一種銅柱圖形轉移制作方法

專利名稱：一種銅柱圖形轉移制作方法
技術領域：
本發明屬于本發明涉及封裝基板的制作生產領域，特別是一種應用于封裝基板銅 柱圖形轉移制作方法。
背景技術：
在封裝基板工藝中，會采用銅柱積層法制作，此種方法連通穩定性較高，受封裝基 板應用的外界環境影響較小。采用銅柱積層法制作過程中，銅柱的高度影響封裝基板的介 質層厚度，目前該領域中的應用以干膜厚度小于75um的為主，在干膜厚度高于75um的銅柱 圖形轉移制作中，因電鍍漏鍍及銅柱與金屬層結合不良脫落往往出現連通斷路等問題。在現有技術中，采用的是傳統的圖形轉移制作方案表面前處理一貼膜一曝 光一顯影一電鍍。在圖形轉移過程中，因孔徑過小，顯影藥水進入顯影后的孔內后很難通 過噴淋方式進行交換，在后續的水洗處理過程中，因孔內殘留有微量的顯影藥水對已曝光 的干膜進行浸蝕，使已曝光的干膜溶解并沉積于孔內，在水洗后的烘干過程中，因孔內藥水 被烘干，溶出的已曝光干膜沉積于孔底，形成一薄層部分區域含有微孔的非導電的干膜。電 鍍過程中，電鍍藥水在無微孔區域無法通過電鍍形成電鍍銅柱層，該區域的電鍍銅柱層形 成漏鍍；在電鍍藥水通過有微孔的區域在薄層干膜表面形成電鍍銅柱層時，該區域的電鍍 銅柱層易脫落。

發明內容
為了解決現有技術存在的問題，本發明提出一種銅柱圖形轉移制作方法，解決現 有技術中存在的在圖形電鍍銅柱時銅柱與金屬層結合緊密，在后工序制作過程中降低漏 鍍、剝離脫落等問題，以實現層間互連暢通。本發明的方法具體為A 將感光抗蝕劑貼附于金屬層表面，形成感光圖形；B 進行熱固化，加固已感光的感光抗蝕劑；C 將未曝光的感光抗蝕劑溶于弱堿性溶液中；D 對裸露的金屬層表面進行清潔。更優的，將感光抗蝕劑貼附于金屬層表面，形成感光圖形的操作具體實現為采取 表面處理、貼膜、曝光操作，將感光抗蝕劑貼附于金屬層表面，并形成感光圖形。更優的，所述感光抗蝕劑為厚度在100-120um的感光抗蝕劑。更優的，采用等離子蝕刻技術對裸露的金屬層表面進行清潔時，清除上工序形成 的殘留物。更優的，采用顯影工藝將未曝光的感光抗蝕劑溶于弱堿性溶液中，在金屬層表面 留下已感光的圖形。更優的，還包括以下操作對感光抗蝕劑表面進行調節，增加干膜在電鍍液中的表面浸潤能力。
更優的，還包括圖形電鍍的操作，形成所需的銅柱。更優的，在完成等離子蝕刻后還包括采用化學清洗和烘干方式對表面的粉塵進行 清除的操作。更優的，采用熱循環烘箱對產品進行熱固化，加固已感光的感光抗蝕劑；并通過光 固化增強感光抗蝕劑與金屬層的結合力。更優的，所述表面處理的可采取的操作包括但不限于火山灰磨板、化學微蝕或者 等離子噴濺操作；所述貼膜可采用的操作包括但不限于真空貼膜、濕法貼膜或者熱壓貼膜；所述曝光可采用的操作包括但不限于平行曝光機、激光直接成像曝光機、數碼直 接成像曝光機、投影式曝光機或者步進式曝光機操作。通過本發明所述的方法，可以使金面的粗糙度增大，從而金線的鍵合能力增強，同 時也解決了由此產生的外觀缺陷的問題。可確保電鍍后銅柱脫落的現象由95%以上降到 1. 5%以下，銅柱的直徑最小可達到80um。


圖1是本發明實施方法流程圖；
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行闡述。本發明的主要目的是解決在干膜厚度高于75um的銅柱圖形制作中因電鍍漏鍍及 銅柱與金屬層結合不良脫落導致連通斷路的問題。當然，對于干膜厚度小于75um的銅柱圖 形制作也同樣適用。本發明采用以下技術方案在用感光抗蝕劑感光后采用熱固化加固已感光的抗蝕 劑，增加感光抗蝕劑的聚合度及與金屬層的結合力，在感光抗蝕劑顯影后通過等離子蝕刻 處理清潔裸露的金屬層面，調整感光抗蝕劑表面同電鍍溶液的浸潤能力。主要工藝步驟如下1. 1 將感光抗蝕劑貼附于金屬層表面，形成感光圖形；感光抗蝕劑主要集中在100-120um之間，因干膜的厚度低于IOOum時，底部殘留及 表面浸潤能力對電鍍影響不大，120um厚度干膜影響較明顯，在小于IOOum厚度干膜中，上 述流程對電鍍也有一定的改善作業。在該工藝步驟中含有表面處理一貼膜一曝光，表面處理可采用的有火山灰磨板、 化學微蝕、等離子噴濺等操作；貼膜可采用的有真空貼膜、濕法貼膜、熱壓貼膜等操作；曝 光可采用的有平行曝光機、激光直接成像曝光機、數碼直接成像曝光機、投影式曝光機、步 進式曝光機等進行操作。1. 2 進行熱固化，加固已感光的感光抗蝕劑；本實施例中采用熱循環烘箱對產品進行熱固化，加固已感光的感光抗蝕劑。為了達到更好的效果，還可以增強感光抗蝕劑與金屬層的結合力。感光抗蝕劑與 金屬層的結合力可通過光固化提高，也就是傳統工藝流程中的曝光，因本專利也有曝光流 程，但曝光后的熱固化會進一步加強該類結合力。
1. 3 將未曝光的感光抗蝕劑溶于弱堿性溶液中；這步操作主要是在金屬層表面留下已感光的圖形。本實施例中采用顯影工藝將未 曝光的感光抗蝕劑溶于弱堿性溶液中來實現上述目的。在更優的實施方式下，可在金屬層表面留下已感光的較高精度尺寸的圖形。此處主要針對傳統的激光鉆工藝傳統的激光鉆工藝，孔間尺寸精度可小于 20um，高精密的激光鉆可達到12um，但采用圖形轉移工序制作的精度主要受菲林或直接成 像曝光機的精度，傳統的菲林工藝精度可達到12um，采用直接成像工藝可達到lOum，在內 部評估測試中，采用的奧寶激光直接成像機圖形尺寸精度可達到8um以下。1. 4 對裸露的金屬層表面進行清潔。本實施例中采用等離子蝕刻技術，對裸露的金屬層表面進行清潔，清除上工序形 成的殘留物。本發明的實施案例中，等離子設備的射頻源采用中頻或高頻，電極采用水平式 或垂直式，處理用氣體可采用氧氣、四氟化碳、氬氣或氧氣+四氟化碳混合氣體、氧氣+氬氣 混合氣體，時間從5分鐘到20分鐘等設置。因等離子蝕刻的應用過程中，有處理后的粉塵殘留在干膜和底銅表面，為了達到 更好的效果，在完成等離子蝕刻后本發明的實施案例中采用了化學清洗和烘干方式對表面 的粉塵進行清除，化學清洗的方式可采用的有水平噴淋式或浸泡式，化學清洗的藥水可采 用的有酸性的有機除油劑、低濃度酸溶液、D. I水等。1.5 圖形電鍍，形成工藝所需的銅柱。此處電鍍同普通的電鍍技術完全相同，在此不再詳細描述。為了達到更好的效果，本實施例中對裸露的金屬層表面進行清潔后還會進行以下 操作對感光抗蝕劑表面進行調節，增加抗蝕劑表面同電鍍溶液的浸潤能力。也即在干膜表 面的浸潤能力，對于干膜表面的浸潤能力，專業設備有接觸角檢測，也可采用水膜破裂目視 辦法。對比評估結果如下在未采用Plasma流程處理前，水膜破裂測試時，板出水后即 破裂，在干膜表面無法形成均勻的水膜；采用Plasam處理后，水膜破裂測試時，板出水后在 膜表面形成一層均勻的薄水膜。該水膜的形成表明，干膜的表面浸潤能力有極明顯的改善。通過本發明所述的方法，可以使金面的粗糙度增大，從而金線的鍵合能力增強，同 時也解決了由此產生的外觀缺陷的問題。可確保電鍍后銅柱脫落的現象由95%以上降到 1. 5%以下，銅柱的直徑最小可達到80um。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A 將感光抗蝕劑貼附于金屬層表面，形成感光圖形；B 進行熱固化，加固已感光的感光抗蝕劑；C 將未曝光的感光抗蝕劑溶于弱堿性溶液中；D 對裸露的金屬層表面進行清潔。
2.如權利要求1所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，步驟A具體實現為采取 表面處理、貼膜、曝光操作，將感光抗蝕劑貼附于金屬層表面，并形成感光圖形。
3.如權利要求2所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，所述感光抗蝕劑為厚度 在100-120um的感光抗蝕劑。
4.如權利要求1所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，采用等離子蝕刻技術對 裸露的金屬層表面進行清潔時，清除上工序形成的殘留物。
5.如權利要求1所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，采用顯影工藝將未曝光 的感光抗蝕劑溶于弱堿性溶液中，在金屬層表面留下已感光的圖形。
6.如權利要求1所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，還包括以下操作對感光抗蝕劑表面進行調節，增加干膜在電鍍液中的表面浸潤能力。
7.如權利要求1-6所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，還包括圖形電鍍的操 作，形成所需的銅柱。
8.如權利要求7所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，在完成等離子蝕刻后還 包括采用化學清洗和烘干方式對表面的粉塵進行清除的操作。
9.如權利要求1所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，采用熱循環烘箱對產品 進行熱固化，加固已感光的感光抗蝕劑；并通過光固化增強感光抗蝕劑與金屬層的結合力。
10.如權利要求2所述的銅柱圖形轉移制作方法，其特征在于，所述表面處理的可采取 的操作包括但不限于火山灰磨板、化學微蝕或者等離子噴濺操作；所述貼膜可采用的操作包括但不限于真空貼膜、濕法貼膜或者熱壓貼膜；所述曝光可采用的操作包括但不限于平行曝光機、激光直接成像曝光機、數碼直接成 像曝光機、投影式曝光機或者步進式曝光機操作。
全文摘要
本發明公開了一種銅柱圖形轉移制作方法，解決現有技術中存在的在圖形電鍍銅柱時銅柱與金屬層結合緊密，在后工序制作過程中降低漏鍍、剝離脫落等問題，以實現層間互連暢通。本發明的方法具體為將感光抗蝕劑貼附于金屬層表面，形成感光圖形；進行熱固化，加固已感光的感光抗蝕劑；將未曝光的感光抗蝕劑溶于弱堿性溶液中，對裸露的金屬層表面進行清潔。通過本發明所述的方法，可以使金面的粗糙度增大，從而金線的鍵合能力增強，同時也解決了由此產生的外觀缺陷的問題。
文檔編號H01L21/48GK102064112SQ20091023818
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月17日 優先權日2009年11月17日
發明者蘇新虹 申請人:北大方正集團有限公司