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Abstract

本发明公开了一种改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，包括以下步骤：S1：采用粗抛光液对LTCC基板表面进行打磨到预设的粗糙度；S2：采用精抛液对步骤S1处理后的LTCC基板表面进行抛光处理。本发明提出的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，能够改善基板表面微观形貌缺陷、降低粗糙度和提高致密性。

Description

一种改善LTCC基板盐雾可靠性的方法
技术领域
本发明涉及LTCC基板技术领域，尤其涉及一种改善LTCC基板盐雾可靠性的方法。
背景技术
LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)基板由于其集成密度高、RF性能好、数字响应快、成本低、生产周期快、批量大、产品生命周期长、生产灵活、自动化程度高，在移动通讯领域前景广阔。
盐雾实验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验，是LTCC基板可靠性的验证项目之一，盐雾试验与基板表面粗糙度和致密度有关，基板表面粗糙、不致密会导致电解质离子残留，进而导致基板表面绝缘电阻降低，影响LTCC基板性能。LTCC基板种类繁多，为提高LTCC基板盐雾可靠性，目前常用的方法是通过材料和工艺来实现，材料上可以选用粒度更小的磁体粉料，工艺上可以通过提高烧结温度和更改烧结气氛，而这些方法操作较复杂，对设备的要求严苛，成本高且改善效果不明显。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，能够改善基板表面微观形貌缺陷、降低粗糙度和提高致密性。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，包括以下步骤：S1：采用粗抛光液对LTCC基板表面进行打磨到预设的粗糙度；S2：采用精抛液对步骤S1处理后的LTCC基板表面进行抛光处理。
优选地，步骤S1中的预设的粗糙度为不高于0.1μm。
优选地，步骤S2中抛光处理后的LTCC基板表面的粗糙度不高于0.01μm。
优选地，步骤S1中的所述粗抛光液为单晶金刚砂抛光液。
优选地，单晶金刚砂抛光液的细度范围为0.4～0.2μm。
优选地，步骤S2中的所述精抛液为纳米金刚砂抛光液。
优选地，纳米金刚砂抛光液的细度范围为0.01～0.02μm。
优选地，步骤S1中还包括对进行打磨处理后的LTCC基板进行清洗，并烘干，其中烘干处理的温度为80～90℃。
优选地，步骤S2中还包括对进行抛光处理后的LTCC基板进行清洗，并烘干，其中烘干处理的温度为80～90℃。
优选地，步骤S1中具体还包括：在采用粗抛光液对LTCC基板表面进行打磨之前还通过采用电子显微镜查看LTCC基板表面的微观形貌来初步判定LTCC基板表面的粗糙度，再采用粗糙度仪来监控LTCC基板表面的粗糙度以打磨到预设的粗糙度，其中所述电子显微镜的倍率不低于1000倍。
优选地，LTCC基板表面的粗糙度和致密度是通过采用电子显微镜查看LTCC基板表面的微观形貌来初步判定(无大于1μm以上的连续微观缺陷)，再在打磨或抛光过程中采用粗糙度仪来进行监控，其中所述电子显微镜的倍率不低于5000倍。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提出的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，不需要对LTCC基板的材料和工艺进行更改，通过利用物理方法改善基板表面微观形貌缺陷、降低粗糙度和提高致密性，操作简单、对设备无严苛要求，可在室温下空气中制备，改善效果明显，与大面积商业化生产制备工艺相兼容；解决了现有的LTCC基板盐雾试验后表面电解质离子残留导致基板表面绝缘电阻下降，改善了基板表面微观形貌缺陷、降低了粗糙度和提高了致密性。
附图说明
图1a是本发明优选实施例的未处理的LTCC基板表面的1K倍率下的微观形貌；
图1b是本发明优选实施例的未处理的LTCC基板表面的2K倍率下的微观形貌；
图1c是本发明优选实施例的未处理的LTCC基板表面的5K倍率下的微观形貌；
图2a是本发明优选实施例的打磨处理后的LTCC基板表面的1K倍率下的微观形貌；
图2b是本发明优选实施例的打磨处理后的LTCC基板表面的2K倍率下的微观形貌；
图2c是本发明优选实施例的打磨处理后的LTCC基板表面的5K倍率下的微观形貌；
图3a是本发明优选实施例的抛光处理后的LTCC基板表面的1K倍率下的微观形貌；
图3b是本发明优选实施例的抛光处理后的LTCC基板表面的2K倍率下的微观形貌；
图3c是本发明优选实施例的抛光处理后的LTCC基板表面的5K倍率下的微观形貌。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明优选实施例公开了一种改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，包括以下步骤：
S1：采用粗抛光液对LTCC基板表面进行打磨到预设的粗糙度；
其中在打磨之前还对LTCC基板表面进行观察，根据LTCC基板表面粗糙度判定采用哪种抛光材料，要得到表面粗糙度越小，则需要的抛光材料细度越小。
在该步骤中，粗抛光液采用单晶金刚砂抛光液，细度范围为0.4～0.2μm。通过控制打磨处理的时间，来控制打磨的深度，基本要求是去除掉LTCC基板表层不致密的薄层，并通过测量表面粗糙度来确认是否达到打磨效果以便于进行下一步精抛光操作，一般要求粗糙度Ra不高于0.1μm；具体的LTCC基板表面的粗糙度和致密度是通过采用电子显微镜查看LTCC基板表面的微观形貌来初步判定的，根据电子显微镜观察到的数据来选择抛光液细度和具体的打磨方案，在打磨过程中则采用测试手段更简易的粗糙度仪来进行监控，其中电子显微镜的倍率不低于1000倍。
完成后可以采用去离子水清洗，并烘干，烘干的温度为80～90℃，优选为85℃。
S2：采用精抛液对步骤S1处理后的LTCC基板表面进行抛光处理。
在该步骤中，精抛液采用纳米金刚砂抛光液，细度范围为0.01～0.02μm。通过控制抛光时间，来控制抛光效果，达到所需的粗糙度。其中抛光的目标粗糙度由LTCC基板表面微观形貌确定，确定方式是表面缺陷不具有连续型，这样即便在后续的盐雾试验中表面缺陷吸附了电解质离子，也不会形成连续的通路，造成绝缘电阻失效，例如要求粗糙度Ra不高于0.01μm。目标粗糙度是通过采用电子显微镜查看LTCC基板表面的微观形貌来进行判定，电子显微镜的倍率不低于5000倍。
完成后可以采用去离子水清洗，并烘干，烘干的温度为80～90℃，优选为85℃。
下述结合具体实施例对本发明的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法作进一步说明。
a)观察：首先测量LTCC基板表面的粗糙度，并在电子显微镜下观察LTCC基板表面的微观形貌，确定打磨方案，其中未处理时的LTCC基板的表面形貌如图1a至图1c所示；
b)打磨：然后采用单晶金刚砂抛光液(W＝0.3μm)，对LTCC基板表面进行打磨抛光，打磨深度为40μm，将LTCC基板表面粗糙度从Ra＝0.17μm降低至Ra＝0.10μm，通过控制打磨时间(2min)得到所需的打磨效果，抛光完成后用去离子水清洗，并在85℃下进行烘干，并用电子显微镜再次确认表面形貌，如图2a至图2c所示；
c)抛光：经步骤b)得到的LTCC基板加入到纳米金刚砂抛光液(W＝0.01μm)进行抛光处理，通过控制抛光时间(3min)得到所需的抛光效果，使表面的粗糙度低于Ra＝0.01μm，表面已不可见连续的空隙等缺陷；再用去离子水清洗，并在85℃下进行烘干，并用电子显微镜再次确认表面形貌，如图3a至图3c所示。
d)测试：根据《GJB 360B-2009电子及电气元件试验方法》，采用以下盐雾试验测试条件：温度：35±2℃；pH：6.5～7.2；盐溶液浓度：(5±1)wt％，实验时间：240h；测试电压：100V，保持10s；测试点间距0.5mm，取5处测试点，得到试验结果如表1所示。盐雾试验结束后，用去离子水清洗表面，并自然风干。
表1经过本发明处理的LTCC基板在盐雾试验前后的绝缘电阻值
LTCC基板盐雾试验结果由表面绝缘电阻表征，盐雾试验后表面绝缘电阻不降低，则盐雾试验合格。从表1中的盐雾试验前后的数据对比，未做处理的LTCC基板，盐雾试验后绝缘电阻降低，盐雾试验失效；进行本发明的改善处理后的LTCC基板，盐雾试验后表面绝缘电阻值较盐雾试验前有所增大，由此可以看出经过本发明的改善处理后，对LTCC基板盐雾试验可靠性有显著提高效果。其中对抛光处理不同粗糙度的LTCC基板盐雾试验后的绝缘电阻值进行比较发现，随着表面粗糙度的减小，表面绝缘电阻增大，当粗糙度达到Ra＝0.01μm时，盐雾试验合格，由此可以看出抛光处理的板材表面粗糙度决定了盐雾试验的可靠性。
从上述实施例可以看出，本发明的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法简单，通过在LTCC基板上做打磨抛光处理，以提高LTCC基板表面的微观形貌致密程度，缓解LTCC基板在盐雾试验中，电解质溶液在微观形貌的缺陷渗透的情况，减少可导致LTCC基板表面绝缘电阻降低的电解质离子残留，提高LTCC基板的盐雾可靠性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：采用粗抛光液对LTCC基板表面进行打磨到预设的粗糙度；
S2：采用精抛液对步骤S1处理后的LTCC基板表面进行抛光处理。
2.根据权利要求1所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，步骤S1中的所述粗抛光液为单晶金刚砂抛光液。
3.根据权利要求2所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，单晶金刚砂抛光液的细度范围为0.4～0.2μm。
4.根据权利要求1所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，步骤S2中的所述精抛液为纳米金刚砂抛光液。
5.根据权利要求4所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，纳米金刚砂抛光液的细度范围为0.01～0.02μm。
6.根据权利要求1所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，步骤S1中还包括对进行打磨处理后的LTCC基板进行清洗，并烘干，其中烘干处理的温度为80～90℃。
7.根据权利要求1所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，步骤S2中还包括对进行抛光处理后的LTCC基板进行清洗，并烘干，其中烘干处理的温度为80～90℃。
8.根据权利要求1所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，步骤S1中具体还包括：在采用粗抛光液对LTCC基板表面进行打磨之前还通过采用电子显微镜查看LTCC基板表面的微观形貌来初步判定LTCC基板表面的粗糙度，再采用粗糙度仪来监控LTCC基板表面的粗糙度以打磨到预设的粗糙度，其中所述电子显微镜的倍率不低于1000倍。
9.根据权利要求1至8任一项所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，步骤S1中的预设的粗糙度为不高于0.1μm。
10.根据权利要求1至8任一项所述的改善LTCC基板盐雾可靠性的方法，其特征在于，步骤S2中抛光处理后的LTCC基板表面的粗糙度不高于0.01μm。
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