[发明专利]一种有机复合材料厚膜器件基板

说明书

本发明属于电子材料与元器件技术领域，尤其涉及一种有机复合材料厚膜器件基板。该基板包括：基板结构加强层、平坦层、互连层电路、互连通孔、连接外部引脚的焊盘、极化电极端、切割槽和集成其他器件用的焊盘。基板结构加强层采用玻纤、半玻纤或聚四氟乙烯制作；平坦层采用聚酰亚胺PI，其厚度为1μm‑100μm；互连层电路是1μm‑50μm厚度的铜箔，通过热压法制备于两PI平坦层表面，并通过湿法腐蚀铜箔形成电路连接图案、集成其他器件用的焊盘、连接外部引脚的焊盘和极化电极端。本发明提供的基板能够实现厚膜器件与基板材料的集成制备的同时，具有成本低、工艺简单、满足批量生产的要求。

技术领域

本发明属于电子材料与元器件技术领域。

背景技术

厚膜器件是一类重要的电子器件，它具有性能优良、可靠性好、应用广泛等特点，在工业、农业、军事、环境和医疗等领域有着广泛的应用。在厚膜器件中实现器件功能的各种功能材料是核心，其特征决定了厚膜器件的仪器设备的性能和应用领域，对于不同的应用功能材料各不相同；而基板是最重要的基础材料，所有的厚膜器件都需要制作在相应的基板上，基板材料需要与相应的功能材料制备和器件集成工艺相适应。传统厚膜器件使用的BaSrTiO₃(BST)、PbSrTiO₃(PST)以及PbZrTiO₃(PZT)等氧化物材料作为器件的功能材料，制备温度高达800℃以上，这就决定了这些厚膜器件只能采用氧化铝等陶瓷材料作为基板。同时，需要采用丝网印刷法将导电浆料印制到陶瓷基板上形成相应电路图案，并在一定温度下烧结形成电路连接。由于氧化铝基板的表面平整度较差，通常需要进行表面釉化处理提高平整度，才能满足厚膜材料制备和电路印刷的要求。综上所述，氧化物厚膜器件需要经过多次烧结才能完成，器件集成工艺复杂、能耗高，集成度低，不便与其他场效应晶体管、运算放大器等半导体器件混合集成。

近年来，有机聚合物功能材料和有机-氧化物复合功能材料的研究进展迅速，已经逐步进入器件集成研发和产品生产阶段。与氧化物厚膜材料相比，有机聚合物功能材料和有机-氧化物复合功能材料的制备温度低于200摄氏度，不需要进行高温烧结即可实现功能材料制备和器件集成。这类低温制备厚膜材料的发展使得采用新型基板材料成为可能。同时，器件集成度的提高需要充分利用基板的面积，实现器件的小型化和双面集成；此外降低器件的成本，不仅需要降低器件工艺的能耗等成本，还需要尽可能降低基片材料的成本，使其更方便地与各类半导体器件与厚膜元件集成起来。器件集成技术的需求使得新型基板材料的研发十分必要。

传统的厚膜器件首先在需要陶瓷衬底上采用厚膜工艺制作电路图形，然后在电路图形上制作功能材料厚膜并图形化，最后采用厚膜工艺形成上电极完成器件制备，工艺复杂并且集成度不高。因此，基板表面必须具有一定平整度才能满足后期器件工艺的要求。同时，如何以简单的方法在基板上形成可靠的电路连接是新型基板必须首先解决的问题。为了提高器件集成度，必须有效利用基板面积，在基板两面均可集成相应元件，这就要求基板两面必须具有可靠的电路连接。传统陶瓷基板通过钻孔和嵌入导电材料的方式实现通孔连接，成本高、而且会降低陶瓷基板的力学强度，给器件可靠性带来隐患。

发明内容

针对上述存在问题或不足，本发明针对低温制备的有机、复合功能厚膜器件应用需求，提供了一种有机复合材料厚膜器件基板。

该有机复合材料厚膜器件基板包括：基板结构加强层(1)、平坦层(2)、互连层电路(3)、互连通孔(4)、连接外部引脚的焊盘(5)、极化电极端(6)、切割槽(7)和集成其他器件用的焊盘(8)。

所述基板结构加强层(1)采用玻纤、半玻纤或聚四氟乙烯制作，其厚度为100μm-500μm。

所述平坦层(2)采用热压法制备于基板结构加强层两表面，由聚酰亚胺PI构成，其厚度为1μm-100μm，用于满足制备厚膜器件对基板表面平整度的要求。