Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

CN105762019B - 一种lcp基材的rf mems开关制备方法 - Google Patents

一种lcp基材的rf mems开关制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105762019B
CN105762019B CN201610148997.4A CN201610148997A CN105762019B CN 105762019 B CN105762019 B CN 105762019B CN 201610148997 A CN201610148997 A CN 201610148997A CN 105762019 B CN105762019 B CN 105762019B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lcp
processing
substrates
photoresist
lcp substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610148997.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105762019A (zh
Inventor
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
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 54 Research Institute filed Critical CETC 54 Research Institute
Priority to CN201610148997.4A priority Critical patent/CN105762019B/zh
Publication of CN105762019A publication Critical patent/CN105762019A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105762019B publication Critical patent/CN105762019B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H49/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of relays or parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

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。

Description

一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法
技术领域
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
LCP(液晶聚合物)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。
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
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。
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，所述的LCP为液晶聚合物，RF MEMS为射频微机电系统，包括以下步骤：
(1)将单面覆铜的LCP基板进行清洗处理；
(2)将步骤(1)处理后的LCP基板覆铜面进行电镀金；
(3)将步骤(2)处理后的LCP基板送入等离子干法刻蚀机中，用四氟化碳和氧气对LCP基板的无铜面进行干法处理；
(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；
(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；
(6)在步骤(5)处理后的LCP基板的钛钨—金膜层上，制备CPW图形；所述的CPW为共面波导；
(7)在步骤(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
完成LCP基材RF MEMS开关的制备。
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：
(501)在步骤(5)处理过的LCP基板电镀金面旋涂光刻胶，并置于100℃～150℃热板上烘烤2min～5min；
(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；
(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。
其中，步骤(1)所述的清洗处理包括以下步骤：
(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；
(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。
其中，步骤(2)所述的LCP基板覆铜面电镀金包括以下步骤：
(201)将步骤(1)处理后的LCP基板覆铜面电镀金，镀后水洗；
(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；
(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。
其中，步骤(5)中所述的硬性基板包括玻璃板、硅片或陶瓷板。
本发明的优点：
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：
(1)在柔性LCP基材上，成功加工出电容式RF MEMS开关；
(2)成品率较高；
(3)插入损耗和驱动电压较低等。
附图说明
图1是LCP基材RF MEMS开关结构示意图。
具体实施方式
下面，结合图1对本发明作进一步说明。
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：
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
完成LCP基材RF MEMS开关的制备。
实施例中，我们用上述方法制备应用于≤20GHz的RF MEMS开关，并对样件的相关性能进行测试，性能指标为：在≤20GHz频率范围内，插入损耗≤0.2dB，回波损耗≤-20dB，隔离度≥20dB，驱动电压30V～50V。

Claims (5)

1.一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，所述的LCP为液晶聚合物，RF MEMS为射频微机电系统，其特征在于包括以下步骤：
(1)将单面覆铜的LCP基板进行清洗处理；
(2)将步骤(1)处理后的LCP基板覆铜面进行电镀金；
(3)将步骤(2)处理后的LCP基板送入等离子干法刻蚀机中，用四氟化碳和氧气对LCP基板的无铜面进行干法处理；
(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；
(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；
(6)在步骤(5)处理后的LCP基板的钛钨—金膜层上，制备CPW图形；所述的CPW为共面波导；
(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；
(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；
(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；
(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；
(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；
完成LCP基材RF MEMS开关的制备。
2.根据权利要求1所述的一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，其特征在于：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：
(501)在步骤(5)处理过的LCP基板电镀金面旋涂光刻胶，并置于100℃～150℃热板上烘烤2min～5min；
(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；
(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。
3.根据权利要求1所述的一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的清洗处理包括以下步骤：
(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；
(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。
4.根据权利要求1所述的一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，其特征在于：步骤(2)所述的LCP基板覆铜面电镀金包括以下步骤：
(201)将步骤(1)处理后的LCP基板覆铜面电镀金，镀后水洗；
(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；
(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。
5.根据权利要求1所述的一种LCP基材的RF MEMS开关制备方法，其特征在于：步骤(5)中所述的硬性基板包括玻璃板、硅片或陶瓷板。
CN201610148997.4A 2016-03-16 2016-03-16 一种lcp基材的rf mems开关制备方法 Active CN105762019B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610148997.4A CN105762019B (zh) 2016-03-16 2016-03-16 一种lcp基材的rf mems开关制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610148997.4A CN105762019B (zh) 2016-03-16 2016-03-16 一种lcp基材的rf mems开关制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105762019A CN105762019A (zh) 2016-07-13
CN105762019B true CN105762019B (zh) 2018-01-30

Family

ID=56333293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610148997.4A Active CN105762019B (zh) 2016-03-16 2016-03-16 一种lcp基材的rf mems开关制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105762019B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106486427A (zh) * 2016-11-21 2017-03-08 成都嘉纳海威科技有限责任公司 一种基于lcp基板的封装外壳及制备方法
CN107324273B (zh) * 2017-06-12 2019-02-19 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于lcp多层堆叠技术的mems器件的封装方法
CN108133869A (zh) * 2017-12-25 2018-06-08 苏州希美微纳系统有限公司 制备高性能射频微机电系统开关的方法及微机电系统开关

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102105390A (zh) * 2008-07-28 2011-06-22 罗伯特·博世有限公司 封装装置、mems以及用于选择性封装的方法
CN102107848A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 华东光电集成器件研究所 一种悬浮射频开关的制造方法
CN103972612A (zh) * 2014-04-01 2014-08-06 苏州锟恩电子科技有限公司 一种并联接触式rf mems开关
CN104662630A (zh) * 2012-09-20 2015-05-27 贺利实公司 具有封装壳体的mems开关及其它微小化装置及其制造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006004989A2 (en) * 2004-06-30 2006-01-12 University Of South Florida Methof for etching microchannel networks within liquid crystal polymer substrates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102105390A (zh) * 2008-07-28 2011-06-22 罗伯特·博世有限公司 封装装置、mems以及用于选择性封装的方法
CN102107848A (zh) * 2009-12-25 2011-06-29 华东光电集成器件研究所 一种悬浮射频开关的制造方法
CN104662630A (zh) * 2012-09-20 2015-05-27 贺利实公司 具有封装壳体的mems开关及其它微小化装置及其制造方法
CN103972612A (zh) * 2014-04-01 2014-08-06 苏州锟恩电子科技有限公司 一种并联接触式rf mems开关

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Reconfigurable RF MEMS Phased Array Antenna Integrated Within a Liquid Crystal Polymer(LCP) System-on-Package;Nickolas Kingsley，George E.Ponchak，John Papapolymerou;《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》;20080131;第56卷(第1期);108-118 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105762019A (zh) 2016-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105762019B (zh) 一种lcp基材的rf mems开关制备方法
CN102107848B (zh) 一种悬浮射频开关的制造方法
TWI303077B (en) Semiconductor wafer with layer structure with low warp and bow, and process for producing it
CN101700869B (zh) 基于衬底图形化的柔性衬底生物微电极阵列制备方法
CN109995340B (zh) 一种空腔型体声波谐振器及其制备方法
JP2006237011A (ja) フレキシブル回路構造体の製造方法及び材料品
WO2013082138A1 (en) Method of providing an electronic device structure and related electronic device structures
EP3143641A1 (en) Method of providing an electronic device and electronic device thereof
CN104217831A (zh) 一种ltcc基板表面高精度电阻的制备方法
CN106876351A (zh) 一种射频功率半导体器件的金属互联结构及制作方法
CN103401053A (zh) 一种具有较厚Au电极的制备方法
CN103840243A (zh) 一种柔性共面波导的制造方法
CN110713169A (zh) 一种提高射频mems开关中聚酰亚胺牺牲层平整度的方法
US10979013B2 (en) Method of manufacturing piezoelectric thin film resonator on non-silicon substrate
CN114447552B (zh) 一种基于mems工艺的新型微带环行器及其加工方法
CN104150434A (zh) 一种毫米波rf mems开关的制备方法
CN104698039A (zh) 一种AlN陶瓷基热隔离结构四单元阵列气体传感器及其制作方法
JP2002313891A (ja) 基板搬送用トレーおよびその製造方法
CN104766724A (zh) 一种基于四氧化三钴纳米结构的微型电容器微制作工艺
CN103985948A (zh) 一种低损耗石英探针的制备方法
US9941858B2 (en) Electricoacoustic component with structured conductor and dielectric layer
EP4282572A1 (en) Joining method, joining device, and joining system
CN103326695B (zh) 一种含mems开关的可重构匹配网络匹配器
CN212434616U (zh) 半导体结构
CN109192739A (zh) 一种薄膜晶体管及其制备方法、阵列基板和显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant