一种LCP基材的RFMEMS开关制备方法 |
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| 申请号 | CN201610148997.4 | 申请日 | 2016-03-16 | 公开(公告)号 | CN105762019A | 公开(公告)日 | 2016-07-13 |
| 申请人 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所; | 发明人 | 党元兰; 赵飞; 徐亚新; 刘晓兰; 梁广华; 陈雨; 庄治学; 唐小平; 周拥华; 李朝; 刘志斌; 李可; 龚孟磊; 刘颖; 何超; 邢伯仑; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及MEMS器件制造领域，特别涉及一种LCP基材的RFMEMS 开关 制备方法，主要包括 基板 清洗、覆 铜 面 镀 金及后处理、溅射前干法处理、 光刻 前LCP基板与硬性基板无间隙复合、CPW图形制作、RF传输线上 二 氧 化 硅 绝缘层的制作、牺牲层制作、 薄膜 微桥制作、牺牲层释放等步骤。采用本发明的技术方案制备的LCP基RFMEMS开关，具有插入损耗和驱动 电压 较低、成品率和隔离度较高等特性，加工过程中柔性LCP基板的平整度可得到良好保持。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，其特征在于包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法技术领域[0001] 本发明涉及MEMS器件制造领域，特别涉及一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法。 背景技术[0002] LCP(液晶化合物)是新一代微波/毫米波基板及系统封装材料，具有介电常数和损耗小、使用频率范围大(DC～110GHz)、重量轻、耐热性和阻燃性强、线膨胀系数小、耐腐蚀性好、可弯曲、可折叠、多层结构成型温度低(285℃)、无源器件和有源芯片可一起封装等特性，这些特性契合了微波/毫米波系统向更轻、更小、更高性能以及更低成本方向发展的需求，因而在微波/毫米波系统中展现出了广阔的应用前景。 [0003] 与硅材料制作的RF MEMS开关相比，LCP基材RF MEMS开关具有更低的损耗、更好的加工兼容性。由于LCP为柔性基材，在柔性基材上加工带有可动部件的微米尺寸的RF MEMS开关是MEMS制造业面临的一个巨大挑战。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种成品率较高的柔性LCP基材RF MEMS开关制备方法。 [0005] 本发明的目的是这样实现的，一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，其特征在于包括以下步骤： [0006] (1)将单面覆铜的LCP基板进行清洗处理； [0010] (5)将步骤(4)处理后的LCP基板取出，用光刻胶将LCP基板的镀金面与表面平整的硬性基板进行无间隙复合； [0011] (6)在步骤(5)处理后的LCP基板的钛钨—金膜层上，制备CPW图形； [0014] (9)在步骤(8)处理后的LCP基板上，用光刻胶将处于薄膜微桥桥墩以外的所有部位覆盖，送入磁控溅射台中，溅射金膜层； [0015] (10)将步骤(9)处理后的LCP基板取出，用光刻胶将薄膜微桥以外的部位覆盖，再对薄膜微桥进行镀金加厚，之后将本步骤覆盖的光刻胶进行去胶处理和湿法刻蚀处理，得到薄膜微桥； [0016] (11)将步骤(10)处理后的LCP基板，进行牺牲层释放，牺牲层包括步骤(5)中的光刻胶和步骤(9)中的光刻胶； [0017] 完成LCP基材RF MEMS开关的制备。 [0018] 其中，步骤(5)所述的用光刻胶将LCP基板的镀金面与表面平整的硬性基板进行无间隙复合，具体包括以下步骤： [0020] (502)在步骤(501)处理后的LCP基板上，压盖硬性基板并在硬性基板上压盖压块，加热烘烤10min～15min后,从热板上将LCP基板和硬性基板移开并冷却至室温； [0021] (503)将步骤(502)处理后的LCP基板和硬性基板再次置于100℃～150℃热板上，压盖压块加热烘烤10min～15min后,从热板上将LCP基板和硬性基板移开并冷却至室温。 [0022] 其中，步骤(1)所述的清洗处理包括以下步骤： [0023] (101)用50℃～70℃的M6319US清洗液超声清洗单面覆铜LCP基板5min～10min，之后水洗； [0024] (102)将(101)处理过的LCP基板用5％～10％的稀盐酸超声清洗0.5min～1.5min，之后水洗。 [0025] 其中，步骤(2)所述的LCP基板覆铜面电镀金包括以下步骤： [0026] (201)将步骤(1)处理后的LCP基板覆铜面电镀金，镀后水洗； [0027] (202)将步骤(201)处理后的LCP基板用异丙醇浸泡清洗5min～10min，之后氮气吹干； [0028] (203)将步骤(202)处理后的LCP基板置于200℃～250℃的热板上压盖玻璃板烘烤60min～120min。 [0030] 本发明的优点： [0031] 本发明以柔性LCP单面覆铜板作为基板材料，通过对覆铜面镀金，保证铜面不被氧化；通过等离子干法刻蚀处理，提高溅射膜层与无铜面之间的结合力；通过光刻前将LCP基板与硬性基板进行无间隙复合等方法，实现柔性LCP基板平整度的良好保持，且该复合过程不需要借助复杂设备，操作简便、灵活，且成品率高；通过CPW图形局部电镀加厚、微桥下方RF传输线上二氧化硅层的引入、牺牲层上微桥制备、牺牲层释放等，获得了较好的LCP基材RF MEMS开关制备方法，取得的有益效果为： [0032] (1)在柔性LCP基材上，成功加工出电容式RF MEMS开关； [0033] (2)成品率较高； [0035] 图1是LCP基材RF MEMS开关结构示意图。 具体实施方式[0036] 下面，结合图1对本发明作进一步说明。 [0037] 一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，所述的LCP基材RF MEMS开关包括开关基材、位于开关基材上的CPW图形和薄膜微桥8，开关基材包括LCP基材1、背面铜箔2及其上的金层3，CPW图形包括RF传输线5和位于RF传输线两侧的地线4，具体包括以下步骤： [0038] (1)用50℃～70℃的M6319US清洗液超声清洗单面覆铜LCP基板5min～10min后，水洗；再用5％～10％的稀盐酸超声清洗0.5min～1.5min后，水洗； [0039] (2)将步骤(1)处理后的LCP基板覆铜面电镀金、水洗，用异丙醇浸泡清洗5min～10min，用氮气吹干。之后置于200℃～250℃的热板上压盖玻璃板烘烤60min～120min； [0040] (3)将步骤(2)处理后的LCP基板送入等离子干法刻蚀机中，用四氟化碳和氧气处理基板无铜面2min～5min； [0041] (4)将步骤(3)处理后的LCP基板送入磁控溅射台中，在无铜面上溅射钛钨—金膜层； [0042] (5)在步骤(4)处理后的LCP基板电镀金面旋涂光刻胶，并置于100℃～150℃热板上烘烤2min～5min，压盖表面平整的硬性基板(硬性基板可以是玻璃板、硅片和陶瓷板)并在硬性基板上压盖压块，加热烘烤10min～15min后，从热板上将LCP基板和硬性基板移开并冷却至室温。再次将LCP基板和硬性基板置于100℃～150℃热板上，压盖压块加热烘烤10min～15min后，从热板上将LCP基板和硬性基板移开并冷却至室温； [0043] (6)将步骤(5)处理后的LCP基板钛钨—金膜层面进行等离子处理，用光刻胶覆盖CPW图形中需要电镀加厚的线条图形以外的部位，之后对线条图形进行镀金加厚，再进行去胶处理。用光刻胶将CPW图形的所有线条部位覆盖，之后对CPW图形以外部位进行湿法刻蚀，再进行去胶处理，得到CPW图形； [0044] (7)将步骤(6)处理后的LCP基板送入等离子干法刻蚀机中，用氩气对CPW图形进行干法处理；再在处理后的LCP基板表面生长一层二氧化硅； [0045] (8)在步骤(7)处理后的LCP基板表面，用光刻胶将处于薄膜微桥下方的二氧化硅覆盖，并对覆盖以外的部位进行湿法刻蚀，再进行去胶处理，在RF传输线上形成二氧化硅绝缘层6； [0046] (9)在步骤(8)处理后的LCP基板上，用匀胶机旋涂光刻胶，室温下静置30min～60min；之后前烘、曝光、显影，制作出桥墩7部位裸露的光刻胶图形；之后把LCP基板置于100℃～150℃的热板上，烘烤20min～40min，得到牺牲层；再将LCP基板送入磁控溅射台中，在整个表面溅射金膜层； [0047] (10)将步骤(9)处理后的LCP基板取出，用光刻胶将薄膜微桥以外的部位覆盖，再对薄膜微桥进行镀金加厚，之后将本步骤覆盖的光刻胶进行去胶处理和湿法刻蚀处理，得到薄膜微桥； [0048] (11)将步骤(10)处理后的LCP基板放入去胶液中浸泡，浸泡过程中进行1min～2min的超声处理；取出LCP基板，再放入热去离子水中浸泡清洗3遍～5遍；取出LCP基板，放入异丙醇中浸泡，浸泡过程中进行1min的超声处理；取出LCP基板，放入临界点干燥仪的腔室中，进行二氧化碳超临界干燥，完成牺牲层释放； [0049] 完成LCP基材RF MEMS开关的制备。 |
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