[发明专利]一种提高高介电常数陶瓷基板金属膜层附着力的方法

说明书

本发明涉及一种提高高介电常数陶瓷基板金属膜层附着力的方法，属于微波集成电路精细加工技术领域。采用特定性能的紫外激光对上述基板表层进行阵列刻线式刻蚀粗化处理，采用特定的温度曲线，在高温条件下对上述经过粗化后的基板进行高温煅烧，使得基板表面获得的粗糙度Ra值稳定在0.25～0.3mm范围内，并具有良好的粗化均匀性，提高了高介电常数基板作为基材在制作微波集成薄膜电路的过程中金属膜层与基材的附着力。

技术领域

本发明涉及一种提高高介电常数陶瓷基板金属膜层附着力的方法，属于微波集成电路精细加工技术领域，所述的高介电常数陶瓷基板是指TD-36基板或SF210K基板。

背景技术

微波集成电路薄膜陶瓷基片(简称MIC片)的电路图形具有多层金属结构，一般基材为硬质陶瓷。因金属膜层需要耐受微波组装过程，先后涉及到的焊接、金丝键合、金带键合以及导电胶粘接等多种外界作用，故而对金属膜层附着力的要求很高。其中最主要的两项指标包括：1.要求250μm金带压焊的破坏性拉力值在50g以上；2.要求0.5mm直径的镀银丝焊环破坏性拉力值在3Kg以上。

高介电常数基板属于陶瓷体系基板，主要以锆酸镁盐、钛酸盐、稀土成分和硅酸盐等多种混合物混合烧结而成。此基板的应用对于星载功率部件小型化、轻量化有重要意义。但由于高介电常数基板具有极高的表面光洁度，这使得在对基板表面不作任何处理的情况下，仅使用常规的薄膜制作工艺加工的电路图形，基板表面的金属膜层附着力较差，仅能耐受金丝键合以及导电胶粘接，在业内普遍限制了其上组装工艺的应用。另外该类基板还具有较高的硬度以及良好的化学抗腐蚀性能，传统的物理研磨、等离子微蚀以及化学腐蚀等粗化技术均不适用于该类材料。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足之处，提供了一种提高高介电常数陶瓷基板金属膜层附着力的方法，解决了高介电常数基板在薄膜领域的金属附着力差的问题，为该类基板材料的广泛应用提供可能。

本发明的技术方案是：

一种提高高介电常数陶瓷基板金属膜层附着力的方法，步骤如下：

(1)在待加工的高介电常数陶瓷基板(以下简称基板)的上表面和下表面分别进行粗化处理；

(2)对粗化处理后的基板进行清洗；

(3)对清洗后的基板进行高温煅烧；

(4)使用磁控溅射工艺在高温煅烧后的基板上表面和下表面分别制作薄膜金属层，随后进行图形制作，得到所需微波电路图形。

所述的步骤(1)中，待加工的高介电常数陶瓷基板是指介电常数为36.5±2的TD-36基板或介电常数为21.5±0.5的SF210K基板；

所述的步骤(1)中，粗化处理是指采用紫外激光进行阵列刻线式刻蚀粗化处理，紫外激光的波长为365nm，紫外激光的频率为60KHz，紫外激光的平均输出功率为2.3W；紫外激光的粗化模式为阵列刻线式刻蚀粗化过程，紫外激光的光斑直径为18μm，阵列刻线间距为13μm，离焦量为100μm，刻线重复2遍，重复模式为横纵叠加；

所述的步骤(2)中，对粗化处理后的基板进行清洗是指首先使用研磨剂对基板表面进行抛擦，然后使用去离子水反复冲洗，最后将基板依次放入到丙酮、乙醇中进行超声清洗，超声清洗结束后使用去离子水反复冲洗，将冲洗后的基板放入到铬酸中浸泡，浸泡时间为12-16h，浸泡结束后使用去离子水反复冲洗；再将基板放入到去离子水中煮沸5-10min，再放入到乙醇中进行超声脱水3-5min，超声脱水结束后在红外灯下烘烤30-60s；

所述的研磨剂为含有碳酸钙、磷酸氢钙、焦磷酸钙以及二氧化硅等成分的膏状物，主要起到物理摩擦去除颗粒污渍的作用；

所述的步骤(3)中，高温煅烧工艺为：

第一阶段，从室温升温至200℃，升温时间为8min；