Tehnologii si sisteme de fabricatie utilizate la analiza sistemului de semnalizare acusica si optica

Tehnologii si sisteme de fabricatie utilizate la analiza sistemului de semnalizare acusica si optica

1. Consideratii generale:

Cerintele foarte severe la care trebuie sa raspunda aparatura electronica moderna ca:

fiabilitate ricata,

grad de compactitate (integrare) sporit,

cost redus al componentelor, dispozitivelor si sistemelor electrice,

numar mare de componente interconectate s.a au avut ca efect perfectionarea continua a tehnologiilor utilizate in electronica si microelectronica.

Insa, cresterea numarului de componente electronice discrete (rezistoare, condensatoare, inductante, tranzistoare, s.a.) din cadrul aparaturii electronice conduce inevitabil la marirea gabaritului, a numarului de conexiuni si la cresterea conumului de energie concomitant cu micsorarea sigurantei de functionare.

Miniaturizarea componentelor electronice, utilizarea circuitelor imprimate si a procedeelor automatizate de asamblare si lipire nu a rezolvat problema sigurantei in functionare si a maririi gradului de integrare.

Chiar si utilizarea tehnicii modulelor si micromodulelor nu a condus la cresterea fiabilitatii datorita numarului mare de conexiuni - lipituri si densitatii mari de montaj. Ponderea defectarii unui element sau sistem electronic crescand direct proportional cu numarul conexiunilor si componentelor electronice utilizate.

Daca de la inventarea tubului electronic in 1906 pana la aparitia tranzistoarelor in 1947, progresele inregistrate in electronica nu au fost atat de spectaculoase si rapide, odata cu realizarea primului circuit solid - integrat in 1959, s-a trecut la o noua generatie de circuite electronice, in care toate elementele componente puteau fi realizate si interconectate simultan, sub forma monolitica. Incepand cu anii 1970 a crescut densitatea circuitelor integrate pe scara mare (in special digitale) perfectionandu-se continuu tehnologiile de realizare, in special de tip MOS (Metal Oxid Semiconductor).

Avand in vedere avantajele privind miniaturizarea, energia consumata redusa si randamentele de fabricatie mari se estimeaza ca circuitele integrate (in special MOS) vor cunoaste dezvoltari si perfectionari deosebite, depasind in urmatorii ani de peste 10 ori circuitele bipolare, in privinta productiei mondiale anuale.

Pentru a justifica pertinenta acestor estimari se prezinta in continuare dinamica cifrei de afaceri a pietei circuitelor integrate, astfel: 1983 - aprox. Miliarde de dolari, 1988 - aprox. 3.1 miliarde de dolari, in 1992 a deposit peste 70 miliarde de dolari, iar in anul 2000 a deposit 200 miliarde de dolari.

Principalele tipuri de componente electronice ale caror tehnologii de obtinere vor fi studiate se pot imparti in :

componente electronice discrete passive (rezistoare, condensatoare, inductante - bobine si transformatoare):

componente electronice discrete active (diode, tranzistoare s.a)

circuite integate (semiconductoare, cu straturi subtiri si hibride):

circuite optoelectronice, de microunde, elemente magnetice si criogenice, sisteme biomicroelectronice, s.a.

2. Instalati si dispozitive pentru realizarea componentelor electronice discrete passive

In acest capitol vor fi prezentate sistemele utilizate pentru realizarea urmatoarelor componente discrete passive: rezistoare, condensatori, inducante, transformatoare.

2.1. Utilaje si dispozitive folosite in tehnologiile de obtinere a rezistoarelo

2.1.1. Clasificare, tipuri constructive de rezistoare

Rezistoarele sunt componente passive de circuit intalnite cel mai des in aparaura electronica, caracterizate printr-o anumita valoare a rezistentei electrice, care poate fi fixa sau reglabila.

Dupa modul de realizare a elementului rezistiv, se deosebesc:

- rezistoare peliculare al caror element rezistiv il constituie o pelicula conductoare cu o grosim sub 100 m ce este depusa pe un support dintr-un material dielectric.

- rezistoare bobinate constituite dintr-un conductor metallic de mare rezistivitate bobinat pe un support isolator.

- rezistoare de volum, al caror element rezistiv este constituit din intregul corp al rezistorului.

In funstie de caracteristica tensiune-intensitatea curentului (U-I), rezistoarele se impart in liniare (cel mai des intalnite) si rezistoare neliniare, a caror rezistenta electrica poate fi dependenta de temperature (termistoare), tensiune (varistoare), sau de intensitatea fluxului luminos (fotorezistoare).

Din punct de vedere constructive, un resistor fix este construit din elemental rezistiv, care poate fi un conductor metallic cu rezistivitate mare (constantan, manganim s.a.) sau o pelicula rezistiva (grosime 0,001- 100 m) din carbon aglomerat, borcarbon, straturi metalice sau oxizi metalici, ultimile doua fiind mai des utilizate.

Peliculele din oxizi metalici sunt realizate de obicei din biozid de staniu (SnO2) depus prin pulverizare sau hidroliza pe un support dielectric, grosimea pelicuei fiind de 0,2-1 m.

Mult mai des utilizate sunt rezistoarele realizate prin tehnologia straturilor subtiri TSS si a straturilor groase TSG, procedee folosite si pentru obtinerea altor componente passive sau a circuitelor hibride cu avantaje mai mari din punct de vedere al fiabilitatii si a miniaturizarii componentelor.

Caracteristicile unor materiale utilizate pentru realizarea peliculelor resistive sunt date in tabelul 1.

Suporturile isolante utilizate la fabricarea rezistoarelor trebuie sa indeplineasca o serie de conditii, si anume: rezistenta mecanica si electrica ridicata, conductibilitate termica buna, sa fie nehigroscopice, stabile la actiunea factorilor chimici si termici. De asemenea, pentru a nu fi afestata comportarea rezistorului in frecventa, aceste materiale trebuie sa se prezinte permeabilitatea magnetica, permitivitatea dielectrica, pierderi dielectrice si magnetice cat mai reduse.

Pentru rezistoarele bobinate, suporturile izolante sunt de obicei tubulare, din sticla (pentru temperature de peste 100ºc), mica, micanita ( pentru rezistoare speciale ce lucreaza la temperature de 200.300ºC),ceramica (temperature de 350..370ºc) sau fibre de sticla.

Suporturile ceramice ale rezistoarelor peliculare se executa din materiale ceramice care trebuie sa aiba un coefficient de dilatare termica cat mai apropiat de cel al peliculei resistive.