一種制作加強金屬化孔的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種制作加強金屬化孔的方法，包括以下步驟：步驟(101)，在基片上加工通孔；步驟(102)，在基片的正面和反面濺射種子層；步驟(103)，從基片正面涂覆光刻膠；步驟(104)，將基片有光刻膠的一面朝下傾斜后，在豎直照射的紫外光下沿與傾斜面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)曝光；步驟(105)，將基片有光刻膠的一面朝下水平放置，和一個反光板緊密接觸后在豎直照射的紫外光下曝光；步驟(106)，顯影；步驟(107)，電鍍；步驟(108)，去除光刻膠。本發(fā)明的制作加強金屬化孔的方法，不需要額外制作一塊掩膜版，也不需要光刻機，具有工藝簡單、成本低的優(yōu)點。
【專利說明】
一種制作加強金屬化孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及薄膜電路領(lǐng)域，特別涉及一種制作加強金屬化孔的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 薄膜電路是在基片上利用濺射、蒸發(fā)、光刻、電鍍等加工工藝制成的無源網(wǎng)絡(luò)。與 厚膜電路相比，薄膜電路尺寸精度高；與單片集成電路相比，薄膜電路設(shè)計加工簡單，便于 組裝調(diào)試?；谏鲜鎏攸c，薄膜電路在微波領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0003] 在薄膜電路的設(shè)計加工過程中，常使用金屬化孔接地。金屬化孔能夠減小電阻和 電感，提尚電路的技術(shù)指標。
[0004] 制作帶金屬化孔薄膜電路的主要步驟包括:加工通孔、沉積種子層、光刻、電鍍、腐 蝕等。沉積種子層一般采用濺射的方法，因為蒸發(fā)對通孔的覆蓋能力差。但即使采用濺射的 方法，由于金屬粒子到達孔壁時能量減弱，金屬層的附著力仍然較差。
[0005] 另外，薄膜電路金屬化孔的直徑通常不大于基片的厚度，電鍍時由于孔徑較小，通 孔內(nèi)的鍍液交換不充分，孔壁上電鍍金屬的厚度一般小于基片表面電路電鍍金屬的厚度， 接地電阻相對較大。
[0006] 為了減小金屬化孔的接地電阻，可制作加強金屬化孔。加強金屬化孔的結(jié)構(gòu)為空 心鉚釘形狀，通孔內(nèi)壁和基片正面孔周圍的金屬層加厚，這種結(jié)構(gòu)一方面能減小接地電阻， 另一方面孔壁金屬和基片正面的電路有更厚的金屬層相連，可靠性提高。
[0007] 目前制作加強金屬化孔的方法為使用光刻機和掩膜版對基片正面通孔周圍的光 刻膠以及通孔內(nèi)壁上的光刻膠進行曝光，然后經(jīng)過顯影、電鍍形成加強金屬化孔。制作加強 金屬化孔需要額外制作一塊掩膜版和使用光刻機，且掩膜版圖形和基片上的通孔對準時容 易產(chǎn)生偏差，生產(chǎn)效率低，成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提出一種制作加強金屬化孔的方法，不使用掩 膜版和光刻機，對基片正面通孔周圍的光刻膠和通孔內(nèi)壁上的光刻膠曝光以實現(xiàn)加強金屬 化孔的制作。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：
[0010] -種制作加強金屬化孔的方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟(101)，在基片上加工通孔；
[0012] 步驟(102)，在基片的正面和反面濺射種子層；
[0013] 步驟(103)，從基片正面涂覆光刻膠；
[0014] 步驟(104)，將基片有光刻膠的一面朝下傾斜后，在豎直照射的紫外光下沿與傾斜 面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)曝光；
[0015] 步驟（105)，將基片有光刻膠的一面朝下水平放置，和一個反光板緊密接觸后在豎 直照射的紫外光下曝光；
[0016] 步驟(106)，顯影；
[0017] 步驟(107)，電鍍；
[0018]步驟（108)，去除光刻膠。
[0019]可選地，所述步驟（101)中，所述基片為氧化鋁陶瓷、氮化鋁、石英、藍寶石、氧化 鈹、Si或者GaAs。
[0020] 可選地，所述步驟(101)中，通過激光打孔、離子刻蝕加工通孔。
[0021] 可選地，所述步驟（102)中，所述的種子層為TiW/Au、TiW/Ni/Au、TiW/Pd/Au、TaN/ T i W/Au、TaN/T i W/Ni /Au 或者 TaN/T i W/Pd/Au。
[0022] 可選地，所述步驟(103)中，所述涂覆光刻膠的方式為噴膠。
[0023] 可選地，所述步驟(104)中，基片傾斜的角度小于使豎直照射的紫外光完全不能透 過通孔時的角度。
[0024] 可選地，所述步驟（104)中，將噴膠后的基片有光刻膠的一面朝下，與水平方向傾 斜角度為10°~60°。
[0025] 可選地，所述步驟(105)中，所述反光板的厚度為0.1-lmm。
[0026]可選地，本發(fā)明的一種制作加強金屬化孔的方法，包括：
[0027]步驟（101):在厚度為0.254mm的99.6%氧化鋁陶瓷基片上用紫外激光加工機加工 通孔，通孔的直徑為0.254mm;
[0028]步驟（102):陶瓷基片經(jīng)過清洗后，在陶瓷基片的正面濺射TaN/TiW/Au，反面濺射 TiW/Au，其中TaN用作電阻層，TiW用作粘附層，Au用作導(dǎo)電層；
[0029]步驟(103):用噴膠機在基片正面噴涂光刻膠，光刻膠稀釋后通過氣體將其霧化后 均勻的附著在基片表面以及通孔的內(nèi)壁上；
[0030] 步驟(104):將噴膠后的基片有光刻膠的一面朝下，與水平方向傾斜角度為30°，并 且在豎直照射的紫外光下沿與傾斜面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)曝光；
[0031] 步驟(105):將傾斜曝光后的基片有光刻膠的一面朝下，與反光板緊密接觸后在紫 外光下曝光，反光板的厚度為0.508mm;
[0032] 步驟（106):將曝光后的基片在顯影液中顯影，顯影過程中不斷晃動基片，使通孔 內(nèi)壁和基片正面通孔周圍的光刻膠完全去除；
[0033] 步驟（107):將顯影后的基片在鍍金溶液中進行電鍍，電流密度取2mA/cm2,電鍍時 間25分鐘，鍍金厚度3微米；
[0034]步驟（108):在丙酮溶液中去除光刻膠，在基片的通孔上制作出加強金屬化孔，加 強金屬化孔在基片正面通孔的周圍有突沿，突沿與基片正面的電路相連。
[0035]本發(fā)明的有益效果是：
[0036] (1)工藝簡單，不需要掩膜版和光刻機；
[0037] (2)光刻膠圖形和通孔之間沒有對準偏差；
[0038] (3)提高生產(chǎn)效率并且節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0039]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040] 圖1為本發(fā)明的制作加強金屬化孔的流程圖；
[0041] 圖2(a)_2(i)為本發(fā)明一個實施例的制作加強金屬化孔的操作示意圖；
[0042] 附圖標記說明：
[0043] 1-基片，2-通孔，3-種子層，4-光刻膠，5-紫外光，6-反光板，7-加強金屬化孔，8-突 沿。
【具體實施方式】
[0044]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0045] 本發(fā)明提供了一種制作加強金屬化孔的方法，該方法工藝簡單，不需要掩膜版和 光刻機，且光刻膠圖形和通孔之間沒有對準偏差，提高生產(chǎn)效率并且節(jié)約成本。
[0046] 如圖1所示，本發(fā)明的制作加強金屬化孔的方法，具體包括以下步驟：
[0047]步驟(101)，在基片上加工通孔；
[0048]步驟(102)，在基片的正面和反面濺射種子層；
[0049]步驟(103)，從基片正面涂覆光刻膠；
[0050] 步驟（104)，將基片正面朝下傾斜后在豎直照射的紫外光下沿與傾斜面垂直的轉(zhuǎn) 軸旋轉(zhuǎn)曝光；
[0051] 步驟（105)，將基片正面朝下水平放置和一個反光板緊密接觸后在豎直照射的紫 外光下曝光；
[0052]步驟（106)，顯影；
[0053]步驟（107)，電鍍；
[0054]步驟（108)，去除光刻膠。
[0055]上述步驟（101)中，所述基片包括氧化鋁陶瓷、氮化鋁、石英、藍寶石、氧化鈹、Si、 GaAs 等。
[0056] 上述步驟(101)中，所述加工通孔的方法為激光打孔、離子刻蝕等。
[0057] 上述步驟（102)中，所述的種子層包括TiW/Au、TiW/Ni/Au、TiW/Pd/Au、TaN/TiW/ Au、TaN/TiW/Ni/Au、TaN/TiW/Pd/Au等。
[0058] 上述步驟(103)中，所述的涂覆光刻膠的方法為噴膠。
[0059]上述步驟（104)中，基片傾斜的角度應(yīng)小于使豎直照射的紫外光完全不能透過通 孔時的角度。
[0060] 上述步驟(104)中，基片與水平方向傾斜角度為10°~60°。
[0061] 上述步驟(105)中，所述反光板的厚度為0.1-lmm。
[0062] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合一個具體實施例，并 參照附圖2,對本發(fā)明進一步詳細說明，圖2(a)_2(i)為加強金屬化孔的制作過程。
[0063] 如圖2所示，該實施例具體包括以下步驟：
[0064]步驟（101):在厚度為0.254mm的99.6 %氧化鋁陶瓷基片1上用紫外激光加工機加 工通孔2，通孔2的直徑為0.254mm，加工通孔后的基片如圖2 (a)所示。
[0065]步驟（102):陶瓷基片1經(jīng)過清洗后，在其正面和反面濺射種子層3,采用濺射方法 的原因是濺射對通孔有良好的覆蓋能力。在該實施例中，在陶瓷基片1的正面濺射TaN/TiW/ Au，反面濺射TiW/Au，其中TaN用作電阻層，TiW用作粘附層，Au用作導(dǎo)電層，濺射完種子層的 基片如圖2(b)所示。
[0066]步驟（103):用噴膠機在基片1正面噴涂光刻膠4。噴膠的原理是光刻膠稀釋后通過 氣體將其霧化后均勻的附著在基片1表面以及通孔2的內(nèi)壁上。噴膠與旋轉(zhuǎn)勻膠相比的優(yōu)點 是旋轉(zhuǎn)勻膠在通孔內(nèi)堆積光刻膠，難以通過曝光、顯影去除。在該實施例中，噴膠的厚度為4 微米。噴完光刻膠的基片如圖2(c)所示。
[0067]步驟（104):將噴膠后的基片1正面朝下（即有光刻膠的一面朝下），與水平方向傾 斜角度為30°，并且在豎直照射的紫外光5下沿與傾斜面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)曝光。在該實施例 中，基片厚度為〇. 254mm，通孔直徑為0.25mm。當(dāng)基片傾斜角度為45°時，豎直照射的紫外光 剛好被全部遮擋而不能透過通孔，因此，為了保證通孔內(nèi)壁上的光刻膠全部充分曝光，基片 傾斜角度不能超過45°，但傾斜角度又不能太小，因為傾斜角度很小時，紫外光在通孔內(nèi)壁 光刻膠里面的光程增加，需要增加曝光時間才能保證光刻膠充分曝光。在本實施例中采用 30°傾斜角曝光，曝光時間3分鐘。旋轉(zhuǎn)的目的是使孔壁四周上的光刻膠全部曝光。基片傾斜 旋轉(zhuǎn)曝光的示意圖如圖2(d)所示。
[0068]步驟（105):將傾斜曝光后的基片1正面朝下（即有光刻膠的一面朝下），與一個反 光板6緊密接觸后在紫外光下曝光，如圖2(e)所示。在該實施例中，反光板6的厚度為 0.508mm〇
[0069] 在該步驟中，由于豎直照射的紫外光并非完全垂直入射到反光板6上，紫外光通過 入射、折射、反射等過程照射到基片1正面通孔的周圍，使通孔周圍的光刻膠感光，如圖2(f) 所示。在該實施例中，曝光時間為150秒。
[0070] 步驟（106):將曝光后的基片1在顯影液中顯影，顯影時間50秒。顯影過程中不斷晃 動基片1，使通孔內(nèi)壁和基片正面通孔周圍的光刻膠完全去除，顯影后的基片如圖2(g)所 不。
[0071] 步驟（107):將顯影后的基片1在鍍金溶液中進行電鍍，電流密度取2mA/cm2，電鍍 時間25分鐘，鍍金厚度3微米。電鍍后的基片如圖2(h)所示，。
[0072] 步驟（108):在丙酮溶液中去除光刻膠。去除光刻膠后的基片如圖2(i)所示。在基 片1的通孔2上制作出加強金屬化孔7,加強金屬化孔7在基片1正面通孔2的周圍有突沿8。突 沿8與基片正面的電路相連，使通孔內(nèi)壁上的金屬層不再受濺射時膜層附著力不佳的影響， 可靠性明顯提尚。
[0073] 用四端法測量上述實施例中加強金屬化孔7的電阻，并與普通金屬化孔比較，接地 電阻數(shù)值如表1所示：
[0074] 表 1
[0077] 通過表1可以看出：加強金屬化孔有更小的接地電阻。
[0078] 本發(fā)明的制作加強金屬化孔的方法，不需要額外制作一塊掩膜版，也不需要光刻 機，具有工藝簡單、成本低的優(yōu)點。
[0079] 本發(fā)明的制作加強金屬化孔的方法，利用基片自身的通孔作為曝光時的掩膜版， 曝光顯影后的光刻膠圖形和通孔精確對準，沒有偏差。
[0080] 本發(fā)明的制作加強金屬化孔的方法，通過反光板的厚度調(diào)節(jié)"突沿"的寬度，反光 板越厚，"突沿"越寬，金屬化孔的接地電阻越小，可靠性越高。
[0081] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟（101)，在基片上加工通孔； 步驟（102)，在基片的正面和反面濺射種子層； 步驟（103 )，從基片正面涂覆光刻膠； 步驟（104)，將基片有光刻膠的一面朝下傾斜后，在豎直照射的紫外光下沿與傾斜面垂 直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)曝光； 步驟（105)，將基片有光刻膠的一面朝下水平放置，和一個反光板緊密接觸后在豎直照 射的紫外光下曝光； 步驟（106)，顯影； 步驟（107)，電鍍； 步驟（108)，去除光刻膠。2. 如權(quán)利要求1所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，所述步驟（101)中， 所述基片為氧化鋁陶瓷、氮化鋁、石英、藍寶石、氧化鈹、Si或者GaAs。3. 如權(quán)利要求1所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，所述步驟（101)中， 通過激光打孔、離子刻蝕加工通孔。4. 如權(quán)利要求1所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，所述步驟（102)中， 所述的種子層為 1'代/^11、1'1/附/^11、1'代/?(1/^11、了3~/1'代/^11、了3~/1'代/附/^11或者了3~/1'代/ Pd/Au〇5. 如權(quán)利要求1所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，所述步驟（103)中， 所述涂覆光刻膠的方式為噴膠。6. 如權(quán)利要求1所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，所述步驟（104)中， 基片傾斜的角度小于使豎直照射的紫外光完全不能透過通孔時的角度。7. 如權(quán)利要求6所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，所述步驟（104)中， 將噴膠后的基片有光刻膠的一面朝下，與水平方向傾斜角度為10°~60°。8. 如權(quán)利要求1所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于，所述步驟（105)中， 所述反光板的厚度為〇. 1-lmm。9. 如權(quán)利要求1所述的一種制作加強金屬化孔的方法，其特征在于， 步驟（101):在厚度為0.254mm的99.6 %氧化鋁陶瓷基片上用紫外激光加工機加工通 孔，通孔的直徑為0.254mm; 步驟（102):陶瓷基片經(jīng)過清洗后，在陶瓷基片的正面濺射TaN/TiW/Au，反面濺射TiW/ Au，其中TaN用作電阻層，TiW用作粘附層，Au用作導(dǎo)電層； 步驟（103):用噴膠機在基片正面噴涂光刻膠，光刻膠稀釋后通過氣體將其霧化后均勻 的附著在基片表面以及通孔的內(nèi)壁上； 步驟（104):將噴膠后的基片有光刻膠的一面朝下，與水平方向傾斜角度為30°，并且在 豎直照射的紫外光下沿與傾斜面垂直的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)曝光； 步驟（105):將傾斜曝光后的基片有光刻膠的一面朝下，與反光板緊密接觸后在紫外光 下曝光，反光板的厚度為〇. 508mm; 步驟（106):將曝光后的基片在顯影液中顯影，顯影過程中不斷晃動基片，使通孔內(nèi)壁 和基片正面通孔周圍的光刻膠完全去除； 步驟（107):將顯影后的基片在鍍金溶液中進行電鍍，電流密度取2mA/cm2，電鍍時間25 分鐘，鍍金厚度3微米； 步驟（108):在丙酮溶液中去除光刻膠，在基片的通孔上制作出加強金屬化孔，加強金 屬化孔在基片正面通孔的周圍有突沿，突沿與基片正面的電路相連。
【文檔編號】H01L21/768GK105914180SQ201610349524
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】宋振國, 路波, 王斌, 曹乾濤, 胡瑩璐, 趙海輪, 付延新, 桑錦正
【申請人】中國電子科技集團公司第四十研究所, 中國電子科技集團公司第四十一研究所