從20世紀90年代起，電子微組裝進人了高速發展階段，在軍、民用戶端的產品微型化、小型化的需求推動下，混合集成電路也逐步往輕、薄、小的趨勢發展，而薄膜電路是電子微組裝中的重要電子元器件組成部分，薄膜電路絕大部分選用氧化鋁、氮化鋁等陶瓷作為襯底基材。艾邦建有陶瓷基板產業群，歡迎上下游企業加入微信群，長按識別二維碼即可加入。
薄膜陶瓷基板（Thin Film Ceramic Substrate,TFC）一般采用濺射工藝直接在陶瓷基片表面沉積金屬層。如果輔助光刻、顯影、刻蝕等工藝，還可將金屬層圖形化制備成線路，由于濺射鍍膜沉積速度低(一般低于1um/h)。因此TFC基板表面金屬層厚度較小(一般小于1um)，可制備高圖形精度(線寬/線距小于10um)陶瓷基板，主要應用于激光與光通信領域小電流器件封裝。其主要的工藝流程為：研磨減薄、磁控濺射種子層、表面處理、圖形化、劃切。
1.研磨和拋光
元器件的小型化，也意味著襯底基材需要更高精度的減薄工藝加工，其中常見的減薄工藝是研磨和拋光，但兩者的加工目的不一樣，研磨是以厚度的大幅度減薄為目的，通常削薄的厚度超過數十微米，而拋光是以改善基片表面狀態為目的，即降低粗糙度為主，通常削薄的厚度只有幾微米。
1）陶瓷的表面狀態
陶瓷的表面狀態會影響薄膜電路金屬膜層與陶瓷之間的結合力，陶瓷的表面狀態分為即燒、研磨、拋光三種狀態：
（1）即燒指的是陶瓷在高溫燒結后形成的表面狀態，特征是表面致密、連貫，一致性好，粗糙度小于0.1μm，薄膜電路的制作會優先選擇即燒狀態，可以獲得良好的金屬與陶瓷之間的結合力；
（2）研磨指的是陶瓷在單面研磨或雙面研磨加工后的狀態，表面比較粗糙，呈波浪起伏狀態，粗糙度因加工的研磨液粒徑、成分差異比較大，一般大于0.1μm；
（3）拋光指的是陶瓷在即燒或研磨加工后，再次進行粗拋、精拋等工序，以獲得接近光亮鏡面、平滑的表面狀態，一般粗糙度小于0.05μm。
同種陶瓷粗糙度從大到小的表面狀態關系為：研磨>即燒>拋光。
2）單面研磨與雙面研磨
對于研磨工藝，加工后的厚度公差是判斷研磨工藝良莠的最重要的指標之一。陶瓷加工的目標厚度越大，精度越差，主流的標準是：陶瓷加工的厚度公差為厚度初始值的十分之一。按設備的加工方式和工作原理分類，分為單面研磨和雙面研磨兩大類。
（1）單面研磨的工作原理，是將陶瓷基片固定倒扣到混有金屬的樹脂研磨盤中，滴入粒徑10~20μm的金剛石研磨液，基片與研磨盤同向轉動加工，優點是可以保留即燒狀態的一個面制作金屬化圖形，獲得良好結合力的產品，缺點是由于線速度角速度的差異過大造成的基片厚度公差波動大。
（2）雙面研磨的工作原理，是將陶瓷基片放置到特定結構的夾具中，滴人與單面研磨粒徑一致的金剛石研磨液，基片與研磨盤反向轉動加工，優點是可以獲得精度更高的厚度公差、均勻的加工壓力，缺點是破壞了基片正反面的即燒狀態，需要后工序的表面再處理降低了生產效率。
同種厚度、尺寸規格的陶瓷基片加工到相同的目標厚度范圍，使用單面研磨加工的公差一般比雙面研磨大10~20μm。
2.磁控濺射
陶瓷薄膜基板鍍膜的方式有蒸發鍍膜、濺射鍍膜、溶液鍍膜、化學氣相沉積等，其中濺射的工藝穩定性、重復性最好，因而應用最廣泛。
圖 磁控濺射工作原理
磁控濺射的基本原理是在一個高真空密閉高壓電場容器內，注入少許氬氣，使氬氣電離，產生氬離子流，轟擊容器中的靶陰極，靶材料原子一顆顆的被擠濺出，分子沉淀積累附著在陶瓷基板上形成薄膜。
3.圖形化
圖形化技術是影響陶瓷薄膜電路線條精度的關鍵因素。通過光刻、顯影、刻蝕、電鍍等工藝，將金屬層圖形化制備成特定的線路及膜層厚度。
圖 薄膜陶瓷基板（TFC）產品
4）圖形電鍍法，即帶光刻膠電鍍法，是指在真空鍍膜的基礎上先用反版做出光刻膠掩膜(除所需要的圖形暴露外，其余的全用光刻膠掩膜掩蔽)，然后依靠光刻膠下面的金屬種子層做圖形的電連接進行電鍍功能層，最后去膠腐蝕出圖形。
3.專利：CN 104465501 A
11月22-23日，第二屆陶瓷封裝產業論壇將于石家莊舉辦，七星華創微電子、友威科技等業內知名企業專家將會帶來陶瓷薄膜電路相關主題報告演講，歡迎各位行業朋友與會交流。
2024年11月22-23日
地址：石家莊市鹿泉區迎賓館街8號
會議簽到 | ||
11月21日 | 14:00-18:00 | 會議簽到 |
11月22日 | 07:30-08:45 | 會議簽到 |
會議報告 | ||
大會主席兼報告嘉賓主持人：周水杉 研究員 中國電子科技集團公司第13研究所 | ||
11月22日 | ||
時間 | 演講主題 | 演講嘉賓 |
08:45-09:00 | 開場 | 艾邦創始人 江耀貴 |
09:00-09:30 | 系統級封裝（SiP）用陶瓷基板技術研發與產業化 | 華中科技大學 教授/武漢利之達科技 創始人 陳明祥 |
09:30-10:00 | 超快激光AOD技術顛覆HTCC/LTCC精密鉆孔 | 德中(天津)技術 戰略發展與市場總監 張卓 |
10:00-10:30 | 茶歇 | |
10:30-11:00 | 厚薄膜混合型HTCC工藝技術的開發 | 六方鈺成 董事長 劉志輝 |
11:00-11:30 | 高可靠封裝的機遇與挑戰 | 睿芯峰 副總經理 陳陶 |
11:30-12:00 | 電子封裝陶瓷基板流延成型工藝及裝備 | 河北東方泰陽 總經理 吳昂 |
12:00-13:30 | 午餐 | |
13:30-14:00 | 基于陶瓷材料在半導體器件封裝技術領域的應用 | 北京大學東莞光電研究院 鄭小平 研究員/項目總監 |
14:00-14:30 | B-Stage膠與芯片等溫空腔封裝工藝設備及其特點 | 佛大華康 高級工程師 劉榮富 |
14:30-15:00 | 薄膜技術在電子封裝中的應用 | 七星華創微電子 工程師 任凱 |
15:00-15:30 | Ceramic seed layer metallization 陶瓷種子層金屬化工藝技術 | 友威科技 經理 林忠炫 |
15:30-16:00 | 茶歇 | |
16:00-16:30 | 無鉛玻璃漿料在陶瓷和半導體封接中的應用 | 上海越融科技 總經理 崔煒 博士 |
16:30-17:00 | 高性能氮化硅陶瓷產業技術和應用發展現狀 | 中材高新氮化物陶瓷 首席專家 張偉儒 |
17:00-17:30 | 信諾超分散劑在粉體材料納米化及氮化硅陶瓷漿料中的應用 | 嘉智信諾 董事長 陳永康 |
17:30-18:00 | 高品質氮化硅粉體燃燒合成技術新進展 | 中國科學院理化技術研究所/中科新瓷 高級工程師/總經理 楊增朝 |
18:00-21:00 | 答謝晚宴 | |
11月23日 | ||
時間 | 演講主題 | 演講嘉賓 |
09:00-09:30 | LTCC材料/工藝優化及新材料開發 | 中電科43所 董兆文 研究員 |
09:30-10:00 | 傳感器技術的發展及陶瓷封裝的應用趨勢 | 鄭州中科集成電路與系統應用研究院 先進封測中心主管 周繼瑞 |
10:00-10:30 | 鈣鈦礦型鐵電介質陶瓷開發及應用 | 電子科技大學 唐斌 教授 |
10:30-11:00 | 陶瓷材料的玻璃連接工藝及機理研究 | 長春工業大學 副院長 朱巍巍 |
11:00-11:30 | 封接玻璃粉的開發與應用 | 天力創 項目經理 于洪林 |
11:30-12:00 | 集成電路陶瓷封裝外殼仿真設計 | 電子科技大學 研究員 邢孟江 |
12:00-13:30 | 午餐 | |
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原文始發于微信公眾號（艾邦陶瓷展）：陶瓷薄膜電路的關鍵生產工藝
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