一种ltcc基板表面高精度电阻的制备方法
【专利摘要】本发明涉及LTCC、薄膜及混合基板制造领域，特别涉及一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，主要包括LTCC基板研磨抛光、清洗、腔体填充、电阻图形制作、电极图形制作、退火、电阻阻值测量步骤。采用本发明的技术方案，可使LTCC基板表面电阻的阻值精度从原来的20%?30%提高到5%?10%，并可有效提高电极的耐焊性、膜层的附着力，可使线条更小、线条精度更高，应用频率更高。
【专利说明】-种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及LTCC、薄膜及混合基板制造领域，特别涉及一种LTCC基板表面高精度 电阻的制备方法。
【背景技术】
[0002] 电子设备逐渐向小型化、轻量化、高频化和多功能化方向发展，LTCC(低温共烧陶 瓷）技术因具有可三维立体布线且层数不受限制、信号传输速度快、损耗低、可靠性高以及 可实现无源元件的内埋置和预留空腔实现芯片埋置等技术优势，在很多领域得到了越来越 广泛的应用。但现有LTCC基板表面电阻通常采用丝网印刷后烧结的方法进行制备，它存在 一些缺点：（1)阻值精度较低，一般为20%?30%; (2)膜层附着力存在一定的问题；（3)电 极耐焊性较差等。在此背景下，我们发明了一种阻值精度高、膜层附着力好、电极耐焊性好 的LTCC基板表面电阻的制备方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种阻值精度高、膜层附着力好、电极耐焊性好的LTCC基 板表面电阻的制备方法。
[0004] 本发明的目的是这样实现的，一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征 在于包括以下步骤：
[0005] (1)对多层LTCC基板的表面进行研磨和抛光；
[0006] (2)对步骤⑴处理过的LTCC基板依次分别用丙酮和乙醇进行清洗，之后做烘干 处理；
[0007] (3)将步骤（2)处理后的LTCC基板取出，用光刻胶填充LTCC基板上的腔体，之后 做烘干处理；
[0008] (4)将步骤⑶处理后的LTCC基板取出，用光刻胶在LTCC基板表面制作出电阻部 位裸露的光刻胶图形；
[0009] (5)将步骤（4)处理后的LTCC基板送入磁控溅射台中，溅射氮化钽膜层；
[0010] (6)将步骤（5)处理后的LTCC基板进行加热烘烤，再放入丙酮中剥离光刻胶，之后 做清洗和烘干处理；
[0011] (7)将步骤（6)处理后的LTCC基板送入磁控溅射台中，溅射钛钨一镍一金膜层；
[0012] (8)将步骤（7)处理后的LTCC基板取出，用光刻胶填充LTCC基板上的腔体，之后 做烘干处理；
[0013] (9)将步骤（8)处理后的LTCC基板取出，用光刻胶在LTCC基板表面制作出电极部 位裸露的光刻胶图形；
[0014] (10)将步骤（9)处理后的LTCC基板，放入镀金液中进行电极部位镀金加厚，之后 做清洗和吹干处理；
[0015] (11)将步骤（10)处理后的LTCC基板进行去胶处理；
[0016] (12)将步骤（11)处理后的LTCC基板上电极以外的部位依次进行湿法刻金、湿法 刻镍和湿法刻钛钨；
[0017] (13)将步骤（12)处理后的LTCC基板进行退火处理；
[0018] (14)对步骤（13)处理后的LTCC基板进行表面电阻阻值测量。
[0019] 完成LTCC基板表面电阻的制备。
[0020] 其中，步骤（2)中所述的对步骤（1)处理过的LTCC基板依次分别用丙酮和乙醇进 行清洗包括以下步骤：
[0021] (201)将LTCC基板用丙酮浸泡3遍，浸泡总时间不小于30min，第一遍浸泡过程的 最初和最后lmin?3min进行超声波处理；第二遍和第三遍浸泡过程的最后lmin?3min 进行超声波处理；
[0022] (202)将步骤（201)处理后的LTCC基板取出，再放入乙醇中浸泡2遍，浸泡总时间 不小于lOmin，每遍浸泡过程的最初lmin进行超声波处理。
[0023] 其中，步骤（3)和步骤（8)中所述的用光刻胶填充LTCC基板上的腔体具体为：用 注射器将光刻胶注入到LTCC基板上的腔体中，并使光刻胶的表面与LTCC基板表面保持平 齐。
[0024] 其中，步骤（4)具体包括匀胶、前烘、电阻图形曝光、显影、水洗、吹干和等离子体 去余胶处理。
[0025] 其中，步骤（6)的加热烘烤具体为将LTCC基板置于80°C?KKTC的热板上烘烤 lmin ?3min〇
[0026] 其中，步骤（9)具体包括匀胶、前烘、电极图形曝光、显影、水洗、吹干、等离子体去 余胶和后烘处理。后烘温度应略低于前烘温度，后烘时间应是前烘时间的5倍?6倍。
[0027] 其中，步骤（10)中湿法刻金所用的刻金溶液配方为碘化钾7g?15g、碘5g?10g、 异丙醇40mT,?60mL、去离子水50mL?90mL。
[0028] 其中，步骤（10)中湿法刻镍所用的刻镍溶液配方为重铬酸钾5g?15g、盐酸 5mL ?15mL、去离子水 10OmT,?150mL。
[0029] 本发明的优点：
[0030] 本发明把剥离工艺及薄膜技术应用于LTCC基板表面电阻的加工中，并在LTCC基 板清洗方法、LTCC基板腔体填充、光刻胶剥离前加热烘烤、湿法刻金溶液配方、湿法刻镍溶 液配方等方面进行了创新，与现有技术相比，取得的有益效果为 ：
[0031] (1) LTCC基板表面电阻阻值精度高，一般为5%?10% ;
[0032] (2)电极的耐焊性好；
[0033] (3)膜层附着力好；
[0034] (4)线条更小、线条精度更高；
[0035] (5)应用频率更高。
【具体实施方式】
[0036] -种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法【具体实施方式】如下：
[0037] (1)准备多层LTCC基板，用研磨机和抛光机对LTCC基板表面进行研磨和抛光；
[0038] (2)将步骤（1)处理过的LTCC基板用丙酮浸泡3遍，浸泡总时间不小于30min，第 一遍浸泡过程的最初和最后lmin?3min进行超声波处理；第二遍和第三遍浸泡过程的最 后lmin?3min进行超声波处理；将LTCC基板从丙酮中取出，再放入乙醇中浸泡2遍，浸 泡总时间不小于lOmin，每遍浸泡过程的最初lmin进行超声波处理；将LTCC基板从乙醇中 取出，用去离子水喷淋清洗；用氮气将LTCC基板吹干；将LTCC基板置于热板上进行烘干处 理；
[0039] (3)将步骤（2)处理后的LTCC基板取出，用注射器将光刻胶注入到LTCC基板上的 腔体中，并使光刻胶的表面与LTCC基板表面保持平齐，将LTCC基板置于热板上进行烘干处 理；
[0040] (4)用匀胶机在步骤（2)处理后的LTCC基板上旋涂光刻胶；取出LTCC基板，将其 置于热板上进行前烘处理；将LTCC基板取出，用光刻机进行电阻图形的曝光；将LTCC基板 取出，放入显影液中显影；将LTCC基板取出，用去离子水进行冲洗；用氮气将LTCC基板吹 干；将LTCC基板放入等离子去胶机中去除余胶；
[0041] (5)将步骤（4)处理后的LTCC基板送入磁控溅射台中，溅射氮化钽膜层；
[0042] (6)将步骤（5)处理后的LTCC基板取出，置于80°C?100°C的热板上烘烤lmin? 3min ;将LTCC基板取出，放入丙酮中剥离光刻胶；将LTCC基板取出，用去离子水冲洗；用氮 气将LTCC基板吹干；将LTCC基板置于热板上进行烘干处理；
[0043] (7)将步骤（6)处理后的LTCC基板送入磁控溅射台中，溅射钛钨一镍一金膜层；
[0044] (8)将步骤（7)处理后的LTCC基板取出，用注射器将光刻胶注入到LTCC基板上的 腔体中，并使光刻胶的表面与LTCC基板表面保持平齐；将LTCC基板置于热板上进行烘干处 理；
[0045] (9)用匀胶机在步骤（8)处理后的LTCC基板上旋涂光刻胶，置于热板上进行前烘 处理；将LTCC基板取出，用光刻机进行电极图形的曝光；将LTCC基板取出，放入显影液中 显影，之后进行水洗和吹干处理；将LTCC基板取出，放入等离子去胶机中去除余胶；将LTCC 基板取出，进行后烘处理，后烘温度应略低于前烘温度，后烘时间应是前烘时间的5倍?6 倍；
[0046] (10)将步骤（9)处理后的LTCC基板，放入镀金溶液中进行电镀金加厚；取出LTCC 基板，用去离子水进行冲洗；用氮气将LTCC基板吹干；
[0047] (11)将步骤（10)处理后的LTCC基板放入去胶液中进行去胶处理；取出LTCC基 板，用去离子水进行冲洗；用氮气将LTCC基板吹干；
[0048] (12)将步骤（11)处理后的LTCC基板放入湿法刻金溶液中刻蚀金层，刻金溶液配 方为碘化钾7g?15g、碘5g?10g、异丙醇40mL?60mL、去离子水50mL?90mL ;待溉射金 层刻蚀干净后，取出LTCC基板，用去离子水进行冲洗；用氮气将LTCC基板吹干；将LTCC基 板放入湿法刻镍溶液中刻蚀镍层，刻镍溶液配方为重铬酸钾5g?15g、盐酸5mL?15mL、去 离子水100mL?150mL ;待溅射镍层刻蚀干净后，取出LTCC基板，用去离子水进行冲洗；用 氮气将LTCC基板吹干；将LTCC基板放入湿法刻钛钨溶液中刻蚀钛钨层，待溅射钛钨层刻蚀 干净后，取出LTCC基板，用去离子水进行冲洗；用氮气将LTCC基板吹干；
[0049] (13)将步骤（12)处理后的LTCC基板进行退火处理；
[0050] (14)对步骤（13)处理后的LTCC基板进行表面电阻阻值测量。
[0051] 完成LTCC基板表面高精度电阻的制备。
[0052] 实施例中，我们用上述方法在LTCC基板表面制备电阻，并对阻值进行了测量，阻 值精度为5 %?10%。
【权利要求】
1. 一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 对多层LTCC基板的表面进行研磨和抛光； (2) 对步骤（1)处理过的LTCC基板依次分别用丙酮和乙醇进行清洗，之后做烘干处 理； (3) 将步骤（2)处理后的LTCC基板取出，用光刻胶填充LTCC基板上的腔体，之后做烘 干处理； (4) 将步骤（3)处理后的LTCC基板取出，用光刻胶在LTCC基板表面制作出电阻部位裸 露的光刻胶图形； (5) 将步骤（4)处理后的LTCC基板送入磁控溅射台中，溅射氮化钽膜层； (6) 将步骤（5)处理后的LTCC基板进行加热烘烤，再放入丙酮中剥离光刻胶，之后做清 洗和烘干处理； (7) 将步骤（6)处理后的LTCC基板送入磁控溅射台中，溅射钛钨一镍一金膜层； (8) 将步骤（7)处理后的LTCC基板取出，用光刻胶填充LTCC基板上的腔体，之后做烘 干处理； (9) 将步骤（8)处理后的LTCC基板取出，用光刻胶在LTCC基板表面制作出电极部位裸 露的光刻胶图形； (10) 将步骤（9)处理后的LTCC基板，放入镀金液中进行电极部位镀金加厚，之后做清 洗和吹干处理； (11) 将步骤（10)处理后的LTCC基板进行去胶处理； (12) 将步骤（11)处理后的LTCC基板上电极以外的部位依次进行湿法刻金、湿法刻镍 和湿法刻钛鹤； (13) 将步骤（12)处理后的LTCC基板进行退火处理； (14) 对步骤（13)处理后的LTCC基板进行表面电阻阻值测量。 完成LTCC基板表面电阻的制备。
2. 根据权利要求1所述的一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于：步 骤⑵中所述的对步骤⑴处理过的LTCC基板依次分别用丙酮和乙醇进行清洗包括以下 步骤： (201) 将LTCC基板用丙酮浸泡3遍，浸泡总时间不小于30min，第一遍浸泡过程的最初 和最后lmin?3min进行超声波处理；第二遍和第三遍浸泡过程的最后lmin?3min进行 超声波处理； (202) 将步骤（201)处理后的LTCC基板取出，再放入乙醇中浸泡2遍，浸泡总时间不小 于lOmin，每遍浸泡过程的最初lmin进行超声波处理。
3. 根据权利要求1所述的一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于：步 骤（3)和步骤（8)中所述的用光刻胶填充LTCC基板上的腔体具体为：用注射器将光刻胶注 入到LTCC基板上的腔体中，光刻胶的表面应与LTCC基板表面保持平齐。
4. 根据权利要求1所述的一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于：步 骤（4)具体包括匀胶、前烘、电阻图形曝光、显影、水洗、吹干和等离子体去余胶处理。
5. 根据权利要求1所述的一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于：步 骤（6)的加热烘烤具体为将LTCC基板置于80°C?100°C的热板上烘烤lmin?3min。
6. 根据权利要求1所述的一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于：步 骤（9)具体包括匀胶、前烘、电极图形曝光、显影、水洗、吹干、等离子体去余胶和后烘处理。 后烘温度应略低于前烘温度，后烘时间应是前烘时间的5倍?6倍。
7. 根据权利要求1所述的一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于：步 骤（10)中湿法刻金所用的刻金溶液配方为碘化钾7g?15g、碘5g?10g、异丙醇40mL? 60mL、去离子水50mL?90mL。
8. 根据权利要求1所述的一种LTCC基板表面高精度电阻的制备方法，其特征在于：步 骤（10)中湿法刻镍所用的刻镍溶液配方为重铬酸钾5g?15g、盐酸5mL?15mL、去离子水 100mL ?150mL。
【文档编号】H01C17/00GK104217831SQ201410409113
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】党元兰, 赵飞, 刘晓兰, 徐亚新, 梁广华, 唐小平, 严英占, 卢会湘, 朱二涛, 杨宗亮, 王康 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所