Елементи ГПМС

1. Підложка - конструктивна основа ГПМС. Матеріал підложки повинен мати високі ізоляційні властивості, високе значення питомого опору, малу діелектричну проникливість, високу електричну міцність, теплопровідність та ін.

Цим вимогам задовольняють скло, ситалл (основний матеріал, виробляють зі скла), кераміка, сапфір та ін. (Для тонко плівкової технології - звичайно ситалл, для товсто плівкової - кераміка).

Розміри підложок уніфіковані. Поверхня підложки повинна мати деяку шорсткість, але не нижче 12-14 класу для тонких плівок, і 8-10 класу для товстих.

2. Плівкові резистори - площадка з резистивної плівки, що перекривається на протилежних ділянках контактними площадками з провідної плівки. Опір резистору визначається формою контуру і контактних площадок.

Конструкція R:

 прямокутна

• а) Кф > 1
• б) Кф <1 (низькоомні) :

 резистори складної форми - Кф >= 10

• а) Г-образні:
• б) П-подібні :
• в) типу "меандр"

Матеріал для резистивних плівок повинен мати високий питомий опір, малий ТКО, термостійкість, високу стабільність, високе відтворювання параметрів, добру адгезію, хімічну інертність до підложки і контактних плівок.

Для виготовлення низькоомних R використовують хром, ніхром (Ni+Cr), сплав МТЛ-3М (сплав Si+Cr+Fe+W).

Високоомні R - кермет (особливо SiO+Cr, відповідно 50% або 90% SiO).

9.1 Контактні плівкові сполучення і провідники

На місці контакту завжди є перехідні опори Rк, тобто мають місце окислення плівки і взаємна дифузія. Інакше весь струм сконцентрується у кромки площадки ,отже - перегрівання. Rк залежить від площадки переходу і питомого опору переходу.

Плівки що проводять повинні бути хімічно інертними, стабільними і володіти високою адгезією до плівки.

Щоб задовольнити цим вимогам застосовують двох і трьохшарові плівки для провідників і контактних площадок.

Перший шар (підшар) - активні метали - хром, ніхром - добре зчеплення з підложкою.

Основний шар - метал з високою провідною спроможністю (Сu, Al).

Захисний шар проти окислення - Ni, Al, Ag. Питомий опір таких провідників і контактних площадок 0.02 - 0.04 Ом/(одиницю площі). Мінімальна ширина провідників - 0.1 мм.

9.2 Конденсатори та Індуктивні котушки

Плівкові С можна виконувати у трьох варіантах: а) одношарові С=20 -1000 пФ (але можна і > 1000 пФ) б) багатошарові (або навісні дискретні) - повторюються шари, що проводять і діелектричні плівки (> 10000 пФ). в) гребінчасті - ємність утворюється за рахунок крайового ефекту (< 30 пФ).

Матеріал діелектрика повинен мати високу діелектричну проникливість, малий ТКЕ, хімічну стійкість. ТКЛР матеріалу діелектрика повинен бути рівний ТКЛР підложки (для усунення лінійних напруг).

Матеріали обкладинок С повинні володіти високою електропровідністю, доброю адгезією, хімічної стійкістю (звичайно це Al з товщиною 0.5 мкм, Al слабко випарюється, отже, мале число коротких замикань.

Sк звичайно<= 1.6 см кв (але в більшості випадків 1.. 5 мм кв).

Індуктивні котушки виконують у вигляді плоских спіралей з провідного матеріалу.

10. Способи для отримання плівкових елементів.

10.1. Спосіб вакуумного напилення.

Спосіб вакуумного напилення - основний спосіб для отримання тонких плівок (<= 1 мкм). Час напилення біля 1 - 2 хвил. Треба забезпечити:

 інтенсивне випаровування речовини;

 прямолінійний рух молекул речовини;

 рівномірне зростання плівки.

Достоїнства: простота і можливість одержувати чисті плівки завдяки вакууму.

Недоліки: недостатня рівномірність по товщині осадження плівок, мала адгезія плівки до підложки, інерційність випаровувача, труднощі забезпечення необхідного складу плівок при випаровуванні сплавів.