CN103345119A - 一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，加工步骤为：A)提供一带接地孔的陶瓷基片、一块掩膜版、一块保护膜、一块软胶垫及一台曝光机；B)首先在陶瓷基片的底面贴上一层保护膜；C)接着在陶瓷基片的正面涂覆正性光刻胶；D)将保护膜撕掉后对正性光刻胶进行前烘；E)用曝光机及掩膜版对陶瓷基片正面的正性光刻胶进行第一次曝光，曝光剂量满足导线区域所需即可；F)接着翻转陶瓷基片并使陶瓷基片的正面紧贴在软胶垫上，底面朝上；G)然后用曝光机对陶瓷基片的底面进行第二次曝光，曝光剂量以把接地孔内的光刻胶曝透为准；H)最后将陶瓷基片从软胶垫上取下进行显影，完成光刻。本方法工艺简单而且节约了生产成本。

Description

一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法

技术领域

本发明涉及一种电路光刻方法，尤其涉及一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法。

背景技术

目前，便携式终端、雷达等电子产品不断向集成化、小型化发展，同时载频不断提高，向微波、毫米波发展，陶瓷薄膜电路因精度高，可靠性好，散热性能突出在小型化、集成化的高频段混合集成电路中越来越受重视。为提高集成化和高频电性能，陶瓷薄膜电路上通常需要制作接地孔，带接地孔的陶瓷薄膜电路的制作通常采用先光刻再图形电镀的方法，其中带接地孔的陶瓷基片的光刻是技术难点之一。

目前，带接地孔的陶瓷薄膜电路的光刻技术主要有负胶工艺技术和正交工艺技术两种，其中负胶工艺采用负性光刻胶加一块阳版的方法光刻带接地孔的陶瓷薄膜电路，光刻时接地孔和导线区域不曝光，其余区域曝光，显影时没曝光的负性光刻胶溶解掉，曝光区域保留下来，由于接地孔区域不曝光，因此孔内显影比较方便。该方法虽然工艺过程比较简单，但存在不少缺憾，一是负胶比较昂贵，国际市场上的价格通常是正交的数倍；二是负胶在匀胶、烘烤过程中气味很重，且工艺窗口比较窄，不易控制，特别是需要涂覆较厚的胶膜时难以获得高质量的光刻图形，另外负性光刻胶经后续电镀后难以去除干净，通常需要用到特定的有机溶剂或借助等离子体去除。

正胶工艺通常采用正性光刻胶加两块阴版的方法光刻带接地孔的陶瓷薄膜电路，光刻时第一块掩膜版用于在导线和接地孔区域曝光，由于接地孔内部光刻胶通常堆积比较厚，当导线区域的光刻胶达到合适的曝光剂量后，孔内部往往曝光不足，导致后续显影不干净，若继续曝光，则导线区域会产生曝光过量，因此需用第二块掩膜版仅针对孔内部进行再次曝光。这种方法需要两块掩膜版，曝光两次，工艺比较繁杂，且对于较厚的陶瓷基片，孔内部的光刻胶有时也难以曝透，导致后续显影不干净。

因此，有必要提供一种解决上述技术问题的带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工艺简单、成本低廉的带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，加工步骤为：A)提供一带接地孔的陶瓷基片、一块掩膜版、一块保护膜、一块软胶垫及一台曝光机；B)首先在陶瓷基片的底面贴上一层保护膜；C)接着在陶瓷基片的正面涂覆正性光刻胶；D)将保护膜撕掉后对正性光刻胶进行前烘；E)用曝光机及掩膜版对陶瓷基片正面的正性光刻胶进行第一次曝光，曝光剂量满足导线区域所需即可；F)接着翻转陶瓷基片并使陶瓷基片的正面紧贴在软胶垫上，底面朝上；G)然后用曝光机对陶瓷基片的底面进行第二次曝光，曝光剂量以把接地孔内的光刻胶曝透为准；H)最后将陶瓷基片从软胶垫上取下进行显影，完成光刻。

优选地，在上述方法中，若光刻后采用图形电镀制作薄膜电路，则所述带接地孔的陶瓷基片需先用磁控溅射方法溅射上一层金属膜。

优选地，在上述方法中，所述陶瓷基片的材料为氧化铝、氮化铝、氧化铍、铁氧体、铁电体或石英。

优选地，在上述方法中，所述陶瓷基片的厚度在0.127mm～0.8mm之间。

优选地，在上述方法中，所述接地孔的直径是陶瓷基片厚度的0.6倍以上。

优选地，在上述方法中的步骤C中，所述正性光刻胶涂覆的厚度在4um～8um之间。

本发明的有益效果是：本发明带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法采用正交工艺，克服了负胶工艺的不足，同时该光刻方法只需一块掩膜版，较需要两块掩膜版的正胶工艺节约了成本，且采用两面曝光的方式对孔内光刻胶的堆积具有更宽的容忍度。

附图说明

图1为带接地孔的陶瓷基片的结构示意图。

图2为陶瓷基片背面贴上保护膜后的结构示意图。

图3为正性光刻胶涂覆于陶瓷基片后的结构示意图。

图4为撕掉保护膜后对光刻胶进行前烘的结构示意图。

图5为用掩膜版对光刻胶进行第一次曝光的结构示意图。

图6为将陶瓷基片的正面贴在软胶垫上的结构示意图。

图7为对陶瓷基片的背面进行大面积曝光的结构示意图。

图8为陶瓷基片从软胶垫上取下后的结构示意图。

图1至图8中：1、陶瓷基片，10、接地孔，11、正面，12、底面，2、掩膜版，3、保护膜，4、软胶垫，5、正性光刻胶。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，加工步骤为：

A)提供一带接地孔的陶瓷基片1、一块掩膜版2、一块保护膜3、一块软胶垫4及一台曝光机；在本实施方式中，所述陶瓷基片1的材料为氧化铝，当然在其他实施方式中，所述陶瓷基片1的材料也可以为氮化铝、氧化铍、铁氧体、铁电体或石英。所述陶瓷基片1的厚度在0.127mm，接地孔10的直径为0.06mm。所述陶瓷基片1的结构参图1所示，若光刻后采用图形电镀制作薄膜电路，则陶瓷基片事先需用磁控溅射方法溅射上一层金属膜，若光刻后采用化学镀制作薄膜电路，则陶瓷基片1无需事先溅射一层金属膜；

B)请参阅图2，首先在陶瓷基片1的底面12贴上一层保护膜3；所述保护膜3为PE中粘膜，具有微粘性，能紧贴在陶瓷基片1底面，但是该保护膜3撕掉后不会在在陶瓷基片1上留有残胶。

C)请参阅图3，接着在陶瓷基片1的正面涂覆型号为AZ4620的正性光刻胶5；涂胶方法为旋涂，涂胶厚度为4um，当然在其他实施方式中，也可选择喷涂。

D)请参阅图4，将保护膜3撕掉后对正性光刻胶5进行前烘，所述前烘的方法为：用105度的热板烘60秒；

E)请参阅图5，用曝光机及掩膜版2对陶瓷基片1正面的正性光刻胶5进行第一次曝光，所述曝光机的型号为MJB-4，所述第一次曝光剂量为400MJ；

F)请参阅图6，接着翻转陶瓷基片1并使陶瓷基片的正面11紧贴在软胶垫4上，底面12朝上；所述软胶垫4为黑色硅胶垫，具有一定弹性，该软胶垫4的设置既能避免正性光刻胶5被弄破，又能使后续第二次曝光时紫外光无法照射到陶瓷基片1正面涂覆的正性光刻胶5。

G)请参阅图7，然后用曝光机对陶瓷基片1的底面12进行第二次曝光，第二次曝光剂量为500MJ；在该第二次曝光过程中，无需使用掩膜版2，当然第二次曝光既可在曝光机上进行，也可置于高能量紫外灯下直接照射。

H)请参阅图8，最后将陶瓷基片1从软胶垫4上取下进行显影，完成光刻。所述显影方法为：将陶瓷基片1侵入0.5％NaOH溶液中90秒进行显影。

显影后，在显微镜下倾斜基片观察，光刻的导线图形干净整齐，孔内干净，无残留光刻胶。

实施例2：

一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，加工步骤为：

A)提供一带接地孔10的陶瓷基片1、一块掩膜版2、一块保护膜3、一块软胶垫4及一台曝光机；在本实施方式中，所述陶瓷基片1的材料为氮化铝，当然在其他实施方式中，所述陶瓷基片1的材料也可以为氧化铝、氧化铍、铁氧体、铁电体或石英。所述陶瓷基片1的厚度在0.5mm，所述陶瓷基片1的结构参图1所示，接地孔10的直径为0.3mm。若光刻后采用图形电镀制作薄膜电路，则陶瓷基片1事先需用磁控溅射方法溅射上一层金属膜，若光刻后采用化学镀制作薄膜电路，则陶瓷基片1无需事先溅射一层金属膜；

B)请参阅图2，首先在陶瓷基片1的底面12贴上一层保护膜3；所述保护膜3为PE中粘膜，具有微粘性，能紧贴在陶瓷基片1底面，但是该保护膜3撕掉后不会在在陶瓷基片1上留有残胶。

C)请参阅图3，接着在陶瓷基片1的正面涂覆型号为AZ4620的正性光刻胶5；涂胶方法为旋涂，涂胶厚度为6um，当然在其他实施方式中，也可选择喷涂。

D)请参阅图4，将保护膜3撕掉后对正性光刻胶5进行前烘，所述前烘的方法为：用105度的热板烘90秒；

E)请参阅图5，用曝光机及掩膜版2对陶瓷基片1正面11的正性光刻胶5进行第一次曝光，所述曝光机的型号为MJB-4，所述第一次曝光剂量为600MJ；

F)请参阅图6，接着翻转陶瓷基片1并使陶瓷基片1的正面11紧贴在软胶垫4上，底面12朝上；所述软胶垫4为黑色硅胶垫，具有一定弹性，，该软胶垫的设置既能避免正性光刻胶5被弄破，又能使后续第二次曝光时紫外光无法照射到陶瓷基片1正面11涂覆的正性光刻胶5。

G)请参阅图7，然后用曝光机对陶瓷基片1的底面12进行第二次曝光，第二次曝光剂量为800MJ；在该第二次曝光过程中，无需使用掩膜版2，当然第二次曝光既可在曝光机上进行，也可置于高能量紫外灯下直接照射。

H)请参阅图8，最后将陶瓷基片1从软胶垫4上取下进行显影，完成光刻。所述显影方法为：将陶瓷基片侵入0.5％NaOH溶液中90秒进行显影。

显影后，在显微镜下倾斜基片观察，光刻的导线图形干净整齐，孔内干净，无残留光刻胶。

实施例3：

一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，加工步骤为：

A)提供一带接地孔10的陶瓷基片1、一块掩膜版2、一块保护膜3、一块软胶垫4及一台曝光机；在本实施方式中，所述陶瓷基片1的材料为氧化铝，当然在其他实施方式中，所述陶瓷基片1的材料也可以为氮化铝、氧化铍、铁氧体、铁电体或石英。所述陶瓷基片1的厚度在0.8mm，所述陶瓷基片1的结构参图1所示，接地孔10的直径为0.4mm。若光刻后采用图形电镀制作薄膜电路，则陶瓷基片1事先需用磁控溅射方法溅射上一层金属膜，若光刻后采用化学镀制作薄膜电路，则陶瓷基片无需事先溅射一层金属膜；

B)请参阅图2，首先在陶瓷基片1的底面贴上一层保护膜3；所述保护膜3为PE中粘膜，具有微粘性，能紧贴在陶瓷基片1底面12，但是该保护膜3撕掉后不会在在陶瓷基片1上留有残胶。

C)请参阅图3，接着在陶瓷基片1的正面11涂覆型号为AZ4620的正性光刻胶5；涂胶方法为旋涂，涂胶厚度为8um，当然在其他实施方式中，也可选择喷涂。

D)请参阅图4，将保护膜3撕掉后对正性光刻胶5进行前烘，所述前烘的方法为：用105度的热板烘100秒；

E)请参阅图5，用曝光机及掩膜版2对陶瓷基片1正面11的正性光刻胶5进行第一次曝光，所述曝光机的型号为MJB-4，所述第一次曝光剂量为800MJ；

F)请参阅图6，接着翻转陶瓷基片1并使陶瓷基片1的正面11紧贴在软胶垫4上，底面12朝上；所述软胶垫4为黑色硅胶垫，具有一定弹性，，该软胶垫4的设置既能避免正性光刻胶5被弄破，又能使后续第二次曝光时紫外光无法照射到陶瓷基片1正面11涂覆的正性光刻胶5。

G)请参阅图7，然后用曝光机对陶瓷基片1的底面12进行第二次曝光，第二次曝光剂量为2000MJ；在该第二次曝光过程中，无需使用掩膜版2，当然第二次曝光既可在曝光机上进行，也可置于高能量紫外灯下直接照射。

H)请参阅图8，最后将陶瓷基片1从软胶垫4上取下进行显影，完成光刻。所述显影方法为：将陶瓷基片1侵入0.5％NaOH溶液中120秒进行显影。

显影后，在显微镜下倾斜基片观察，光刻的导线图形干净整齐，孔内干净，无残留光刻胶。

本发明带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法采用正交工艺，克服了负胶工艺的不足，同时该光刻方法只需一块掩膜版，较需要两块掩膜版的正胶工艺节约了成本，且采用两面曝光的方式对孔内光刻胶的堆积具有更宽的容忍度。用上述方法进行光刻后，陶瓷基片的接地孔内显影干净，无残胶，同时正面的导线区域又不至于过曝光，为带接地孔的陶瓷薄膜电路制作奠定了高质量的定影图形。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，其特征在于：加工步骤为：

A)提供一带接地孔的陶瓷基片、一块掩膜版、一块保护膜、一块软胶垫及一台曝光机；

B)首先在陶瓷基片的底面贴上一层保护膜；

C)接着在陶瓷基片的正面涂覆正性光刻胶；

D)将保护膜撕掉后对正性光刻胶进行前烘；

E)用曝光机及掩膜版对陶瓷基片正面的正性光刻胶进行第一次曝光，曝光剂量满足导线区域所需即可；

F)接着翻转陶瓷基片并使陶瓷基片的正面紧贴在软胶垫上，底面朝上；

G)然后用曝光机对陶瓷基片的底面进行第二次曝光，曝光剂量以把接地孔内的光刻胶曝透为准；

H)最后将陶瓷基片从软胶垫上取下进行显影，完成光刻。

2.如权利要求1所述的一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，其特征在于：若光刻后采用图形电镀制作薄膜电路，则所述带接地孔的陶瓷基片需先用磁控溅射方法溅射上一层金属膜。

3.如权利要求2所述的一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，其特征在于：所述陶瓷基片的材料为氧化铝、氮化铝、氧化铍、铁氧体、铁电体或石英。

4.如权利要求1或2或3所述的一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，其特征在于：所述陶瓷基片的厚度在0.127mm～0.8mm之间。

5.如权利要求1所述的一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，其特征在于：所述接地孔的直径是陶瓷基片厚度的0.6倍以上。

6.如权利要求1所述的一种带接地孔的陶瓷薄膜电路光刻方法，其特征在于：在步骤C中，所述正性光刻胶涂覆的厚度在4um～8um之间。

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