一种基于铁氧体材料的薄膜电路的激光调阻方法技术

本发明专利技术公开了一种基于铁氧体材料的薄膜电路的激光调阻方法，属于电子元件技术领域，其步骤包括溅射、光刻、电镀、负载老化、负载匀胶、去胶、裂片和激光调阻；本发明专利技术在负载匀胶步骤时，涂覆一层厚度适中的光刻胶，对薄膜负载进行有效保护，并通过适当地调节激光参数，可极大程度地降低电阻负载膜层气化切除损伤，最终呈现效果为在20～60倍显微镜下观察薄膜负载表面无调阻痕迹、无灼烧痕迹，这样一方面解决了器件的隔离度和耐受功率降低，保证其性能和可靠性不受调阻影响，另一方面，也能够满足军工、航天产品高质量外观要求。航天产品高质量外观要求。航天产品高质量外观要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于铁氧体材料的薄膜电路的激光调阻方法


[0001]本专利技术涉及电子元件
，尤其涉及一种基于铁氧体材料的薄膜电路的激光调阻方法。

技术介绍

[0002]微波铁氧体隔离器是各类雷达系统中不可缺少的关键器件，它主要用于解决微波系统级间隔离、阻抗匹配以及天线收发共用等系列问题，能够极大提高雷达系统的战术性能。微带薄膜电路基片作为微波铁氧体隔离器的关键电子元器件，它有着无可替代的作用。微带薄膜电路基片通常由铁氧体材料为基底，在其表面完成薄膜工艺加工形成相应的金属电路图形及薄膜负载，从而具备特定的微波性能。
[0003]目前，在完成薄膜电阻负载TaN制作时，通常有一定电阻值要求，为提高产品成品率，需要使用研磨膏调阻或激光调阻工艺技术将其阻值修调至设计要求范围。
[0004]一般而言，研磨膏调阻是指将带有研磨膏的小砂棒在薄膜工艺基片电阻负载表面反复研磨，削薄负载膜层从而达到调阻目的；但此法工艺手段较为落后，其最大的弊端为调阻精度完全不受控,导致成品率较低，约为60～70%。
[0005]随着行业的进步和发展，越来越多的厂商愈发青睐于激光调阻工艺，而现有薄膜激光调阻技术都是基于陶瓷基片的薄膜负载调阻，在铁氧体基片表面调阻尚属首次。
[0006]激光修调调阻法是近年来发展起来的一种新方法，现有激光调阻刻蚀路径主要分为I
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cut、L
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cut、U
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cut等， I型刻蚀路径调阻速度快，调阻精度低，阻值稳定性差；L型刻蚀路径调阻速度较慢，调阻精度较高，阻值稳定性较好；U型刻蚀路径调阻速度慢，调阻精度高，阻值稳定性好。通过激光修调完成薄膜电阻表面气化，形成一定形状的痕迹，减少薄膜电阻有效面积，进而达到阻值调节的效果。因此，无论采用何种激光刻蚀路径，均会在薄膜负载表面形成不同形状的刀痕甚至激光灼烧痕迹，如图1中圆圈部分（灼烧痕迹）和图2中方框部分（刀痕）所示。
[0007]上述的激光调整留下的痕迹，对于陶瓷基底薄膜负载电路属于可接受缺陷；但是对于铁氧体基底微带薄膜电路则属于不可接受缺陷，因为通过气化切割改变薄膜负载形状来达到调阻目的会使得微带器件隔离度降低，耐受功率也会大幅度下滑，而且，与陶瓷材料相比，铁氧体材料材质疏松多孔、不易导热，在激光加工时极易造成微裂纹或灼烧痕迹。
[0008]另外，中国专利申请号：201710304118.7、专利名称：薄膜电阻的调阻工艺方法与薄膜电阻制造工艺方法 公开了一种薄膜电路调阻方法，该专利的调阻方法为：提供薄膜电阻的调阻工艺方法与薄膜电阻制造工艺方法依据放大倍数利用激光调阻系统再次对一薄膜电阻的膜层进行再次气化切除，其中，若放大倍数在第二阈值范围时，再次调整后的薄膜电阻的阻值与目标阻值的差值与目标阻值的比值在0.15%～0.05%之间；若放大倍数在第三阈值范围时，再次调整后的薄膜电阻与目标阻值的差值与目标阻值的比值在
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0.25%～0.15%之间，从而极大地提升了L级产品的对准率以及合格率；上述专利是在陶瓷基板上通过磁控溅射法溅射制备出初始薄膜电阻，通过反复热
处理后对薄膜电阻完成激光切割气化，达到薄膜电阻的高精度要求，此专利旨在提升产品激光调阻阻值精度；该专利仍然是基于陶瓷材料的薄膜电阻调阻，该方法仍然会在调整后的电阻表面留下痕迹，如果用于铁氧体材料的薄膜电路调整，调整后，仍然会存在外观有明显痕迹缺陷（类似于图1、图2）、用于器件时隔离度会降低，耐受功率也会大幅度下滑的问题。
[0009]也就是说，现有的激光调阻方法应用于铁氧体材料的薄膜电路调阻时，会产生各种痕迹，这样一方面会降低器件的隔离度和耐受功率，使其性能和可靠性受到不利影响，另一方面，也不能满足军工、航天产品高质量外观要求。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的就在于提供一种基于铁氧体材料的薄膜电路的激光调阻方法，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：一种基于铁氧体材料的薄膜电路的激光调阻方法，包括以下步骤：（1）溅射：在洁净的铁氧体材料表面通过磁控溅射设备按顺序制备出电阻负载层（TaN）、粘附层（TiW）和金属导电层（Cu）；（2）光刻：制作金属电路图形、负载图形；可以采用现有的曝光、刻蚀等工艺完成；（3）电镀：分别电镀铜、电镀金加厚金属电路图形，以满足微波性能要求，得到薄膜负载基片；（4）负载老化：将步骤（3）的薄膜负载基片进行加热，使负载层TaN与空气充分接触氧化，以得到较为稳定的钝化膜，可以比如在加热台进行加热处理；（5）负载匀胶：采用负性光刻胶对负载膜层表面涂覆一层厚度为300～500nm的光刻胶涂层；通过匀胶机在基片表面涂覆完整的一层光刻胶，通过现有的曝光、显影方式可以只在负载表面留有一层光刻胶，而其余位置的光刻胶被去除；（6）裂片：裂片的目的是将薄膜电路基片加工成单一小片，同时能够测量单个薄膜工艺基片的负载电阻，以图6为例，所有的薄膜工艺基片（12件）均由金属切割线连接在一起，负载电阻呈现并联结构；将薄膜工艺基片放入划片机中，沿着金属切割线设置好进刀方向、步进距离、进刀数等参数，待划片结束即可，这样才能够测量单个薄膜工艺基片的电阻值；（7）激光调阻：对所述薄膜负载基片完成激光调阻，激光调阻时，激光光源电流值1.0～2.0A、打标速度100mm/s、空跳速度500mm/s、Q频65KHZ，工位功率60～85%、维持功率40～60%。激光参数设置较为灵活，需根据不同负载方阻阻值调整工艺参数；（8）去胶：此时薄膜工艺基片电阻表面涂覆有一层光刻胶，需去除才能满足使用。
[0011]本专利技术在步骤（5）负载匀胶时，涂覆一层厚度适中的光刻胶，对薄膜负载进行有效保护，并通过适当地调节激光参数，可极大程度地降低TaN膜层气化切除损伤，最终呈现效果为在20～60倍显微镜下观察薄膜负载表面无调阻痕迹、无灼烧痕迹。
[0012]相对于现有技术，上述的步骤（5）和步骤（6）是本专利技术新增的步骤；步骤（7）与现有的激光调阻相比，改进了维持功率，增加操作阈值；维持功率过大会出现调阻痕迹，维持功率过小会导致烧灼负载表面光刻胶时间增长，降低调阻效率；
本专利技术实现的无痕调阻的意义在于：1、不会降低微带器件隔离度及耐受功率；2、能够满足军工、航天产品高质量外观要求，因为在修调完成后损伤极低，较高倍数的显微镜下观察几乎不可分辨，在军工行业内能够满足较高质量等级如星载、舰载、弹载等环境使用的外观检验要求。
[0013]另外，为不产生调阻痕迹、灼烧痕迹，本专利技术公开的激光调阻技术旨在通过改变负载膜层厚度、不改变负载膜层表面积的方式完成调阻，因此调阻精度与现有技术相当甚至略差；但从实际使用角度出发，微带隔离器器件及组件一般要求的负载阻值精度为
±
5Ω，此要求下的阻值冗余度较大，因此本专利技术的方法完全适用于微带薄膜电路的调阻；经过测试，调阻后的微带隔离器器件及组件主要性能指标隔离度、耐受功率与未调阻的微带隔离器器件及组件相比无变化。
[0014]作为优选的技术方案：步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于铁氧体材料的薄膜电路的激光调阻方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）溅射：在洁净的铁氧体材料表面通过磁控溅射设备按顺序制备出电阻负载层、粘附层和金属导电层；（2）光刻：制作金属电路图形、负载图形；（3）电镀：分别电镀铜、电镀金加厚金属电路图形，得到薄膜负载基片；（4）负载老化：将步骤（3）的薄膜负载基片进行加热；（5）负载匀胶：采用负性光刻胶对负载膜层表面涂覆一层厚度为300～500nm的光刻胶涂层；（6）裂片；（7）激光调阻：对所述薄膜负载基片完成激光调阻，激光调阻时，激光光源电流值1.0～2.0A、打标速度100mm/s、空跳速度500mm/s、Q频65KHZ，工位功率60～...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，倪经，周俊，张羽，林亚宁，徐德超，张强，张敖，谢海军，张景铭，王亚东，李雄，
申请(专利权)人：西南应用磁学研究所中国电子科技集团公司第九研究所，
类型：发明
国别省市：