Способ нанесения медного покрытия на диэлектрик

 

Изобретение относится к электронной и другим областям техники, где по технологии необходимо наличие проводящего покрытия на диэлектрическом материале, и может быть использовано в микроэлектронной технологии, в частности, при изготовлении микрополосковых СВЧ-устройств. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии получения равномерного по толщине покрытия, увеличение его прочности и химической чистоты. Медное покрытие получают на диэлектрике из медьсодержащих материалов CuB₂O₄ и Сu₃B₂O₆ как в монокристаллическом, так и в стеклообразном состоянии, покрытие формируют путем термической обработки материалов в атмосфере продуктов сгорания газовой горелки.

Изобретение относится к электронной и другим областям техники, где по технологии необходимо наличие проводящего покрытия на диэлектрическом материале, и может быть использовано в микроэлектронной технологии, в частности, при изготовлении микрополосковых СВЧ-устройств.

Известны способы нанесения медных покрытий на диэлектрические подложки с использованием методов термовакуумного испарения, ионно-плазменного и магнетронного распыления [1]. Один из главных недостатков этих способов - сложность технологического оборудования и, как следствие, высокая стоимость получения покрытия. Существуют сложности с нанесением равномерного покрытия на объекты со сложной формой поверхности. Кроме того, такие покрытия обладают недостаточной адгезионной устойчивостью и во многих случаях требуется нанесение дополнительного адгезионного подслоя, что не всегда желательно.

Известен способ нанесения металлических покрытий на поверхность различных материалов, в том числе полупроводников и диэлектриков. В данном способе проводят обезжиривание и очистку поверхности материала, а затем на нее наносят механическим способом частицы вещества, выбранного из группы металлов, сплавов, после чего проводят нагревание до 200-500^oС в неокислительной атмосфере. Способ позволяет получить плотное прочное покрытие с контролируемой толщиной [2]. Этот способ является прототипом изобретения. К его недостаткам следует отнести, во-первых, необходимость предварительного нанесения металла на поверхность материала, во-вторых, предлагаемый технологический процесс не может обеспечить высокую химическую чистоту покрытия, равномерность по толщине и его высокую адгезионную устойчивость.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии получения равномерного по толщине покрытия, увеличение его прочности и химической чистоты.

Технический результат достигается тем, что в способе нанесения медного покрытия на диэлектрик покрытие осуществляется путем нагрева материала, причем в качестве диэлектрика используют медьсодержащие материалы СuВ₂O₄ и Сu₃В₂О₆, как в монокристаллическом, так и в стеклообразном состоянии, а покрытие осуществляют путем их термической обработки в атмосфере продуктов сгорания газовой горелки.

Пример реализации способа. Изделие необходимой формы изготавливается из монокристаллов или стекол состава СuВ₂O₄ и Cu₃B₂O₆. Монокристаллы выращиваются методом из раствора в расплаве по технологии, описанной в [3], стекла получают либо расплавом монокристаллов, либо расплавом смеси СuО и В₂О₃ в соотношении, соответствующем области стеклообразования в системе СuО-В₂О₃ [4]. Подготовленное изделие нагревается в пламени газовой горелки до температуры Т~500-600^oС и выдерживается в течение 1-5 мин. В результате такой технологической операции поверхность изделия равномерно покрывается слоем меди толщиной d~ 1-5 мкм. Покрытие обладает высокой адгезией и стойкостью к окислению. Эти свойства определяются механизмом образования меди на поверхности материала - медь не привносится извне, как в случае традиционных технологий, а источником меди является сам материал.

Указанный способ может найти применение при изготовлении микрополосковых схем СВЧ-диапазона. Подложки необходимой толщины из материалов СuВ₂О₄ и Cu₃B₂O₆ покрываются слоем меди по описанной выше технологии. Необходимый рисунок металлического покрытия получают по традиционным технологиям изготовления микрополосковых схем и печатных плат [1].

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. В.Н. Черняев Физико-химические процессы в технологии РЭA. Москва: Высшая школа, 1987 г., 375 с.

2. Патент РФ 2149217, 2000 (прототип).

3. Г.А. Петраковский, К.А. Саблина, Д.А. Великанов, А.М. Воротынов, Н.В. Волков, А. Ф. Бовина, Слабый ферромагнетизм в метаборате меди СuВ₂0₄, ФТТ, 1999, т. 41, в. 7, с. 1267-1271.

4. Н.С. Шустер, Х.Л.К. Зейнолова, М.И. Заргарова, Система В₂О₃-СuО. ЖHХ, т.34, 1, с. 266-268.

Формула изобретения

Способ нанесения медного покрытия на диэлектрик, заключающийся в том, что покрытие осуществляется путем нагрева материала, отличающийся тем, что в качестве диэлектрика используют медьсодержащие материалы CuB₂O₄ и Сu₃B₂O₆ как в монокристаллическом, так и в стеклообразном состоянии, а покрытие формируют путем их термической обработки в атмосфере продуктов сгорания газовой горелки.