一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法
2023-05-19 04:47:06
一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，通過在準備好的基板上形成澱積層並製作出薄膜電路圖形，然後製作好用於保護切縫的掩膜版，在基板的澱積層上形成用於保護切縫的掩膜，並利用掩膜電鍍工藝加厚薄膜電路圖形，去除掩膜留出只有澱積層的切縫，最後利用砂輪劃片機沿著工件的切縫處劃切得到成品件。本發明由於切縫處有光刻膠的電鍍絕緣作用，避免了電鍍時切縫處金屬鍍層的增厚，使得砂輪直接作用於較薄的澱積層，有效減少了劃切時產生的金屬排洩物，從而減少了金屬毛刺和膜層脫落現象的發生，提高了薄膜電路的劃切質量和成品率。
【專利說明】—種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法。
【背景技術】
[0002]在混合集成電路的薄膜電路製作工藝中，利用砂輪劃片機對薄膜電路進行劃切是比較常見的薄膜電路外形加工手段之一。
[0003]薄膜電路一般具有多層結構，下層基板採用硬質材料諸如陶瓷、寶石、石英等，上層多為金屬或金屬化合物形成的澱積層和電鍍層，澱積層通過蒸發、濺射或化學氣相澱積等方式形成，厚度一般在20?500nm，電鍍層是以澱積層為種子層進行電鍍工藝加厚，它作為信號的主要傳輸層，厚度一般在I?5um。掩膜電鍍是在光刻時將光刻膠直接留在基板上，直接進行局部電鍍的技術，掩膜電鍍技術作為一種局部電鍍技術，相對比較成熟，在薄膜電路中有著較為廣泛的應用。
[0004]傳統薄膜電路的劃切方法為:首先將工件直接用火漆、松香或強力膠等粘合劑粘附在玻璃基板上或者用藍膜粘合，然後用砂輪劃片機直接對薄膜電路的外形進行劃切。由於基板表面金屬層一般質地較軟，在使用砂輪劃片機進行劃切時容易出現毛刺和膜層脫落等現象，尤其是在較厚的電鍍金屬層部分，在後續檢片時需要大量時間對毛刺進行清除，影響生產效率，而且一旦膜層脫落直接影響成品率。
[0005]目前，儘管國內外一些砂輪機設備廠商通過不同的砂輪製作工藝製作出厚度、材質、硬度、金剛砂顆粒度、形狀等參數各異的刀具，或者通過不斷提高砂輪機的轉速、功率和穩定性等自身性能，以適應劃切不同材料的物質，提高刀具的排洩能力，並且在一定程度上改善了劃切的質量，然而由於薄膜電路基板和信號層所用物質不同，其硬度等物理性質也不相同，很難同時兼顧多種材料的劃切，切削邊緣金屬毛刺和膜層脫落的現象仍然會發生。另外，採用雷射劃切技術，通過高能雷射作用於工件表面使得工件融化或直接氣化，來達到工件劃切的目的，但是由於雷射的熱效應，切口處容易形成重鑄層等問題，切口質量遠不如砂輪劃切的質量，並且該熱效應對工件信號層的物性也會產生一定影響。
【發明內容】
[0006]針對傳統薄膜電路製作工藝中容易出現的毛刺和膜層脫落現象，本發明提出了一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，其採用如下技術方案:
[0007]一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，包括如下步驟:
[0008]a、準備基板；
[0009]b、在基板上澱積出薄膜澱積層，並製作出薄膜電路圖形；
[0010]C、在澱積好的基板上勻光刻膠；
[0011]d、製作用於保護切縫的掩膜版，並對勻好光刻膠的工件進行曝光；
[0012]e、製作出切縫掩膜圖形；
[0013]f、進行掩膜電鍍；[0014]g、去除掩膜；
[0015]h、採用砂輪劃片機沿切縫位置劃切工件，得到成品件。
[0016]上述步驟b中，通過薄膜澱積工藝在基板上澱積出薄膜澱積層，並通過光刻刻蝕出薄膜電路圖形，所述薄膜澱積工藝中採用的澱積方式包括濺射、蒸發和化學氣相沉積。
[0017]上述步驟e中，曝光後進行顯影和定影，保留切縫位置光刻膠掩膜。
[0018]上述步驟f中，利用電鍍工藝對以澱積層為電鍍種子層對薄膜電路圖形進行加厚，形成電路的電鍍層，切縫位置處未形成電鍍層。
[0019]本發明的優點是:
[0020]本發明在準備好的基板上形成澱積層並製作出薄膜電路圖形，然後製作好用於保護切縫的掩膜版，在基板的澱積層上形成用於保護切縫的掩膜，並利用掩膜電鍍工藝加厚薄膜電路圖形，去除掩膜留出只有澱積層的切縫，最後利用砂輪劃片機沿著工件的切縫處劃切得到成品件。本發明由於切縫處有光刻膠的電鍍絕緣作用，避免了電鍍時切縫處金屬鍍層的增厚，使得砂輪直接作用於較薄的澱積層，有效減少了劃切時產生的金屬排洩物，從而減少了金屬毛刺和膜層脫落現象的發生，提高了薄膜電路的劃切質量和成品率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是基板的側面結構示意圖；
[0022]圖2是基板的正面結構示意圖；
[0023]圖3是薄膜澱積並形成電路圖形的側面結構示意圖；
[0024]圖4是薄膜澱積並形成電路圖形的正面結構示意圖；
[0025]圖5是澱積好的基板經過勻光刻膠後的側面結構示意圖；
[0026]圖6是澱積好的基板經過勻光刻膠後的正面結構示意圖；
[0027]圖7為將掩膜版置於光刻膠上方進行光刻示意圖；
[0028]圖8是掩膜版I的結構示意圖；
[0029]圖9是掩膜版II的結構示意圖；
[0030]圖10是切縫掩膜圖形製作的側面結構示意圖；
[0031]圖11是採用掩膜版I時製作的切縫掩膜圖形的正面結構示意圖；
[0032]圖12是採用掩膜版II時製作的切縫掩膜圖形的正面結構示意圖；
[0033]圖13是經過掩膜電鍍工藝後的側面結構示意圖；
[0034]圖14是採用掩膜版I時經過掩膜電鍍工藝後的正面結構示意圖；
[0035]圖15是採用掩膜版II時經過掩膜電鍍工藝後的正面結構示意圖；
[0036]圖16是經過去除掩膜工藝後的側面結構示意圖；
[0037]圖17是經過去除掩膜工藝後的正面結構示意圖；
[0038]圖18是砂輪劃切的側面結構示意圖；
[0039]圖19是成品件的正面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖以及【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明:
[0041]結合圖1至19所示，一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，包括如下流程步驟:
[0042]a、準備基板1，常用的基板材料為陶瓷、寶石、石英、矽、砷化鎵等，如圖1和圖2所示；
[0043]b、通過澱積工藝在基板I上澱積出薄膜澱積層2，並通過光刻，刻蝕出薄膜電路圖形3，常用的澱積方式有濺射、蒸發、化學氣相沉積等，如圖3和圖4所示；
[0044]澱積層的厚度為dl，包括電阻層、電容電極層、介質層、粘附層和電鍍種子層等，電鍍種子層位於最上層；
[0045]C、在澱積好的基板I上勻光刻膠，為製作掩膜層做準備；光刻膠9能較好的附著在基板表面，對薄膜電路圖形無腐蝕作用，且不被鍍液溶解，形成的厚度比電鍍層大，如圖5和圖6所示；
[0046]d、製作用於保護切縫位置的掩膜版4，並對勻好光刻膠9的工件進行曝光，如圖7所示，進行光刻掩膜版4的圖形可以是切縫的圖形，如圖8中示出的掩膜版I，或者在不影響薄膜電路圖形3電鍍的情況下可適當加寬，如圖9中示出對的掩膜版II ；
[0047]e、製作出切縫掩膜圖形，曝光後進行顯影和定影，保留切縫位置光刻膠掩膜5，如圖10、圖11和圖12所示，光刻膠掩膜5的厚度為d3，由光刻膠形成，在掩膜電鍍中起到絕緣作用，對基板有較好的附著性，且不溶於電鍍液中；
[0048]經過步驟d和步驟e製作的切縫掩膜圖形，能夠較好地保護切縫不被電鍍，且不能影響需電鍍部分薄膜電路圖形的電鍍工序；
[0049]f、掩膜電鍍，利用電鍍工藝以澱積層2為電鍍種子層對薄膜電路圖形3進行加厚，形成電路的電鍍層6，切縫位置由於被光刻膠掩膜5局部絕緣，而未能形成電鍍層，電鍍層的厚度為d2，如圖13、圖14和圖15所示；本發明中的掩膜電鍍技術比較成熟、生產成本小、易操作，可直接集成在形成薄膜電路的掩膜電鍍工藝中，澱積層的厚度dl —般為20?300nm,電鍍層的厚度為d2 —般為I?5um，光刻膠掩膜的厚度為d3略大於d2，三者之間的厚度大小關係為:d3>d2>dl ；
[0050]g、去除掩膜，如圖16和圖17所示；
[0051]h、採用砂輪劃片機7沿切縫位置劃切工件，如圖18所示，得到成品件8，如圖19所
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[0052]由於砂輪劃片機能根據切縫進行劃切，砂輪有一定金屬的排洩能力，對基板和澱積層有良好的劃切效果，本發明避免砂輪劃片機7對金屬鍍層的作用，降低了工件對劃切設備的要求，使得劃切設備的可控性增加。
[0053]需要說明的是，對形成掩膜和掩膜電鍍的實現方式，並不局限於步驟C、d、e、f中述及的勻膠、製版、顯影、刻蝕和掩膜電鍍的方式，還可以採用其他實現掩膜電鍍的替代方式，如電鍍膠帶掩膜等。此外，本發明還可應用在相關有鍍層的元件和電路製作工藝中。
【權利要求】
1.一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，其特徵在於包括如下步驟: a、準備基板； b、在基板上澱積出薄膜澱積層，並製作出薄膜電路圖形； C、在澱積好的基板上勻光刻膠； d、製作用於保護切縫的掩膜版，並對勻好光刻膠的工件進行曝光； e、製作出切縫掩膜圖形； f、進行掩膜電鍍； g、去除掩月旲； h、採用砂輪劃片機沿切縫位置劃切工件，得到成品件。
2.根據權利要求1所述的一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，其特徵在於，所述步驟b中，通過薄膜澱積工藝在基板上澱積出薄膜澱積層，並通過光刻刻蝕出薄膜電路圖形。
3.根據權利要求2所述的一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，其特徵在於，所述澱積工藝中採用的薄膜澱積方式包括濺射、蒸發和化學氣相沉積。
4.根據權利要求1所述的一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，其特徵在於，所述步驟e中，曝光後進行顯影和定影，保留切縫位置光刻膠掩膜。
5.根據權利要求1所述的一種基於掩膜電鍍的薄膜電路劃切方法，其特徵在於，所述步驟f中，利用電鍍工藝對以澱積層為電鍍種子層對薄膜電路圖形進行加厚，形成電路的電鍍層，切縫位置處未形成電鍍層。
【文檔編號】B24B27/06GK103579107SQ201310595685
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月21日 優先權日:2013年11月21日
【發明者】胡瑩璐, 路波, 王斌, 宋振國, 宋志明 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所