專利名稱：一種利用鉭金屬制作薄膜射頻陶瓷功率器件的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了表面化學處理、真空磁控濺射成膜、金屬膜熱處理、絲網(wǎng)印刷、水電 鍍銀、鎳、錫，材料表面保護等技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，市場上傳統(tǒng)的電阻，電容、電感等電子元器件均是接插件安裝方式的，但傳 統(tǒng)的電阻、電容、電感體積大，安裝不便，生產(chǎn)效率很低，而且電子器件的性能很差；貼片式 電子元器件的出現(xiàn)，大大改變上述缺點。貼片式元器件，生產(chǎn)效率高，體積微小，安裝方便， 走一次回流焊，就可以同時焊接成千的元器件。由于采用了新材料，貼片式的元器件性能， 非常優(yōu)越。但市場上大部分的貼片式電子元器件，均屬于厚膜范疇。厚膜的電子元器件，與 薄膜貼片式元器件相比，因為厚膜的散熱能力比薄膜差，同等功率下的體積大，同等體積下 功率小30%左右，在3GHz以上高頻領(lǐng)域，薄膜的駐波比可以做到1. 2以內(nèi)，但厚膜無法與薄 膜相比。所以在大功率射頻領(lǐng)域，迫切需要大功率、大容量，高頻性能好，穩(wěn)定性好的電子元 器件。國外在這方面已經(jīng)走在前面，成熟的產(chǎn)品已經(jīng)廣泛地應用，但國內(nèi)還沒有廠家，有成 熟的工藝來生產(chǎn)。瓶頸不在理論上，而是在陶瓷上沉積納米級的鉭薄膜制備工藝，只要處理 好工藝，就能順利成膜，并且達到很高的合格率，打破國外產(chǎn)品的壟斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一整套在陶瓷上沉積鉭金屬，納米級薄膜的生產(chǎn)工藝，沉積后的膜， 能夠滿足射頻功率電子器件的應用；第二，本發(fā)明提供了一套在氮化鋁上沉積銀的工藝，先 利用真空磁控濺射方式，在陶瓷基板上沉積銅膜，作為底層，在這個底層上鍍銀，這樣就可 以改善銀在氮化鋁上的極易遷移的問題。采用真空磁控濺射方式(副圖二)在陶瓷基板上成型，不同的陶瓷，所用的真空 磁控濺射工藝略有不同，但基本數(shù)值都在一定范圍內(nèi)，輕微變動。本專利的案例，在氮化鋁 陶瓷上濺射納米級鉭金屬薄膜。鉭膜成型工藝，本專利采用的是真空磁控濺射方式，磁控濺射生成的薄膜厚膜比 較容易控制，而且厚度非常薄，從10 IOOOnm都可以非常容易的控制，磁控濺射方式成膜 主要過程由機械泵和羅茨泵以及擴散泵，抽爐體內(nèi)真空，達到3X10_3Pa本底真空度，爐溫 升到280度左右，然后開始預濺射；負偏壓為300V左右，加AR氣，形成弧光放電，AR粒子 轟擊鉭靶，鉭靶上鉭原子被轟擊出來，濺射到陶瓷基板上，形成膜，加入氮氣，成膜時間為10 分鐘左右，成膜時靶功率為lOW/cm2，具體工藝順序見附圖一。陶瓷開捆清洗開捆一檢查一 抽測一酸洗一堿洗一純水洗一氮氣吹干一保存；印刷保護油墨1 取陶瓷片一對好網(wǎng)版一印刷真空電鍍保護油墨一烘干一保存；上夾具、入真空濺射爐將印好的陶瓷片，夾上夾具一掛到爐體內(nèi)，固定，關(guān)好爐 門；粒子清洗開機械泵一開羅茨泵一關(guān)維持泵一抽本體真空一維持本體真空30分鐘一開氬氣一達到濺射真空一開偏壓至600V —清洗5分鐘一關(guān)偏壓一關(guān)氬氣；濺射銅膜開氬氣一開偏壓一開銅靶電流一保持IOmin左右一關(guān)偏壓一關(guān)靶電流 —關(guān)氬氣一抽本底真空一關(guān)擴散泵、羅茨泵、機械泵，開維持泵。降溫維持本底真空，爐體加溫停止。出爐下夾具等爐體溫度降低到50度一開放氣閥一開爐門一從掛具上取下陶瓷 板一關(guān)爐門。清洗油墨等陶瓷片冷卻后，使用有機溶劑清洗一超聲波純水清洗一氮氣吹干；印刷保護油墨2 同1，網(wǎng)版不同；(名稱相同操作相同)濺射鉭膜開氧氣一開偏壓一開鉭靶電流一保持2min左右一開氮氣2min左右一 關(guān)氮氣一關(guān)偏壓2min —開偏壓一保持2min —開氮氣2min左右一關(guān)氮氣一關(guān)偏壓2min — 開偏壓一保持2min —開氮氣2min左右一關(guān)偏壓一關(guān)鉭靶電流一關(guān)氮氣、氬氣一抽本底真 空一關(guān)擴散泵、羅茨泵、機械泵，開維持泵；膜退火入退火爐一中溫退火一出爐；印刷水電鍍保護油墨取退火后陶瓷片一對好網(wǎng)版一印刷水電鍍保護油墨一烘干 —保存；分片將整片陶瓷分離成長條狀，便于電鍍側(cè)面一分片機作業(yè)一收集整理；電鍍銀電極浸鍍側(cè)面銀電極一清洗一烘干一再滾鍍銀；電鍍鎳、錫保護清洗_ —滾鍍鎳一滾鍍錫一清洗一吹干；調(diào)阻檢查每個電阻阻值，不合適的作為廢品，部分可以調(diào)阻后，作為合格品；上保護樹脂合格品印刷保護樹脂一烘干打標簽將烘干的陶瓷電阻上絲印標簽分片將未分開的電阻徹底分開；包裝將單個電阻，裝入專業(yè)塑料包裝盒內(nèi)，貼上標簽。整個工藝流程結(jié)束。


附圖1工序流程圖。附圖2真空磁控濺射原理圖。
權(quán)利要求
1.利用真空磁控濺射方式，在陶瓷基體上沉積鉭金屬薄膜，薄膜厚度為納米級的工藝 流程；
2.在陶瓷基體上的鉭薄膜，是用來承載比厚膜電路更大功率和容量；
3.權(quán)利1中的提到的陶瓷，是指氮化鋁，氧化鋁，氧化鍍。
4.利用本工藝，在陶瓷基體上制成鉭薄膜集成電路和混合集成電路；
5.權(quán)利要求2中的陶瓷功率器件，是指功率在100W以上，2GHz以上的工作頻率下，駐 波比在1.2以內(nèi)的電阻、衰減器，大容量射頻電容、電感。
全文摘要
本發(fā)明涉及了利用鉭制成薄膜射頻功率器件的工藝，鉭膜的厚度在150nm左右，緊密附著在陶瓷上。由于處理過的鉭膜在150度以內(nèi)時，非常穩(wěn)定，所以采用本工藝制成的陶瓷功率器件，具有功率大，體積小，常溫下耐酸、耐堿、耐濕，高頻回波低，電阻溫度系數(shù)低等優(yōu)勢。相比較傳統(tǒng)厚膜電子器件而言安裝簡單，體積小，壽命長，可靠性好。而厚膜是利用釕金屬及其氧化物，再加上玻璃成分，混合制成漿料，由它制作成的電子器件，厚度和散熱性能，比薄膜相差很多。利用本發(fā)明工藝可以生產(chǎn)功率電阻、衰減器類，大容量電容、電感類電子基礎產(chǎn)品。目前只有國外有此工藝技術(shù)，但可惜國內(nèi)還沒有成熟的工藝。本發(fā)明工藝流程可以大大提高這類產(chǎn)品的國產(chǎn)化進程，提高產(chǎn)品的合格率；并且衍生出大量的實用電子產(chǎn)品，如薄膜/混合集成電路等，打破國外的壟斷。
文檔編號C04B35/10GK102108030SQ200910251460
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者周永勝, 方超 申請人:安徽信安通訊技術(shù)有限公司