CN107678251B - 一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台和使用方法，激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台包括真空吸附平台、两个弹簧夹组件。其中真空吸附平台包括真空吸附孔、导通环、导通通道和基片框；所述弹簧夹组件包括夹持板、底板、扭簧、手柄、销轴和连杆，所述扭簧、连杆、底板和夹持板组成平面四连杆机构，所述底板上开设孔，所述手柄上向外形成有凸起，所述凸起与孔配合使用。采用上述方案，既解决了软介质基片材质较软，难以真空吸附的问题，又能保证软介质基片的平整度，提高了电路的尺寸精度和图形的质量。
Description
技术领域
本发明属于微波毫米波电路加工技术领域，尤其涉及的是一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台和使用方法。
背景技术
激光直写无掩模光刻技术，主要是利用计算机控制聚焦激光光斑在光刻胶上扫描曝光，经显影后，在胶层上产生所需图形的线条，然后通过沉积、刻蚀等技术将图形转移到基片上。激光直写技术具有波长短、分辨率高、焦深长、易于控制等特点，制作精度可以达到亚微米量级。这种光刻技术无需掩模制作、图形光刻转移、多次蚀刻等过程，减少了误差来源，提高了器件的制作效率与精度。因此在微波毫米波混合集成电路中，大量的图形是采用激光直写仪进行加工。
现有激光直写仪样品台主要存在缺点为：吸附力度较小，通常只适合直接吸附硬介质基片的样品。对于软介质基片样品，因为表面无法保证非常平整，使得真空吸附平台无法将其直接吸附住，无法进行加工。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明专利涉及一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台和使用方法，主要解决现有的激光直写仪加工样品平台吸附力度较小，通常只适合直接吸附硬介质基片的样品。而对于软介质基片等样品，因为表面无法保证非常平整，使得真空吸附平台无法将其直接吸附住，无法进行加工的问题。
本发明的技术方案如下：
一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台，包括真空吸附平台以及两个弹簧夹组件，所述真空吸附平台整体呈一平板状，在其上表面向下形成一矩形的凹坑为基片框，所述基片框上开设真空吸附孔、导通通道和导通环，所述真空吸附孔为通孔，所述导通通道和导通环为通气槽，所述导通环为以真空吸附孔为圆心的圆或者圆弧，所述导通通道将导通环和真空吸附孔连通；所述基片框的长度和宽度均满足大于激光直写仪所能加工区域的最大尺寸；所述基片框的深度满足：基片放入后，基片上表面与激光直写头的距离不超过激光直写头所能上下移动的最大范围，
所述弹簧夹组件包括夹持板、底板、扭簧、手柄、销轴和连杆，所述连杆具有第一铰接端和第二铰接端，所述第一铰接端与底板转动连接，所述第二铰接端与夹持板转动连接，所述销轴安装在底板上，所述扭簧的簧体套装在销轴上，所述扭簧的一端安装手柄，所述扭簧的另一端向外形成一延伸臂，所述延伸臂与夹持板转动连接，所述扭簧、连杆、底板和夹持板组成平面四连杆机构，所述底板上开设孔，所述手柄上向外形成有凸起，所述凸起与孔配合使用；所述弹簧夹组件为两个左右对称设置；所述一个弹簧组件中设置有两个连杆；所述底板通过紧固螺钉与真空吸附平台可拆卸连接。
在上述方案的基础上，还包括一透明玻璃板。所述的激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的使用方法，包括以下步骤：
步骤701：准备一表面擦拭干净的基片；
步骤702：在基片表面均匀涂覆正性光刻胶；
步骤703：将基片放置于激光直写仪样品台的中心位置，并且进行固定；
步骤704：调整激光直写仪的曝光工艺参数，进行光刻胶曝光。
上述步骤701所述的基片为硬介质基片或软介质基片。
上述步骤701所述的硬介质基片介质材料为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷或氧化铍陶瓷或蓝宝石或石英，厚度为0.127mm～0.5mm。
上述步骤701所述的硬介质基片的正面或反面或正反两面淀积有金属薄膜，金属薄膜结构为Au/TiW或Au/TiW/TaN或Au/NiCr或Au/NiCr/TaN或Au/Ni/TiW或Au/Ni/TiW/TaN或Au/Ti或Au/Ti/TaN。
上述步骤701所述的软介质基片为聚四氟乙烯覆铜板或聚酰亚胺覆铜板，厚度为0.127mm～0.8mm。
上述步骤703所述的硬介质基片的固定方式为真空吸附固定。
上述步骤703所述的软介质基片的固定方式为：将软介质基片放置于激光直写仪样品台的中心位置，取透明玻璃板，放置于基片上方，转动手柄，使得其通过扭簧对夹持板施加压力，然后将压力传递到玻璃板与介质基片，使得透明玻璃板与介质基片夹紧，然后将手柄上的凸起固定到孔内以此来固定手柄，保持玻璃板与介质基片的夹紧状态。
上述步骤703所述的透明玻璃板材料为石英或石英玻璃或硼硅玻璃或钠钙玻璃，厚度为0.5mm～1.5mm；所述步骤703所述的透明玻璃板尺寸略小于样品台基片框的尺寸，以玻璃板能放入基片框为准；
上述步骤704所述的软介质基片的曝光方式为：调整激光输出参数和焦点位置，使激光光束穿透透明玻璃板，激光的焦点位于光刻胶胶膜面，激光直写仪曝光。
采用上述方案，可同时兼容软、硬介质基片的加工，增加了导通环，提高了硬介质基片的吸附力度；提供了一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的使用方法，利用弹簧夹组件和透明玻璃板进行固定和夹紧基片，既解决了软介质基片材质较软，难以真空吸附的问题，又能保证软介质基片的平整度，提高了电路的尺寸精度和图形的质量。
附图说明
图1为本发明提供的一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的整体结构示意图。
图2为本发明提供的一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的真空吸附平台结构示意图。
图3为本发明提供的一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的弹簧夹组件结构示意图。
图4为本发明提供的一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的使用方法的一个具体实施示例的工艺步骤图。
图4中：401为真空吸附平台、402为弹簧夹组件、403为真空吸附孔、404为导通环、405为导通通道、406为基片框、407为夹持板、408为扭簧、409为手柄、410为连杆、411为销轴、412为手柄固定孔、413为紧固螺钉、414为底板、4081为延伸臂、4091为手柄凸起、4101为第一铰接端、4102为第二铰接端。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例中一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台，包括真空吸附平台401以及安装在真空吸附平台401上的2个弹簧夹组件402，所述弹簧夹组件402为两个左右对称设置，请参阅图1。
所述真空吸附平台401整体呈一平板状，在其上表面向下形成一矩形的凹坑为基片框406，所述基片框406上开设真空吸附孔403、导通通道405和导通环404，所述真空吸附孔403为通孔，所述导通通道405和导通环404为通气槽，所述导通环404为以真空吸附孔403为圆心的圆或者圆弧，所述导通通道405将导通环404和真空吸附孔403连通。所述基片框406的长度和宽度均满足大于激光直写仪所能加工区域的最大尺寸；所述基片框406的深度满足：基片放入后，基片上表面与激光直写头的距离不超过激光直写头所能上下移动的最大范围，请参阅图2。
所述弹簧夹组件402包括夹持板407、底板414、扭簧408、手柄409、销轴411和两个连杆410，所述连杆410具有第一铰接端4101和第二铰接端4102，所述第一铰接端4101与底板414转动连接，所述第二铰接端4102与夹持板407转动连接，所述销轴411安装在底板414上，所述扭簧408的簧体套装在销轴411上，所述扭簧408的一端安装手柄409，所述扭簧408的另一端向外形成一延伸臂4081，所述延伸臂4081与夹持板407转动连接，所述扭簧408、连杆410、底板414和夹持板407组成平面四连杆机构，所述底板414上开设孔412，所述手柄409上向外形成有凸起4091，所述凸起4091与孔412配合使用。如图3所示，凸起4091为圆柱形，同时，孔412为圆孔。所述底板414通过紧固螺钉413与真空吸附平台401上开设的螺纹孔配合，可拆卸连接。，请参阅图3。
在使用弹簧夹组件402压紧基片样品时，如图3所示，通过顺时针旋转手柄409，此时扭簧408、连杆410、底板414和夹持板407组成的平面四连杆机构转动，夹持板407向下压紧基片样品。扭簧408处于压缩状态，此时，将凸起4091插入孔412中，以保持扭簧408处于压缩状态，来保持夹持板407对基片样品的压紧状态。
本发明还提供了一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的使用方法，具体步骤如下：
步骤701：准备一表面擦拭干净的基片；
步骤702：在基片表面均匀涂覆正性光刻胶；
步骤703：将基片放置于激光直写仪样品台的中心位置，并且进行固定。
步骤704：调整激光直写仪的曝光工艺参数，进行光刻胶曝光。
优选地，步骤701所述的基片可为硬介质基片或软介质基片；
优选地，步骤701所述的硬介质基片介质材料可为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷或氧化铍陶瓷或蓝宝石或石英，厚度为0.127mm～0.5mm；
优选地，步骤701所述的硬介质基片的正面或反面或正反两面淀积有金属薄膜，金属薄膜结构可为Au/TiW或Au/TiW/TaN或Au/NiCr或Au/NiCr/TaN或Au/Ni/TiW或Au/Ni/TiW/TaN或Au/Ti或Au/Ti/TaN；
优选地，步骤701所述的软介质基片可为聚四氟乙烯覆铜板或聚酰亚胺覆铜板，厚度为0.127mm～0.8mm；
优选地，步骤703所述的硬介质基片的固定方式为真空吸附固定；
优选地，步骤703所述的软介质基片的固定方式为：将软介质基片放置于激光直写仪样品台的中心位置，取透明玻璃板，放置于基片上方，转动手柄，使得其通过扭簧对夹持板施加压力，然后将压力传递到玻璃板与介质基片，使得透明玻璃板与介质基片夹紧，然后将手柄上的凸起固定到孔内以此来固定手柄，保持玻璃板与介质基片的夹紧状态；
优选地，步骤703所述的透明玻璃板材料可为石英或石英玻璃或硼硅玻璃或钠钙玻璃，厚度为0.5mm～1.5mm；所述步骤703所述的透明玻璃板尺寸略小于样品台基片框的尺寸，以玻璃板能放入基片框为准；优选地，步骤704所述的软介质基片的曝光方式为：调整激光输出参数和焦点位置，使激光光束穿透透明玻璃板，激光的焦点位于光刻胶胶膜面，激光直写仪曝光。
结合图4所示，一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的使用方法，包括如下步骤：
步骤701，准备一擦拭干净的正面溅射Au/TiW薄膜的氧化铝陶瓷基片。基片尺寸为50.8mm×50.8mm，厚度为0.254mm。用棉棒蘸取新鲜丙酮溶液将基片上表面薄膜擦拭干净。
步骤702，采用旋转涂布法，使用匀胶机在基片上表面涂覆一层均匀的正性光刻胶。正性光刻胶为RZJ-390PG型光刻胶，匀胶机转速3000rpm/s，匀胶时间为30s，然后在110℃恒温热板上前烘3min。
步骤703，将基片放置于激光直写仪真空吸附平台401的中心位置，按下真空吸附按钮通过真空吸附孔403、导通环404和导通通道405对基片进行吸附固定。
步骤704，打开激光直写仪，调整激光工艺参数，按照设计的版图对正性光刻胶进行曝光。激光曝光功率为110mJ/cm2，焦距为-2。
实施例2
结合图4所示，一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台使用方法，包括如下步骤：
步骤701，准备一擦拭干净的聚四氟乙烯覆铜板基片。覆铜板基片尺寸为76mm×70mm，厚度为0.254mm。用棉棒蘸取新鲜丙酮溶液将基片上表面擦拭干净。
步骤702，采用旋转涂布法，使用匀胶机在覆铜板基片上表面涂覆一层均匀的正性光刻胶。正性光刻胶为RZJ-390PG型光刻胶，匀胶机转速3000rpm/s，匀胶时间为30s，然后在110℃恒温热板上前烘3min。
步骤703，将覆铜板基片放置于激光直写仪真空吸附平台401的中心位置，取透明玻璃板，放置于基片上方，转动手柄409，使得其通过扭簧408对夹持板407施加压力，然后将压力传递到玻璃板与介质基片，使得透明玻璃板与介质基片夹紧，然后将手柄409上的凸起4091固定到孔412内以此来固定手柄409，来保持玻璃板与介质基片的夹紧状态。
步骤704，打开激光直写仪，调整激光输出参数和焦点位置，使激光光束穿透透明玻璃板，其焦点位于光刻胶胶膜面，按照设计的版图对正性光刻胶进行曝光。激光曝光功率为110mJ/cm2。
采用上述方案，本发明激光直写仪样品台可同时兼容软、硬介质基片的加工，增加了导通环，提高了硬介质基片的吸附力度；提供了一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的使用方法，利用弹簧夹组件和透明玻璃板进行固定和夹紧基片，既解决了软介质基片材质较软，难以真空吸附的问题，又能保证软介质基片的平整度，提高了电路的尺寸精度和图形的质量。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台，其特征在于，包括真空吸附平台及两个弹簧夹组件；所述真空吸附平台整体呈一平板状，在其上表面向下形成一矩形的凹坑为基片框，所述基片框上开设真空吸附孔、导通通道和导通环，所述真空吸附孔为通孔，所述导通通道和导通环为通气槽，所述导通环为以真空吸附孔为圆心的圆或者圆弧，所述导通通道将导通环和真空吸附孔连通；所述基片框的长度和宽度均满足大于激光直写仪所能加工区域的最大尺寸；所述基片框的深度满足：基片放入后，基片上表面与激光直写头的距离不超过激光直写头所能上下移动的最大范围；所述弹簧夹组件包括夹持板、底板、扭簧、手柄、销轴和连杆，所述连杆具有第一铰接端和第二铰接端，所述第一铰接端与底板转动连接，所述第二铰接端与夹持板转动连接，所述销轴安装在底板上，所述扭簧的簧体套装在销轴上，所述扭簧的一端安装手柄，所述扭簧的另一端向外形成一延伸臂，所述延伸臂与夹持板转动连接，所述扭簧、连杆、底板和夹持板组成平面四连杆机构，所述底板上开设孔，所述手柄上向外形成有凸起，所述凸起与孔配合使用。
2.如权利要求1所述的激光直写仪加工微波毫米波电路的样品台的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤701：准备一表面擦拭干净的基片；所述的基片为硬介质基片或软介质基片；硬介质基片介质材料为氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷或氧化铍陶瓷或蓝宝石或石英，厚度为0.127mm～0.5mm；硬介质基片的正面或反面或正反两面淀积有金属薄膜，金属薄膜结构为Au/TiW或Au/TiW/TaN或Au/NiCr或Au/NiCr/TaN或Au/Ni/TiW或Au/Ni/TiW/TaN或Au/Ti或Au/Ti/TaN；所述的软介质基片为聚四氟乙烯覆铜板或聚酰亚胺覆铜板，厚度为0.127mm～0.8mm；
步骤702：在基片表面均匀涂覆正性光刻胶；
步骤703：将基片放置于激光直写仪样品台的中心位置，并且进行固定；所述的硬介质基片的固定方式为真空吸附固定；所述的软介质基片的固定方式为：将软介质基片放置于激光直写仪样品台的中心位置，取透明玻璃板，放置于基片上方，转动手柄，使得其通过扭簧对夹持板施加压力，然后将压力传递到玻璃板与介质基片，使得透明玻璃板与介质基片夹紧，然后将手柄上的凸起固定到孔内以此来固定手柄，保持玻璃板与介质基片的夹紧状态；所述的透明玻璃板材料为石英或石英玻璃或硼硅玻璃或钠钙玻璃，厚度为0.5mm～1.5mm；所述步骤703所述的透明玻璃板尺寸略小于样品台基片框的尺寸，以玻璃板能放入基片框为准；
步骤704：调整激光直写仪的曝光工艺参数，进行光刻胶曝光；所述的软介质基片的曝光方式为：调整激光输出参数和焦点位置，使激光光束穿透透明玻璃板，激光的焦点位于光刻胶胶膜面，激光直写仪曝光。
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