Naše všestranné technologické portfolio zahrnuje výběr různých materiálů substrátů, použití tenkovrstvých a tlustovrstvých technologií a technologií vzorování, jakož i různé možnosti testování a montáže.
Dr. Florian Krogmann, Vedoucí výzkumu a vývojeSoustředíme se na potřeby našich zákazníků. Netrváme na našich stávajících řešeních, ale využíváme celou škálu proveditelných technických možností.
Technologie tlustých vrstev

Co je to tlustovrstvá technologie
Technologie tlustých vrstev je výrobní technika využívající sítotisk (šablonování), která se používá nejen pro tisk textilu nebo umění, ale také pro výrobu výkonové elektroniky, desek plošných spojů, antén, ohřívačů a senzorů.
Tato technologie se stala jednou z klíčových výrobních/miniaturizačních technik v elektronických zařízeních pro desky plošných spojů a technologii povrchové montáže (SMT), kdy lze na tlustovrstvý substrát montovat součástky pro povrchovou montáž (rezistory, kondenzátory, senzory atd.). Tlustovrstvé obvody a moduly se používají v celé řadě průmyslových odvětví pro integrovaná pasivní zařízení a senzory.

Odvětví a aplikace
Tlustovrstvé senzory se používají v automobilových aplikacích pro řízení spotřeby paliva a vzduchu, ve vesmírné elektronice, spotřební elektronice, v aplikacích, kde je vyžadován termocyklus obvodů bez poruch, a také v různých měřicích systémech, kde je vyžadována dlouhodobá stabilita, vysoká spolehlivost a nízké náklady.
Tlustovrstvé mikroohřívače se používají v aplikacích, kde je vyžadován specifický nebo malý a rychlý zdroj tepla s přesnou regulací teploty, např. v optických interaktivních asistenčních systémech.

Jak používáme technologii tlustých vrstev
Společnost IST AG používá k výrobě široké škály fyzikálních a chemických senzorů a velkého množství mikroohřívačů tlustovrstvou technologii. Tato technika se používá také pro pasivaci a spoje senzorů a pro výrobu desek plošných spojů.
Pro výrobu tlustovrstvých výrobků má společnost IST AG plně automatizované výrobní linky, které mohou vyrábět senzory a ohřívače ve velkých objemech.

Výhody tlustovrstvé technologie
Výhody tlustovrstvé technologie spočívají nejen v atraktivní ceně a schopnosti velkosériové výroby, ale také v krátké době vývoje a nekonečné škále možností. Například četné mikroohřívače společnosti IST AG jsou vyráběny tlustovrstvou technologií. Jejich rychlá reakční doba, dlouhodobá (teplotní) stabilita a vysoká přesnost z nich činí ideální zdroje tepla pro cílené ohřívání malých prostor, např. v lékařských přístrojích, automobilovém průmyslu, laserové výrobě a mnoha dalších.
Technologie tenkých vrstev
Tenkovrstvé odporové teploměry se vyrábějí hromadně a stojí méně než ostatní typy odporových teploměrů. Jsou menší, mají mechanicky odolnou konstrukci a rychlejší odezvu než jiné typy (drátové, vinuté), což je v mnoha aplikacích žádoucí.
Co je to tenkovrstvá technologie
Tenká vrstva je vrstva materiálu o tloušťce od zlomků nanometru až po několik mikrometrů. Řízená syntéza materiálů ve formě tenkých vrstev (proces označovaný jako depozice) je základním krokem v mnoha aplikacích. IST AG používá depozici platiny nebo niklu na keramické substráty.
Uložení
Při nanášení se keramické substráty pokrývají tenkou vrstvou platiny nebo niklu pomocí rozprašování.
Keramické substráty se vloží do depozičního stroje, kde se ionty začnou "střílet" do bloku platiny nebo niklu, dokud není celý substrát rovnoměrně pokryt.
Vysokým vakuovým proudem uvnitř stroje se dosáhne optimální vrstvy (hladké vrstvy).
Další procesy a technologie
K dokončení tenkovrstvých odporových snímačů se používají další technologie a postupy, jako je fotolitografie, leptání, laserové ořezávání, sítotisk, krájení, svařování, měření.

Výhody tenkovrstvých odporových teploměrů
Platinové odporové teploměry jsou nejběžnějšími kovovými odporovými teploměry používanými v průmyslových aplikacích a mají mnoho výhod:
- Robustní a odolné proti korozi
- Dlouhodobá stabilita
- Vysoká přesnost
- Nízký posun
- Nízká míra hystereze
- Široký provozní rozsah (od -200 °C do +1000 °C)
- Vhodnost pro přesné aplikace
Křemíková technologie
S rostoucími požadavky na minimalizaci splňujeme požadavky mikroelektromechanických systémů na stále menší a tenčí senzory díky našemu neustále se rozšiřujícímu portfoliu senzorů MEMS na bázi křemíku.
Křemíková technologie
Teplotní senzory a ohřívače na bázi Pt na křemíkových substrátech
Kombinací dlouholetých zkušeností společnosti IST v oblasti odporových teplotních detektorů (RTD) s možnostmi mikro zpracování křemíku bylo v rámci projektu zákazníka úspěšně realizováno 150 μm tenké křemíkové zařízení obsahující topné těleso na bázi Pt a teplotní senzor uspořádaný kolem suchého leptaného středového otvoru.
V rámci strategického projektu jsou naše výrobní zařízení rozšířena tak, aby umožňovala nanášení a vzorování dobře prozkoumaných materiálů pro teplotní senzory IST, jako jsou Pt a Ni, na 150mm křemíkové substráty.

Teplotní čidla na bázi křemíku (termohlavice) a topná tělesa na křemíkových substrátech
Náš standardní křemíkový průtokový senzor SFS01 obsahuje polykřemíkový ohřívač uprostřed 2 µm silné SiN membrány a dvě symetrické polykřemíko-hliníkové termopoly pro detekci směru proudění.
Standardní senzorový čip SFS01 pokrývá široký dynamický rozsah a hodnoty přesahující požadované hodnoty průtoku např. pro aplikace v respirátorech. SFS s T63 5 ms je díky jasné detekci směru proudění vhodný pro monitorování nádechu a výdechu pomocí jediného senzoru.

Piezoelektrická zařízení
Piezoelektrické materiály, jako je AlN, generují napětí při působení mechanické síly nebo generují mechanickou sílu při působení napětí.
Ve spolupráci s firmou TrueDyne byla úspěšně optimalizována výrobní technologie pro realizaci nových piezoelektrických rezonančních čipů MEMS pro měření plynu. Na obrázku je zobrazen kantileverový čip MEMS s referenčním snímačem teploty a dva piezoelektrické AlN kantilevery s integrovanými tenkovrstvými snímači teploty a ohřívači.
Integrace / balení MEMS
Speciální keramické desky plošných spojů pro balení křemíkových čipů jsou k dispozici díky vlastní technologii sítotisku. Díky silnovrstvým kontaktům lze čipy elektricky propojit pájením, tvrdým pájením nebo drátovým spojením. Obrázek ukazuje keramickou desku plošných spojů určenou pro integraci konzolových čipů TrueDyne MEMS pájením.

Podpora technologie MEMS
Díky našemu know-how a partnerské síti podporujeme naše zákazníky při realizaci jejich inovativních senzorů na bázi křemíku s technologiemi MEMS pro aplikace, které podporují roční množství od několika tisíc až po několik milionů senzorů.
Elektronický obvod TrueDyne s integrovanou rezonanční konzolou MEMS pro měření hustoty, viskozity a tepelné vodivosti procesních a spalovacích plynů (včetně vodíku v zemním plynu) a pro přímé měření výhřevnosti.
Ultratenké piezorezistivní tenzometry
Piezorezistivní (tlakově rezistivní) senzory mění svůj odpor v důsledku působení síly. Díky vysokému činiteli měrného odporu křemíku mají tyto piezorezistivní křemíkové tenzometry mnohem vyšší citlivost ve srovnání s rozšířenými kovovými tenzometry. Pro 200mm křemíkové substráty byla vyvinuta technologie výroby a manipulace s přístroji tenkými pouze 15 µm.
Piezorezistivní snímače z křemíku lze vyrábět velmi malé a levné.

Procesy
Naše nejmodernější výrobní zařízení umožňuje přístup k většině dostupných křemíkových mikromechanických procesů:
- PVD, LPCVD, PECVD, CVD
- tepelná oxidace
- litografie
- leptání za sucha (RIE, DRIE)
- mokré chemické postupy
- sítotisk
- ořezávání laserem
- lepení a řezání pásků
Kvalita
Kromě standardní kontroly kvality výroby (sondování destiček, manuální a automatická optická kontrola, ...) má IST k dispozici velké množství specializovaných analytických prostředků:
SEM/EDX, XRF, µCT a 3D laserová mikroskopie, některé jsou z vlastních zdrojů, které umožňují rychlý vývoj.
Obrázek ukazuje 3D laserovou mikroskopii mikrotitrační desky na membráně na bázi SiN, která se skládá z polykřemíkových ohřívačů, termopilířů a rozvaděče tepla před a po žíhání.