CN103334079A - 一种电子器件的镀膜工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子器件的镀膜工艺。其中包括清洗与镀膜两个步骤：(1)清洗过程包括除油、水洗、烘干、喷砂除氧化膜、除油、三道水洗、120℃烘干、水洗、150℃烘干、真空容器中线形离子源照射等步骤；(2)镀膜过程，包括抽真空、线形离子源照射、直流溅射纯铝、线形离子源照射、直流溅射铝铜、直流溅射纯铜、直流溅射纯银。采用此方法实现的镀膜，具有膜层和基体结合强度高、导电率好、耐酸碱、生产率和良品率高且制造环保性强等优点。

Description

一种电子器件的镀膜工艺
技术领域
本发明涉及一种电子器件的镀膜工艺，特别涉及一种采用磁控溅射表面沉积铜、银导电膜用于通信、雷达、电子领域的无源射频和微波滤波器、双工器的镀膜工艺。
背景技术
无源射频和微波滤波器、双工器广泛用于通信、雷达、电子领域，是无线通讯系统中极为关键的元器件之一。目前这类器件都是以铝为基体，其表面电镀一定厚度的铜和银以提高其表面导电率满足使用要求。
在电镀工艺中，被镀金属是不能完全变成所需要的镀层，相当一部分将变成污染物存在于电镀废水中、污泥中，也有部分气化形成有害气体，造成对环境的重金属污染，以及溶液和材料的浪费。
同时，电镀方法成膜由于电镀液中金属离子的浓度，溶液洁净度随时间的推移而变小和变差，需要不断调节甚至更换，导致膜层和基体结合强度不稳定，所以电镀方法成膜使用在无源射频和微波滤波器、双工器中其良品率不高，良品率常常低于80％。
同时，在电镀工艺中，镀膜之前需要对工件进行除油，去氧化膜处理。目前通用的方法是碱洗除油，强酸去除其表面氧化膜。强酸的使用不但增加了成本，最重要的是造成了严重的环境污染，强酸的稀释排放对水和土壤也造成了严重破坏。
而且，部分滤波器在不同环境条件下，特别在野外，膜层的耐酸碱特性就显得尤其重要。为了解决此问题，通常做法是在电镀了铜，银之后再作表面钝化。此方法虽然解决了膜层的耐酸碱特性问题，但是，由于其表面钝化层导电性能差，事实上就降低了器件的差损指标。
因此，现有滤波器、双工器的电镀工艺在清洗工艺、膜层和基体结合强度、膜层致密度、膜层表面光洁度，膜层的耐酸碱特性上，以及生产过程中的良品率和环保性上均存在一定的缺陷。
发明内容
本发明为了解决上述问题，本发明提供一种膜层和基体结合强度高、导电率好、耐酸碱、良品率高的镀膜工艺，其主要采用磁控溅射实现镀膜，包含清洗和镀膜两个步骤：
1、清洗工艺，包含以下步骤：
清洗工艺包含以下步骤：
(1).除油：水加上10％工业洗涤液，超声波清洗20分钟；
(2).水洗(自来水)，漂洗5分钟；
(3).烘干；
(4).喷砂除氧化膜：干净的石英砂喷射工件表面；
(5).除油：水+10％工业洗涤液，超声波清洗20分钟；
(6).第一道水洗(自来水)，超声波漂洗2分钟；
(7).第二道水洗(纯水)，超声波漂洗2分钟；
(8).第三道水洗(纯水)，漂洗2分钟；
(9).120℃烘干；
(10).水洗(去离子水)，漂洗1分钟；
(11).150℃烘干；
(12).真空容器中线形离子源照射：气压0.5Pa，离子源电压1500V，偏压600V，时间5分钟。
2、镀膜工艺，包含以下步骤：
(1)将清洁的基体放入真空容器中、抽真空到10-4pa、通入高纯氩气至0.5Pa；
(2)线形离子源照射，离子源电压1500V，偏压600V，时间5分钟；
(3)直流溅射纯铝：直流溅射电压400V，电流15A，偏压600V，时间2分钟；
(4)线形离子源照射，离子源电压750V，偏压600V，时间2分钟；
(5)直流溅射铝铜合金：电压400V，电流18A，时间3分钟；
(6)直流溅射纯铜：电压400V，电流25A，时间24分钟；
(7)直流溅射纯银：电压350V，电流20A，时间8分钟；
(8)直流溅射铜钼合金：电压300V，电流10A，时间1分钟。
作为优选，所述的电子器件为滤波器或双工器。
作为优选，所述的电子器件为无源射频和微波滤波器或双工器。
作为优选，所述的电子器件镀膜表面为铝基体。
作为优选，所述磁控溅射所镀的膜为铜膜和银膜。
作为优选，所述磁控溅射所镀的膜为铜膜和银膜外还镀有一层CuMo合金膜。
所述CuMo合金的组成比例为Cu∶Mo＝4∶1，CuMo合金膜的厚度为10～100nm。
作为优选，所述CuMo合金膜的厚度为50nm。
发明有益效果：
在清洗工艺中：(1)利用工业洗涤剂代替碱洗去除铝制品表面的油污和其他附着物。减少碱液对环境的污染；(2)利用机械的方法代替酸洗去除铝制品表面较为厚密的氧化膜，彻底排除酸液对环境的污染；(3)利用高能氩粒子对工件表面进行轰击，可有效去除表面残留杂质和较薄的氧化物，并在其表面形成微观的凹凸，有利于提高后续镀层和基体结合力。
在镀膜工艺中：(1)电子器件表面得以用真空镀膜工艺取代化学电镀工艺。特别是针对射频滤波器，真空镀膜工艺成膜的无源射频和微波滤波器、双工器技术将大量的减少由于化学电镀带来的重金属污染和排放。(2)利用高能粒子的沉积有效地改善了膜层和基体的结合强度，提高产品的良率到98％；高能粒子的沉积也有效提高膜层致密度从而提高了膜层的导电率。(3)提高膜层的耐酸碱特性，最后一道工序采用沉积50纳米厚度的CuMo合金，因添加了Mo，故其耐酸碱性，耐大气腐蚀性和高温强度特别好，同时也不影响其表面导电性。(4)提高了生产效率，采用磁控溅射技术镀膜以铜为例，其沉积速率可到达1μm/min；电镀铜的沉积速率一般为0.1μm/min。
具体实施例
将无源射频滤波器的基体进行清洗后放入真空容器中、抽真空到10-4Pa、通入高纯氩气至0.5Pa并进行高能氩离子清洗；然后溅射金属铜至5μm；溅射金属银至300nm；最后溅射Cu∶Mo为4∶1的合金膜至50nm厚度。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电子器件的镀膜工艺，采用磁控溅射，包含清洗和镀膜两个步骤其特征在于：清洗工艺，包含以下步骤：
(1)除油：水加上10％工业洗涤液，超声波清洗20分钟；
(2)水洗(自来水)，漂洗5分钟；
(3)烘干；
(4)喷砂除氧化膜：干净的石英砂喷射工件表面；
(5)除油：水+10％工业洗涤液，超声波清洗20分钟；
(6)第一道水洗(自来水)，超声波漂洗2分钟；
(7)第二道水洗(纯水)，超声波漂洗2分钟；
(8)第三道水洗(纯水)，漂洗2分钟；
(9)120℃烘干；
(10)水洗(去离子水)，漂洗1分钟；
(11)150℃烘干；
(12)真空容器中线形离子源照射：气压0.5Pa，离子源电压1500V，偏压600V，时间5分钟。
镀膜工艺，包含以下步骤：
(1)将清洁的基体放入真空容器中、抽真空到10-4Pa、通入高纯氩气至0.5Pa；
(2)线形离子源照射，离子源电压1500V，偏压600V，时间5分钟；
(3)直流溅射纯铝：直流溅射电压400V，电流15A，偏压600V，时间2分钟；
(4)线形离子源照射，离子源电压750V，偏压600V，时间2分钟；
(5)直流溅射铝铜合金：电压400V，电流18A，时间3分钟；
(6)直流溅射纯铜：电压400V，电流25A，时间24分钟；
(7)直流溅射纯银：电压350V，电流20A，时间8分钟；
(8)直流溅射铜钼合金：电压300V，电流10A，时间1分钟。
2.根据权利要求1所述的镀膜工艺，其特征在于所述的电子器件为滤波器或双工器。
3.根据权利要求1所述的镀膜工艺，其特征在于所述的电子器件为无源射频和微波滤波器或双工器。
4.根据权利要求1所述的镀膜工艺，其特征在于所述的所述的电子器件镀膜表面为铝基体。
5.根据权利要求1所述的镀膜工艺，其特征在于所述的磁控溅射所镀的膜为铜膜和银膜。
6.根据权利要求4所述的电子器件，其特征在于所述磁控溅射所镀的膜为铜膜和银膜外还镀有一层CuMo合金膜。
7.根据权利要求5所述的电子器件，其特征在于所述CuMo合金的组成比例为Cu∶Mo＝4∶1。
8.根据权利要求5所述的电子器件，其特征在于所述CuMo合金膜的厚度为10～100nm。
9.根据权利要求5所述的电子器件，其特征在于所述CuMo合金膜的厚度为50nm。
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