使用超细PAA改性全加成法制造精细间距走线的方法技术

一种适于扩散接合的衬底的制造方法，其提供柔性介电衬底，并对于介电衬底进行碱性改性，以在介电衬底的表面上形成聚酰胺酸(PAA)固定层，再将Ni‑P种晶层以无电镀方式镀在PAA层上，将铜走线镀在Ni‑P种晶层上的光阻图案内，将表面抛光层以电解方式镀在铜走线上，再将光阻图案和未被铜走线覆盖的Ni‑P种晶层予以移除，以完成适于扩散接合的衬底。

The method of manufacturing fine pitch wire by using the all addition method modified by ultra-fine PAA

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用超细PAA改性全加成法制造精细间距走线的方法
本申请案是有关于具有精细铜走线的柔性衬底的制造方法，更特别地，是有关于使用具有精细铜走线的柔性衬底制造具有固态扩散接合的半导体封装的方法。现有技术对于更小体积和低成本电子产品的需求的提升，促进了衬底技术中微细线路和高产量制程的新发展。为了因应未来更高功能、更低功耗和小型化需求，薄膜覆晶(COF)封装是一项重要技术；特别于高解析度以及增加输出/输入埠数量的触控集成电路(IC)以及显示驱动集成电路整合模块(TDDI)所需求的极细间距COF封装。一般来说，柔性电路是利用减成法来制作，其铜走线图案是通过蚀刻来形成，然而，此减成法于侧壁几何控制上有个固有的问题，于现有半加成制程(SAP)，通常使用具有Ni/Cr的2-3微米厚的铜来作为种晶层，于去除此些层时，因湿蚀刻制程具有等向性，而无法于同时蚀刻铜以及种晶层时来有效控制，因而产生“底切”的制程限制，使得接续精细间距以及精准图案上会产生诸多挑战，导致弱化精细走线而失效。覆晶组件于扩散接合过程中，有许多独立的因素需要考量，可形变层必须提供良好的走线整合所必要的电性，其必须承受接触的压力，因此走线需具有足够的顶面宽度，如此可达成在接着区上具有适当蠕动变形与空隙消除的完整接触界面。随着接着间距降低，具有限制的半加成法与减成法用来在合理产量下维持顶面对底面宽度(T/B)比至接近1。另一个方法为全加成法(FAP)，其中铜图案通过无电镀方法来形成，于电化学沉积前，无电镀Ni-P的薄种晶层形成于具有碱性改性表面的聚酰亚胺(PI)上，具有酰亚胺环的PI可轻易的被进入的亲核氢氧根离子开启，而形成聚酰胺酸盐(PAA)。由于聚酰胺酸上的羧酸基是离子交换基，当通过钯(Pd(II))离子水溶液处理时，其可转化而沉积钯催化剂，一旦催化剂沉积，则能接续进行无电镀；然而，如此的方法在热处理后会承受剥离强度的降解，因此无法确实于实际上应用。美国专利第9,089,062号(Janssen)以及9,324,733号(Rogers等人)揭露有关聚酰胺酸以及碱性电镀浴的方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种用于柔性薄膜覆晶(COF)封装中在柔性衬底上制造多个精细走线的方法。本专利技术的另一目的是提供一种用于柔性薄膜覆晶(COF)封装中在柔性衬底上镀上精细且坚固的铜走线的全加成法。本专利技术的再一目的是提供一种用于柔性薄膜覆晶(COF)封装中在柔性衬底上镀上精细且坚固的铜走线的全加成法，其使用无电镀Ni-P和可靠的纳米尺寸聚酰胺酸(PAA)固定层在介电材料/Ni-P界面上。根据本专利技术的目的，提供了一种适用于各种互连方法的衬底的制造方法，这些互连方法包括有热压接合、引线接合、黏接和焊接。首先，提供柔性介电衬底，对于介电衬底进行碱性改性，以形成聚酰胺酸(PAA)固定层在介电衬底的表面上，再以无电镀方式镀上Ni-P种晶层在PAA层上，将铜走线镀在Ni-P种晶层上的光阻图案内，以电解方式镀上表面抛光层在铜走线上，然后，将光阻图案和未被铜走线覆盖的Ni-P种晶层予以移除，以完成适于扩散接合的衬底。还根据本专利技术的目的，提供了一种适用于各种互连方法的2ML(金属层)衬底的制造方法，这些互连方法包括有热压接合、引线接合、黏接和焊接。首先，提供柔性电介衬底，以激光钻孔方式形成至少一穿孔完全通过介电衬底，再对于介电衬底进行碱性改性，以形成聚酰胺酸(PAA)固定层在介电衬底的顶面和底面上，以无电镀方式镀上Ni-P种晶层在PAA层的顶部和底部上，将光阻(干式光阻/干式光阻)予以施加、曝光和显影，以形成电路图案，再将铜走线镀在Ni-P种晶层的顶部和底部上的光阻图案内并通过前述至少一穿孔，然后，以电解方式将表面抛光层至少镀在铜走线的一侧上，再将光阻图案和未被铜走线覆盖的Ni-P种晶层予以移除，以完成适于扩散接合的衬底。还根据本专利技术的目的，提供了一种适用于各种互连方法的多层衬底的制造方法，这些互连方法包括有热压接合、引线接合、黏接和焊接。首先，提供柔性电介衬底，以激光钻孔方式形成至少一穿孔完全通过介电衬底，再对于介电衬底进行碱性改性，以形成聚酰胺酸(PAA)固定层在介电衬底的顶面和底面上，以无电镀方式镀上Ni-P种晶层在PAA层的顶部和底部上，将光阻(干式光阻/干式光阻)进行施加、曝光和显影，以形成电路图案，再将铜走线镀在Ni-P种晶层的顶部和底部上的光阻图案内并通过前述至少一穿孔，再将光阻图案和未被铜走线覆盖的Ni-P种晶层予以移除，然后，将接合膜层压在第一铜走线的顶面和底面上，再将介电层(PI)层压在接合膜的顶部和底部，以激光钻孔方式形成至少一第二穿孔完全通过介电衬底和接合膜至接触在衬底的顶部和底部上的第一铜走线，然后，对于介电层进行碱性改性，以将第二聚酰胺酸(PAA)固定层形成在介电层的顶面和底面上以及在前述至少一第二穿孔内，再以无电镀方式将第二Ni-P种晶层镀在第二PAA层的顶部和底部上，并将第二光阻图案形成在第二Ni-P种晶层的顶部和底部，将第二铜走线镀在第二光阻图案内并通过前述至少一第二穿孔，再将表面抛光层镀在第二铜走线上，将第二光阻图案和未被第二铜走线覆盖的第二Ni-P种晶层予以移除，以完成柔性衬底。还根据本专利技术的目的，提供了一种2ML(金属层)的薄膜覆晶(COF)。此COF包括柔性介电衬底、至少一第一铜走线及至少一晶粒，而柔性介电衬底在其顶面上具有第一聚酰胺酸(PAA)固定层，至少一第一铜走线位在第一PAA层上的第一Ni-P种晶层上，且在此至少一第一铜走线的顶面上具有表面抛光层，至少一晶粒通过与前述至少一第一铜走线的扩散接合来安装在介电衬底上。同样根据本专利技术的目的，提供了多层的薄膜覆晶(COF)。此COF包括柔性介电衬底、至少一第一铜走线、至少一第二铜走线及至少一晶粒，而柔性介电衬底在其顶表面上具有第一聚酰胺酸(PAA)固定层，在其底面上具有第二PAA层，至少一第一铜走线位在第一PAA层上的第一Ni-P种晶层上，至少一第二铜走线位在第二PAA层上的第二Ni-P种晶层上，其中第一和第二铜走线通过穿过介电衬底的穿孔互连，在此至少一第一铜走线的顶面上具有表面抛光层，至少一晶粒通过与前述至少一第一铜走线的扩散接合来安装在介电衬底上。附图说明本专利技术附图构成说明书的一部分，其说明如下：图1为本专利技术第一较佳实施例的第一替代态样中步骤的流程图。图2A-2G为本专利技术第一较佳实施例的第一替代态样中各步骤的斜视图。图2H-2J为本专利技术第一较佳实施例的第一替代态样中附加步骤的斜视图。图3为本专利技术第一较佳实施例的第二替代态样中步骤的流程图。图2K-2M为本专利技术第一较佳实施例的第二替代态样中附加步骤的斜视图。图4为本专利技术第二较佳实施例的第一替代态样中步骤的流程图。图5A-5H为本专利技术第二较佳实施例中各步骤的斜视图。图5I-5K为本专利技术第二较佳实施例的第一替代态样中附加步骤的斜视图。图6为本专利技术第二较佳实施例的第二替代态样中步骤的流程图。图5L-5N为本专利技术第二较佳实施例的第二替代态样中附加步骤的斜视图。图7A-7K为本专利技术第三较佳实施例中附加步骤的斜视图。图7L-7N为本专利技术第三较佳实施例的第一替代态样中附加步骤的斜视图。图7O-7Q为本专利技术第三较佳实施例的第二替代态样中附加步骤的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性衬底的制造方法，包括：提供一柔性介电衬底；对于该介电衬底进行碱性改性，以形成一聚酰胺酸(PAA)固定层在该介电衬底的一表面上；无电镀镀上一Ni‑P种晶层在该PAA层上；形成一光阻图案在该Ni‑P种晶层上；镀上多条铜走线在该光阻图案内；镀上一表面抛光层在该些铜走线上；及移除该光阻图案并蚀刻掉未被该些铜走线覆盖的该Ni‑P种晶层，以完成该柔性衬底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2018.02.02 US 15/887,3461.一种柔性衬底的制造方法，包括：提供一柔性介电衬底；对于该介电衬底进行碱性改性，以形成一聚酰胺酸(PAA)固定层在该介电衬底的一表面上；无电镀镀上一Ni-P种晶层在该PAA层上；形成一光阻图案在该Ni-P种晶层上；镀上多条铜走线在该光阻图案内；镀上一表面抛光层在该些铜走线上；及移除该光阻图案并蚀刻掉未被该些铜走线覆盖的该Ni-P种晶层，以完成该柔性衬底。2.如权利要求1所述的方法，其中该介电衬底包括：任何种类的聚酰亚胺(PI)，包括Kapton聚酰亚胺(PI)或Upisel聚酰亚胺(PI)，或液晶聚合物(LCP)。3.如权利要求1所述的方法，其中该碱性改性包括将KOH/碱的碱性化学品施加到该介电衬底上，其中该PAA层的厚度小于100纳米，较佳小于10纳米。4.如权利要求1所述的方法，还包括将包含钯(Pd)或镍(Ni)的一催化层通过浸入一离子金属溶液中来沉积在该PAA层上，以活化该PAA层，用于随后的无电镀镀上Ni-P种晶层的步骤。5.如权利要求1所述的方法，其中该无电镀镀上该Ni-P种晶层的步骤是自催化过程，且其中该Ni-P种晶层的厚度为0.1微米+/-10％，组成为Ni：96.5～97.5重量％，P：2.5～3.5重量％。6.如权利要求1所述的方法，其中该形成该光阻图案的步骤包括：施加一光阻在该Ni-P种晶层上；及对于该光阻进行曝光和显影，以形成用于电路化的精细间距走线的一图案。7.如权利要求1所述的方法，还包括在形成该Ni-P种晶层的步骤之后，将该衬底较佳在200℃下退火至少10分钟至最多2小时。8.如权利要求1所述的方法，其中该镀上该些铜走线的步骤，包括无电镀镀上铜至介于约2至18微米的厚度，其中该些铜走线的顶部宽度与底部宽度的比率接近1，其中该些铜走线的伸长强度超过15％，其中该些铜走线的拉伸强度介于约290和340牛顿/平方毫米，且其中该些铜走线的硬度在维氏硬度为100时，其纯度大于99.9％。9.如权利要求1所述的方法，其中该表面抛光层包括电解Ni/Au、无电镀镍/浸金(ENIG)、无电镀镍/无电镀钯/浸金(ENEPIG)、电解钯、电解钛、电解锡、电解铑、无电镀钯/自催化金(EPAG)或浸金/无电镀钯/浸金(IGEPIG)。10.一种柔性衬底的制造方法，包括：提供一柔性介电衬底；激光钻孔形成至少一第一穿孔完全通过该介电衬底；对于该介电衬底进行碱性改性，以形成一第一聚酰胺酸(PAA)固定层在该介电衬底的顶面和底面上；无电镀镀上一第一Ni-P种晶层在该第一PAA层的顶部和底部上；形成一第一光阻图案在该第一Ni-P种晶层的顶部和底部上；镀上多条第一铜走线在该第一光阻图案内并通过该至少一第一穿孔；镀上一表面抛光层在该些第一铜走线上；及移除该第一光阻图案并蚀刻掉未被该些第一铜走线覆盖的该第一Ni-P种晶层，以完成该柔性衬底。11.如权利要求10所述的方法，其中该介电衬底包括：任何种类的聚酰亚胺(PI)，包括KaptonPI或UpiselPI，或液晶聚合物(LCP)。12.如权利要求10所述的方法，其中该碱性改性包括将KOH/碱的碱性化学品施加到该介电衬底上，其中该PAA层的厚度小于100纳米，较佳小于10纳米。13.如权利要求10所述的方法，还包括将包含钯(Pd)或镍(Ni)的一催化层通过浸入一离子金属溶液中来沉积在该PAA层的顶部和底部上，以活化该第一PAA层，用于随后的无电镀镀上Ni-P种晶层的步骤。14.如权利要求10所述的方法，其中该无电镀镀上该第一Ni-P种晶层的步骤是自催化过程，且其中该第一Ni-P种晶层的厚度为0.1微米+/-10％，组成为Ni：96.5～97.5重量％，P：2.5～3.5重量％。15.如权利要求10所述的方法，还包括在形成该第一Ni-P种晶层的步骤之后，将该衬底较佳在200℃下退火至少10分钟至最多2小时。16.如权利要求10所述的方法，其中该镀上该些第一铜走线的步骤，包括无电镀镀上铜至介于约2至18微米的厚度，其中该些铜走线的顶部宽度与底部宽度的比率接近1，其中该些铜走线的伸长强度超过15％，其中该些...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘宝梁，张志华，
申请(专利权)人：金柏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81