CN107887081B - 一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法 - Google Patents

一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，步骤101：提供带孔介质基片、弹性衬垫和工件盘；步骤102：将带孔介质基片正面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时固定；步骤103：将所述临时固定结构沉积金属化薄膜；步骤104：拆卸步骤103中的所述临时固定结构，将带孔介质基片反面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时组合；步骤105：将所述临时组合体沉积金属化薄膜；步骤106：拆卸步骤105中的所述临时组合体，得到金属化通孔介质基片。采用上述方案，沉积薄膜时有效减少甚至避免了在通孔外沿处产生的衍射效应，提高了正反面金属化通孔内壁尤其是通孔外沿处的膜层附着力。

Description

一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法
技术领域
本发明属于微波毫米波薄膜混合集成电路技术领域，尤其涉及的是一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法。
背景技术
在微波毫米波频段，较多的电路需要直接接地，微小通孔金属化是良好的接地方法。其目的是减少接地电感和缩短传热通道，对微波和毫米波的器件及电路设计尤为重要。因此，微小金属化通孔成为了微波毫米波集成电路的一种常用无源元件，通孔形状通常为圆形。
采用半导体集成电路的大基片、多单元方式加工薄膜混合集成电路，生产效率高，产品一致性和重复性好。在介质基片上制作含微小阵列金属化通孔的薄膜混合集成电路工艺流程中，微小通孔加工发生在介质基片真空沉积电阻薄膜和多层金属薄膜、光刻、刻蚀等工序之前，微小通孔作为电路图形结构的重要组成部分已经在介质基片上实现了阵列有序定位，并通过沉积多层金属薄膜实现了通孔内壁和边缘的金属化种子层制备。带孔介质基片沉积多层金属薄膜的常规方法是：首先提供带孔介质基片，然后将该带孔介质基片放于工件盘上且正面朝上真空沉积薄膜，最后将带孔介质基片放于工件盘上且反面朝上真空沉积薄膜。然而，采用现有技术在对介质通孔基片沉积薄膜后，介质通孔周围边缘经常会出现金属化膜层鼓泡甚至脱落的现象，直接影响了金属化通孔的接地效果。
因此，现有技术存在缺陷，需要提高金属化通孔的膜层附着力。
发明内容
本发明专利涉及一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，主要解决现有技术制备的微带电路通孔周围边缘金属化膜层鼓泡甚至脱落的问题。
本发明的技术方案如下：
一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，包括以下步骤：
步骤101：提供带孔介质基片、弹性衬垫和工件盘；
步骤102：将带孔介质基片正面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时固定；
步骤103：将所述临时固定结构沉积金属化薄膜；
步骤104：拆卸步骤103中的所述临时固定结构，将带孔介质基片反面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时组合；
步骤105：将所述临时组合体沉积金属化薄膜；
步骤106：拆卸步骤105中的所述临时组合体，得到金属化通孔介质基片。
上述步骤101中，所述的带孔介质基片，材料为99.6％的Al2O3陶瓷或蓝宝石或99.8％的氮化铝陶瓷或熔融石英，厚度为0.127mm-0.508mm，通孔直径大小为0.1mm-0.5mm。
上述步骤101中，所述的带孔介质基片，其前处理过程包括介质基片激光打孔和清洗干燥处理两个步骤。
上述步骤101中，所述的弹性衬垫为聚四氟乙烯陶瓷-玻璃填充或聚四氟乙烯陶瓷的介质基片，X、Y、Z方向热膨胀系数为16-24ppm/℃，外形尺寸与介质基片尺寸相同。
上述步骤102和步骤104中，所述的带孔介质基片、弹性衬垫与工件盘三者按照上中下顺序沉积薄膜时固定一起的方式为螺钉孔固定。
上述所述步骤103和步骤105所述的金属化薄膜结构为TaN/TiW/Au薄膜或TiW/Au薄膜或NiCr/Au薄膜。
采用上述方案，将工件盘与打孔陶瓷基片之间增加弹性衬垫(如低膨胀系数聚四氟乙烯介质片)并固定一起溅射，弹性衬垫特殊的空洞结构吸附了通过通孔溅射沉积的薄膜材料，有效减少甚至避免了在通孔外沿处产生的衍射效应，提高了正反面金属化通孔内壁尤其是通孔外沿处的膜层附着力。
附图说明
图1为本发明提供的一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法的方法流程图；
图2a-图2h分别为本发明具体实施示例的工艺步骤图。
其中，201为带孔介质基片、202为预金属化通孔、203为弹性衬垫、204为工件盘、205为工件盘开槽、206为螺钉孔、207为螺钉、208为金属化薄膜材料、209为金属化薄膜材料。
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
如图1所示，
本发明的目的在于提供一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，本发明的目的是这样实现的：
步骤101：提供带孔介质基片、弹性衬垫和工件盘；
步骤102：将带孔介质基片正面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时固定；
步骤103：将所述临时固定结构沉积金属化薄膜；
步骤104：拆卸步骤103中的所述临时固定结构，将带孔介质基片反面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时组合；
步骤105：将所述临时组合体沉积金属化薄膜；
步骤106：拆卸步骤105中的所述临时组合体，得到金属化通孔介质基片。
优选地，步骤101所述的带孔介质基片，材料可为99.6％的Al2O3陶瓷或蓝宝石或99.8％的氮化铝陶瓷或熔融石英，厚度为0.127mm-0.508mm，通孔直径大小为0.1mm-0.5mm；
优选地，步骤101所述的带孔介质基片，其前处理过程包括介质基片激光打孔和清洗干燥处理两个步骤；
优选地，步骤101所述的弹性衬垫为聚四氟乙烯陶瓷-玻璃填充或聚四氟乙烯陶瓷的介质基片，X、Y、Z方向热膨胀系数为16-24ppm/℃，外形尺寸与介质基片尺寸相同；
优选地，步骤102和步骤104所述的带孔介质基片、弹性衬垫与工件盘三者按照上中下顺序沉积薄膜时固定一起的方式可为螺钉孔固定。
优选地，步骤103和步骤105所述的金属化薄膜结构可为TaN/TiW/Au薄膜或TiW/Au薄膜或NiCr/Au薄膜。
如图2所示，本发明一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，按照如下步骤进行：
步骤101：提供带孔介质基片、弹性衬垫和工件盘。
提供带孔介质基片201，如图2a所示，弹性衬垫203，如图2b所示和工件盘204，如图2c所示。带孔介质基片201含有预金属化通孔202，介质基片材料为2in×2in的99.6％Al2O3陶瓷，厚度为0.254mm，使用激光机在介质基片201上加工预金属化通孔202，通孔直径大小为0.2mm，然后经过酸洗和去离子水清洗、脱水干燥等步骤，使得带孔介质基片201表面清洁无杂质。弹性衬垫203为聚四氟乙烯陶瓷-玻璃填充的介质基片，X、Y、Z方向热膨胀系数为16-24ppm/℃，外形尺寸与带孔介质基片201尺寸相同。工件盘204有与带孔介质基片201相同尺寸的开槽205和至少开有两个尺寸相同的螺钉孔206，使得带孔介质基片201和弹性衬垫203完全嵌入于开槽205中。
步骤102：将带孔介质基片正面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时固定。
使用螺钉207，将带孔介质基片201正面朝上，与弹性衬垫203完全嵌入于工件盘开槽205中，和工件盘204三者按照上中下顺序临时固定，如图2d所示。
步骤103：将所述临时固定结构沉积金属化薄膜。
将带孔介质基片201、弹性衬垫203和工件盘204按照上中下顺序组成的临时固定结构放入磁控溅射炉中，介质基片201位于临时固定结构上部，抽高真空进行溅射沉积薄膜。在介质基片201正面、预金属化通孔202内壁、工件盘204和螺钉207顶端上均溅射了厚度为300nm的TaN/TiW/Au薄膜208，如图2e所示。使用弹性衬垫203特殊的空洞结构有效吸附了通过预金属化通孔202溅射沉积的金属化薄膜材料208，有效减少甚至避免了在通孔外沿处产生的衍射效应，提高了正反面金属化通孔内壁尤其是通孔外沿处的膜层附着力。
步骤104：拆卸步骤103中的所述临时固定结构，将带孔介质基片反面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时组合。
先将带孔介质基片201正面朝上、弹性衬垫203和工件盘204按照上中下顺序组成的临时固定结构拆卸，再将带孔介质基片201反面朝上，与弹性衬垫203完全嵌入于工件盘开槽205中，和工件盘204按照上中下顺序临时组合，如图2f所示。
步骤105：将所述临时组合体沉积金属化薄膜。
将带孔介质基片201反面朝上、弹性衬垫203和工件盘204按照上中下顺序临时组合体放入磁控溅射炉中，介质基片201位于临时固定结构上部，抽高真空进行溅射沉积薄膜。在介质基片201反面、预金属化通孔202内壁、工件盘204和螺钉207顶端上均溅射了厚度为250nm的TiW/Au薄膜209，如图2g所示。使用弹性衬垫203特殊的空洞结构有效吸附了通过预金属化通孔202溅射沉积的金属化薄膜材料209，有效减少甚至避免了在通孔外沿处产生的衍射效应，提高了正反面金属化通孔内壁尤其是通孔外沿处的膜层附着力。
步骤106：拆卸步骤105中的所述临时组合体，得到金属化通孔介质基片。
将带孔介质基片201反面朝上、弹性衬垫203和工件盘204按照上中下顺序临时组合体拆卸，得到正反面分别涂覆金属化薄膜材料208和金属化薄膜材料209的金属化通孔介质基片201，如图2h所示。
采用上述方案，将工件盘与打孔陶瓷基片之间增加弹性衬垫(如低膨胀系数聚四氟乙烯介质片)并固定一起溅射，弹性衬垫特殊的空洞结构有效吸附了通过通孔溅射沉积的薄膜材料，有效减少甚至避免了在通孔外沿处产生的衍射效应，提高了正反面金属化通孔内壁尤其是通孔外沿处的膜层附着力。
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 (6)

1.一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101：提供带孔介质基片、弹性衬垫和工件盘；
步骤102：将带孔介质基片正面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时固定；
步骤103：将所述临时固定结构沉积金属化薄膜；
步骤104：拆卸步骤103中的所述临时固定结构，将带孔介质基片反面朝上，并与弹性衬垫、工件盘三者按照上中下顺序临时组合；
步骤105：将所述临时组合体沉积金属化薄膜；
步骤106：拆卸步骤105中的所述临时组合体，得到金属化通孔介质基片。
2.如权利要求1所述的一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，其特征在于，步骤101中，所述的带孔介质基片，材料为99.6％的Al2O3陶瓷或蓝宝石或99.8％的氮化铝陶瓷或熔融石英，厚度为0.127mm-0.508mm，通孔直径大小为0.1mm-0.5mm。
3.如权利要求1所述的一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，其特征在于，步骤101中，所述的带孔介质基片，其前处理过程包括介质基片激光打孔和清洗干燥处理两个步骤。
4.如权利要求1所述的一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，其特征在于，步骤101中，所述的弹性衬垫为聚四氟乙烯陶瓷-玻璃填充或聚四氟乙烯陶瓷的介质基片，X、Y、Z方向热膨胀系数为16-24ppm/℃，外形尺寸与所述带孔介质基片尺寸相同。
5.如权利要求1所述的一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，其特征在于，步骤102和步骤104中，所述的带孔介质基片、弹性衬垫与工件盘三者按照上中下顺序沉积薄膜时固定一起的方式为螺钉孔固定。
6.如权利要求1所述的一种提高微带金属化通孔膜层附着力的方法，其特征在于，所述步骤103和步骤105所述的金属化薄膜结构为TaN/TiW/Au薄膜或TiW/Au薄膜或NiCr/Au薄膜。
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