[发明专利]一种LTCC基板表面腔体平坦化处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及LTCC（低温共烧陶瓷）、薄膜及混合基板制造技术领域，具体是一种LTCC基板表面制作薄膜电路时的腔体平坦化处理的方法，采用该方法使得基板表面平坦化以便在基板表面集成高精度薄膜电路。

背景技术

在传统LTCC基板表面制作高精度薄膜电路图形（以下简称LTCC-D）的工艺中，由于LTCC腔体的存在，一方面影响了涂胶均匀性，从而使薄膜电路带线精度受到影响，另一方面其自身底部的预制印制电路也面临化学兼容性问题。为回避腔体的影响，现有样件多采用无腔体设计，从而导致LTCC-D电路应用受到限制。

现业内LTCC-D产品主要来源于欧洲KERAMIS项目、IBM等公司，该类电路均针对特殊项目设计，市场无货架产品外流。由于各大生产厂家均采取了工艺保密措施，未见到公开关于含腔体LTCC基板表面高精度薄膜电路图形制作的方法。

CN201410409113.7公开了一种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—镍—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钨；(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。该专利在腔体填充部分具体采用的是首先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；然后用匀胶机在处理后的LTCC基板上旋涂光刻胶。

在11年研究初期曾使用该专利类似方法，但光刻胶填充工艺只能进行深度极浅（0.4mm以下），面积极小（3x3mm以下）的腔体填充。这是因为光刻胶烘干前含有大量有机溶剂，烘干后体积将急剧收缩，无法实现平整填充。

在腔体小且浅时，光刻胶方法可以略微整平腔体，但也仅能用于制作精度100±10um以上的电阻，而无法实现高精度导带（20±2um）。实际上在工程上该方法根本没有可用性。

发明内容

针对现有技术中的腔体存在影响涂胶均匀性的技术问，本发明公开了一种LTCC基板表面腔体平坦化处理的方法。

本发明的技术方案如下：

本发明公开了一种LTCC基板表面腔体平坦化处理的方法，其具体包括以下的步骤：

步骤一、将光敏干膜压贴在含有腔体的LTCC基板表面，使其覆盖基板的腔体区域和平面区域，再对光敏干膜表面进行整体曝光和显影，使得腔体区域边缘的光敏干膜溶解，整个腔体区域的干膜脱落，非腔体区域的干膜形成干膜保护层；步骤二、将硅胶溶胶涂覆在干膜保护层上以及腔体内，静置后将多余硅胶刮除，经过再一次静置后放入烘箱内烘烤固化硅胶，形成硅胶填充块；步骤三、使用有机溶液去除干膜保护层，然后在去除干膜保护层后的基板表面整体沉积连续的Au金膜。通过该方法实现平坦化从而提高光刻胶旋涂均匀性，以便制作高精度薄膜电路，首先选择干膜作为保护并直接曝光成形，然后选择硅胶进行填充实现结构平坦化，再沉积连续的Au金膜用以消除表面张力差异，从而实现制作薄膜电路时的腔体平坦化处理，采用该方法使得基板表面平坦化以便在基板表面集成高精度薄膜电路。

更进一步地，上述曝光和显影采用曝光机进行，曝光波长可以340nm-480nm。采用曝光机实现，效率更高，操作更简单。该波长是干膜感光波长。