集成电路系统级封装
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4.1.2 薄膜陶瓷基板

薄膜陶瓷基板(Thin-Film Ceramic Substrate)与厚膜陶瓷基板一样,也是在陶瓷基板上制作导体、电阻等元器件,只是二者的制膜工艺不同。也有在石英玻璃等基板上制作薄膜的。薄膜通常采用真空溅射、真空蒸发、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)、电镀(包括化学电镀)、旋涂等成膜工艺。薄膜材料可以是金属、金属合金、金属氧化物、玻璃、陶瓷、聚合物等。薄膜图形绘制主要依靠光刻、激光蚀刻等图形成形技术。薄膜分为导电薄膜、电阻薄膜、介质薄膜和绝缘薄膜四种。导电薄膜用作互连线、焊接区和电容极板(通常有黏附层、阻挡层和导电层,部分直接用金属作为导体),电阻薄膜形成各种规格微小尺寸的电阻,介质薄膜形成各种规格微型电容的介质层,绝缘薄膜用作交叉导体等的绝缘层及薄膜电路的保护层。薄膜具有图形平整光洁,线宽、线与线间隙更精细等优点。

薄膜陶瓷基板表面均为抛光面,经过清洗及烘干后,通过蒸发、溅射等工艺制膜,剥离光刻胶以形成电阻、导线、介质等图形,对于导线等需要增加厚度的还可利用低成本、高效率的电镀工艺来加厚。在薄膜制备过程中,根据需要可以采用多种工艺组合的方式,并设计合理工艺分层及工艺流程,使工艺简便,生产效率高。薄膜陶瓷基板的典型工艺流程图如图4-4所示。

图4-4 薄膜陶瓷基板的典型工艺流程图

薄膜陶瓷基板产品图如图4-5所示。

图4-5 薄膜陶瓷基板产品图

薄膜陶瓷基板生产设备主要有清洗机、光刻机、真空溅射或蒸发台、金属及介质蚀刻机、电镀线、高温烘箱、激光调阻机、基板切割机等。相比于厚膜陶瓷基板,薄膜陶瓷基板投资较大。

薄膜陶瓷基板的质量检验方法、可靠性检验标准绝大多数都与厚膜陶瓷基板相同,只是薄膜陶瓷基板的表面粗糙度、引线键合可焊性等需要按相关检验方法及技术标准进行检验。

由于薄膜陶瓷基板只能在表面布线形成各类元器件,因此大尺寸的元器件制作受限,需要与低温共烧陶瓷基板结合以提高封装密度。