。
f.就試驗的產品而言,提高了其在全溫度范圍(-55~+85℃)的精度指標。
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