一种基于超快激光刻蚀的LTCC基板制作方法与流程

本发明属于半导体混合集成电路技术领域，涉及一种基于超快激光刻蚀的ltcc基板制作方法。

背景技术：

现代电子设备不断面临小型化、高密度集成的发展要求，为了满足sip模块持续小型化，轻量化、高集成化发展的要求，ltcc基板制作对传输信号的插入损耗、回波损耗等完整性要求更高，对信号路径阻抗控制要求更加严格，因此就要保证非常高的阻抗加工精度，提升基板制造平台的加工能力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于超快激光刻蚀的ltcc基板制作方法，基于ltcc基板丝网印刷工艺，通过加入两次超快激光刻蚀，提高了导体阻抗加工精度，使刻蚀后的导体布线达到精度要求。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于超快激光刻蚀的ltcc基板制作方法，在生瓷片完成导体布线印刷后，对其进行第一次超快激光刻蚀；

在生瓷片烧结完成后，对烧结后的ltcc陶瓷片的导体布线进行第二次超快激光刻蚀。

进一步，第一次超快激光刻蚀采用a方式、b方式和c方式中的一种或多种；

a方式为按照原始加工数据对生瓷片上导体宽度进行刻蚀；b方式为按照指定要求对生瓷片上导体布线厚度进行刻蚀；c方式为按照原始加工数据或按照指定要求对生瓷片上通孔图形进行刻蚀。

进一步，a方式的具体步骤为：将导体布线的原始加工数据导入激光机，将完成导体布线印刷的生瓷片放入激光机中，设置好激光机参数，按照原始加工数据进行生瓷片上导体宽度刻蚀；

激光机参数为：功率15％～20％，频率100khz，速度300mm/s，次数20～30次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。

进一步，b方式的具体步骤为：将导体布线的原始加工数据导入激光机，将完成导体布线印刷的生瓷片放入激光机中，设置好激光机参数，按照要求进行生瓷片上导体布线厚度刻蚀；

激光机参数具体为：功率5％～10％，频率50khz，速度400mm/s，次数40～50次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。

进一步，第一次超快激光刻蚀c方式的具体步骤为：将通孔的原始加工数据导入激光机，将完成通孔填充以及导体布线印刷的生瓷片放入激光机中，设置好激光机参数，按照原始加工数据或按照指定要求进行通孔填充后多余浆料刻蚀；

激光机参数具体为：15％～20％，频率100khz，速度200mm/s，次数20～30次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。

进一步，第一次超快激光刻蚀完成后对生瓷片进行导体残渣清理，导体残渣清理的方法为使用气枪中的压缩空气将生瓷片上的残渣吹掉。

进一步，第二次超快激光刻蚀的具体步骤为：将完成烧结的生瓷片放入激光机中，设置好激光机参数，按照原始加工数据进行生瓷片上导体布线刻蚀，得到ltcc基板；

激光机参数具体为：25％～30％，频率200khz，速度100mm/s，次数10～15次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。

进一步，第二次超快激光刻蚀完成后对ltcc基板进行导体残渣清理，导体残渣清理的方法为使用蘸取酒精的无纺布对ltcc基板进行导体残渣清理。

进一步，第一次超快激光刻蚀和第二次超快激光刻蚀所用到的激光机的型号为trumpf5025型绿光超快皮秒激光机。

进一步，生瓷片至导体布线印刷的具体步骤为：首先对生瓷片预烘干后打孔开腔，然后再填孔，填孔完成后对生瓷片进行导体布线印刷，最后将金属导体烘干；

第一次超快激光刻蚀完成后，对生瓷片依次进行整理叠片、层压、切割和烧结。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开的基于超快激光刻蚀的ltcc基板制作方法，基于ltcc基板丝网印刷工艺，在生瓷片完成导体布线印刷后，通过激光机进行第一次超快激光刻蚀，提高ltcc基板内层导体布线阻抗加工精度；生瓷片烧结完成后，通过激光机进行烧结后导体布线第二次超快激光刻蚀，提高导体布线表面阻抗加工精度。通过本发明的研究，不仅提高了ltcc基板上导体布线阻抗加工精度，还为研制其他导体布线精度以及微细线条的制作搭建了良好的工艺平台，提高了混合集成电路的电性能，具有重要的社会效益和经济价值。

进一步，第一次超快激光刻蚀方式包括导体布线宽度刻蚀、导体布线厚度刻蚀和通孔填充浆料刻蚀，导体布线宽度刻蚀用于提高ltcc基板内层生瓷片的线条宽度精度，导体布线厚度刻蚀用于提高导体布线厚度精度，通孔填充浆料刻蚀用于提高通孔填充精度。

进一步，将导体布线的原始加工数据导入激光机，通过调整激光机参数，使得ltcc基板内层生瓷片的线条宽度精度达到±5％，刻蚀出线宽/间隙为25μm/25μm的微细线条。

进一步，将导体布线的原始加工数据导入激光机，通过调整激光机参数，使得生瓷片的导体布线厚度精度达到±2％。

进一步，将通孔的原始加工数据导入激光机，通过调整激光机参数，使得通孔填充精度达到±5％。

进一步，两次超快激光刻蚀采用trumpf5025型绿光超快皮秒激光机，该激光机主要进行精密微加工，较普通激光机，可加工出更高加工精度的产品，通过调整参数，可达到提高导体阻抗精度的要求。

进一步，ltcc基板进行第二次超快激光刻蚀后，ltcc基板表层线条精度可达到±5％，可刻蚀出线宽/间隙为30μm/30μm的微细线条。

附图说明

图1为传统的ltcc基板制作流程图；

图2为本发明的基于超快激光刻蚀的ltcc基板制作流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图2所示，在生瓷片完成导体布线印刷后，通过定制的模具进行定位，定位准确后通过确定的激光功率、频率、加工次数、速度等参数进行激光刻蚀，刻蚀完成后的生瓷片进行叠片、层压、烧结等后续操作，确保内层导体布线宽度、导体布线厚度和通孔填充精度。ltcc基板烧结完成后，通过确定的激光的波长、功率、时间等参数的设置，进行烧结后导体布线刻蚀，使刻蚀后的导体布线宽度、导体布线厚度和通孔填充精度达到精度要求。

实施例1

如图2所示，本发明的ltcc基板的制作方法包括以下步骤：

第一步：依照传统流程进行生瓷片的预烘干、打孔开腔、填孔与导体布线印刷及金属导体烘干。

由于ltcc逐层加工的特点，在生瓷预烘干、打孔开腔、填孔与导体布线印刷、导体烘干等工序上与传统ltcc基板加工相同，如图1所示，在此不做赘述。

第二步：对生瓷片印刷导体宽度进行超快激光刻蚀。

这一步具体为：

将导体布线的原始加工数据按照设备要求格式传导入trumpf5025型绿光超快皮秒激光机中。将印刷完成导体布线的生瓷片放入设备中，设置导体精度要求，设置绿光超快皮秒激光机参数，功率：15％～20％，频率100khz，速度300mm/s，次数20～30次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa，按照原始加工数据进行生瓷上导体布线宽度精度刻蚀；使得ltcc基板内层生瓷片的线条宽度精度达到±5％，刻蚀出线宽/间隙为25μm/25μm的微细线条。

刻蚀完成后需对生瓷片进行导体残渣清理，清理方法为使用气枪中的压缩空气将生瓷片上的残渣吹掉。

第三步：按照ltcc基板制作流程进行生瓷叠片、生瓷切割、烧结，该些工序与传统工艺无差别，不再赘述。

第四步：对烧结完成的生瓷片印刷导体进行激光刻蚀。

将完成烧结的ltcc陶瓷片放入激光机中，再次设置绿光超快皮秒激光机参数，功率：25％～30％，频率200khz，速度100mm/s，次数10～15次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。按照原始加工数据进行ltcc基板上导体布线刻蚀，刻蚀完成后使用蘸取酒精的无纺布对ltcc基板进行导体残渣清理。

实施例2

如图2所示，本发明的ltcc基板的制作方法包括以下步骤：

第一步：如图1所示，依照传统流程进行生瓷片的预烘干、打孔开腔、填孔与导体布线印刷及金属导体烘干。

第二步：对生瓷片印刷导体布线厚度进行激光刻蚀。

这一步具体为：

将导体布线的原始加工数据按照设备要求格式传导入trumpf5025型绿光超快皮秒激光机中。将印刷完成导体布线的生瓷片放入设备中，设置导体布线厚度要求，设置绿光超快皮秒激光机参数，功率5％～10％，频率50khz，速度400mm/s，次数40～50次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa，按照要求进行生瓷上导体布线厚度精度刻蚀，使得生瓷片的导体布线厚度精度达到±2％。

刻蚀完成后需对生瓷片进行导体残渣清理，清理方法为使用气枪中的压缩空气将生瓷片上的残渣吹掉。

第三步：按照ltcc基板制作流程进行生瓷叠片、生瓷切割、烧结，该些工序与传统工艺无差别，不再赘述。

第四步：对烧结完成的生瓷片印刷导体进行激光刻蚀。

将完成烧结的ltcc陶瓷片放入激光机中，再次设置绿光超快皮秒激光机参数，功率：25％～30％，频率200khz，速度100mm/s，次数10～15次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。按照原始加工数据进行ltcc基板上导体布线刻蚀，刻蚀完成后使用蘸取酒精的无纺布对ltcc基板进行导体残渣清理。

实施例3

如图2所示，本发明的ltcc基板的制作方法包括以下步骤：

第一步：如图1所示，依照传统流程进行生瓷片的预烘干、打孔开腔、填孔与导体布线印刷及金属导体烘干。

第二步：对生瓷片上通孔图形进行超快激光刻蚀。

这一步具体为：

将通孔的原始加工数据按照设备要求格式传导入trumpf5025型绿光超快皮秒激光机中，将完成通孔填充以及导体布线印刷的生瓷片放入激光机中，设置好激光机参数，功率15％～20％，频率100khz，速度200mm/s，次数20～30次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa，按照原始加工数据进行通孔填充后多余浆料刻蚀，使得通孔填充精度达到±5％。

若有需要将通孔加工的大一些，可根据指定要求重新设置通孔的加工数据，进行通孔填充后多余浆料刻蚀。

刻蚀完成后需对生瓷片进行导体残渣清理，清理方法为使用气枪中的压缩空气将生瓷片上的残渣吹掉。

第三步：按照ltcc基板制作流程进行生瓷叠片、生瓷切割、烧结，该些工序与传统工艺无差别，不再赘述。

第四步：对烧结完成的生瓷片印刷导体进行激光刻蚀。

将完成烧结的ltcc陶瓷片放入激光机中，再次设置绿光超快皮秒激光机参数，功率：25％～30％，频率200khz，速度100mm/s，次数10～15次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。按照原始加工数据进行ltcc基板上导体布线刻蚀，刻蚀完成后使用蘸取酒精的无纺布对ltcc基板进行导体残渣清理。

实施例4

如图2所示，本发明的ltcc基板的制作方法包括以下步骤：

第一步：如图1所示，依照传统流程进行生瓷片的预烘干、打孔开腔、填孔与导体布线印刷及金属导体烘干。

第二步：对生瓷片印刷导体宽度、导体布线厚度及通孔填充精度进行激光刻蚀。

这一步具体为：

将原始加工数据按照设备要求格式传导入trumpf5025型绿光超快皮秒激光机中。将印刷完成导体布线的生瓷片放入设备中，设置导体精度要求，设置绿光超快皮秒激光机参数，功率：15％～20％，频率100khz，速度300mm/s，次数20～30次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa，按照原始加工数据进行生瓷上导体布线宽度精度刻蚀；根据导体布线厚度要求，设置绿光超快皮秒激光机参数，功率5％～10％，频率50khz，速度400mm/s，次数40～50次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa，进行生瓷上导体布线厚度精度刻蚀；将通孔的原始加工数据导入激光机，将完成通孔填充以及导体布线印刷的生瓷片放入激光机中，设置好激光机参数，功率15％～20％，频率100khz，速度200mm/s，次数20～30次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa，按照原始加工数据进行通孔填充后多余浆料刻蚀。

第三步：按照ltcc基板制作流程进行生瓷叠片、生瓷切割、烧结，该些工序与传统工艺无差别，不再赘述。

第四步：对烧结完成的生瓷片印刷导体进行激光刻蚀。

将完成烧结的ltcc陶瓷片放入激光机中，再次设置绿光超快皮秒激光机参数，功率：25％～30％，频率200khz，速度100mm/s，次数10～15次，压力范围为0.1mpa～0.3mpa。按照原始加工数据进行ltcc基板上导体布线刻蚀，刻蚀完成后使用蘸取酒精的无纺布对ltcc基板进行导体残渣清理。

导体宽度刻蚀、导体布线厚度刻蚀及通孔填充刻蚀这三种方式可按照具体要求选择完成，根据需要可选择一种方式进行，也可两种或三种方式逐一进行。