薄膜电路是利用真空镀膜、紫外光刻、刻蚀以及电镀工艺,在陶瓷基板上制作导体、无源器件和绝缘介质膜相互交叠的多层互连电路结构。通常薄膜电路制作的流程为激光打孔、清洗基板、基板金属化、制作图形(涂胶、曝光和显影)、电镀加厚、去光刻胶和湿法刻蚀。
薄膜电路关键工艺——磁控溅射
图 薄膜电路制备工艺流程
1.溅射镀膜的工作原理
磁控溅射镀膜法通过把磁场加入靶材的平行反向上,利用电磁感应原理,控制离子轰击基板,以达到高速低温溅射的目的。在整个工艺过程中,会充入大约0.1-20Pa左右的惰性氩气 Ar作为载体,来保证工艺过程充分放电,各个电子都在高速朝待加工基板表面飞行,因为有垂直电场进行干扰,电子会进行偏转,而被迫聚集于各个金属靶材的等离子化位置,该区域密度较高,通过大量反复的运动后,金属阳离子+能量会逐渐下降,而脱离磁场的控制,最终沉积于基板、腔室挡板或靶材阳极的表面。靶材原子体吸收了Ar+能量,在基板上形成致密且牢固的薄膜。
薄膜电路关键工艺——磁控溅射
图 磁控溅射原理
在微波薄膜电路中,Cr-Cu-Ni-Au复合膜层厚度为4μm-7μm,如果完全采用溅射的办法,不仅时间长,而且溅射靶的利用率极低,膜层结构也不好。为此,先溅射50nm~80nm厚的Cr膜,再溅射300nm~400nm厚的Cu膜对基板进行金属化,再电镀Cu-Ni-Au复合膜层进行加厚,达到薄膜电路需要的厚度。

在经过处理后的基板上溅射镀膜作为制作薄膜电路的第一步,薄膜的特性直接影响着后续工艺以及制备出薄膜电路的各项特性。因此需要采用先进的溅射设备以及选择合适的工艺参数。

2.溅射镀膜是薄膜电路金属化工艺优选方案
基板金属化工艺实际上就是薄膜的沉积。沉积薄膜最常用的是物理与化学气相沉积,化学气相沉积主要用于沉积介质材料,基板金属化通常采用物理气相沉积法。物理气相沉积主要包括蒸发沉积和溅射沉积,其中蒸发沉积成膜均匀性差,成膜密度低,沉积方向性好。
表 薄膜金属化制作工艺对比
薄膜电路关键工艺——磁控溅射

而溅射镀膜溅射后基板和金属膜层间附着力高,成膜均匀性好,薄膜致密,可靠性有保证,可根据生产需要精确控制成膜厚度,生产效率高,对设备仪器、工作环境和操作人员无重大危害。沉积方向性一般,但可以通过增加靶基距来改善,薄膜的金属化工艺对沉积方向性的要求不高综合考虑,溅射镀膜是一种优异的基板金属化工艺,也是目前薄膜电路较普遍采用的成膜方法。

资料来源:
1.《薄膜电路制备中磁控溅射工艺对样品性能影响的研究》,陈帅,等.
2.《氮化铝基薄膜电路基板制作及性能研究》,聂源
3.《高密度通孔薄膜电路工艺技术研究》,柳龙华,解启林.
 
11月22-23日,第二届陶瓷封装产业论坛将于石家庄举办,七星华创微电子、友威科技等业内知名企业专家将会带来陶瓷薄膜电路相关主题报告演讲,欢迎各位行业朋友与会交流。

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薄膜电路关键工艺——磁控溅射

推荐活动:【邀请函】第二届陶瓷封装产业论坛(11月22-23日·石家庄)
第二届陶瓷封装产业论坛
The 2nd Ceramic Packages Industry Forum

2024年11月22-23日

河北·石家庄
河北翠屏山迎宾馆
HeBei Cuipingshan Guesthouse

地址:石家庄市鹿泉区迎宾馆街8号

一、会议议程

 

会议签到

11月21日

14:00-18:00

会议签到

11月22日

07:30-08:45

会议签到

会议报告

会主席兼报告嘉宾主持人杉 研究员 中国电子科技集团公司第13研究所

11月22日

时间

演讲主题

演讲嘉宾

08:45-09:00

开场

艾邦创始人 江耀贵

09:00-09:30

系统级封装(SiP)用陶瓷基板技术研发与产业化

华中科技大学 教授/武汉利之达科技 创始人 陈明祥

09:30-10:00

超快激光AOD技术颠覆HTCC/LTCC精密钻孔

德中(天津)技术 战略发展与市场总监 张卓

10:00-10:30

茶歇

10:30-11:00

厚薄膜混合型HTCC工艺技术的开发

六方钰成 董事长 刘志辉

11:00-11:30

高可靠封装的机遇与挑战

睿芯峰 副总经理 陈陶

11:30-12:00

电子封装陶瓷基板流延成型工艺及装备

河北东方泰阳 总经理 吴昂

12:00-13:30

午餐

13:30-14:00

基于陶瓷材料在半导体器件封装技术领域的应用

北京大学东莞光电研究院 郑小平 研究员/项目总监

14:00-14:30

B-Stage胶与芯片等温空腔封装工艺设备及其特点

佛大华康 高级工程师 刘荣富

14:30-15:00

薄膜技术在电子封装中的应用

七星华创微电子 工程师 任凯

15:00-15:30

Ceramic seed layer metallization 陶瓷种子层金属化工艺技术

友威科技 经理 林忠炫

15:30-16:00

茶歇

16:00-16:30

无铅玻璃浆料在陶瓷和半导体封接中的应用

上海越融科技 总经理 崔炜 博士

16:30-17:00

高性能氮化硅陶瓷产业技术和应用发展现状

中材高新氮化物陶瓷 首席专家 张伟儒

17:00-17:30

信诺超分散剂在粉体材料纳米化及氮化硅陶瓷浆料中的应用

嘉智信诺 董事长 陈永康

17:30-18:00

高品质氮化硅粉体燃烧合成技术新进展

中国科学院理化技术研究所/中科新瓷 高级工程师/总经理 杨增朝

18:00-21:00

答谢晚宴

11月23日

时间

演讲主题

演讲嘉宾

09:00-09:30

传感器技术的发展及陶瓷封装的应用趋势

郑州中科集成电路与系统应用研究院 先进封测中心主管 周继瑞

09:30-10:00

钙钛矿型铁电介质陶瓷开发及应用 电子科技大学 唐斌 教授

10:00-10:30

陶瓷材料的玻璃连接工艺及机理研究 长春工业大学 副院长 朱巍巍

10:30-11:00

封接玻璃粉的开发与应用 天力创 项目经理 于洪林

11:00-11:30

集成电路陶瓷封装外壳仿真设计 电子科技大学 研究员 邢孟江

11:30-13:30

午餐

赞助&参会报名请联系李小姐:18124643204(同微信)

薄膜电路关键工艺——磁控溅射

 

赞助及支持企业:
二、报名方式

方式一:加微信

李小姐:18124643204(同微信)

邮箱:lirongrong@aibang.com

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薄膜电路关键工艺——磁控溅射

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方式二:长按二维码扫码在线登记报名

薄膜电路关键工艺——磁控溅射

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原文始发于微信公众号(艾邦陶瓷展):薄膜电路关键工艺——磁控溅射

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作者 gan, lanjie