Основы технологии изготовления приемного модуля СВЧ в микрополосковом исполнении

4 Основы технологии изготовления приемного модуля СВЧ в микрополосковом исполнении

         4.1 Технология изготовления микрополосковых плат

В качестве основного материала для микрополосковых линий элементов СВЧ выбираем медь, так как она создает малые потери сигнала, легко поддается гальваническому наращиванию и обладает рядом других ценных свойств. С целью защиты от окисления поверхность меди покрывается слоем серебра. В качестве подложки микрополосковых схем СВЧ используем поликор марки П-16. Для создания проводников микрополосковых структур наиболее целесообразно воспользоваться методами вакуумного напыления и гальванического наращивания проводящих слоев, принятыми в тонкопленочной технологии.

С целью улучшения сцепления медного проводящего покрытия с подложкой обычно наносят промежуточный тонкий слой хрома или нихрома, в ряде случаев используют адгезионные слои из ванадия или тантала. Напыленный в вакууме слой меди имеет суммарную толщину с адгезионным слоем порядка 0,5-1,0 мкм. В дальнейшем слои проводящего покрытия наращиваются медью и серебром до требуемой толщины. К достоинствам метода следует отнести его простоту и возможность получения слоев заданной толщины. В процессе гальванического наращивания меди чаще всего используется сернокислый электролит, недостатком применения которого является то, что полученные с его помощью слои меди имеют крупную кристаллическую структуру и малую плотность. Это в свою очередь приводит к увеличению потерь, увеличивает изрезанность боковых поверхностей этих линий, ухудшает условия растекания фоторезиста по поверхности платы.

Для получения мелкокристаллической структуры осадков меди используется этилендиаминовый электролит с нужной скоростью осаждения.

После меднения на поверхность меди рекомендуется наносить

защитный  слой  серебра толщиной порядка 2  мкм.  При  такой  толщине точность получения рисунка значительно снижается за счет бокового подтравливания полосковых линий, в ряде случаев ширина подтравливания достигает величины 18-22 мкм. Увеличение толщины защитного слоя серебра до 5-6 мкм уменьшает боковое подтравливание до величины 10-12 мкм.

Величину подтравливания боковых поверхностей микрополосковых линий следует учитывать, вводя соответствующие поправки на размеры проводников при изготовлении топологических чертежей и фотошаблонов микрополосковых структур.

Таким образом, оптимальной следует считать для микрополосковой линии толщину меди 7-8 мкм, и толщину серебра 5-6 мкм.

При использовании таких керамических подложек с высокой диэлектрической проницаемостью поперечные размеры микрополосковой линии и зазоры между линиями могут иметь величину порядка 50-100 мкм, поэтому предъявляются высокие требования к точности изготовления рисунка.

Таким образом, весь технологический процесс изготовления разбивается на три основных части. В начале, на обе стороны поликоровой пластины в вакууме поочередно напыляются слои нихрома и меди до суммарной толщины 0,5-1 мкм. На втором этапе слой меди гальваническим путем наращивается до толщины 7-8 мкм, с последующей защитой меди слоем серебра толщиной 5-6 мкм. На третьем этапе обработки платы, на ней методом литографии и селективного травления реализуется требуемый топологический чертеж.

Непосредственно перед напылением поликоровые пластины, испарители и навески испаряемых металлов проходят химическую обработку.

4.2 Химическая обработка материалов и вакуумное напыление

При подготовке к вакуумному напылению химическая обработка поликоровых пластин может быть проведена по следующей технологии.

Поликоровые пластины протираются ватным тампоном, смоченным в спирте, с последующей промывкой в спирте и сушкой. Далее пластины обрабатываются в хромовой смеси комнатной температуры в течении одного часа, тщательно промываются горячей водой и 20 минут сушатся в сушильном шкафу при температуре 150° С. Контроль обезжиривания проводится визуально по смачиванию поверхности пластины водой.