薄膜混合电路的制造工艺( 二 ) ：薄膜混合电路的制造工艺摘

【薄膜混合电路的制造工艺】对导电薄膜的要求除了经济性能外，主要是导电率大，附着牢靠，可焊性好和稳定性高。因尚无一种材料能完全满足这些要求，所以必须采用多层结构。常用的是二至四层结构,如铬-金(Cr-Au)、镍铬-金(NiCr-Au)、钛-铂-金(Ti-Pt-Au)、钛-钯-金(Ti-Pd-Au)、钛-铜-金(Ti-Cu-Au)、铬-铜-铬-金(Cr-Cu-Cr-Au)等。
微型电容器的极板对导电薄膜的要求略有不同，常用铝或钽作电容器的下极板，铝或金作上极板。
对电阻薄膜的主要要求是膜电阻范围宽、温度系数小和稳定性能好。最常用的是铬硅系和钽基系。在铬硅系中有镍-铬(Ni-Cr)、铬-钴(Cr-Co)、镍-铬-硅(Ni-Cr-Si)、铬-硅(Cr-Si)、铬-氧化硅(Cr-SiO)、镍铬-二氧化硅（NiCr－SiO2）。属于钽基系的有钽(Ta)、氮化钽(Ta2N)、钽-铝-氮(Ta－Al－N)、钽-硅(Ta-Si)、钽-氧-氮(Ta-O-N)、钽-硅-氧(Ta-Si-O)等。
对介质薄膜要求介电常数大、介电强度高、损耗角正切值小,用得最多的仍是硅系和钽系。即氧化硅(SiO)、二氧化硅(SiO2)、氧化钽(Ta2O5)和它们的双层复合结构：Ta2O5-SiO和Ta2O5-SiO2 。有时还用氧化钇(Y2O3) ，氧化铪(HfO2)和钛酸钡(BaTiO3)等。
为了减小薄膜网路中的寄生效应，绝缘薄膜的介电常数应该很小,因而采用氧化硅(SiO)、二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等，适合于微波电路。
2.薄膜混合电路的基片材料
2.2.1薄膜基片材料
基片是微波电磁场传输媒质，又是电路的支撑体。其主要性能指标：
（1）高频损耗tgδ ，随温度T和工作频率fo升高而增加，在微波频段工作的材料，其高频吸收能量P=2πfV2εrtgδ 。
（2）介电常数ε＝0.22εrA/t ， εr大时电路尺寸可以小，有利集成;但频率太高时，有时为了减小加工难度，选εr较小的材料。
（3）表面光洁度形响到电路损耗，薄膜的附着力，和线条的分辨率，划痕等缺陷。
（4）基片平整度（基片上最高点与最低点的距离叫平整度）基片翘度：最高点与最低点的距离除的基片的长度，经研磨和抛光，翘度可小于0.0001in/in 。
（5）化学稳定性。基片对酸碱的耐性，对金属膜是否相互作用。如微晶玻璃就应避免Ti/Pt/Au系统。
（6）CTE基片的热膨胀系数应与管壳材料，元器件材料相匹配，以避免产生应力，影响可靠性。
（7）热导率，决定了基片的导热性，热导率高有利于电路的散热。
（8）容易加工
2.2.2薄膜电路的基片材料
微波电路基片常用的主要有陶瓷基片，有机材料基片和复合介质基片。微波薄膜混合集成电路主要采用的陶瓷基片是：①Al2O3陶瓷基片②微晶玻璃基片③BeO陶瓷基片
④AIN陶瓷基片，还有碳化硅，人造金刚石等用的较少。
2.2.3薄膜电路的基片材料加
陶瓷打孔用超声波打孔和激光打孔。
（1）激光打孔，位置准确、可偏程、效率高，可打很小的孔，比如0.2mm ，还可打异形孔。只是设备贵。
（2）超声波打孔
①打孔质量较好，壁直、圆滑
②不仅可打陶瓷，也可打微晶玻璃
③可以打ф0.5mm,0.8mm,1.0mm,1.2mm,1.5mm.2.0mm,2.5mm的孔，
④缺点是定位精度差、效率低。主要靠金刚沙研磨，需要把基片粘到玻璃上，打完孔后取下基片，清洗蜡层。
（3）划片。陶瓷片用砂轮化片机，或激光划片。微晶玻璃片用金刚刀划片机划片。
2.2.4薄膜电路的基片材料清洗
(1)去油去蜡
1°可以用甲苯煮或超声（5mim）2°用丙酮超声2～5min
3°用乙醇超声2～5min ，微晶玻璃基片可用浓流酸煮至发烟；
(2)去除金属离子
10％HCl煮沸、水冲、水煮
10％NaOH煮沸3min ，水沸微晶玻璃可用王水煮
(3)大量冲水
(4)乙醇脱水
(5)烘干
除了溅射前的基片，无明显油和蜡的片子，可以只用甲苯、丙酮、乙醇超声，水超声、烘干即可。超声时间不要太长，一般不要超过5min 。超声过长，可能影响金属附着性能。根据基片清洁情况，可以减少前面步骤。
2.2.5薄膜电路的基片材料制作示意图

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3.薄膜混合电路的薄膜元器件
分别介绍薄膜在以下几种电子元器件中的应用，薄膜电阻器，薄膜电容器以及薄膜声表面波器件。
3.3.1薄膜电阻器
薄膜在无源器件方面中的应用最开始于电阻器，薄膜电阻器是用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。一般来讲金属被制成薄膜后会像本征电阻率变高，电阻温度系数变小这一有利方向发展。