一种金属化孔薄膜电路及其制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，尤其涉及一种金属化孔薄膜电路及其制备方法。本发明专利技术提供的金属化孔薄膜电路的制备方法，通过进行单独金属化，延长工序，不限制单工序产能负担，使得生产产能与无金属化孔生产产能一致，该方面可以正式应用于产业化，工艺余量较大，较容易进行大批量化工艺生产；再者，通过单独对孔进行金属化处理，减少同时金属金属化孔其他刻蚀工艺的影响，提高了薄膜电路金属孔的耐温性；由于本发明专利技术使用夹具为通用夹具，相对于选择性电镀利用光刻夹具(每种金属化孔图形都需要做一种夹具)而言，本发明专利技术能够在不使用夹具基础上，满足现有设计规则要求的金属化孔制备。足现有设计规则要求的金属化孔制备。

【技术实现步骤摘要】
一种金属化孔薄膜电路及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种金属化孔薄膜电路及其制备方法。

技术介绍

[0002]薄膜电路孔金属化工艺技术在混合集成电路中应用十分广泛，它对减小微波电路串扰和插入损耗、增加电路散热和可靠性方面具有较大的价值。同时，由于微波电路频率高，其表面布线精度较高，必须采取半导体光刻工艺才能进行布线，所用光刻工艺中的光阻必须采用光刻胶，而光刻胶为胶体物，在进行薄膜电路金属化孔光刻工艺时很难做到金属孔内光刻胶完全布满或者完全去掉，因此按照传统光刻制备过程中成品率较低，主要表现在金属化孔孔壁金属层不完整、有缺损、有隆起、脱皮及裂纹、牢固度较差，金属化孔耐高温能力差，经400℃、10min高温烘焙后金属层有起泡、裂纹与脱皮，孔间电阻高，合格率低等问题。电路后续装配过程中和使用中容易发生接地孔开路的现象，影响产品的装配成品率和长期可靠性。
[0003]目前，较细薄膜电路制备必须采用选择性电镀(也叫图形电镀或带胶电镀)工艺，由于薄膜电路制备中电路厚度至少要达到4μm以上，而表面布线电路线宽线缝必须在10μm，线路精度在
±
3μm以内，此种条件必须采取一选择性电镀才能制备此种精度的电路图形，与之相对的全板电镀后再进行光刻腐蚀很难做到较厚电路布线的较高精度。另外，选择性电镀能够制作复杂的电路图形，具有带线侧生长小、线条边缘陡直、图形分辨率高等优点。但是，目前采取选择性电镀工艺制作带有金属化通孔的薄膜电路时，采取匀胶或喷胶工艺，或者进行多次掩膜以及改变方向的掩膜曝光，都会对批量化生产以及图形成品产生影响，即使这样，金属化孔内壁光刻胶也不能完全除去干净。因此孔壁上的光刻胶曝光不充分导致显影后有光刻胶残留，电镀时有光刻胶残留的地方不能镀上金属，最终导致金属化孔接地不良甚至断路。
[0004]目前，薄膜电路金属化孔制备技术采取两种方案进行金属化孔制备，第一个方案为：对薄膜金属化基片进行金属层全板电镀加厚后，再利用喷胶工艺将孔内进行均匀喷涂。而且金属化孔与表面焊盘需要进行完全覆盖光刻胶。第二种方案为：采取选择性电镀，这个就必须要对金属化孔内壁光刻胶进行完全除去，目前采用两种方案进行曝光显影，第一、采用两个掩膜版进行曝光，第一个掩模版先对带线图形进行曝光，第二个掩模版只对孔进行曝光。第二、对掩膜版曝光过夹具进行设计，进行一次曝光进行孔内壁光刻胶完全除去。我们目前方案为选择性电镀基础上进行金属化孔的薄膜电路制备。首先对陶瓷基片进行金属化激光打孔，然后两面以及孔内壁进行薄膜金属化溅射，溅射完毕后进行匀胶或者喷胶方式图形制备，并且保证孔内壁光刻胶未被显影干净，最后图形制备完成后通过物理气相对正面以及孔内壁进行一定膜系溅射，再对孔内壁以及背面金属抗刻蚀层保护后，最后进行金属化腐蚀完成后，除去抗刻蚀层，薄膜电路金属化孔完成制作。
[0005]然而，目前方式进行薄膜电路金属化制备存在较多生产局限性，第一、全板电镀方式进行金属化孔薄膜电路制作，此种方法带线侧生长大、线条边缘容易扭曲、图形分辨率较
低，不适合进行高频微波用薄膜电路生产。第二、采取夹具进行金属化孔曝光，此种方式对图形局限性大，孔数量以及孔大小都收此影响，存在孔数量以及孔大小的设计局限性；并且影响生产效率，一般曝光机一次曝光一片，需要进行孔内壁曝光的话，会使的效率至少减少2倍，这样很难满足该类产品大批量生产。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种金属化孔薄膜电路及其制备方法。
[0007]本专利技术提供了一种金属化孔薄膜电路的制备方法，包括以下步骤：
[0008]A)在陶瓷基片上用激光进行打孔，并清洗；
[0009]B)在步骤A)得到的陶瓷基片的正面和背面沉积氮化钽薄膜，在所述氮化钽薄膜上依次溅射第一钛钨薄膜和第一金薄膜，得到复合陶瓷基片；
[0010]C)采用选择性电镀工艺制作薄膜电路，经过喷胶或匀胶工艺后，在步骤B)得到的复合陶瓷基片正面和金属化孔内覆盖有光刻胶，将金属化孔和非图形区域进行遮盖处理，曝光后，使薄膜电路进行选择性显影，孔内壁光刻胶以及非图形区域的光刻胶未被显影；
[0011]D)选择性显影完成后，置于电镀金溶液中进行电镀金，使得光刻胶被去除的区域覆盖电镀金层；
[0012]E)除去孔内壁光刻胶以及非图形区域的光刻胶，并对所述金属化孔区域和非图形区域进行刻蚀，除去所述金属化孔区域和非图形区域的金属层；
[0013]F)在步骤E)得到的薄膜电路基片正面和金属化孔内壁依次溅射第二钛钨薄膜和第二金薄膜；
[0014]G)将步骤F)得到的薄膜电路基片两面进行全板电镀金工艺；
[0015]H)在步骤G)得到的薄膜电路基片正面利用干膜作为光阻进行曝光显影，使得孔区域显影，其他区域被干膜覆盖，然后进行电镀镍，电镀镍完成后将表面干膜除去；
[0016]I)用碘和碘化钾混合水溶液配置的金腐蚀液刻蚀掉步骤H)得到的薄膜电路基片正面的电镀金层，用钛钨腐蚀液湿法刻蚀掉设计图形之外不需要的钛钨薄膜，用镍腐蚀液除去薄膜电路基片背面以及孔内壁的电镀镍层，得到金属化孔薄膜电路。
[0017]优选的，步骤B)中，沉积氮化钽薄膜的方法为磁控溅射沉积；
[0018]沉积氮化钽薄膜采用的反应气体包括氮气和氩气，所述氮气和氩气的气体分压比为1：2～5；
[0019]所述氮化钽薄膜的方阻值为10～200Ω/口；
[0020]溅射第一钛钨薄膜采用的反应气体为氩气，所述氩气的气体流量为65～75sccm；
[0021]所述第一钛钨薄膜的厚度为0.01～0.2μm；
[0022]溅射第一金薄膜采用的反应气体为氩气，所述氩气的气体流量为65～75sccm；
[0023]所述第一金薄膜的厚度为0.1～0.3μm。
[0024]优选的，步骤C)中，所述喷胶工艺中，喷胶溶液比率为1：10，喷胶温度为83～87℃，喷胶流量为1.2mL/min，喷胶次数为4次，然后在113～117℃下保温4～6min；
[0025]所述匀胶工艺中，采用旋转涂布得到一层光刻胶，所述匀胶的转速为6800～7200rpm，匀胶时间为28～32s，然后在85～95℃下烘干10～20min；
[0026]采用掩膜版将金属化孔和非图形区域进行遮盖处理；
[0027]所述掩膜版上的孔尺寸小于所述金属化孔的尺寸。
[0028]优选的，步骤C)中，所述显影在氢氧化钠的水溶液中进行；
[0029]所述氢氧化钠的水溶液的质量浓度为0.3％～0.5％；
[0030]所述显影在室温下进行，显影的时间为15～25s。
[0031]优选的，步骤D)中，所述电镀金的电流密度为0.1～0.3A/dm2；
[0032]所述电镀金层的厚度大于3μm。
[0033]优选的，步骤E)中，采用丙酮除去孔内壁光刻胶以及非图形区域的光刻胶；
[0034]对所述金属化孔区域和非图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属化孔薄膜电路的制备方法，包括以下步骤：A)在陶瓷基片上用激光进行打孔，并清洗；B)在步骤A)得到的陶瓷基片的正面和背面沉积氮化钽薄膜，在所述氮化钽薄膜上依次溅射第一钛钨薄膜和第一金薄膜，得到复合陶瓷基片；C)采用选择性电镀工艺制作薄膜电路，经过喷胶或匀胶工艺后，在步骤B)得到的复合陶瓷基片正面和金属化孔内覆盖有光刻胶，将金属化孔和非图形区域进行遮盖处理，曝光后，使薄膜电路进行选择性显影，孔内壁光刻胶以及非图形区域的光刻胶未被显影；D)选择性显影完成后，置于电镀金溶液中进行电镀金，使得光刻胶被去除的区域覆盖电镀金层；E)除去孔内壁光刻胶以及非图形区域的光刻胶，并对所述金属化孔区域和非图形区域进行刻蚀，除去所述金属化孔区域和非图形区域的金属层；F)在步骤E)得到的薄膜电路基片正面和金属化孔内壁依次溅射第二钛钨薄膜和第二金薄膜；G)将步骤F)得到的薄膜电路基片两面进行全板电镀金工艺；H)在步骤G)得到的薄膜电路基片正面利用干膜作为光阻进行曝光显影，使得孔区域显影，其他区域被干膜覆盖，然后进行电镀镍，电镀镍完成后将表面干膜除去；I)用碘和碘化钾混合水溶液配置的金腐蚀液刻蚀掉步骤H)得到的薄膜电路基片正面的电镀金层，用钛钨腐蚀液湿法刻蚀掉设计图形之外不需要的钛钨薄膜，用镍腐蚀液除去薄膜电路基片背面以及孔内壁的电镀镍层，得到金属化孔薄膜电路。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，沉积氮化钽薄膜的方法为磁控溅射沉积；沉积氮化钽薄膜采用的反应气体包括氮气和氩气，所述氮气和氩气的气体分压比为1：2～5；所述氮化钽薄膜的方阻值为10～200Ω/口；溅射第一钛钨薄膜采用的反应气体为氩气，所述氩气的气体流量为65～75sccm；所述第一钛钨薄膜的厚度为0.01～0.2μm；溅射第一金薄膜采用的反应气体为氩气，所述氩气的气体流量为65～75sccm；所述第一金薄膜的厚度为0.1～0.3μm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，所述喷胶工艺中，喷胶溶液比率为1：10，喷胶温度为83～87℃，喷胶流量为1.2mL/min，喷胶次数为4次，然后在113～117℃下保温4～6min；所述匀胶工艺中，采用旋转涂布得到一层光刻胶，所述匀胶的转速为6800～7200rpm，匀胶时间为28～32s，然后在85～95℃下烘干10～20min；采用掩膜版将金属化孔和非图形区域进行遮盖处理；所述掩膜版上的孔尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：程吉霖，聂源，钟怀磊，刘旭，
申请(专利权)人：成都亚光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：