Los sustratos de película gruesa son ampliamente utilizados en circuitos integrados híbridos, dispositivos de radiofrecuencia y dispositivos de potencia debido a sus características de proceso de preparación corto, proceso de formación de película simple y alta fiabilidad. Pero debido aPulpa formadora de películaLas características y las limitaciones del método de formación de película hacen que el sustrato de película gruesa basado en la tecnología de impresión tenga inevitablemente una mala precisión gráfica del borde de la línea, un gran ancho / espaciamiento de la línea, una mala uniformidad y densidad del espesor de la película a gran escala, lo que limita su aplicación en áreas de Alta precisión, alta fidelidad y características de señal de baja pérdida, como la conversión fotoeléctrica, la radiofrecuencia (rf) y los circuitos de microondas.
En comparación con los circuitos de baja frecuencia, los conductores actúan más como líneas de transmisión de MICROSTRIP en los circuitos de alta frecuencia. teniendo en cuenta la influencia de la resistencia de radiofrecuencia y la profundidad de la piel de los conductores, se presentan requisitos para la banda guía metálica del sustrato, como Alta conductividad eléctrica, buena precisión de borde y línea, espesor de película superior a 3 a 4 veces la profundidad de la piel, buena resistencia a altas temperaturas y adherencia. El proceso tradicional de preparación de películas finas tiene una buena conductividad eléctrica, una alta precisión y calidad de borde, pero es difícil aumentar el espesor de la película (generalmente 1 μm). Aunque el espesor de la película se puede aumentar a través del proceso de galvanoplastia, la diferencia de resistencia entre las diferentes películas es grande, la fuerza de Unión de la película es pobre a altas temperaturas y el costo es relativamente alto, lo que limita su aplicación en campos como la señal de alta frecuencia. Hace que la exploración de nuevos métodos gráficos de película basados en el proceso tradicional de película gruesa se convierta en un foco de Investigación.
En la actualidad, los métodos gráficos de película gruesa con líneas finas incluyen principalmente impresión de precisión y grabado láser. Al ajustar el número de mallas y ayudar al ajuste de parámetros como la viscosidad del purín, se puede lograr la producción de líneas de película gruesa con un ancho de línea característico de 50 micras / 50 micras de distancia, pero hay defectos como la mala uniformidad del grosor de las líneas, la baja eficiencia de producción y las líneas fáciles de romper, lo que limita su aplicación a gran escala. El método de grabado láser puede lograr rápidamente la preparación de líneas finas de película gruesa, con alta precisión de línea y calidad de borde, pero hay defectos como la mala calidad de eliminación de películas de gran área, y la reacción del láser con el sustrato (como aln) para formar materiales conductores que conducen a un bajo aislamiento entre líneas, lo que limita su aplicación en el campo de la fabricación de sustratos de película gruesa con baja densidad de tiras en línea. En este trabajo se estudia la tecnología de fabricación de líneas finas de película gruesa basada en el método de litografía / corrosión de película delgada. mediante la introducción del método de litografía, se realiza la fabricación de líneas finas de alta precisión en la dirección del grosor de la película, alta fidelidad y ancho / distancia de la línea característica de 45 micras / 45 micras. se resuelve con éxito la contradicción entre el grosor y la precisión de la película delgada y se realiza la fabricación de sustratos de película gruesa de cableado de alta precisión.
1 principio y características del proceso de litografía de conductores de oro de película gruesa
La tecnología de litografía de película gruesa consiste en recubrir directamente el material o fotorresistente con resina fotosensible adicional en toda la superficie.Conductores de oro aglomeradosLa superficie del sustrato se expone y desarrolla después de hornear para formar una máscara de corrosión, y luego la película de oro en el área gráfica necesaria se elimina a través del método de corrosión húmeda para formar un cableado fino. En este proceso, la determinación del líquido corrosivo y el fotorresistente están interrelacionados. El líquido corrosivo seleccionado no puede causar daño al fotorresistente, por lo que el patrón del circuito puede corroerse selectivamente bajo la protección del fotorresistente, la corrosión debe estar limpia y la precisión de la línea debe cumplir con los requisitos. El fotorresistente seleccionado tiene una buena sensibilidad a la luz y una fuerte resistencia a la corrosión, que es adecuado para los requisitos de procesamiento de corrosión profunda, sin corrosión por perforación y pegamento flotante. La ruta técnica relacionada con la litografía de película gruesa se muestra en la figura 1.
Para el sustrato desnudo limpiado: 1) recubrimiento en la parte delantera de la superficie del sustrato de acuerdo con el método de impresión de película gruesaPulpa de oroLuego, a través del proceso de sinterización, se logra una formación de película de alta confiabilidad de la capa de película de oro; 2) aplicar fotorresistente en la superficie del sustrato completado por la formación de película para lograr que el fotorresistente cubra completamente la película metálica, evitar defectos como agujeros de aguja, microporos y desprendimientos de la película causados por la cobertura incompleta en el proceso de corrosión posterior, hornear, exponer y desarrollar el fotorresistente en el sustrato de película gruesa recubierto de fotorresistente de acuerdo con el proceso de fotolitografía de película, y realizar la producción de máscaras fotorresistentes en la superficie del sustrato de película gruesa; 3) eliminar la película de película gruesa a través del método de corrosión húmeda, y después de eliminar el pegamento y limpiar, formar un sustrato de película gruesa con cableado fino; 4) evaluar la calidad y fiabilidad del procesamiento del sustrato de película gruesa preparado. En comparación con la impresión tradicional de pulpa en película, la litografía de película gruesa para preparar líneas finas tiene las siguientes características.
1.1 alta precisión de cableado de película gruesa
Debido a la alta precisión del método de litografía para preparar la máscara, el ancho de línea / distancia de la línea de película gruesa del método de litografía es naturalmente mejor que la precisión de la línea obtenida por el método de malla de alambre. Debido aPulpa de oroDespués de la finalización de la sinterización, se realiza la producción gráfica, lo que evita efectivamente el problema de la contracción gráfica en el proceso de sinterización de pulpa tradicional y mejora la precisión de las líneas de cableado de película gruesa.
1.2 mejor uniformidad del espesor de la película y calidad de la superficie
En la preparación de líneas finas de película gruesa basadas en el método de litografía,Pulpa de oroToda la superficie está recubierta en la superficie del sustrato, lo que evita la influencia de la impresión de malla de alambre y la configuración irrazonable de los parámetros de impresión en las características de thixotropismo y el calado del tamaño, y mejora en gran medida la uniformidad del espesor de la película y la calidad de la superficie.
1.3 buena calidad del borde de la línea de película gruesa
Basado en el proceso de corrosión para hacer líneas, se evitan las burras de borde de línea formadas durante el proceso de impresión debido a la red de adherencia de pulpa, colapso, etc., y se mejora efectivamente la calidad del borde de la línea de cableado de película gruesa.
Tecnología clave de litografía de conductores de oro de película gruesa 2
2.1 tecnología de fabricación de películas gruesas corrosivas de alta calidad
Para las necesidades especiales de fotolitografía / corrosión, se requiere que la rugosidad de la superficie de la película gruesa formada sea baja y la uniformidad del espesor de la capa interna en el área del sustrato sea mejor. A través del estudio comparativo de los parámetros de impresión de malla de alambre, se encontró quePulpa de oroEl crecimiento habitual del flujo tiene un mayor impacto en la calidad de la película formadora de película.
2.1.1 influencia del tiempo de nivelación en el espesor de la película
Bajo la premisa de que el modelo de pulpa, el tamaño del sustrato y los parámetros de impresión son ciertos, se estudió la Ley de influencia de la longitud habitual de diferentes flujos en el espesor de la película húmeda del sustrato en diferentes posiciones, y el espesor de la película húmeda de la película gruesa objetivo es de 20 micras. los resultados relevantes se muestran en la figura 2.
Se puede ver que con el aumento del tiempo de nivelación, la diferencia de espesor de la película húmeda de pulpa en diferentes posiciones del mismo sustrato disminuye gradualmente. Al mismo tiempo, la uniformidad del espesor de la película de sinterización húmeda en diferentes tiempos de Nivelación tiene una ley similar, lo que indica que la nivelación en el tiempo adecuado ayuda a mejorar la uniformidad del espesor de la película húmeda impresa y la película de sinterización, y también ayuda a controlar los parámetros de corrosión húmeda posteriores y la cantidad de perforación lateral de la línea.
2.1.2 efecto del tiempo de nivelación en la rugosidad de la superficie de la película
Bajo la premisa de que el modelo de pulpa, el tamaño del sustrato y los parámetros de impresión son ciertos, se estudió la Ley de influencia de la longitud de flujo diferente en la rugosidad de la superficie de la película húmeda del sustrato (protuberancia), y el espesor de la película húmeda gruesa objetivo es de 20 micras.
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