Эта тема, разумеется, взаимосвязана со всеми другими рассматриваемыми техническими вопросами. Если, в конце концов, удастся получить ТПС на основе пластмассовых подложек и с- характеристиками, удовлетворяющими конкретным областям применения, то, вероятно, такие подложки окажутся самыми дешевыми. В некоторых специальных областях применения может потребоваться использование стекла. При массовом производстве таких подложек соответствующая технология обработки стекла, вероятно, обеспечит их низкую стоимость. В настоящее время имеется большой ассортимент керамических подложек. Цена тонких пластинок из окиси бериллия доходит до 1 фунта стерлингов за штуку, в то время как для керамических пластинок из стеатита или окиси алюминия она составляет всего несколько пенсов за штуку. Заметим, что применение низкокачественных керамических материалов не приводит к существенной экономии, так как даже при самых низких требованиях к характеристикам все же необходимо обеспечить такие условия, как плоскую поверхность или точность размеров, которые ставят определенный нижний предел цене подложки.
Диэлектрическая проницаемость
В настоящее время выпускаются ТПС на керамических подложках, имеющих диэлектрическую проницаемость от 5 до 5 ООО и выше.
Материалы с низкой проницаемостью, такие, как фарфор, стеатит и керамика на основе окиси алюминия, попользуются в тех случаях, когда подложка не является частью электрической схемы. В таких случаях взаимосвязь между соседними элементами должна быть минимальной и предпочтительны подложки с наилучшими изоляционными свойствами, с минимальной диэлектрической постоянной и минимальным тангенсом угла диэлектрических потерь (tg б). Если же подложка должна использоваться в качестве диэлектрика конденсатора, то
выбор различных видов керамики может быть сделан в зависимости от требуемой емкости на единицу площади, а также от максимально допустимых tgd и температурного коэффициента емкости (ТКЕ). Оба последних параметра возрастают с увеличением диэлектрической постоянной.
Из механических соображений подложку вряд ли можно сделать настолько тонкой, чтобы при напряжениях, обычно используемых в ТПС, могли произойти какие-либо изменения в напряжении пробоя.
В случае «гибридной» конструкции к тонкопленочным схемам можно добавлять очень тонкие пластинки из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью е. Это аналогично непосредственной пайке базового полупроводникового кристалла к подложке в случае зеркальной технологии (рис. 3). Можно использовать керам»ческие подложки, толщина которых составляет всего десятки микрон и которые поэтому обеспечивают очень большую емкость на единицу площади.
Толщина подложки
Толщина подложки, используемая в каждом конкретном случае, является компромиссной и должна удовлетворять ряду требований. Следует учесть, например, экономические факторы, характерные для того или иного процесса изготовления пластин, а также такие факторы; как получение ровной плоской поверхности и др. Подложка должна выдерживать определенные механические усилия, которые могут возникнуть в процессе изготовления ТПС, а также допускать крепление внешних выводов без опасности повреждения.
Изучение тепловых свойств различных подложек приводит к выводу, что в реальных случаях максимально допустимая величина рассеиваемой мощности лишь в незначительной степени зависит от толщины подложки.