7) промывка;

8) сушка в сухом азоте;

9) контроль качества защитного слоя;

10) ретуширование;

11) термозадубливание;

12) защита обратной стороны подложки;

13) травление слоя меди;

14) промывка;

15) травление титана;

16) удаление фоторезиста;

17) промывка и сушка в сухом азоте.

Рис. 5.12. Зависимость затухания в несимметричном микро-полосковом волноводе от скорости осаждения пленки меди при толщине полоскового проводника 8 мкм

Декапирование обеспечивает снятие окислов меди, возникших из-за разгерметизации камеры, оно происходит при повышенной температуре в 1%-ном растворе соляной кислоты.

Промывкой удаляют результаты реакции остатки кислоты. Она производится дистиллированной (или деи-онизованной) водой, затем этиловым спиртом. Фоторезист наносят на центрифуге и высушивают в термостате при 90° С в течение 30 мин.

Высушенную подложку помещают в приспособление для совмещения и экспонирования. На нее укладывают фотошаблон эмульсионным слоем вниз и под микроско-

пом производят совмещение его с подложкой. Когда совмещение достигнуто, фотошаблон прижимается к подложке и фоторезист экспонируется и проявляется в растворе тринатрийфосфата ЫазР04 0,9%-

При последующей промывкев дистиллированной воде с поверхности подложки удаляются продукты реакции и остатки раствора тринатрийфосфата. Сушка ведется током осушенного азота.

При экспонировании и проявлении могут быть проколы в рисунке микросхемы из-за пузырьков воздуха в фоторезисте, а также при наличии мелких, незаметных дефектов в фотошаблоне. Поэтому необходим контроль качества защитного слоя. Подложку просматривают под микроскопом и ретушируют лаком.

Термозадубливание проводят в два этапа. Вначале подложки выдерживают в течение 30 мин в термостате при 100° С, затем при 180° С.

После задубливания фоторезиста обратную сторону подложки, покрытую металлизацией, защищают от воздействия травителей лаком.

Подготовленную подложку передают на операцию травления меди. Оно ведется при комнатной температуре и стационарном положении подложки без перемешивания электролита, в состав которого входит:

хромовый ангидрит CrOj азотная кислота HNO, . соляная кислота НС1 . .

150 г!л 35 мл/л 10 мл 1л

Окончание процесса травления определяют по изменению цвета подложки с розового на темно-серый.

Травление титана производят в другом травителе. Для того чтобы его состав не изменился за счет остатка травителя для меди, подложку промывают в дистиллированной воде.

Титановый подслой травится в разбавленном растворе серной кислоты (1X1) при 80 -90°С. Затем подложку промывают дистиллированной водой и смывают фоторезист 107о-ным раствором NaOH и нейтрализуют в 1-2%-ном растворе соляной кислоты. После этого еще раз тщательно промывают в дистиллированной воде и этиловом спирте, высушивают в струе сжатого, осушенного азота и передают на операцию химической защиты меди.

Антикоррозионное покрытие на меди создается химическим способом на основе системы никель - золото. Общая толщина покрытия составляет 2,5-3 мкм.

В основе процесса химического золочения лежит реакция восстановления золота из его комплексных солей гипофосфитом натрия. Данный процесс идет на поверхности металлов, способных каталитически влиять на реакцию восстановления (например, никель, серебро, медь).

Лучшим катализатором является никель, его Пленка обеспечивает дополнительную защиту меди от коррозии.

Подложки с напыленными резистивными и проводящими плепками подвергаются тщательной очистке (обезжириванию).

При обезжиривании пленки меди слегка окисляются. Частичное окисление меди происходит при удалении фо-торезистивного слоя. Поэтому при декапировании снимают окислы меди с пленки, обрабатывая ее в растворе персульфата аммония (30 г/л) и серной кислоты (5 г/л) при комнатной температуре в течение 5 сек.

Поскольку медь не является катализатором реакции восстановления атомов никеля из его солей, приходится производить активацию медной поверхности для создания центров кристаллизации при осаждении никеля. Для этого подложки помещают в раствор хлористого палладия (1 г/л) и соляной кислоты (10 мл/л) при 25- 30° С па 1-3 сек.

После этого производится химическое никелирование при рН=4,9-5,2, и 83-87° С в течение 10-15 мин в следующем растворе (г/л):

никель хлористый NiCIj 6 HjO . . 30

иатрийфосфат NaHj РО4 ..... 10

натрий уксуснокислый СН, COONa 10

На поверхпости меди осаждается пленка никеля толщиной 1,7-2,5 мкм, которая является хорошей защитой от коррозии, но, во-первых, она имеет микротрещины и поры, во-вторых, к ней можно присоединять контакты только с помощью импульсной пайки. Поэтому пленка никеля покрывается золотом, которое закрывает все поры и трещины, имеющиеся в пленке.

Химическое золочение производится в следующем растворе г/л:

дицианоаурат калия К [Аи (CN)] . . 2-4

лимоииокислый калий CeHjOjKjHjO 50

хлористый амоний NH4CI..... 75

гипофосфат натрия NaHjPOj .... 10

Причем рН раствора должна поддерживаться в пределах 4-4,5, а температура 85-90° С, длительность процесса 10 мин. При таких параметрах раствора процесс будет интенсивным. В результате на поверхности никеля осаждается пленка золота толщиной 0,5-0,8 мкм, и суммарная толщина антикоррозионного покрытия достигает 2,5-3,0 мкм.

После золочения подложку кипятят в дистиллированной воде в течение 1 ч. Для устранения образования подтеков при высыхании воды на подложке ее промывают в этиловом спирте и высушивают в струе осушенного азота.

Осадки, полученные химическим способом, имеют аморфную структуру и нестабильны во времени. Для повышения их твердости и прочности, улучшения сцепления с основным металлом и друг с другом используется термоотжиг. При этом структура осадков из аморфной превращается в кристаллическую, характеристики пленок стабилизируются.

После химической защиты поверхности медных пленок, образующих проводящий рисунок на подложке, и металлизации ее обратной стороны пассивная часть микросхемы СВЧ готова. Установив ее в специальную ар-мировку, можно произвести на ней все измерения, чтобы выяснить характеристики и степень пригодности к эксплуатации.

Для использования в аппаратуре микросхема герметизируется, стыкуется с помощью коаксильно полосковых переходов и коаксиальных кабелей с другими в единый блок.

При сборке иа основание корпуса укрепляется металлизированное основание подложки. Для этого применяют токопроводящий клей, или галлиевомедный припой (амальгама меди в галии). Иногда такого рода амальгамы называют металлическим клеем (мекладин). Такой клен затвердевает при 25° С в течение 4 ч. При этом образуются интерметаллические соединения, устойчивые

в широком интервале температур (до 900°С). Причем ТКЛР его практически совпадает с ТКЛР корпуса.

После затвердевания клея к корпусу присоединяют предварительно разделанные и облуженные кабели. Каждый из них вставляется в гнездо-держатель, вы-штампованное в корпусе так, чтобы язычок-трансформатор, образованный из центральной жилы кабеля, приходился своей плоской частью на соответствующую ему полосковую линию, а зачищенный от внешней изоляции участок оплетки кабеля вошел в гнездо. В этом положении оплетка кабеля обжимается по кругу специальными усиками на концах держателей. Затем этот участок тщательно пропаивается так, чтобы не расплавить изоляцию кабеля. Для этого лучше применять легкоплавкие припои (например, ПОСК-50, ПОСВ-33, ПОСИС-1 ПОС-61). при необходимости используют флюсы. После пайки, надев шайбу из диэлектрика, служащую трансформатором, припаивают центральный проводник. Пайку ведут микропаяльником мощностью не более 4 вт, с острозаточенным жалом.

Затем корпус закрывают крышкой и пропаивают по всему контуру и в местах присоединения кабелей. Для повышения общей жесткости конструкции корпус иногда заполняют компаундом. Перед запаиванием внутрь корпуса помещается несколько гранул пенополиуретана. После герметизации корпуса его прогревают, вспенивая пенополиуретан.

§ 5.5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ СВЧ

При изготовлении гибридных интегральных схем СВЧ (ГИССВЧ) активные приборы (транзисторы, диоды) выполняются в виде навесных элементов и присоединяются к проводникам пассивных пленочных цепей. Пассивные элементы ГИССВЧ: конденсаторы, индуктивности, резисторы - изготовляются на общей подложке и могут быть как распределенными, так и сосредоточенными. Для изготовления пассивных элементов используется реактивное катодное распылейие на постоянном токе с осаждением на всю подложку с последующим гальваническим наращиванием или избриательным травлением. Реактивное катодное распыление позволяет со-

здать на подложке все пассивные элементы схемы путем комбинации в различной последовательности одних и тех же операций -распыления тантала в кислороде (TaaOs) или азоте (TaN), анодирования тантала, напыления слоев хрома и золота, фотолитографии по различным слоям, электрохимического наращивания слоев золота.

у }/.

V77777,

!• I

Рис. 5.13. Порядок изготовления пленочных проводников:

/ - тантал; 2 -керамика; 3 - фоторезист; 4 - хром и золото; 5 - золото

При нанесении проводников на подложку вначале осаждается слой тантала (рис. 5.13,а), затем наносится маска из фоторезиста (рис. 5.13,6), тантал травится (рис. 5.14,6), а фоторезист удаляется (рис. 5.13,г). После этого на всю поверхность подложки наносится слой хрома и золота (рис. 5.13,(5), маска из фоторезиста (рис. 5.13, е) и производится гальваническое осаждение золота на незащищенные маской участки (рис. 5.13,ж). После удаления фоторезиста слой хрома и золота тра-