在陶瓷基板製作小孔徑鍍銅貫穿孔的方法
2023-05-30 10:19:26 2
專利名稱：在陶瓷基板製作小孔徑鍍銅貫穿孔的方法
技術領域：
本發明關於一種基板的直接鍍銅(DPC)金屬化製程，尤指一種具 備薄膜製程高頻、高密度特性且不虞提高成本的基板金屬化製程。
背景技術：
由於如Cellular、 Wireless LAN、 Wireless Modem等無線設備的蓬勃 發展，其對於電路基板的要求相對提高，如要求高功率、高頻及低損失 等特性，而前述對於基板的特性要求，就目前的基板製造技術而言，是 可輕易達成的，而以往的薄膜製程是基板在真空環境中經特殊金屬網罩 以蒸鍍或濺鍍形成線路，其線路具有細直的優點，但因線路較薄且含有 氧化物或氮化物的雜質，為符合平整線路及理想電性的要求，乃需採用 高平整度且氧化鋁(A1203)成份高(99.6%)的基板，故其製造成本較 高；再者，由於形成線路的塗料本身為顆粒狀，且含有其它雜質，同時 在線路較薄處具有較多的雜質，故其電傳導效率不佳，且散熱效果也不 理想。
而另一種成本較低的厚膜製程，其製成線路平整度不佳，無法符合 高頻線路的要求，且其最佳的線寬及線距，僅能作到6mil以上，對力求 精細的高頻線路而言，其精細度顯然未達標準，由此可知，厚膜製程仍 無法滿足高頻線路的要求。
再者，習用的基板在鍍銅前，基板的表面通常是布滿了許多大小口 徑不同的貫穿孔，這些貫穿孔在行濺鍍時，常常無法使得基板的表面能
3夠完全的導通，而且在濺鍍的過程中則常會因為所形成的氣孔或是氣泡， 而終致影響線路的形成。
發明內容
為此，本發明主要目的在於提供一種低成本但具備理想電氣特性的 電路基板金屬化製程，其不需要金屬網罩即可對基板表面作直接濺鍍， 以及經由電鍍化學銅的步驟來去除於濺鍍過程中所形成的氣孔或氣泡， 並進一步以低成本的曝光、顯影及電鍍步驟形成厚且純的金屬線路，藉 此獲致較佳的電性，並可適用一般的氧化鋁基板，而大幅降低成本。
為達成前述目的採取的技術手段為，令前述製程包括有
一於基板上進行設定貫穿孔的步驟；
一於基板表面依序形成鈦層及銅層的濺鍍步驟；
一形成電鍍化學銅的步驟；
一貼幹膜步驟；
一以利用光罩進行曝光、顯影等成像步驟；
一於成像的線路圖案上鍍銅以形成銅線路的步驟；
一剝膜步驟；
一於銅線路上鍍鎳的步驟； 一於銅線路的鎳層外鍍金的步驟；及 一去除基板表面鈦/銅層的步驟；
以前述製程設計，由於是以曝光、顯影及蝕刻方式形成線路，故可 使線路細直平整；
又因以電鍍直接形成線路，而銅線路本身具有理想的電傳導特性， 且同時兼具理想導熱效果；另也具備高頻特性佳、低損失、低成本及物理性穩定等優點。
前述的鍍鎳及鍍金步驟可緊接於形成銅線路步驟之後進行。 為能進一步了解前述目的及本發明的技術特徵，茲附以圖式詳細說
明如後
圖l為本發明的流程圖。
圖2A 2G為本發明的製程示意圖。
圖號部分
10基板 11鈦層
12銅層 120電鍍化學銅層 13幹膜
14光罩 15銅線路
16鎳層 17金層
具體實施例方式
有關本發明在陶瓷基板製作小孔徑鍍銅貫穿孔的方法，如圖1所示，
其包括有"設定貫穿孔"、"濺鍍鈦/銅層"、"電鍍化學銅"、"貼幹
膜"、"圖型成像"、"電鍍銅線路"、"剝膜"、"去除鈦/銅層"、"鍍
鎳"及"鍍金"等步驟；其中
該"設定貫穿孔"步驟，是於基板上設定複數個貫穿孔(through holes) 100 (請參閱圖2A所示)；
該"濺鍍鈦/銅層"步驟，主要是以濺鍍(SPUTTERING)方式於基板10表、底面依序形成鈦層11及銅層12的步驟(請參閱圖2B所示)， 於本實施例中，該鈦層11厚度為3000A，又銅層12則為4000A;而藉 由在基板IO上依序形成鈦層11及銅層12，可利於在基板10電鍍銅線路。
該"電鍍化學銅"步驟，主要是在濺鍍鈦銅的步驟後，因為於濺鍍 的過程中會形成有無數個氣孔或是氣泡，這些氣孔或是氣泡則在日後形 成基板10的電連接時，會形成無法達到完全連通的效果，而且，若是前 述的貫穿孔100的尺寸小於lOO)a，則於濺鍍的過程中將無法在過小的貫 穿孔100的內壁面上形成一層導電層，所以在濺鍍鈦銅的步驟後，需再 加上一電鍍化學銅120，以可將影響基板10電連接的因素完全的去除。 也就是說，經由電鍍化學銅120，即可將口徑過小的貫穿孔也予以布滿一 層銅，而可協助基板10的導通。
該"貼幹膜"步驟，主要是於基板IO上欲形成線路的一面貼附以幹 膜13 (如圖2C所示)，幹膜(DRYFILM) 13是一種對紫外線反應的聚 合性樹脂，其功能是在聚合後保護線路不被蝕刻掉。
該"圖型成像"步驟，其包括有"曝光"及"顯影"兩大部分，其
中
"曝光"步驟，如圖2D所示，是將線路製成正版的光罩14後，先 行定位及平貼於貼好幹膜13的基板10上，再經曝光機進行抽真空、壓 板及紫外線照射而完成，其中紫外線的照射將使幹膜13產生聚合作用， 而由於光罩14的使用，其上的線路部分是紫外線所無法透射，因此，幹 膜13上未被紫外線照射的部分，將無法產生聚合作用。
"顯影"，至於顯影的原理則是利用顯影液將未產生聚合的幹膜部分 去除，而以物理及化學剝除方式將需要保留的線路顯現出來；以前述制 程步驟所構成的線路，具有細直平整的特性。該"電鍍銅"步驟，是於前述"圖像成型"步驟中基板IO表面所形
成的線路上以電鍍方式形成適當厚度的銅線路15 (如圖2E所示)，而構 成基本的線路雛型，由於是以電鍍直接形成銅線路，故具備理想的電傳 導特性及散熱效果。
該"剝膜"步驟，主要用以去除基板10表面殘留的幹膜13，該經去 除幹膜13後的基板10如圖2F所示。
該"去除鈦/銅層"步驟，是利用蝕刻方式進行，主要是先於基板 10的銅線路15上塗布光阻，再利用蝕刻(ETCHING)方式將基板10表 面除銅線路15以外的鈦層11及銅層12去除。
該"鍍鎳"步驟，是於前述基板10的銅線路15表面鍍上鎳層16 (請 參閱圖2G所示)，該鎳層16是為避免銅線路15中的銅離子遷移 (MIGRATING)至後續形成的金層17中。
該"鍍金"步驟，是於前述銅線路15的表面鍍上金層17，藉此使線 路符合高頻要求。
以前述所列步驟，為本發明金屬化製程的具體流程，但必須特別聲 明的是前述流程各個步驟的執行順序並非固定一成不變的，如前述的 "鍍鎳"與"鍍金"步驟，除可如前述流程般是於"去除鈦/銅層"步 驟之後進行，也可緊接在"電鍍銅"步驟之後進行，意即，該基板10於 表面電鍍形成銅線路15後，緊接著即於銅線路15上依序形成隔離遷移 作用的鎳層16及提高信號傳輸質量的金層17，隨後再依序進行"剝膜" 及"去除鈦/銅層"步驟；而此種執行順序所達成的功效仍與前述流程 相同。
經上述說明可看出本發明的具體流程步驟，以該等設計至少具備下
列優點1. 線路細直、平整度佳此為高頻電路對於線路的基本要求，今透 過前述曝光、顯影及蝕刻步驟所產生的線路構造可趨於細密，而符合高 密度的要求，另所形成線路具有極佳的平整度，符合高頻電路對線路平 整度的要求。
2. 具高導熱效率及電氣特性由於本發明是以電鍍方式直接形成適 當厚度的銅線路，而銅線路本身具有理想的散熱效果，再加上厚度適當 電傳導效率佳，故也具備理想的高頻特性、穩定的物理特性及低損失。
4.製作成本低由於本發明是以電鍍形成適當厚度的銅線路，其本 身已具備理想的電性，因此在基板的選用上，對於氧化鋁成分要求較低 (約為96%)，故可有效降低製造成本。
綜上所述，本發明確可獲致如前揭所述的諸項優點，其相較於既有 高頻線路基板，在製程上更具效率，且可有效降低製造成本，由此可見， 本發明確已具備產業上可利用性與進步性，並符合發明專利要件，爰依 法提起申請。
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權利要求
1、一種在陶瓷基板製作小孔徑鍍銅貫穿孔的方法，其包括有一「設定貫穿孔」步驟於陶瓷基板上進行鑿孔，以為陶瓷基板的電連接作處理；一「形成鈦/銅層」步驟以濺鍍方式於陶瓷基板表面依序形成一鈦層以及一銅層；一「電鍍化學銅」步驟主要是利用電鍍化學銅的過程中將於前述「形成鈦/銅層」步驟中所形成不具有導通作用的氣孔或是氣泡予以完全地導通；一「貼幹膜」步驟；一「圖型成像」步驟利用光罩於基板表面進行曝光、顯影處理；一「形成銅線路」步驟於基板上成像的線路圖案上鍍銅以形成線路；一「剝膜」步驟用以剝離基板表面殘留的幹膜；一「鍍鎳」步驟於銅線路上形成隔離遷移用的鎳層；一「鍍金」步驟於銅線路的鎳層外形成金層；及一「去除鈦/銅層」步驟。
全文摘要
本發明提供一種在陶瓷基板製作小孔徑鍍銅貫穿孔的方法，主要是於一基板上先進行鑿孔、穿孔電連接等先前處理步驟後，於基板表面以濺鍍方式依序形成鈦層及銅層，爾後再行實施一電鍍化學銅的過程，並於貼上幹膜後而進行曝光、顯影等步驟，隨後於線路圖案上鍍銅以形成銅線路，完成後即剝離幹膜，再依序於銅線路上鍍鎳及鍍金，即完成金屬化製程；以前述製程可使線路細直、且兼具理想導熱效果、高頻特性、低損失、低成本及物理性穩定等優點，同時，小口徑貫穿孔的無法導通的問題，也可藉由電鍍化學銅的步驟而予以完全的使之導通。
文檔編號H05K3/00GK101448364SQ200710167369
公開日2009年6月3日 申請日期2007年11月26日 優先權日2007年11月26日
發明者呂紹萍 申請人:同欣電子工業股份有限公司