厚膜电路工艺

薄膜电路在抛光的陶瓷基片、微晶玻璃基片或者Si基片上溅射电阻播磨和导电薄膜，经电镀、光刻、形成具有部分无源元件和导体电路的基片，贴装芯片和各种片状元件，键合无相连接成特定功能的电路模块。电路元件：晶体管、二极管、电阻、电容、电感等以及引线。尺寸小于1um。材料：金属半导体、金属氧化物、多金属混合相、合金、绝缘介质等工艺：真空蒸发、溅射、电镀工艺。各种材料：基片：高频损耗（随温度和工作频率升高而增加）、介电常数（越大电路尺寸越小，利于集成，不利于加工）、表面光洁度（影响电路损耗，薄膜附着力，线条分辨率）、基片平整度和翘度（小于0.0001in/jn）、化学稳定性（微晶玻璃避免Ti/Pt/Au系统）、热膨胀系数、热导率、加工难度。Al2O3陶瓷基片、微晶玻璃BeO基片AlN基片复合介质基片75%95-96%99-99.5%光敏微晶玻璃微波低端粉末毒，适于高功率电路和有源器件热沉太贵聚四氟乙烯掺假陶瓷粉ε8.09.39.75.5-66.8-7.110介质损耗10*10-43*10-41*10-425.8*10-45-2*10-42*10-3热导率W/m.K122133.5（37）0.91250140-230热膨胀系数CTE7*10-67~11*10-62.65*10-6光洁度Δ12-Δ13光洁度高、易于加工主要尺寸mm35*35*0.5，40*40*0.4，30*60*0.835*35,38*38,40*40,厚0.3~0.4加工：超声波打孔激光打光优点质量好、壁直、圆滑，可打陶瓷基片、微晶玻璃，最小0.5mm位置精准、可编程、效率高，可打异型孔，尺寸可为0.2mm缺点定位差、效率低设备贵。清洗：去油去腊（甲苯、丙酮、乙醇超声5min以内），去金属离子（酸碱煮），水洗，乙醇洗、烘干。金属层用于多层金属化工艺，制备电路和元件（1）电阻膜TaN、NiCr合金及金属陶瓷TaN（氮化钽）NiCr(80:20)耐高温，有自然钝化层TaO，负电阻温度系数，电阻可调整掺入微量AlSiFeAu等电阻温度系数接近0。电阻率100μΩ.cm（2）导体膜微薄损耗小（电阻和趋肤深度）、较高分辨率、基片附着力好、焊接能力好、耐候性好金属快金属电阻率(μΩ.cm)趋肤深度f=1GHz(μm)膜厚1000A方块电阻(μΩ/)Ag1.622.030.18Cu1.732.090.20Au2.442.490.27Al2.682.610.33多层金属化系统：常用系统NiCr/Au系统TiW/Au系统TaN/TiW/Au系统Cr/Cu/Ni/Au系统TaN/TiW/Au/Ni/Au系统特点小于500A，目前2.5um,工艺简单、不适合高温，会降低与基片的附着力小于500A,1um无电阻，工艺简单，无高温扩散不可焊锡500A/4um/1um/500ACu为导电层，Ni为阻挡层电阻层/粘附层/导电层/阻挡层/防氧化可键合层25~100Ω/300~500A/0.5~7.6um/0.9~1.8um/0.5~2.5um，良好高温性能，400~450℃稳定不扩散。可焊PbSn,Au/SuNiCr(TaN)/TiW/Au层使用溅射工艺，电阻一致均匀性好电镀金层（有氰电镀和无氰电镀）工艺参数镀液温度PH值电流密度阴极移动速率时间55℃左右6-70.5-1.0Ma/cm220-30次/分根据实际情况微晶玻璃基片金层厚度大于2.5um氧化铝陶瓷基片金层厚度大于3.5um光刻和制版需要三层板1负板、正胶电镀成金条的部分要透光正胶易做厚，去胶简单，形成的针孔小岛少，成品率高2证板、正胶保护镀金层，刻去溅射的金属3正板、正胶保护镀金层和电阻区，刻去溅射空白区的NiCr层，形成电路图形。制板规范线条粗细与镀层厚度有关国外金条12um间距12um电阻间距不小于130um，长度不小于50um宽度不小于50um划线槽宽微晶玻璃片200um氧化铝陶瓷基片300um退火NiCr电阻膜退火温度325℃，时间15-20min,使用温度250℃，1/2hTaN电阻膜退火温度400℃，时间1h，使用温度350℃，1/2h组装基片、元件、芯片、MOS电容、管壳导电胶主要使用导电环氧，电阻率100-500μΩ.cm，导热率2-7W/m.K，使用最高温度250℃，短时350℃。常用ABLESTIK84-1A,83-3J,ME7156，DAD-87，ME8550DA绝缘胶主要环氧树脂，导热率0.2W/m.K,电阻率1014其他贴片：Au/SiAu/SnAu/GePbSn基片焊接AuGe380±10℃，5Min，氢气保护管芯烧结（GaAs,（Au/Sn贴片300±10℃，氮气保护）Si（Au/Si390±10℃，氮气保护））基片烧结Au/Sn300±10℃，氢气保护或真空炉键合镜检封帽