專利名稱：制造帶式線路基底的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造帶式線路基底(tape wiring substrate)的方法，且特別涉及使用激光形成線路圖案的一種制造帶式線路基底的方法。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體裝置的薄、緊密、高度集成、高速和多引線的最新趨勢，帶式線路基底在半導(dǎo)體芯片安裝技術(shù)中已經(jīng)得到日益廣泛的應(yīng)用。設(shè)計帶式線路基底使線路圖案層在由絕緣材料如聚酰亞胺樹脂制成的基底膜上形成。采用帶式自動結(jié)合(TAB)技術(shù)，在帶式線路基底中，連接至線路圖案層的導(dǎo)線可以與在半導(dǎo)體芯片上在前形成的凸點一次性結(jié)合。由于這樣的特征，該帶式線路基底稱為TAB帶。
圖1A至圖1D為依次顯示現(xiàn)有技術(shù)的制造帶式線路基底的方法的剖面示意圖。
如圖1A所示，使用層壓法或電鍍法在由絕緣材料如聚酰亞胺制成的基底膜110上形成銅膜120。
如圖1B所示，光致抗蝕劑130(下文稱為“PR”)涂在銅膜120上。然后，使用具有波長為幾百毫米的光源132進行曝光步驟。
如圖1C所示，在完成曝光步驟后，顯影PR130使PR130得到圖案化以形成圖案化的PR135。
如圖1D所示，使用圖案化的PR135作為蝕刻掩模來蝕刻銅膜120以形成線路圖案125。在此時，使用一濕法蝕刻步驟以蝕刻銅膜120。通過去除剩余的PR135，完成線路圖案125的形成。
如上所述，在制造傳統(tǒng)帶式線路基底的工藝中，在制造基層膜110之后，銅膜120在其上形成且使用光刻和蝕刻工藝加工為線路圖案125。光刻和蝕刻工藝包括多個工藝步驟，包括PR涂覆步驟、曝光步驟、PR顯影步驟、銅膜蝕刻步驟等等。
這樣多的工藝步驟造成在生產(chǎn)線的批量上的增加和定期消耗的材料，例如，PR、PR顯影劑、銅膜蝕刻劑等的批量的增加，因此顯著地增加了生產(chǎn)成本。
另外，由于在傳統(tǒng)光刻和蝕刻工藝中使用具有幾百微米的相對較大波長的光源132，在銅膜120上形成具有細(xì)小節(jié)距的微米量級的線路圖案是很困難的。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的實施例提供了一種制造帶式線路基底的方法。通過它，采用簡化的制造工藝，生產(chǎn)成本可以得到顯著降低而且可以形成具有非常細(xì)小節(jié)距的線路圖案。
依據(jù)本發(fā)明的一實施例，制造帶式線路基底的方法包括提供基層膜，在基層膜上形成金屬層，和使用激光將金屬層加工為線路圖案。
依據(jù)本發(fā)明的另一實施例，制造帶式線路基底的方法包括提供基層膜，在基層膜上形成金屬層，使用激光在金屬層上部分去除非線路圖案的區(qū)域，和蝕刻非線路圖案的剩余區(qū)域且形成線路圖案。
因此，與現(xiàn)有技術(shù)不同，金屬層可以在不使用光致抗蝕劑的情況下直接加工為線路圖案。這樣，工藝步驟的數(shù)目得到減少而且因此帶式線路基底的生產(chǎn)成本可以得到顯著減少。


通過優(yōu)選實施例的詳細(xì)描述并參考其附圖，本發(fā)明的上述和其它的特征和優(yōu)點將更明顯易懂。
圖1A至1D為依次顯示制造傳統(tǒng)帶式線路基底的方法的剖面示意圖。
圖2為本發(fā)明的一實施例的顯示制造帶式線路電極的工藝的流程圖。
圖3A至3C為依次顯示制造如圖2所示的帶式線路基底的方法的剖面示意圖。
圖4為在本發(fā)明的一實施例中使用的曝光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明的另一實施例的顯示制造帶式線路電極的工藝的流程圖。
圖6A至6D為依次顯示制造如圖5所示的帶式線路基底的方法的剖面示意圖。
具體實施例方式
通過參考下文對優(yōu)選實施例和附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的優(yōu)點和特征及獲得本發(fā)明的方法可以更明顯易懂。但是本發(fā)明可以以多個不同的形式實施且不應(yīng)解釋為限于這里闡述的實施例。而是，提供這些實施例使本發(fā)明充分和完整的公開并向本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳遞本發(fā)明的構(gòu)思。而且本發(fā)明只應(yīng)由所附的權(quán)利要求界定。在說明書中，相似的標(biāo)記表示相似的部件。
在本發(fā)明的一實施例中，柔性印刷電路板(FPC)，如帶載式封裝(TCP)或膜上芯片(COF)，可以用作帶式線路基底，其中線路圖案在基層膜上形成。在本發(fā)明的一實施例中使用的帶式線路基底具有一種結(jié)構(gòu)，其中相互連接的線路圖案和內(nèi)導(dǎo)線在由絕緣材料如聚酰亞胺樹脂制成的薄膜上形成。本發(fā)明的另一實施例的帶式線路基底包括一種采用帶式自動結(jié)合(TAB)技術(shù)的線路基底，其中在半導(dǎo)體芯片上在前形成的凸點可以與帶式線路基底的內(nèi)導(dǎo)線一次性結(jié)合。上述的帶式線路基底只為了說明。
參考圖2至圖4在下文中解釋了本發(fā)明的一個實施例。
圖2為本發(fā)明的一實施例的顯示制造帶式線路基底的工藝的流程圖，圖3A至3C為依次顯示制造如圖2所示的帶式線路基底的方法的剖面示意圖，而圖4為在本發(fā)明的一實施例中采用的曝光設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖2所示，在步驟S210中首先制備基層膜。請參考圖3A，基層膜310包括如聚酰亞胺或聚酯樹脂的絕緣材料?；鶎幽?10具有約20-100μm的厚度。作為基層膜的聚酰亞胺薄膜310可以通過從薄膜中去除溶劑獲得，該薄膜通過在一固定容器中涂覆先驅(qū)物即聚胺酸(PAA)溶液，然后進行固化步驟(未顯示)而獲得。
請重新參考圖2，在步驟S220中，金屬層320(圖3A)在基層膜310上形成。請參考圖3A，在基層膜310上形成的金屬層320具有約5-20μm的厚度且由金屬材料如銅制成。
在基層膜310上作為金屬層320的示范層的銅膜的形成方法包括鑄型(casting)，層壓(laminating)，電鍍(electroplating)等等。在鑄型中，處在液態(tài)中的基層膜310被澆注在碾制的銅膜上然后固化。在層壓中，碾制(rolled)的銅膜被設(shè)置在基層膜310上然后熱壓。在電鍍中，籽層(未顯示)被沉積在基層膜310上，然后浸入具有熔融銅的電鍍液，隨后向其中通電，因此形成銅膜。籽層可以通過濺射在基層膜310上形成。籽層最好由從Cr、Ti、Ni和其組合的材料中選出的一種材料制成。
如圖2所示，在步驟230中使用激光330形成線路圖案325(圖3A)。請參考圖3A和圖3B，使用激光330選擇性地蝕刻在基層膜310上形成的金屬層320，從而形成線路圖案325以構(gòu)建預(yù)定電路。
如圖2所示，在工藝240中涂覆抗焊劑340(圖3C)。請參考圖3C，抗焊劑340被涂覆在部分基層膜310上以保護線路圖案325免受外部沖擊，該部分不同于在線路圖案325中與外部輸出端電連接的預(yù)定部分。涂覆抗焊劑340可以采用如網(wǎng)板印刷的傳統(tǒng)技術(shù)。
Sn、Au、Ni或焊料最好被電鍍在線路圖案325的表面以改善線路圖案325的電性能。這樣一種在線路圖案325上涂覆抗焊劑340之后進行電鍍的方法稱為后電鍍方法。另外，可以采用在線路圖案325上電鍍后涂覆抗焊劑340的前電鍍方法。
參考圖4，在下文中詳細(xì)說明了使用激光330形成帶式線路基底的方法。
請參考圖4，激光曝光設(shè)備400包括光源，包括透鏡陣列的蠅眼鏡頭組420，具有預(yù)定形狀的孔430，聚光鏡440和投射鏡460。
這里，具有波長為550nm或更小的激光可以從光源410產(chǎn)生以實現(xiàn)具有細(xì)小節(jié)距的線路圖案325。這樣，源氣體如ArF、KrF、XeCl、F2、Nd-YAG(neodymium-yttrium aluminum garnet)和CO2可以用作光源410。另外，可以使用如激光二極管的激光器。
如圖4所示，蠅眼鏡頭組420沿從光源410產(chǎn)生的光輻射的光路設(shè)置，其中小透鏡可以具有如蠅眼的六邊形，或其他不同形狀。當(dāng)照射掩模450時，光束均化器，例如蠅眼鏡420，使得激光輻射的強度和分布均勻。
另外，當(dāng)線路圖案變得越來越小，孔430可以設(shè)置在激光的光路中以增加激光輻射圖案的分辨率?？?30可以具有兩極，四極或環(huán)形等等的形狀。
因此，在光源410產(chǎn)生的激光輻射可以通過蠅眼透鏡組420轉(zhuǎn)化為基本平行的光束且由孔430部分約束。
通過孔430的激光輻射可以通過聚光鏡440照射在掩模450上。聚光鏡440在期望的方向上會聚在光源420中產(chǎn)生的光輻射。聚光鏡440可能不與成像直接相關(guān)，但是當(dāng)激光輻射照射在掩模450上時可以增加激光的均勻度。
到達(dá)掩模450的激光輻射被衍射且通過投影鏡460將在基層膜310上形成的金屬層320曝光。一般地，投影鏡460傳播從掩模450傳來的激光輻射以在金屬層320上投影掩模圖案的影像。臺470支持其中形成金屬膜320的基層膜310。
在形成于基層膜310的金屬層320上照射產(chǎn)生于光源410的激光輻射的方法的范例包括步進重復(fù)方法和步進掃描方法。在步進重復(fù)方法中采用步進器在掩模450和臺470停止移動時照射金屬層320。而在步進掃描方法中采用掃描器在掩模450和臺470在相對方向上以不同速度移動時進行曝光。
為了準(zhǔn)確地蝕刻金屬層320以形成線路圖案325，且最小化由激光產(chǎn)生的熱能導(dǎo)致的對在金屬層320下的基層膜310的損傷，優(yōu)選使用脈沖型激光。
發(fā)射激光輻射的優(yōu)選方法將通過具有脈沖能量200J的ArF準(zhǔn)分子激光(波長為193nm)的范例得到描述。這里，發(fā)射激光輻射的方法可以依據(jù)使用的設(shè)備和工藝條件改變。銅可以用作金屬層320而聚酰亞胺可以用作基層膜310，但是本發(fā)明的實施不應(yīng)限于以下描述的特定實施例。
在本發(fā)明的一實施例的ArF準(zhǔn)分子激光中，假設(shè)銅的蝕刻速度約為160mJ/μm且聚酰亞胺的蝕刻速度約為16mJ/μm，下文描述將具有厚度為8μm的金屬層320圖案化為線路圖案325的工藝。
為了蝕刻具有厚度為8μm的金屬層320，需要1280mJ的能量(＝160mJ/μm×8μm)因為ArF準(zhǔn)分子激光的脈沖能量為200mJ，需要6.4個脈沖(＝1280mJ/200mJ)以蝕刻具有厚度為8μm的金屬層320。因此，如果ArF準(zhǔn)分子激光的7個脈沖照射在金屬層320上，則金屬層320被蝕刻以形成線路圖案325，且相當(dāng)于0.6個脈沖的120mJ的能量照射在基層膜310上。這樣，基層膜310被進一步蝕刻至約7.5μm(＝120mJ/16mJ/μm)的厚度，但是這是一個可以忽略的蝕刻量，即基層膜310的物理性能完全不會受到不良影響。
當(dāng)使用脈沖型激光蝕刻金屬層320時，激光的脈沖能量可以調(diào)整頻率(通常在50-300Hz范圍內(nèi))和印刷能量(通常在5-100W范圍內(nèi))。因此，如果激光的脈沖能量得到正確的調(diào)整，它可以減少位于金屬層320下的基層膜310例如聚酰亞胺的蝕刻量至最小值，但不應(yīng)限于在上述實施例界定的特定數(shù)值。而是，依據(jù)材料和金屬層320的厚度在蝕刻金屬層320時通過調(diào)整激光的頻率和印刷能量來最小化基層膜310的蝕刻量。
另外，在使用激光形成線路圖案325期間，熱能可能不僅傳遞到金屬層320和激光330之間接觸的部分，而且傳遞到與接觸部分相鄰的金屬層320或基層膜310。熱能可能侵蝕接觸部分周圍的金屬層320或可能使接觸部分下的基層膜310變形。這樣，最好當(dāng)使用激光形成線路圖案325時，在金屬層320和激光330接觸的部分提供冷卻劑，從而避免熱能傳遞到接觸部分周邊。可以使用甲醚、乙基氯化物、甲基甲酸、異丁烷、二氯乙烯、四甲基氯化物，乙醚、氨、二氧化碳、二氧化硫，甲基氯化物和CFC基冷卻劑(Freon)作為冷卻劑。
現(xiàn)在將參考圖5至圖6D來描述本發(fā)明的另一實施例。
圖5為本發(fā)明的該實施例的顯示制造帶式線路基底的工藝的流程圖，且圖6A至6D為依次顯示制造如圖5所示的帶式線路基底的方法的剖面示意圖。為了便于理解，與本發(fā)明的前述實施例相應(yīng)的如圖3A-3C所示的同樣功能元件用同樣的標(biāo)記表示，而且不作詳細(xì)解釋。
如圖5和6A所示，首先，在步驟S510中制備基層膜310。然后，在步驟S520中在基層膜310上形成金屬層320。這里，金屬層320與本發(fā)明的前述實施例中使用的相同。
請參考圖5、6A和6B，在步驟S530中使用激光330選擇性地蝕刻形成在基層膜310上的金屬層320以形成構(gòu)建預(yù)定電路的線路圖案625。這里，金屬層320包括用于傳遞電信號的線路圖案625和非線路圖案625的區(qū)域622，區(qū)域622需要在后續(xù)的步驟中去除以完成線路圖案625。
如圖6B所示，使用激光330部分去除非線路圖案625的區(qū)域622以留下一預(yù)定厚度。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中在使用8μm厚的銅膜作為金屬層320的情況下，使用激光330可以蝕刻銅膜至約7.5μm的厚度且留下約0.5μm的厚度，但是本發(fā)明不應(yīng)限于此。而是依據(jù)工藝條件或方便，激光蝕刻后剩余的區(qū)域622的厚度可以變化。
如圖6C所示，在步驟S540中非線路圖案625的區(qū)域622用濕法蝕刻去除。設(shè)置在區(qū)域622下的基層膜310通過濕法蝕刻從金屬層320顯露。如上所示，濕法蝕刻可以優(yōu)選用于去除區(qū)域622，但是本發(fā)明不限于此。例如，非線路圖案625的區(qū)域622可以用等離子通過干法蝕刻去除。
優(yōu)選地，在用銅膜作為金屬層320的情況下，濕法蝕刻可以用含例如FeCl3、FeCl和HCl的水溶液作為腐蝕劑來進行?；蛘邼穹ㄎg刻可以用含例如CuCl2、CuCl和HCl的水溶液作為腐蝕劑來進行。
如圖6D所示，在步驟5550中，為了保護線路圖案625免受外部沖擊，抗焊劑340或其他保護性材料涂覆在形成于基層膜310上的線路圖案625上，除了與外接端電連接的預(yù)定部分。
包括激光蝕刻的另一優(yōu)選方法通過具有200mJ脈沖能量的ArF準(zhǔn)分子激光(波長為193nm)的范例來描述。這里，使用激光的方法可以依據(jù)使用設(shè)備和工藝條件改變。銅可以作為金屬層320使用且聚酰亞胺可以作為基層膜310使用，但是本發(fā)明不限于上下文所述的特定范例。
在本發(fā)明的另一實施例的ArF準(zhǔn)分子激光中，假設(shè)銅的蝕刻速度約為160mJ/μm且聚酰亞胺的蝕刻速度約為16mJ/μm，下文描述將具有厚度為8μm的金屬層320圖案化為線路圖案625的工藝。
為了蝕刻具有厚度為8μm的金屬層320，需要1280mJ的能量(＝160mJ/μm×8μm)。因為ArF準(zhǔn)分子激光的脈沖能量為200mJ，需要6.4個脈沖(＝1280mJ/200mJ)以蝕刻具有厚度為8μm的金屬層320。因此，如果ArF準(zhǔn)分子激光的6個脈沖照射在金屬層320上，金屬層320被蝕刻以形成線路圖案625。這樣，與非線路圖案625的區(qū)域622留下至約0.5μm的厚度，其可以用濕法蝕刻或用等離子的干法蝕刻去除。
如上所述，通過進行使用激光的主要蝕刻和次要蝕刻(濕法蝕刻或干法蝕刻)，線路圖案625可以使用激光330在對基層膜310無損傷的情況下形成。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的說明性實施例，與現(xiàn)有技術(shù)不同，金屬層可以在不使用抗光蝕刻劑的情況下直接加工為線路圖案。這樣，工藝步驟的數(shù)量可以得到減少。因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，帶式線路基底的生產(chǎn)成本可以得到顯著降低。
總之，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不明顯脫離本發(fā)明的原則的情況下可以對優(yōu)選實施例作出更改與潤飾。因此，本發(fā)明公開的優(yōu)選實施例是用于通用和說明的目的而不是用于限定。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明的制造帶式線路基底的方法，生產(chǎn)成本可以通過簡化的制造工藝得到減少并且可以形成具有細(xì)小節(jié)距的微細(xì)線路圖案。
權(quán)利要求
1.一種制造帶式線路基底的方法，其方法的步驟包括提供一基層膜；在所述基層膜上形成一金屬層；且使用產(chǎn)生激光輻射以入射在所述金屬層上的一激光，蝕刻所述金屬層以形成一線路圖案。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光由從ArF、KrF、XeCl、F2、Nd-YAG(neodymium-yttrium aluminum garnet)和CO2中選擇的一源氣體產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光是脈沖型。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光輻射在入射到金屬層上之前通過一光束均化器。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中還包括當(dāng)形成所述線路圖案時為所述金屬層提供一冷卻劑。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述冷卻劑從甲醚、乙基氯化物、甲基甲酸、異丁烷、二氯乙烯、四甲基氯化物，乙醚、氨、二氧化碳、二氧化硫，甲基氯化物和CFC基冷卻劑(Freon)中選擇。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述金屬層包括銅。
8.一種制造帶式線路基底的方法，其方法的步驟包括提供一基層膜；在所述基層膜上形成一金屬層；使用產(chǎn)生激光輻射以入射在所述金屬層上的一激光，至少部分去除在所述金屬層上非線路圖案的區(qū)域。蝕刻非線路圖案的剩余區(qū)域以形成所述線路圖案。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述激光由從ArF、KrF、XeCl、F2、Nd-YAG(neodymium-yttrium aluminum garnet)和CO2中選擇的一源氣體產(chǎn)生。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中激光是脈沖型。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述激光輻射在入射到金屬層上之前通過一光束均化器。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中還包括當(dāng)至少部分去除所述區(qū)域時為所述金屬層提供一冷卻劑。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述冷卻劑從甲醚、乙基氯化物、甲基甲酸、異丁烷、二氯乙烯、四甲基氯化物，乙醚、氨、二氧化碳、二氧化硫，甲基氯化物和CFC基冷卻劑(Freon)中選擇。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述蝕刻包括濕法蝕刻。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述濕法蝕刻顯露設(shè)置在不同于線路圖案的區(qū)域之下的基層膜。
16.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述金屬層包括銅。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中濕法蝕刻包括使用含F(xiàn)eCl3、FeCl和HCl的水溶液作為腐蝕劑。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中濕法蝕刻包括使用含CuCl2、CuCl和HCl的水溶液作為腐蝕劑。
19.如權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述金屬層包括層壓。
20.如權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述金屬層包括電鍍。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其進一步包括在形成所述金屬層之前，通過濺射在基層膜上形成一籽層。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中所述籽層由從Cr、Ti、Ni和其之間組合中選擇的一種材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造帶式線路基底的方法。通過該方法用簡化的制造工藝可以降低生產(chǎn)成本?？梢孕纬删哂屑?xì)小節(jié)距的線路圖案。在一實施例中，該方法包括提供基層膜，在基層膜上形成金屬層，并且使用激光將金屬層圖案化為線路圖案。在另一個實施例中，使用激光將金屬層部分去除，并且通過例如后續(xù)的濕法蝕刻完成線路圖案的形成。
文檔編號B23K101/42GK1671270SQ20051005512
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者李忠善, 姜思尹, 權(quán)容煥, 崔敬世 申請人:三星電子株式會社