×
22.08.2019
219.017.c227

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОПЛАТ С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение может быть использовано для создания микроплат СВЧ диапазона длин волн с переходными металлизированными отверстиями (МПО). Технический результат - расширение технологических возможностей способа изготовления микроплат с МПО, уменьшение электрического сопротивления и увеличение надежности соединений в микроплатах. Достигается тем, что в способе изготовления микроплат с МПО, включающем лазерное формирование отверстий в подложке из керамики, очистку подложки, металлизацию отверстий и двухстороннее напыление проводящих слоев, гальваническое осаждение слоев металлов и формирование топологического рисунка методом фотолитографического травления, сначала на подложку с лицевой стороны наносят защитный поглощающий слой суспензии на основе оксида алюминия. Лазером прошивают отверстия, очищают подложку и проводят в одном вакуумном технологическом цикле металлизацию отверстий и одновременно напыление проводящих слоев ванадия и меди на лицевую и обратную стороны подложки методом магнетронного распыления. Формируют топологический рисунок путем создания маски из негативного фоторезиста на двух сторонах подложки методом вытягивания и гальванического осаждения в окна маски слоев меди и золота с последующим травлением слоев ванадия и меди со свободного поля поверхности микроплаты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области гибридной микроэлектроники и может быть использовано для создания микроплат СВЧ диапазона длин волн с переходными металлизированными отверстиям и.

Одной из основных операций является получение надежных низкоомных электрических соединений элементов топологии схемы с одной стороны подложки с элементами топологии обратной стороны. Соединения обычно выполняют в виде переходных отверстий малого диаметра, порядка (100-300) мкм, сформированных в подложке лазером с последующей металлизацией.

Известен способ изготовления микросхем (а.с. №873861, Н05К 3/00,. опубл. 30.09.92, Бюл. №36), в котором на керамическую подложку наносят слой полимера (например, этил целлюлозы) и прошивают переходные отверстия электронным или лазерным лучом, а затем через полученную контактную маску заполняют отверстия проводящими пастами (например, на основе вольфрама и меди), после чего проводят обжиг, в процессе которого слой полимера сгорает. Недостатком этого способа является высокое электрическое сопротивление соединений, различие в коэффициенте термического расширения паст и материала подложки, не качественное заполнение пастой отверстий, наличие воздушных включений (пустот) и низкая адгезия пасты к стенкам отверстий.

Известен способ металлизации отверстий в диэлектрической подложке (а.с. №1820831, Н05К 3/18. 3/42, опубл. 10.03.96, Бюл. №7), в котором лазерную прошивку отверстий в подложке проводят в растворе активации, содержащий хлорид тяжелого металла РdСl2. После прохождения последнего прошивочного импульса раствор затекает в устье канала отверстия и под кратковременным действием высокой остаточной температуры стенок происходит термическое разложение паросолевой смеси с выделением металлосодержащих частиц, затем на палладируемую поверхность химически осаждают медь и гальваническое покрытие сплава олово-висмут. Недостатком этого способа является длительность воздействия химических реактивов на материал подложки, что ухудшает качество ее поверхности, кроме того микроплаты содержащие палладий, имеют ограничения в использовании, так как палладий имеет способность абсорбировать водород, что приводит к расширению и отслоению металла от керамической подложки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ изготовления ГИС СВЧ на керамических подложках (патент РФ №2242823, МПК H01L 21/84, C25D 5/34, C25D 5/20, опубл. 20.12.2004, Бюл. №35), взятый в качестве прототипа, в котором па керамическую подложку с двух сторон наносят слои полиоргансилоксановой жидкости и с помощью импульсного лазера в подложке прошивают отверстия, при этом полиоргансилоксановая жидкость взаимодействует с расплавом керамики, в результате чего поверхность отверстий обогащается углеродом и кремнием, после отмывки остатков жидкости производят химическое осаждение в ультразвуковой ванне на поверхность отверстий золота, затем никеля и вновь золота, затем проводят двухстороннюю металлизацию с помощью ионно-плазменного распыления.

Недостатком способа является низкое качество химической металлизации, невозможность применения способа для глубоких отверстий малого диаметра, вследствие неравномерности толщины покрытия по глубине отверстия.

Технический результат - расширение технологических возможностей способа изготовления микроплат с переходными металлизированными отверстиями, уменьшение электрического сопротивления и увеличение надежности соединений в микроплатах.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления микроплат с металлизированными переходными отверстиями, включающем лазерное формирование отверстий в подложке из керамики, очистку подложки, металлизацию отверстий и двухстороннее напыление проводящих слоев, гальваническое осаждение слоев металлов и формирование топологического рисунка методом фотолитографического травления, сначала на подложку с лицевой стороны наносят защитный поглощающий слой суспензии на основе оксида алюминия, затем лазером прошивают отверстия. Очищают подложку и проводят в одном вакуумном технологическом цикле металлизацию отверстий и одновременно напыление проводящих слоев ванадия и меди на лицевую и обратную стороны подложки методом магнетронного распыления. Формируют топологический рисунок путем создания маски из негативного фоторезиста на двух сторонах подложки методом вытягивания и гальванического осаждения в окна маски слоев меди и золота с последующим травлением слоев ванадия и меди со свободного поля поверхности микроплаты.

Кроме того очистку подложки от продуктов обработки и суспензии проводят методом трехступенчатой ультразвуковой очистки в ацетоне, хромовой смеси и дистиллированной воде.

Кроме того напыление методом магнетронного распыления проводят с применением планетарного механизма перемещения подложек.

Фигура поясняет предлагаемый технологический процесс, где введены следующие обозначения:

1 - подложка из керамики;

2 - суспензия;

3 - переходное отверстие в подложке;

4 - вакуумный ванадий;

5 - вакуумная медь;

6 - фоторезист;

7 - гальваническая медь;

8 - гальваническое золото.

Предлагаемый способ изготовления микроплат с переходными металлизированными отверстиями содержит следующие операции:

1. Нанесение суспензии 2 на основе оксида алюминия на лицевую сторону подложки 1 (фигура а).

2. Формирование переходных отверстий 3 в подложке из керамики (фигура б).

3. Очистка подложки (фигура в).

4. Вакуумное напыление пленок меди 5 толщиной (2,0-4,0) мкм с адгезионным подслоем ванадия 4 с (ps~200 ) на поверхность отверстий и на лицевую и обратную стороны подложки методом магнетронного распыления (фигура г).

5. Нанесение негативного фоторезиста 6 на две стороны подложки методом вытягивания (фигура д).

6. Формирование фоторезистивиой маски на двух сторонах подложки (фигура е).

7. Гальваническое осаждение меди 7 толщиной (2,0-4,0) мкм в окна фоторезистивиой маски (фигура ж).

8. Гальваническое осаждение золота 8 в окна фоторезистивиой маски (фигура з).

9. Удаление фоторезистивиой маски (фигура и).

10. Травление пленок ванадия - меди со свободных участков подложки (фигура к).

1 1. Контроль сопротивления металлизированных переходных отверстий.

Пример реализации предложенного способа.

Подложка из керамического материала ВК-100 размером 60×48×1,0 мм покрывается с лицевой стороны защитным поглощающим слоем суспензии на основе оксида алюминия. Затем в подложке на лазерной машине типа ЛП1-015ЛД с иттербиевым волоконным лазерным излучателем прошивают отверстия диаметром порядка 200-300 мкм. После прошивки отверстий подложку очищают от продуктов обработки и суспензии методом трехступенчатой ультразвуковой очистки в ацетоне, хромовой смеси и дистиллированной воде. Затем в одном вакуумном технологическом цикле проводят металлизацию отверстий и одновременно напыление проводящих слоев ванадия и меди на лицевую и обратную стороны подложки методом магнетронного распыления на установке типа "Оратория-5» с применением планетарного механизма вращения подложек. После чего формируют топологический рисунок путем создания маски из негативного фоторезиста типа ФН-11С на двух сторонах подложки методом вытягивания и гальванического осаждения в окна маски слоев меди и золота Зл3 с последующим травлением слоев ванадия и меди со свободного поля поверхности микроплаты.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ имеет следующие существенные отличия.

При лазерном формировании отверстий подложка загрязняется продуктами обработки в виде «грата», поэтому необходимо предварительное нанесение защиты на обрабатываемую поверхность. В прототипе используется полиоргансилоксановая жидкость в аэрозольной упаковке тина ПЭС-2 толщиной 10-20 мкм, которая хорошо защищает поверхность подложки, однако продукты обработки осаждаются также и на стенках отверстий, а их удаление приведет к нарушению поверхности обогащенной углеродом и кремнием, и следовательно к низкому качеству металлизации отверстий. В предлагаемом способе в качестве защиты подложки от продуктов обработки применяется суспензия на основе оксида алюминия, которая обеспечивает формирование отверстий без «грата» и сколов по периметру отверстий, а для удаления продуктов обработки из отверстий применяется трехступенчатая ультразвуковая очистка в ацетоне, хромовой смеси и дистиллированной воде.

Для металлизации отверстий, в отличие от прототипа, в котором используется метод химического осаждения слоев металлов, в предлагаемом способе применяется «сухой» метод металлизации отверстий - метод вакуумного магнетронного распыления, что обеспечивает высокую адгезию пленок к подложке за счет высокой энергии частиц. В процессе напыления применяется планетарный механизм вращения подложек, который обеспечивает одновременное вращение подложек вокруг своей оси и вокруг оси камеры, что позволяет получать равномерные по толщине слои и полное пропыление отверстий малого диаметра. За один цикл откачки проводится металлизация отверстий и напыление проводящих структур лицевой и обратной стороны подложки, что снижает трудоемкость изготовления, позволяет исключить наличие окисных пленок и, следовательно, обеспечить низкое сопротивление, а также высокую надежность соединений.

Для формирования топологического рисунка микроплаты с металлизированными переходными отверстиями применяется маска из негативного фоторезиста вследствие того, что у данного типа фоторезиста при экспонировании под действием света происходит процесс, полимеризации и при проявлении удаляются не засвеченные области, следовательно не нужно засвечивать фоторезист в отверстиях, что является сложной задачей. При использовании позитивного фоторезиста в отверстиях малого диаметра деструкция происходит не полностью из-за недостаточного количества света, и следовательно при проявлении он не удаляется, что влияет на качество проводящей структуры.

Предлагаемый способ позволяет изготовить микроплаты с переходными металлизированными отверстиями на подложках толщиной до 1,0 мм, которые имеют следующие характеристики:

- переходное сопротивление соединения лицевой и обратной стороны подложки не более 0,01 Ом;

- адгезия проводящих элементов к подложке не менее 4,9 MI 1а (50,0 кгс/см2);

- точность изготовления проводящих элементов не хуже ±15 мкм.

Способ изготовления микроплат с многоуровневой тонкопленочной коммутацией реализуется при изготовлении микрополосковых схем СВЧ диапазона длин волн.


СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОПЛАТ С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОПЛАТ С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 191-200 из 796.
26.08.2017
№217.015.d405

Обратный клапан

Изобретение относится к запорной арматуре и предназначено для использования в пневматических системах высокого давления для предотвращения движения в обратном направлении рабочей среды. Обратный клапан содержит корпус с входным каналом, крышку с выходным каналом и проходные каналы, сообщенные с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622145
Дата охранного документа: 13.06.2017
26.08.2017
№217.015.d6d7

Электронный предохранитель

Изобретение относится к устройствам защиты нагрузок и силовых цепей вторичных источников питания от перегрузок и коротких замыканий по току, от переполюсовки и превышения входного напряжения. Электронный предохранитель содержит транзистор NPN-типа, первый и второй транзисторы PNP-типа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622893
Дата охранного документа: 21.06.2017
26.08.2017
№217.015.d7af

Снарядоформирующий боеприпас с дистанционным действием

Снарядоформирующий боеприпас с дистанционным взрывателем относится к боеприпасам, предназначенным для пробития бронированных целей, для чего они транспортируются посредством носителя в область цели и выбрасываются там. Взрыватели таких боеприпасов оснащены датчиками цели, которые обеспечивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622565
Дата охранного документа: 16.06.2017
26.08.2017
№217.015.d7c5

Осколочный боеприпас с объемным полем поражения

Осколочный боеприпас с объемным полем поражения относится к боеприпасам осколочного действия, применяемым для оснащения боевых частей ракетных комплексов, и может быть использован в конструкциях боевых частей, предназначенных для поражения целей готовыми поражающим элементами (ГПЭ) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622562
Дата охранного документа: 16.06.2017
26.08.2017
№217.015.d7fd

Снарядоформирующий заряд

Снарядоформирующий заряд (СФЗ) относится к устройствам формирования поражающих элементов и может быть использован в различных боеприпасах, предназначенных для поражения целей высокоскоростными поражающими элементами (ПЭ). СФЗ содержит помещенный в корпус заряд взрывчатого вещества (ВВ) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622566
Дата охранного документа: 16.06.2017
26.08.2017
№217.015.d8e6

Способ изготовления спеченных пористых изделий из псевдосплава на основе вольфрама

Изобретение относится к изготовлению пористых изделий из псевдосплавов на основе вольфрама. Способ включает приготовление порошкообразной шихты, содержащей 95 мас.% вольфрама, остальное - никель и железо в соотношении 7:3, введение в шихту порообразователя, прессование шихты с получением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623566
Дата охранного документа: 27.06.2017
26.08.2017
№217.015.d9df

Малогабаритный квантрон с жидкостным охлаждением

Изобретение относится к лазерной технике. Малогабаритный квантрон с жидкостным охлаждением содержит установленные в прямоугольной полости корпуса активный элемент в виде стержня и отражатель, источник оптической накачки, цилиндрическую линзу, пластину из прозрачного для излучения накачки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623709
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.da15

Способ монтажной настройки элементов оптической системы

Способ монтажной настройки элементов оптической системы содержит два этапа. Сначала путем перемещения настраиваемых элементов устанавливают их в соответствии с заданной геометрической осью и заданными расстояниями между элементами оптической системы. Далее устраняют погрешности настройки этого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623699
Дата охранного документа: 28.06.2017
26.08.2017
№217.015.da46

Способ определения параметров взрывчатого превращения

Изобретение относится к области исследования реакционной способности взрывчатых веществ (ВВ) с помощью воздействия тепловых средств, а именно определения времени до начала самоподдерживающейся реакции и может быть использовано для определения прямым экспериментальным путем критических условий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623827
Дата охранного документа: 29.06.2017
26.08.2017
№217.015.da53

Способ преобразования данных с равновероятностной инициализацией

Изобретение относится к области криптографии. Технический результат - повышение уровня защищенности криптосистемы за счет уменьшения априорных знаний злоумышленника при использовании вероятностного шифрования. Способ преобразования данных с равновероятностной инициализацией, основанный на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623894
Дата охранного документа: 29.06.2017
Показаны записи 1-6 из 6.
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.12.2014
№216.013.131e

Способ изготовления магниторезистивного датчика

Изобретение относится к области автоматики и магнитометрии. Способ изготовления магниторезистивного датчика заключается в формировании на изолирующей подложке моста Уинстона путем вакуумного напыления магниторезистивной структуры с последующим формированием магниторезистивных полосок методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536317
Дата охранного документа: 20.12.2014
25.08.2017
№217.015.c0b2

Способ изготовления магниторезистивного датчика

Изобретение относится к области автоматики и магнитометрии и может быть использовано при изготовлении датчиков для определения положения движущихся объектов, магнитометров, электронных компасов для систем навигации и т.д. Технический результат: повышение разрешающей способности за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617454
Дата охранного документа: 25.04.2017
01.03.2019
№219.016.cb43

Способ изготовления микроплат с многоуровневой тонкопленочной коммутацией

Изобретение относится к области гибридной микроэлектроники и может быть использовано для создания микроплат с многоуровневой тонкопленочной коммутацией. Технический результат - расширение технологических возможностей и увеличение коммутационной способности микроплат с многоуровневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002398369
Дата охранного документа: 27.08.2010
17.04.2019
№219.017.164c

Способ изготовления магниторезистивного датчика

Изобретение относится к области магнитометрии и может быть использовано при изготовлении датчиков перемещений, устройств измерения электрического тока и магнитных полей, при изготовлении датчиков угла поворота, устройств с гальванической развязкой, магнитометров, электронных компасов и т.п....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002463688
Дата охранного документа: 10.10.2012
13.12.2019
№219.017.ed86

Способ получения покрытия, поглощающего лазерное излучение, и состав для его нанесения

Изобретение может быть использовано при лазерной обработке материалов, в том числе керамических, в частности при формировании отверстий и резке. Очистку поверхности проводят кипячением в хромовой смеси. На очищенную поверхность наносят поглощающий лазерное излучение состав в виде суспензии,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708720
Дата охранного документа: 11.12.2019
+ добавить свой РИД