2 / 14
М.В. Макарова, К.М. Моисеев
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018
Одним из путей повышения точности сборки является автомати-
зация всех или некоторых операций, в том числе и нанесения припоя.
На сегодняшний день припои в автоматизированных установках нано-
сятся методом трафаретной печати специальными дозаторами. Кроме
того, нанесение припойного слоя олова возможно осаждением методом
магнетронного распыления или гальваническим осаждением [2]. Метод
трафаретной печати подразумевает спекание припойной пасты в печи
при высоких температурах, что делает его неприменимым в случае, ес-
ли изделие с нанесенным припоем нельзя нагревать [3]. При дозирова-
нии припоя его можно наносить лишь на малые площади, что являет-
ся ограничением данного метода, если требуется нанести сплошной
слой припоя на большую площадь с высокой равномерностью. При
гальваническом осаждении слоя олова неравномерность получаемого
покрытия слишком велика [4]. Использование классического метода
магнетронного распыления обеспечивает заданную равномерность
покрытия и воспроизводимость толщин осаждаемых пленок, но сам
процесс является непроизводительным, так как толщина припойного
слоя составляет от 10 до 25 мкм.
Возможным решением для реализации вакуумной технологии
нанесения припойного слоя является метод ионного распыления в
магнетронных системах в парах мишени, или жидкофазного магне-
тронного распыления (ЖФМР), используемый для осаждения тол-
стых пленок в вакууме. Этот метод отличается высокими скоростями
осаждения, составляющими десятки микрометров в минуту. Благода-
ря проведению процесса в высоком вакууме достигается высокая чи-
стота получаемых пленок. При этом из-за наличия ионизированной
фазы имеем отличные показатели адгезии [5].
В настоящее время данный метод, как правило, применяется при
осаждении толстых пленок меди для различных изделий микроэлек-
троники и силовой электроники. За счет применения этого метода
достигается высокая производительность и качество осаждаемых
слоев, а сам метод достаточно прост в реализации [5–7].
Анализ физики процесса показывает, что метод ЖФМР может
быть использован для получения толстых пленок широкого спектра
проводящих материалов с высокими скоростями и малой неравно-
мерностью покрытия. Однако в открытых литературных источниках
отсутствуют работы, посвященные осаждению других материалов, в
том числе и легкоплавких.
Целью данной работы является разработка технологического
процесса осаждения толстопленочных покрытий олова методом ион-
ного распыления в магнетронных системах в парах мишени для их
дальнейшего использования в качестве припойного слоя в термо-
электрических модулях.