Проблемы формирования толстых слоев олова методом ионного распыления в магнетронных системах в парах мишени

Инженерный журнал: наука и инновации

# 1·2018 1

УДК 621.793.182 DOI 10.18698/2308-6033-2018-1-1717

Проблемы формирования толстых слоев олова

методом ионного распыления в магнетронных

системах в парах мишени

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Впервые реализован и исследован процесс осаждения толстопленочного оловянно-

го покрытия методом ионного распыления в магнетронных системах в парах ми-

шени. Описана физика этого метода осаждения для пленок различных материалов

и проанализированы этапы и особенности технологического процесса осаждения

оловянных покрытий. Проведен анализ возникших технологических проблем, таких

как повышенное тепловое воздействие на подложку в процессе осаждения, неста-

бильный переход процесса после плавления мишени в режим самораспыления, пони-

женные скорости осаждения при работе с расплавленным оловом, не перешедшим в

режим самораспыления. Предложены пути решения перечисленных проблем, в ре-

зультате реализации которых отработан стабильный процесс нанесения оловянных

покрытий с высокими скоростями осаждения порядка 9 мкм/мин. Выполнена оценка

качества образцов оловянного покрытия, осажденного на керамические подложки из

нитрида алюминия, полученных при различных процессах осаждения.

Ключевые слова:

жидкофазный магнетрон, олово, толстопленочное покрытие,

вакуумное осаждение, ионное распыление, пары мишени

Введение.

Одним из важных технологических этапов при сборке

электронного изделия является нанесение припоя, чаще всего изго-

товленного на основе олова. В настоящее время в некоторых издели-

ях, например электровакуумных приборах, термоэлектрических (ТЭ)

модулях, используется ручная пайка, которая не обеспечивает высо-

кую точность сборки, что не позволяет улучшать выходные параметры

приборов, а также применять автоматизацию процесса сборки. Так, для

сборки термоэлектрических модулей необходима хорошая воспроизво-

димость толщины слоев припоя, которая варьируется от 5 до 15 мкм.

Неравномерность, в свою очередь, не должна превышать ±5 %.

В случае превышения этого допуска возникает сложность с обеспе-

чением заданной параллельности противоположных стенок модуля, а

также появляется высокая вероятность образования локальных зон

неприпоя ТЭ-ветвей.

Нанесение подобного припойного слоя с высокой равномерно-

стью необходимо при соединении и герметизации электровакуумных

приборов для достижения вакуумной герметичности, при этом раз-

меры паяемых изделий могут быть различными [1].