一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法
【專利摘要】本發明涉及微加工領域，其公開了一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝，包括包括如下步驟：打磨基片側邊和非曝光面；將基片平放于器皿中，使用清洗劑在超聲波清洗機對基片進行超聲處理；將基片放于陶瓷坩堝中，用熱水沖洗基片；對基片進行表面微清洗。本發明的有益效果是：可以有效的去除油污等雜質，并且不會與鐵氧體基片發生反應，除此之外醇類、酮類無水有機溶劑易于回收，不會對環境造成污染。
【專利說明】一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法【技術領域】
[0001]本發明涉及微加工領域，尤其涉及一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝。【背景技術】
[0002]微波鐵氧體薄膜電路器件(如:環形器/隔離器)在微波通信領域有著廣泛的應用，由于體積小、重量輕、耗材少、易集成等優點，在通信基站、衛星、雷達、電子對抗等諸多民用及軍工設備上發揮著重要的作用。集成化鐵氧體薄膜電路器件滿足近年來電子信息技術特別是通信工業的發展和軍事整機的系統要求輕小、高性能和高可靠性。由文獻報道可知在薄膜生長過程中，某種程度上膜層的表面是基片表面的再現，由此可知基片表面的粗糙度不僅影響薄膜對基片的附著力，而且影響著薄膜和基片之間的鍵和強度，還會影響光刻電路的準確性。因此，如何有效的清除鐵氧體基片表面的手印、油污、灰塵和其他雜質污染物，獲得高潔凈度的超光滑光學表面已成為國內外鐵氧體薄膜電路器件的研究重點，清洗工藝是保證鐵氧體薄膜電路器件的可靠性和一致性的重要環節。
[0003]目前微波鐵氧體薄膜電路器件的制備工藝尚不成熟，由于基片表面清洗不干凈引起鐵氧體薄膜電路器件失效超過了制造環節總損失的一半以上，極大的影響著鐵氧體薄膜電路器件的可靠性和一致性。氧化鋁、硅等傳統的基片清洗工藝的清洗劑主要由酸、堿、鹽溶液和氧化劑組成，但是這并不適合鐵氧體基片的清洗，鐵氧體基片主要由氧化鐵、氧化釔和其他金屬氧化物組成，這些金屬氧化物不耐酸、堿、鹽溶液和氧化劑。另外，鐵氧體基片由于其特殊的化學組成，力學強度不高、易碎，所以在清洗鐵氧體基片時，不能用力去擦洗基片。基于以上這些特征，急需發明一種新的鐵氧體基片清洗工藝。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中的問題，本發明提供一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，解決現有技術中不容易清洗鐵氧體基片的問題。
[0005]本發明采用的技術方·案是:本發明提供了一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，包括如下步驟:(I)打磨基片側邊和非曝光面；
(2)將基片平放于器皿中，使用清洗劑在超聲波清洗機對基片進行超聲處理；
(3)將基片放于陶瓷坩堝中，用熱水沖洗基片；
(4)將基片放于結晶皿中，使用清洗劑在超聲波清洗機中清洗正反面各一次；
(5)將基片放入盛有去離子水的陶瓷坩堝中，加熱至去離子水沸騰，再將基片轉移至紅外燈下烘烤；
(6)對基片進行表面微清洗。
[0006]作為本發明的進一步改進:所述步驟(2)中，依次使用自來水、醇類無水有機溶劑和表面活性劑作為清洗劑在超聲波清洗機對基片進行超聲處理。
[0007]作為本發明的進一步改進:所述步驟(4)中，依次使用山梨糖、去離子水、醇類無水有機溶劑、酮類無水有機溶劑作為清洗劑在超聲波清洗機中清洗正反面各一次。[0008]作為本發明的進一步改進:選用的醇類無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇或正癸醇。
[0009]作為本發明的進一步改進:所述超聲波清洗機的設定為:時間為5-20分鐘，功率為 50-200W，頻率為 IO-1OOKHz。
[0010]作為本發明的進一步改進:所述表面活性劑的濃度為1%-10%。
[0011]作為本發明的進一步改進:熱水溫度為40°c-60°c，沖洗時間大于10分鐘。
[0012]作為本發明的進一步改進:選用的醇類無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇之一，酮類無水有機溶劑為丙酮、丁酮之一。
[0013]作為本發明的進一步改進:去離子水的電阻大于18ΜΩ ；
作為本發明的進一步改進:山梨糖的重金屬含量小于0.001% ；
作為本發明的進一步改進:在坩堝中沸騰的時間為1-5分鐘，紅外燈功率外200-300W，烘烤時間為10-20分鐘。
[0014]作為本發明的進一步改進:所述步驟(6)中，基片經過高能等離子清洗技術的清洗，高能等離子的設定為:功率50-200W，時間20s-120s，保護氣體可選:氮氣、氬氣、氦氣，氣壓為0.5-5Pa。
[0015]本發明的鐵氧體基片清洗方法具有以下優點:
(1)采用醇類、酮類無水有機溶劑和表面活性劑代替酸堿鹽溶液清洗鐵氧體基片，可以有效的去除油污等雜質，并且不會與鐵氧體基片發生反應，除此之外醇類、酮類無水有機溶劑易于回收，不會對環境造成污染；
(2)采用超聲波清洗機對基片進行清洗，可以去除附著在鐵氧體基片上的小顆粒等雜
質；
(3)采用山梨糖對鐵氧體基片進行表面活化，微納粒子更易除去；
(4)采用高能等離子清洗技術對基片進行清洗，可以有效的清除鐵氧體基片表面的微納粒子，又不對基片產生損傷。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】對本發明進行詳細說明。
[0017]本發明提供了一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，包括如下步驟:
(I)打磨基片側邊和非曝光面；
(2)將基片平放于器皿中，使用清洗劑在超聲波清洗機對基片進行超聲處理；
(3)將基片放于陶瓷坩堝中，用熱水沖洗基片；
(4)將基片放于結晶皿中，使用清洗劑在超聲波清洗機中清洗正反面各一次；
(5)將基片放入盛有去離子水的陶瓷坩堝中，加熱至去離子水沸騰，再將基片轉移至紅外燈下烘烤；
(6)對基片進行表面微清洗。
[0018]所述步驟(2 )中，依次使用自來水、醇類無水有機溶劑和表面活性劑作為清洗劑在超聲波清洗機對基片進行超聲處理。
[0019]所述步驟(4 )中，依次使用山梨糖、去離子水、醇類無水有機溶劑、酮類無水有機溶劑作為清洗劑在超聲波清洗機中清洗正反面各一次。[0020]選用的醇類無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇或正癸醇。
[0021 ] 所述超聲波清洗機的設定為:時間為5-20分鐘，功率為50-200W，頻率為IO-1OOKHz。
[0022]所述表面活性劑的濃度為1%_10%。
[0023]熱水溫度為40°C_60°C，沖洗時間大于10分鐘。
[0024]選用的醇類無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇之一，酮類無水有機溶劑為丙酮、丁酮之一。
[0025]去離子水的電阻大于18ΜΩ ;
山梨糖的重金屬含量小于0.001% ；
在坩堝中沸騰的時間為1-5分鐘，紅外燈功率外200-300W，烘烤時間為10-20分鐘。
[0026]所述步驟(6)中，基片經過高能等離子清洗技術的清洗，高能等離子的設定為:功率50-200W，時間20s-120s，保護氣體可選:氮氣、氬氣、氦氣，氣壓為0.5_5Pa。
[0027]本發明提供了一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，使用中性的無水有機溶液代替酸、堿、鹽溶液對鐵氧體基片進行清洗，無水有機溶劑可以有效的溶解油污等雜志，又可以很好的保護好鐵氧體基片因為有機溶劑不會與氧化鐵、氧化釔等金屬氧化物發生反應；然后采用超聲波技術除去鐵氧體基片上附著的雜質污染物，避免了擦洗基片由于用力過大對基片造成損壞；最后采用高能等離子清洗技術對基片表面的微納粒子進行再次清洗。
[0028]其具體步驟如下:
(1)用濾紙打磨基片側邊和非曝光面；
(2)將基片平放于玻璃器皿或者不銹鋼器皿中，依次使用自來水、醇類無水有機溶劑和表面活性劑作為清洗劑，使用超聲波清洗機對基片進行超聲處理；
(3)將基片放于陶瓷坩堝中，用熱水沖洗基片；
(4)將基片放于結晶皿中，依次使用山梨糖、去離子水、醇類無水有機溶劑、酮類無水有機溶劑作為清洗劑，在超聲波清洗機中清洗正反面各一次；
(5)將基片放入盛有去離子水的陶瓷坩堝中，加熱至去離子水沸騰，再將基片轉移至紅外燈下烘烤；
(6 )在保護氣體氣氛中使用高能等離子清洗技術對基片進行表面微清洗。
[0029]所述步驟(2)中選擇的鐵氧體基片材料的尺寸從12mmX 12mm-50mmX50mm,形狀為長方形或正方形，厚度為0.2mm-3mm。選用的無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇之一，醇類有機溶劑、表面活性劑可以去除灰塵、油污、其他雜質。超聲波清洗機的設定為:時間為5-20分鐘，功率為50-200W，頻率為IO-1OOKHz，經過超聲處理可以除去附著在基片上的雜質污染物，并且不會損傷基片。
[0030]所述步驟(3)中熱水溫度為40°C_60°C，沖洗時間大于10分鐘，沖洗強度不能太大，否則會損傷基片。
[0031 ] 所述步驟(4)中選用的醇類無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇之一，酮類無水有機溶劑為丙酮、丁酮之一，醇類和酮類有機溶劑對油污等污染具有良好的溶解性。超聲波清洗劑的設定為:時間為5-20分鐘，功率為50-200W，頻率為ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ。去離子水的電阻大于18ΜΩ。山梨糖的重金屬含量小于0.001%。[0032]所述步驟(5)中基片在盛有去離子水的陶瓷坩堝中加熱至沸騰1-5分鐘，將基片轉移至功率為200-300W的紅外燈下烘烤10-20分鐘。
[0033]所述步驟(6)中基片經過高能等離子清洗技術的清洗，高能等離子的設定為:功率50-200W，時間20s-120s，保護氣體可選:氮氣、氬氣、氦氣，氣壓為0.5_5Pa。
[0034]實施例1
(I)用濾紙打磨基片側邊和非曝光面，側面及非拋光面無明顯雜質顆粒。
[0035](2)將基片平放于玻璃器皿或者不銹鋼器皿中，依次使用自來水、無水乙醇和3%濃度的洗衣粉溶液作為清洗劑，溶液應高于基片表面5mm，調整超聲波清洗機的功率為120W，頻率為60KHz對基片進行超聲11分鐘；
(3)將基片放于陶瓷坩堝中，用50°C熱水沖洗基片。
[0036](4)將基片放于結晶皿中，依次使用重金屬含量小于0.001%的山梨糖、電阻大于18 Ω的去離子水、無水乙醇、丙酮作為清洗劑，溶液應高于基片表面5mm，調整超聲波清洗機的功率為120W，頻率為60KHz對基片進行超聲11分鐘，超聲清洗正反面各一次；
(5)將基片放入盛有去離子水的陶瓷坩堝中，加熱至去離子水沸騰I分鐘，再用竹鑷子將基片轉移至250W紅外燈下烘烤10分鐘；
(6)用氬氣保護下，使用高能等離子清洗技術對鐵氧體基片進行清洗，參數設定為:功率為120W，時間為60s，氣壓為1.0Pa0
[0037]實施例2-5
按照實施例1的方法和步驟，但將步驟(2)和步驟(4)中的乙醇改為正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇。
[0038]實施例6
按照實施例1的方法和步驟，但將步驟(2)和步驟(4)中的超聲波清洗機的參數設定改為:功率為200W，時間為20分鐘，頻率為IOOKHz。
[0039]實施例7
按照實施例1的方法和步驟，但將步驟(4)中的丙酮改為丁酮。
[0040]實施例8-9
按照實施例1的方法和步驟，但將步驟(6)中的保護氣體改為氮氣、氦氣。
[0041]實施例10
按照實施例1的方法和步驟，但將步驟(6)中的高能等離子的參數設定改為:功率200W，時間120s，保護氣壓為5Pa。
[0042]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)打磨基片側邊和非曝光面； (2)將基片平放于器皿中，使用清洗劑在超聲波清洗機對基片進行超聲處理； (3)將基片放于陶瓷坩堝中，用熱水沖洗基片； (4)將基片放于結晶皿中，使用清洗劑在超聲波清洗機中清洗正反面各一次； (5)將基片放入盛有去離子水的陶瓷坩堝中，加熱至去離子水沸騰，再將基片轉移至紅外燈下烘烤； (6)對基片進行表面微清洗。
2.根據權利要求1所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:所述步驟(2 )中，依次使用自來水、醇類無水有機溶劑和表面活性劑作為清洗劑在超聲波清洗機對基片進行超聲處理。
3.根據權利要求1所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:所述步驟(4)中，依次使用山梨糖、去離子水、醇類無水有機溶劑、酮類無水有機溶劑作為清洗劑在超聲波清洗機中清洗正反面各一次。
4.如權利要求2所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:選用的醇類無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇或正癸醇。
5.如權利要求2或4任一所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:所述超聲波清洗機的設定為:時間為5-20分鐘，功率為50-200W，頻率為ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ。
6.如權利要求2所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:所述表面活性劑的濃度為1%-10% ;熱水溫度為40°c-60°c，沖洗時間大于10分鐘。
7.如權利要求3所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:選用的醇類無水有機溶劑為乙醇、正丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇之一，酮類無水有機溶劑為丙酮、丁酮之一。
8.如權利要求1所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:去離子水的電阻大于18ΜΩ ;山梨糖的重金屬含量小于0.001%。
9.如權利要求1所述的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:在坩堝中沸騰的時間為1-5分鐘，紅外燈功率外200-300W，烘烤時間為10-20分鐘。
10.如權利要求1所述的的基于中性溶液的鐵氧體基片的清洗工藝方法，其特征在于:所述步驟(6)中，基片經過高能等離子清洗技術的清洗，高能等離子的設定為:功率50-200W，時間20s-120s，保護氣體可選:氮氣、氬氣、氦氣，氣壓為0.5_5Pa。
【文檔編號】B08B3/12GK103624028SQ201310609233
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】鄒延珂, 陳彥, 王喜生, 倪經, 周俊, 黃豹, 曹照亮, 李曉靜 申請人:西南應用磁學研究所