CN105428067A - Rogers平板电容及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Rogers平板电容及其制备方法，该制备方法包括：1)将基片依次经过丙酮溶液、去油液进行清洗，然后经过酸洗液进行酸洗；2)将基片进行光刻处理；3)将光刻处理后的基片的表面进行电镀处理；4)将基片的表面上的未变性的感光胶通过去胶液进行去胶处理；5)将去胶处理后的基片通过铜刻蚀液进行刻蚀处理；6)将刻蚀处理后的基片进行清洗以制得Rogers平板电容；其中，去油液含有碳酸钠、磷酸钠和乳化剂，酸洗液含有硫酸和三氧化铬；铜刻蚀液含有三氧化铬、氯化钠、硫酸和水；去胶液为碱液；基片为Rogers覆铜板。通过该方法制得的Rogers平板电容具有精确的平板电容的数值，并且该制备方法成本低廉且能够批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及微波电路技术领域，具体地，涉及一种Rogers平板电容及其制备方法。
背景技术
随着现代微波通讯行业的快速发展，Rogers系列覆铜板凭借其优越的高频特性广泛应用于各种微波射频器件及模块中，Rogers覆铜板平板电容是利用Rogers覆铜板材料制作的一类平板电容，广泛应用于LC滤波器等微波无源电路以及微波有源电路的匹配电路中。
目前，Rogers覆铜板平板电容一般是通过手工切割或者激光刻制图形的方式进行制备，手工切割方式电容的数值波动较大，激光加工方式不仅生产成本高，同时激光切割过程高温很高，导致电容表面金属黑化，影响后期装配，为微波射频电路后期的调测试增加了劳动强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种Rogers平板电容及其制备方法，通过该方法制得的Rogers平板电容具有精确的平板电容的数值，并且该制备方法成本低廉且能够批量生产。
为了实现上述目的，本发明提供了一种Rogers平板电容的制备方法，包括：
1)将基片依次经过丙酮溶液、去油液进行清洗，然后经过酸洗液进行酸洗；
2)将基片进行光刻处理；
3)将光刻处理后的基片的表面进行电镀处理；
4)将基片的表面上的未变性的感光胶通过去胶液进行去胶处理；
5)将去胶处理后的基片通过铜刻蚀液进行刻蚀处理；
6)将刻蚀处理后的基片进行清洗以制得Rogers平板电容；
其中，去油液含有碳酸钠、磷酸钠和乳化剂，酸洗液含有硫酸和三氧化铬；铜刻蚀液含有三氧化铬、氯化钠、硫酸和水；去胶液为碱液；基片为Rogers覆铜板。
本发明还提供了一种Rogers平板电容，该Rogers平板电容通过上述的方法制备而成。
通过上述技术方案，如图1所示，本发明依次通过基片的清洁、光刻处理、电镀处理、去胶处理、刻蚀处理以及清洗制得了Rogers平板电容。通过上述各步骤的协同作用，制得的同一批Rogers平板电容具有精确的平板电容的数值，同时该方法的成本低廉，适合批量生产。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是发明提供的Rogers平板电容及其制备方法的流程图；
图2是图1中基片的结构示意图；
图3是图1中光刻工序中掩膜板的结构示意图；
图4是通过图1所示的方法制得的Rogers平板电容的结构示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种Rogers平板电容及其制备方法，如图1所示，包括：
1)将基片(如图2所示)依次经过丙酮溶液、去油液进行清洗，然后经过酸洗液进行酸洗；
2)将基片进行光刻处理；
3)将光刻处理后的基片的表面进行电镀处理；
4)将基片的表面上的未变性的感光胶通过去胶液进行去胶处理；
5)将去胶处理后的基片通过铜刻蚀液进行刻蚀处理；
6)将刻蚀处理后的基片进行清洗以制得Rogers平板电容(如图4所示)；
其中，去油液含有碳酸钠、磷酸钠和乳化剂，酸洗液含有硫酸和三氧化铬；铜刻蚀液含有三氧化铬、氯化钠、硫酸和水；去胶液为碱液；基片为Rogers覆铜板。
在本发明中，去油液的各组分的含量可以在在宽的范围内选择，但是为了使得基片的去油效果更加优异，优选地，在去油液中，碳酸钠的浓度为15-25g/l，磷酸钠的浓度为15-25g/l，乳化剂的浓度为2-5g/l。其中，乳化剂的具体种类也可以在宽的范围内选择，但是从成本和去油效果上考虑，优选地，乳化剂为牌号OP-10的乳化剂。
在本发明中，去油液的各组分的含量可以在在宽的范围内选择，但是为了使得基片的去污和去氧化的效果更加优异，优选地，在酸洗液中，硫酸的浓度为45-60ml/L，三氧化铬的浓度为250-300g/L。
在本发明中，铜刻蚀液的各组分的含量可以在在宽的范围内选择，但是为了使得基片表面的不需要的铜层清除的更加干净，优选地，在铜刻蚀液中，三氧化铬的浓度为180-220g/L，氯化钠的浓度为3-7g/L、硫酸的浓度为40-50g/L。
在本发明中，基片的具体种类可以在在宽的范围内选择，但是为了使得制得的Rogers平板电容的性能更加稳定，优选地，基片为牌号Rogers5880的覆铜板。
在本发明的步骤1)中，各阶段的去油和酸洗条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得去油、去污和去氧化的效果更加优异，优选地，在步骤1)中，丙酮溶液的温度为40-60℃，基片于丙酮溶液中的浸泡时间为15-20min；去油液的温度为40-60℃，并且基片于去油液中超声浸泡15-20min；基片于酸洗液中清洗时间为5-15s。
考虑到去油后，基板上残存有部分的化学物质，为了避免化学物质对后续处理的影响，优选地，在步骤1)中，在经过去油液的清洗后，方法还包括将基片于60-80℃的热水中浸泡0.5-1min，接着置于15-25℃的冷水中浸泡0.25-0.5min。
同样地，考虑到酸洗后，基板上残存有部分的化学物质，为了避免化学物质对后续处理的影响，在经过酸洗后，方法还包括将基片于流动的去离子水中清洗10-30s。
在本领域中，光刻处理处理的具体工序可以在宽的范围内选择，可以是本领域中任何一种常规的光刻技术，但是从成本以及光刻的效果上考虑，优选地，光刻处理的步骤为：先将感光胶涂覆于酸洗后的基片的表面上，接着将基片进行预烘，然后将掩膜版(如图3所示)置于基片的表面上并进行曝光，最后进行显影和后烘处理。
在上述光刻处理过程中，预烘、曝光和后烘的具体条件可以在宽的范围内选择，但是为了使得光刻具有更优异的效果，优选地，预烘至少满足以下条件：预烘温度为90-110℃，预烘时间为20-30min；曝光的光源的功率为300-400w，曝光的时间为25-35s；后烘至少满足以下条件：后烘温度为90-110℃，后烘时间为20-30min。
在本发明中，显影中使用的显影液的具体种类可以在宽的范围内选择，为了使得显影效果更加优异，优选地，显影中使用的显影液为2-4重量％十二水磷酸钠溶液。
在本发明的步骤3)中，基板表面通过电镀形成电镀层的具体材质可以在宽的范围内选择，但是考虑到电镀的难以程度以及电镀层的抗氧化效果，优选地，在步骤3)中，基板表面形成电镀层为电镀锡铋层或镀金层。其中，电镀层的厚度可以在宽的范围内选择，但是为了使得制得的电镀层的抗氧化效果更加优异，优选地，电镀层的厚度为2-3μm。
在电镀层为镀金层的情况下，为了防止铜层和金层之间因高温发生扩散而引起金层发红的现象的发生，优选地，在电镀层为镀金层的情况下，镀金层与基板的表面之间还电镀有镀镍层，该镀镍层起到的是阻挡层的作用。
在本发明的步骤4)中，去胶液的具体成分可以在宽的范围内选择，但是为了使得去胶效果更加优异，优选地，在步骤4)中，去胶液为4-6重量％的氢氧化钠溶液。为了进一步保证去胶效果，更优选地，经过去胶处理后，通过紫外灯光线观察基片表面的感光胶的残留量，在基片表面残留有感光胶情况下，通过去胶液对基片进行多次去胶处理处理直至基片表面的感光胶无残留。
考虑到，去胶处理后基板上残留有去胶液，优选地，在经过去胶处理后，将基片于水中进行清洗。
同理，刻蚀处理后基板上残留有铜刻蚀液，优选地，在经过刻蚀处理后，方法还包括将基片于流动的去离子水中进行清洗。
本发明还提供了一种Rogers平板电容，该Rogers平板电容通过上述的方法制备而成。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)将基片依次经过50℃丙酮溶液中浸泡18min、50℃去油液(含20g/l碳酸钠、20g/l磷酸钠和4g/l牌号OP-10的乳化剂)中浸泡18min(去油后，将所述基片于70℃的热水中浸泡0.7min，接着置于25℃的冷水中浸泡0.3min)，然后经过酸洗液(含有50ml/L硫酸和280g/L三氧化铬)进行酸洗10s；其中，所述基片为Rogers5880覆铜板。
2)先将感光胶涂覆于酸洗后的基片的表面上，接着将基片于100℃下预烘25min，然后将掩膜版置于基片的表面上并进行于光源的功率为350w的条件下曝光30s，最后进行显影30s(显影液为3重量％十二水磷酸钠溶液)和于100℃下后烘处理25min。
3)将光刻处理后的基片的表面进行电镀形成2.5μm厚的电镀层(电镀锡铋层)。
4)将所述基片的表面上的未变性的所述感光胶通过去胶液(5重量％的氢氧化钠溶液)进行去胶处理，并且通过紫外灯光线观察所述基片表面的感光胶的残留量，若是残留有感光胶则继续使用去胶液进行去胶直至感光胶无残留，然后将基片于水中进行清洗。
5)将去胶处理后的所述基片通过铜刻蚀液(含有200g/L三氧化铬、5g/L氯化钠和45g/L硫酸)进行刻蚀处理。
6)将刻蚀处理后的所述基片进行清洗以制得所述Rogers平板电容A1。
实施例2
1)将基片依次经过40℃丙酮溶液中浸泡15min、40℃去油液(含15g/l碳酸钠、15g/l磷酸钠和2g/l牌号OP-10的乳化剂)中浸泡15min(去油后，将所述基片于60℃的热水中浸泡0.5min，接着置于20℃的冷水中浸泡0.25min)，然后经过酸洗液(含有45ml/L硫酸和250g/L三氧化铬)进行酸洗5s；其中，所述基片为Rogers5880覆铜板。
2)先将感光胶涂覆于酸洗后的基片的表面上，接着将基片于90℃下预烘20min，然后将掩膜版置于基片的表面上并进行于光源的功率为300w的条件下曝光25s，最后进行显影40s(显影液为2重量％十二水磷酸钠溶液)和于90℃下后烘处理20min。
3)将光刻处理后的基片的表面进行电镀形成2μm厚的电镀层(电镀金层)。
4)将所述基片的表面上的未变性的所述感光胶通过去胶液(4重量％的氢氧化钠溶液)进行去胶处理，并且通过紫外灯光线观察所述基片表面的感光胶的残留量，若是残留有感光胶则继续使用去胶液进行去胶直至感光胶无残留，然后将基片于水中进行清洗。
5)将去胶处理后的所述基片通过铜刻蚀液(含有180g/L三氧化铬、3g/L氯化钠和40g/L硫酸)进行刻蚀处理。
6)将刻蚀处理后的所述基片进行清洗以制得所述Rogers平板电容A2。
实施例3
1)将基片依次经过60℃丙酮溶液中浸泡20min、60℃去油液(含15-25g/l碳酸钠、25g/l磷酸钠和5g/l牌号OP-10的乳化剂)中浸泡20min(去油后，将所述基片于80℃的热水中浸泡1min，接着置于15℃的冷水中浸泡0.5min)，然后经过酸洗液(含有60ml/L硫酸和300g/L三氧化铬)进行酸洗15s；其中，所述基片为Rogers5880覆铜板。
2)先将感光胶涂覆于酸洗后的基片的表面上，接着将基片于110℃下预烘30min，然后将掩膜版置于基片的表面上并进行于光源的功率为400w的条件下曝光25s，最后进行显影35s(显影液为4重量％十二水磷酸钠溶液)和于110℃下后烘处理30min。
3)将光刻处理后的基片的表面进行电镀形成3μm厚的电镀层(基片的表面有下而上依次设置有镀镍层和镀金层)。
4)将所述基片的表面上的未变性的所述感光胶通过去胶液(6重量％的氢氧化钠溶液)进行去胶处理，并且通过紫外灯光线观察所述基片表面的感光胶的残留量，若是残留有感光胶则继续使用去胶液进行去胶直至感光胶无残留，然后将基片于水中进行清洗。
5)将去胶处理后的所述基片通过铜刻蚀液(含有220g/L三氧化铬、7g/L氯化钠和50g/L硫酸)进行刻蚀处理。
6)将刻蚀处理后的所述基片进行清洗以制得所述Rogers平板电容A3。
检测例1
将上述的Rogers平板电容进行切割，接着清洗干净在烘干，然后通过显微镜观察金属的规则性，利用LCR测试仪检测平板电容的数值，然后利用统计学计算离散系数，具体结果见表1。
表1
| A1 | A2 | A3 | |
| 离散系数 | 0.001504 | 0.002199 | 0.002655 |
通过上表可知，本发明提供的同一批次的Rogers平板电容的电容数值稳定。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种Rogers平板电容的制备方法，其特征在于，包括：
1)将基片依次经过丙酮溶液、去油液进行清洗，然后经过酸洗液进行酸洗；
2)将基片进行光刻处理；
3)将光刻处理后的所述基片的表面进行电镀处理；
4)将所述基片的表面上的未变性的所述感光胶通过去胶液进行去胶处理；
5)将去胶处理后的所述基片通过铜刻蚀液进行刻蚀处理；
6)将刻蚀处理后的所述基片进行清洗以制得所述Rogers平板电容；
其中，所述去油液含有碳酸钠、磷酸钠和乳化剂，所述酸洗液含有硫酸和三氧化铬；所述铜刻蚀液含有三氧化铬、氯化钠、硫酸和水；所述去胶液为碱液；所述基片为Rogers覆铜板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在所述去油液中，所述碳酸钠的浓度为15-25g/l，所述磷酸钠的浓度为15-25g/l，所述乳化剂的浓度为2-5g/l；优选地，所述乳化剂为牌号OP-10的乳化剂；
更优选地，在所述酸洗液中，所述硫酸的浓度为45-60ml/L，所述三氧化铬的浓度为250-300g/L；
进一步优选地，在所述铜刻蚀液中，所述三氧化铬的浓度为180-220g/L，所述氯化钠的浓度为3-7g/L、所述硫酸的浓度为40-50g/L。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述基片为牌号Rogers5880的覆铜板。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤1)中，所述丙酮溶液的温度为40-60℃，所述基片于所述丙酮溶液中的浸泡时间为15-20min；所述去油液的温度为40-60℃，并且所述基片于所述去油液中超声浸泡15-20min；所述基片于所述酸洗液中清洗时间为5-15s。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，在步骤1)中，在经过所述去油液的清洗后，所述方法还包括将所述基片于60-80℃的热水中浸泡0.5-1min，接着置于15-25℃的冷水中浸泡0.25-0.5min；
在经过所述酸洗后，所述方法还包括将所述基片于流动的去离子水中清洗10-30s。
6.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的制备方法，其中，所述光刻处理的步骤为：先将感光胶涂覆于酸洗后的基片的表面上，接着将所述基片进行预烘，然后将掩膜版置于所述基片的表面上并进行曝光，最后进行显影和后烘处理。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，优选地，所述预烘至少满足以下条件：预烘温度为90-110℃，预烘时间为20-30min；所述曝光的光源的功率为300-400w，所述曝光的时间为25-35s；所述后烘至少满足以下条件：后烘温度为90-110℃，后烘时间为20-30min；
更优选地，所述显影中使用的显影液为2-4重量％十二水磷酸钠溶液。
8.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤3)中，所述基板表面形成电镀层为电镀锡铋层或镀金层；
优选地，所述电镀层的厚度为2-3μm；
更优选地，在所述电镀层为镀金层的情况下，所述镀金层与基板的表面之间还电镀有镀镍层。
9.根据权利要求1-3、5中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤4)中，所述去胶液为4-6重量％的氢氧化钠溶液；并且，经过所述去胶处理后，通过紫外灯光线观察所述基片表面的感光胶的残留量，在所述基片表面残留有感光胶情况下，通过所述去胶液对所述基片进行多次去胶处理处理直至所述基片表面的感光胶无残留；
优选地，在经过所述去胶处理后，将所述基片于水中进行清洗。
10.一种Rogers平板电容，其特征在于，所述Rogers平板电容通过权利要求1-9中任意一项所述的方法制备而成。
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|---|---|---|---|---|
| CN106357231A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-01-25 | 安徽华东光电技术研究所 | 薄膜微带滤波器的制作方法 |
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