CN109037874B - 在石英电路上制作梁式引线的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在石英电路上制作梁式引线的方法，涉及毫米波及太赫兹波电路技术领域。所述方法首先通过常规加工方法获得毫米波及太赫兹石英电路，此时石英电路上没有梁式引线，将石英电路转移到一片预先刻蚀好的硅片上，要求硅片上的刻蚀长度、宽度、深度与石英电路长度、宽度、高度一致。通过硅片上提前留下的对位标记，可以在石英电路上通过半导体的工艺方法制作梁式引线，通过光刻，溅射金属，电镀加厚金属，腐蚀金属的方法，在石英电路上制作出梁式引线，制作完成后，将石英电路从硅片的凹槽中取出，则获得了具有梁式引线的石英电路。所述方法具有工艺简单、易于实现并可大规模生产的优点。

Description

在石英电路上制作梁式引线的方法
技术领域
本发明涉及毫米波及太赫兹波电路技术领域，尤其涉及一种在石英电路上制作梁式引线的方法。
背景技术
毫米波是指频率处于26.5GHz-300GHz的一段电磁波，太赫兹（THz）波是指频率在0.3-3THz范围内的电磁波，广义的太赫兹波频率是指100GHz到10THz，其中1THz=1000GHz。毫米波和太赫兹波在高速无线通信，雷达，人体安全检测等领域具有广阔的应用前景，要实现毫米波和太赫兹频段信号的发射和接收，离不开各种毫米波和太赫兹电路，在毫米波及太赫兹频段，石英基片有更小的损耗，相对介电常数较小，材质适合构成悬置微带，且加工精度高，因此石英材料经常被用作毫米波和太赫兹频段的电路。
由于毫米波及太赫兹频段，频率高，对电路要求较高，尤其是对电路接地，有的是通过在石英电路上打孔来实现接地，有的通过导电胶来实现接地，有的通过金丝跳线来接地，而通过梁式引线接地效果最好，且对毫米波及太赫兹电路无影响。同时在将石英作为纯悬置微带电路使用时，如果能制作出梁式引线，则可以很好的实现石英电路作为悬置微带线电路来实现。因此无论是接地，还是为了将石英更好的用作悬置微带线，都需要在石英上制作梁式引线。由于石英材料质地较脆，都是通过切割的方式来得到最终的毫米波或太赫兹电路，因此实现梁式引线的工艺方法一直未能实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提供一种工艺简单、易于实现并可大规模生产的在石英电路上制作梁式引线的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种在石英电路上制作梁式引线的方法，其特征在于包括如下步骤：
制作毫米波及太赫兹石英电路；
对硅片进行刻蚀，在硅片上形成若干个石英电路放置槽，所述放置槽的长度、宽度以及深度分别与所述石英电路的长度、宽度以及深度相同，将所述石英电路放置到所述石英电路放置槽内；
在所述硅片的上表面首先形成一层钛金属层，然后在所述钛金属层的上表面形成一层金金属层，然后在所述金金属层的上表面涂覆光刻胶，并使所述金金属层上的部分金属露出，所述金金属层上露出的部分与所述石英电路上需要制作梁式引线的地方上下相对；
通过电镀的方式对金金属层上没有光刻胶的地方进行金属加厚，然后去除光刻胶层；
通过化学腐蚀的方法，先腐蚀掉金金属层，然后再腐蚀掉钛金属层，此时在所述石英电路上制作出梁式引线；
最后将所述石英电路从硅片的石英电路放置槽中取出，获得具有梁式引线的毫米波及太赫兹石英电路。
进一步的技术方案在于，所述方法还包括：在所述硅片上制作对位标记步骤。
优选的，所述石英电路的厚度为75微米，50微米，30微米或15微米。
优选的，所述钛金属层的厚度为80nm-100nm，金金属层的厚度为80nm-100nm。
优选的，采用金属金来实现金属层的加厚，厚度为1.5微米-2微米。
优选的，所述石英电路放置槽呈阵列式排列。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法首先通过常规加工方法获得毫米波及太赫兹石英电路，此时石英电路上没有梁式引线，将石英电路转移到一片预先刻蚀好的硅片上，要求硅片上的容置槽长度、宽度、深度与石英电路长度、宽度、高度一致。通过硅片上提前留下的对位标记，可以在石英电路上通过半导体的工艺方法制作梁式引线，通过光刻，溅射金属，电镀加厚金属，腐蚀金属的方法，在石英电路上制作出梁式引线，制作完成后，将石英电路从硅片的凹槽中取出，则获得了具有梁式引线的石英电路。
本发明具有以下优点：与常规加工方法兼容，在常规方法获得毫米波及石英电路的基础上进行工艺二次开发；工艺简单，只需要将石英电路放置在硅片的凹槽中进行加工制作；可大规模生产，同时可加工上千支石英电路，适用于批量化生产。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例所述方法中石英电路的结构示意图；
图2是本发明实施例所述方法中硅片的结构示意图；
图3是本发明实施例所述方法中硅片在进行完涂光刻胶处理后的结构示意图；
图4是本发明实施例所述方法制作的具有梁式引线的石英电路的结构示意图；
其中：1、太赫兹石英电路2、硅片3、石英电路放置槽4、光刻胶5、梁式引线6、对位标记。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
总体的，本发明实施例公开了一种在石英电路上制作梁式引线的方法包括如下步骤：
采用现有技术制作毫米波及太赫兹石英电路1，制作的石英电路如图1所示；
对硅片2进行刻蚀，在硅片2上形成若干个石英电路放置槽3，如图2所示，所述放置槽的长度、宽度以及深度分别与所述石英电路的长度、宽度以及深度相同，将所述石英电路放置到所述石英电路放置槽内；
在所述硅片2的上表面首先形成一层钛金属层，然后在所述钛金属层的上表面形成一层金金属层，然后在所述金金属层的上表面涂覆光刻胶4，并使所述金金属层上的部分金属露出，所述金金属层上露出的部分与所述石英电路上需要制作梁式引线的地方上下相对，如图3所示；
通过电镀的方式对金金属层上没有光刻胶的地方进行金属加厚，然后去除光刻胶层；通过化学腐蚀的方法，先腐蚀掉金金属层，然后再腐蚀掉钛金属层，此时在所述石英电路上制作出梁式引线5；
最后将所述石英电路从硅片的石英电路放置槽3中取出，获得具有梁式引线的毫米波及太赫兹石英电路，如图4所示。
具体的，所述方法首先通过常规加工方法获得毫米波及太赫兹石英电路1，常规的方法制作加工石英电路可以通过光刻，蒸发金属，对石英衬底减薄到目标厚度。在毫米波及太赫兹频段，石英电路厚度一般小于100微米，常用的厚度为75微米，50微米，30微米及15微米厚，如图1所示，此时石英电路上没有梁式引线。将制作好的所述石英电路转移到一片预先刻蚀好的硅片上，如附图2所示，硅片2上形成若干个石英电路放置槽3，要求硅片上的石英电路放置槽3的长度、宽度、深度与未制作梁式引线的石英电路的长度、宽度、高度一致。通过硅片上提前留下的对位标记，如附图2上的T字型标记，可以在石英电路上通过半导体的工艺方法制作梁式引线，通过光刻，溅射金属，溅射的金属一般为Ti/Au，即金属钛/金，其中钛金属在下层，金在上层，钛金属层厚度约为100nm，金层厚度为100nm，然后通过光刻的方式露出需要制作梁式引线的地方，如附图3所示。通过电镀方式加厚金属，一般采用金属金Au来实现金属层的加厚，厚度一般为2微米，加厚后将光刻胶全部去除，通过化学腐蚀的方法，先腐蚀金金属层，腐蚀深度为100nm（腐蚀的深度与之前形成的金金属层的厚度相同），然后再腐蚀钛金属层，腐蚀深度为100nm（腐蚀的深度与之前形成的钛金属层的厚度相同），此时就在石英电路上制作出了梁式引线，，制作完成后，将石英电路从硅片的凹槽中取出，则获得了具有梁式引线的石英电路，如附图4所示。
所述方法与常规加工方法兼容，在常规方法获得毫米波及石英电路的基础上进行工艺二次开发；工艺简单，只需要将石英电路放置在硅片的凹槽中进行加工制作；可大规模生产，同时可加工上千支石英电路，适用于批量化生产。

Claims (6)

1.一种在石英电路上制作梁式引线的方法，其特征在于包括如下步骤：
制作毫米波及太赫兹石英电路（1）；
对硅片（2）进行刻蚀，在硅片（2）上形成若干个石英电路放置槽（3），所述放置槽的长度、宽度以及深度分别与所述石英电路的长度、宽度以及深度相同，将所述石英电路放置到所述石英电路放置槽内；
在所述硅片（2）的上表面首先形成一层钛金属层，然后在所述钛金属层的上表面形成一层金金属层，然后在所述金金属层的上表面涂覆光刻胶（4），并使所述金金属层上的部分金属露出，所述金金属层上露出的部分与所述石英电路上需要制作梁式引线的地方上下相对；
通过电镀的方式对金金属层上没有光刻胶的地方进行金属加厚，然后去除光刻胶层；
通过化学腐蚀的方法，先腐蚀掉金金属层，然后再腐蚀掉钛金属层，此时在所述石英电路上制作出梁式引线（5）；
最后将所述石英电路从硅片的石英电路放置槽（3）中取出，获得具有梁式引线的毫米波及太赫兹石英电路。
2.如权利要求1所述的在石英电路上制作梁式引线的方法，其特征在于所述方法还包括：在所述硅片（2）上制作对位标记（6）的步骤，所述对位标记（6）为T字型标记。
3.如权利要求1所述的在石英电路上制作梁式引线的方法，其特征在于：所述石英电路的厚度为75微米，50微米，30微米或15微米。
4.如权利要求1所述的在石英电路上制作梁式引线的方法，其特征在于：所述钛金属层的厚度为80nm-100nm，金金属层的厚度为80nm-100nm。
5.如权利要求1所述的在石英电路上制作梁式引线的方法，其特征在于：采用金属金来实现露出部分金金属层厚度的增加，厚度为1.5微米-2微米。
6.如权利要求1所述的在石英电路上制作梁式引线的方法，其特征在于：所述石英电路放置槽（3）呈阵列式排列。
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