厚膜电路工艺

薄膜电路
在抛光的陶瓷基片、微晶玻璃基片或者Si基片上溅射电阻播磨和导电薄膜，经电镀、光刻、形成具有部分无源元件和导体电路的基片，贴装芯片和各种片状元件，键合无相连接成特定功能的电路模块。

电路元件：晶体管、二极管、电阻、电容、电感等以及引线。

尺寸小于1um。

材料：金属半导体、金属氧化物、多金属混合相、合金、绝缘介质等
工艺：真空蒸发、溅射、电镀工艺。

各种材料：
基片：高频损耗（随温度和工作频率升高而增加）、介电常数（越大电路尺寸越小，利于集成，不利于加工）、表面光洁度（影响电路损耗，薄膜附着力，线条分辨率）、基片平整度和翘度（小于0.0001in/jn）、化学稳定性（微晶玻璃避免Ti/Pt/Au系统）、热膨胀系数、热导率、加工难度。

Al2O3陶瓷基片、微晶玻璃BeO基片AlN基
片复合介质基片
75% 95-96
% 99-99.5% 光敏微晶
玻璃微波
低端
粉末毒，适于
高功率电路和
有源器件热沉
太贵聚四氟乙
烯掺假陶
瓷粉
ε8.0 9.3 9.7 5.5-6 6.8-7.1 10
介质损
耗
10*10-43*10-41*10-425.8*10-45-2*10-42*10-3
热导率
W/m.K
12 21 33.5（37）0.91 250 140-230
热膨胀系数CTE <7*10-67~11*10-6 2.65*10-
6
光洁度Δ12-Δ13 光洁度
高、易于
加工
主要尺寸mm 35*35*0.5，40*40*0.4，
30*60*0.8
35*35,38*
38,40*40,
厚0.3~0.4
加工：
超声波打孔激光打光
优点质量好、壁直、圆滑，可打陶瓷基片、微晶玻璃，最小0.5mm 位置精准、可编程、效率高，可打异型孔，尺寸可为0.2mm
缺点定位差、效率低设备贵。

清洗：去油去腊（甲苯、丙酮、乙醇超声5min以内），去金属离子（酸碱煮），水洗，乙醇洗、烘干。

金属层用于多层金属化工艺，制备电路和元件
（1）电阻膜
TaN、NiCr合金及金属陶瓷
TaN（氮化钽）NiCr(80:20)
耐高温，有自然钝化层TaO，负电阻温度系数，电阻可调整掺入微量Al Si Fe Au等电阻温度系数接近0。

电阻率100μΩ.cm
（2）导体膜
微薄损耗小（电阻和趋肤深度）、较高分辨率、基片附着力好、焊接能力好、耐候性好
金属快金属电阻率
(μΩ.cm) 趋肤深度
f=1GHz(μm)
膜厚1000A方块电阻
(μΩ/ )
Ag 1.62 2.03 0.18 Cu 1.73 2.09 0.20 Au 2.44 2.49 0.27 Al 2.68 2.61 0.33 多层金属化系统：
常用系统NiCr/Au系统TiW/Au
系统
TaN/Ti
W/Au
系统
Cr/Cu/Ni/
Au系统
TaN/TiW/Au/Ni/Au系统
特点小于500A，目前
2.5um,工艺简单、
不适合高温，会降
低与基片的附着
力小于
500A,
1um无
电阻，工
艺简单，
无高温
扩散
不可焊
锡
500A/4um
/1um/500
A
Cu为导电
层，Ni为
阻挡层
电阻层/粘附层/导电层/阻挡层/
防氧化可键合层
25~100Ω/ 300~ 500A / 0.5 ~ 7.6
um / 0.9 ~ 1.8 um / 0.5 ~ 2.5 um，
良好高温性能，400~450℃稳定
不扩散。

可焊PbSn,Au/Su
NiCr(TaN)/TiW/Au层使用溅射工艺，电阻一致均匀性好
电镀金层（有氰电镀和无氰电镀）
工艺参数
镀液温度PH值电流密度阴极移动速率时间
55℃左右6-7 0.5-1.0Ma/cm2 20-30次/分根据实际情况
微晶玻璃基片金层厚度大于2.5um
氧化铝陶瓷基片金层厚度大于3.5um
光刻和制版需要三层板
1负板、正胶电镀成金条的部分要透光正胶易做厚，去胶简单，形成的针孔小岛少，成品率高
2证板、正胶保护镀金层，刻去溅射的金属
3正板、正胶保护镀金层和电阻区，刻去溅射空白区的NiCr层，形成电路图形。

制板规范
线条粗细与镀层厚度有关国外金条12um间距12um 电阻间距不小于130um，长度不小于50um宽度不小于50um
划线槽宽微晶玻璃片200um氧化铝陶瓷基片300um
退火
NiCr电阻膜退火温度325℃，时间15-20min, 使用温度250℃，1/2h
TaN电阻膜退火温度400℃，时间1h，使用温度350℃，1/2h
组装基片、元件、芯片、MOS电容、管壳
导电胶主要使用导电环氧，电阻率100-500μΩ.cm，导热率2-7W/m.K，使用最高温度250℃，短时350℃。

常用ABLESTIK 84-1A,83-3J,ME7156，DAD-87，ME8550DA 绝缘胶主要环氧树脂，导热率0.2W/m.K, 电阻率1014
其他贴片：Au/Si Au/Sn Au/Ge PbSn
基片焊接AuGe 380±10℃，5Min，氢气保护
管芯烧结（GaAs,（Au/Sn贴片300±10℃，氮气保护）Si（Au/Si 390±10℃，氮气保护））基片烧结Au/Sn 300±10℃，氢气保护或真空炉
键合镜检封帽。