在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法，該方法包括：在玻璃基板上涂覆一層有機(jī)薄膜，晾干后再采用傳統(tǒng)化學(xué)鍍銅工藝方法沉積銅層。其中有機(jī)薄膜制備方法包括以下步驟：（1）將有機(jī)薄膜材料以0.1%-20%體積百分比溶解于易揮發(fā)有機(jī)溶劑中；（2）將所述有機(jī)溶劑以旋涂、噴涂、浸泡或涂刷方法涂覆于玻璃基板上；（3）待涂覆了所述有機(jī)溶劑的玻璃基板烘干或晾干（4）將玻璃基板采用有機(jī)薄膜材料的材料特性進(jìn)行亞胺化或者高溫固化。本發(fā)明解決了現(xiàn)有工藝與基板工藝不兼容的問題，提高了銅與玻璃基板之間的粘附性，減小基板上線路對(duì)高頻電性能的影響，并提高線路與基板的結(jié)合力。
【專利說明】在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子封裝【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種在玻璃上化學(xué)鍍銅的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的封裝技術(shù)已在IC制造行業(yè)變得越來越重要，系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)中的基板要求也越來越高，基板不再僅僅是將元件貼裝的PCB板，還用于多個(gè)芯片的系統(tǒng)級(jí)封裝互連，這對(duì)基板材料提出了更高的要求。傳統(tǒng)的基板材料熱膨脹系數(shù)高，損耗大，尺寸穩(wěn)定性差，近年來各種新型基板材料開始廣泛研究，如玻璃、陶瓷等材料。玻璃基板、陶瓷基板等也廣泛的用于各種特定集成封裝中。玻璃材料具有良好的光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性能，因此，玻璃基板在光學(xué)器件、射頻和微波器件以及MEMS傳感器等集成封裝中具有廣泛的應(yīng)用。
[0003]然而由于玻璃基板表面非常光滑，與金屬的結(jié)合力很差，在玻璃基板上無法直接沉積上銅。通常的做法是在玻璃表面蒸鍍一層與玻璃結(jié)合力較好的鉻，用鉻作為種子層，再在鉻上沉積銅。但這種工藝與封裝基板工藝不兼容，基板工藝的尺寸通常大于400mm X 250mm,基板鍍銅工藝一般包括化學(xué)鍍銅和電鍍。如果采用濺射方法，則需要另配大型的蒸鍍?cè)O(shè)備，和金屬鉻的蝕刻線，而且鉻的腐蝕液具有強(qiáng)酸性和強(qiáng)氧化性，非常危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種在玻璃上化學(xué)鍍銅的方法，降低成本，用以實(shí)現(xiàn)電子封裝中玻璃基板的制備。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:`
一種在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法，該方法包括:在玻璃基板上涂覆一層有機(jī)薄膜，晾干后再采用傳統(tǒng)化學(xué)鍍銅工藝方法沉積銅層，
其中有機(jī)薄膜制備方法包括以下步驟:
(1)將有機(jī)薄膜材料以0.1%_20%體積百分比溶解于易揮發(fā)有機(jī)溶劑中；
(2)將所述有機(jī)溶劑以旋涂、噴涂、浸泡或涂刷方法涂覆于玻璃板上；
(3)待涂覆了所述有機(jī)溶劑的玻璃板烘干或晾干即可。
[0006](4)將玻璃基板采用有機(jī)薄膜材料的材料特性進(jìn)行亞胺化或者高溫固化。
[0007]所述有機(jī)薄膜材料是:聚酰亞胺、BCB或環(huán)氧樹脂。
[0008]易揮發(fā)有機(jī)溶劑可以是N-甲基吡咯烷酮、丙酮或酒精。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明的方法無需增加大型昂貴的設(shè)備，方法簡(jiǎn)單，成本低廉，與傳統(tǒng)基板工藝兼容，對(duì)玻璃進(jìn)行表面處理后，采用傳統(tǒng)的基板化銅、電鍍工藝即可。而且通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，本方法制備的銅與玻璃結(jié)合力良好，通過了可靠性測(cè)試。解決了現(xiàn)有工藝與基板工藝不兼容的問題，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，提高了銅與玻璃基板之間的粘附性，與基板工藝兼容，該方法制作的玻璃基板可以廣泛應(yīng)用于微電子封裝、MEMS器件制作和封裝、平板顯示基板制作等方面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明玻璃基板化學(xué)鍍銅方法實(shí)施例1的流程圖；
圖2是本發(fā)明玻璃基板化學(xué)鍍銅方法的玻璃基板準(zhǔn)備示意圖；
圖3是本發(fā)明采用玻璃基板化學(xué)鍍銅方法的玻璃基板涂覆有機(jī)薄膜材料后的示意圖； 圖4是本發(fā)明采用玻璃基板化學(xué)鍍銅方法的玻璃基板化學(xué)鍍銅示意圖；
圖5是本發(fā)明采用玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行后續(xù)工藝貼干膜并圖形化后的示意圖；
圖6是本發(fā)明玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行后續(xù)工藝圖形電鍍的示意圖；
圖7是本發(fā)明在玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行后續(xù)工藝圖形電鍍、去掉干膜、得到本層電路圖形的不意圖。
[0011]圖8是本發(fā)明玻璃基板化學(xué)鍍銅方法實(shí)施例2和實(shí)施例3的流程圖；
圖9是本發(fā)明玻璃基板化學(xué)鍍銅方法打通孔玻璃基板示意圖；
圖10是本發(fā)明采 用玻璃基板化學(xué)鍍銅方法的帶有通孔的玻璃基板涂覆有機(jī)薄膜材料后的不意圖；
圖11是本發(fā)明采用玻璃基板化學(xué)鍍銅方法的帶有通孔的玻璃基板化學(xué)鍍銅示意圖； 圖12是本發(fā)明采用玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行后續(xù)工藝全板電鍍后的示意圖；
圖13是本發(fā)明玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行全板電鍍并貼干膜和圖形化的示意圖；
圖14是本發(fā)明在玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行全板電鍍、干膜圖形化后蝕刻后形成本層線路的不意圖；
圖15是本發(fā)明在玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行經(jīng)過后續(xù)工藝形成本層電路積層法壓合下一層介質(zhì)的不意圖；
圖16是本發(fā)明在玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行經(jīng)過后續(xù)工藝形成四層電路基板的示意
圖；
圖17是本發(fā)明采用玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行后續(xù)工藝并貼干膜和圖形化后的示意
圖；
圖18是本發(fā)明玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行后續(xù)工藝圖形電鍍的示意圖；
圖19是本發(fā)明在玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行后續(xù)圖形電鍍后脫膜閃蝕后形成本層線路的不意圖；
圖20是本發(fā)明在玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行經(jīng)過后續(xù)工藝形成本層電路積層法壓合下一層介質(zhì)的不意圖；
圖21是本發(fā)明在玻璃基板化學(xué)鍍銅后進(jìn)行經(jīng)過后續(xù)工藝形成四層電路基板的示意圖。
[0012]圖中:其中:101 —玻璃基板、102-通孔、103 —有機(jī)物薄膜、104 —化學(xué)鍍銅層、105 —電鍍銅層、106 —干膜、107 —介質(zhì)層、108-金屬銅線路。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步說明。
[0014]本發(fā)明公開了在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法，工藝簡(jiǎn)單，與基板工藝兼容，降低了成本，提高了可靠性，使在玻璃基板上可以采用傳統(tǒng)工藝制作金屬銅線路。
[0015]在本發(fā)明的實(shí)施例中，演示了在玻璃上化學(xué)鍍銅的技術(shù)方法和制備金屬銅線路層的方法。
[0016]實(shí)施例1
圖1是本發(fā)明實(shí)施例玻璃基板化學(xué)鍍銅方法的流程圖。
[0017]步驟1:制備有機(jī)薄膜溶液，將聚酰亞胺按5%_10%體積比(如7%)溶于N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻；
步驟2:將清洗過吹干的基板浸入上述配置好的有機(jī)薄膜溶液，使基板表面均勻覆蓋上有機(jī)薄膜溶液；
步驟3:將基板取出，晾干至表面干燥，有機(jī)薄膜均勻的涂覆在基板表面；將玻璃基板放入高溫烘箱經(jīng)過300°C 2小時(shí)進(jìn)行熱亞胺化形成有機(jī)薄膜。
[0018]步驟4:將基板放入化銅設(shè)備，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)鍍銅工藝，工藝過程包括水洗、預(yù)浸、活化、水洗、解膠、沉銅。玻璃基板表面將鍍上一層銅層，厚度與沉銅時(shí)間有關(guān)，不超過3um ；
步驟5:將表面做好銅 層的基板進(jìn)行下一步基板工藝，如圖形電鍍或者整版電鍍等。
[0019]圖2至圖7公開了一種在玻璃基板上制備金屬銅線路層的方法。
[0020]步驟I，配制有機(jī)薄膜溶液，將聚酰亞胺按5%_10%體積比，如7%，溶于N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，將基板清洗后吹干，如圖2所示；
步驟2，將玻璃基板101浸入上述配置好的有機(jī)薄膜溶液，使基板表面均勻覆蓋上有機(jī)薄膜溶液，將基板取出，晾干至表面干燥，將玻璃基板放入高溫烘箱經(jīng)過300°C 2小時(shí)進(jìn)行熱亞胺化形成有機(jī)薄膜。有機(jī)薄膜102均勻地涂覆在基板表面，如圖3 ；
步驟3，將基板放入化銅設(shè)備，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)鍍銅工藝，包括水洗、預(yù)浸、活化、水洗、解膠、沉銅?；灞砻鎸㈠兩弦粚踊瘜W(xué)鍍銅層103，厚度與沉銅時(shí)間有關(guān)，不超過3um，如圖4 ；步驟4，將表面做好銅層的基板雙面貼干膜104，并進(jìn)行光刻顯影，將干膜圖形化，如圖
5 ；
步驟5，將做好銅層的雙面貼干膜104的基板放入電鍍槽中進(jìn)行圖形電鍍，形成電鍍銅層105，做好的基板如圖6 ；
步驟6，對(duì)基板進(jìn)行剝膜、閃蝕，去掉干膜和干膜下的化銅層，形成金屬銅線路106。
[0021]這樣，具有一層金屬銅線路層的基板就制備完成了。多層線路可以在此基礎(chǔ)上壓合介質(zhì)層，制備多層金屬線路板。
[0022]實(shí)施例2
圖8是本發(fā)明實(shí)施例玻璃基板化學(xué)鍍銅方法的流程圖。
[0023]步驟1:制備有機(jī)薄膜溶液，將聚酰亞胺按5%體積比溶于N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻；
步驟2:將帶有通孔的并清洗吹干的玻璃基板浸入上述配置好的有機(jī)薄膜溶液，使玻璃基板表面和孔內(nèi)均勻覆蓋上有機(jī)薄膜溶液；
步驟3:將基板取出，晾干至表面干燥，有機(jī)薄膜均勻的涂覆在基板表面；將玻璃基板放入高溫烘箱經(jīng)過300°C 2小時(shí)進(jìn)行熱亞胺化形成有機(jī)薄膜。
[0024]步驟4:將基板放入化銅設(shè)備，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)鍍銅工藝，工藝過程包括水洗、預(yù)浸、活化、水洗、解膠、沉銅。玻璃基板表面將鍍上一層銅層，厚度與沉銅時(shí)間有關(guān)，不超過3um ；步驟5:將表面做好銅層的基板進(jìn)行下一步基板工藝，如圖形電鍍或者整版電鍍等。
[0025]圖9至圖16公開了一種在玻璃基板上制備金屬銅線路層的方法。
[0026]步驟I，配制有機(jī)薄膜溶液，將聚酰亞胺按5%體積比溶于N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，將基板清洗后吹干，如圖9所示；
步驟2，將帶有通孔的玻璃基板101浸入上述配置好的有機(jī)薄膜溶液，使基板表面和孔內(nèi)均勻覆蓋上有機(jī)薄膜溶液，將基板取出，晾干至表面干燥，將玻璃基板放入高溫烘箱經(jīng)過3000C 2小時(shí)進(jìn)行熱亞胺化形成有機(jī)薄膜。有機(jī)薄膜102均勻地涂覆在基板表面，如圖10 ；步驟3，將基板放入化銅設(shè)備，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)鍍銅工藝，包括水洗、預(yù)浸、活化、水洗、解膠、沉銅。基板表面和孔內(nèi)將鍍上一層化學(xué)鍍銅層103，厚度與沉銅時(shí)間有關(guān)，不超過3um，如圖11 ;
步驟4，將做好銅層的玻璃基板進(jìn)行整板電鍍，如圖12 ；
步驟5，將電鍍后的玻璃基板表面貼干膜106，并光刻顯影出圖形。如圖13 ；
步驟6，對(duì)步驟5所述基板進(jìn)行蝕刻，形成金屬銅線路，如圖14。這樣，具有一層金屬銅線路層的基板就制備完成了。
[0027]步驟7，多層線路可以在步驟6基礎(chǔ)上壓合介質(zhì)層107，如圖15 ；
步驟8，在介質(zhì)層107上打盲孔，并制備線路，形成多層金屬線路板，如圖16，這樣就制備成了四層基板。更多層基板制備只需重復(fù)步驟7和步驟8。
[0028]實(shí)施例3
圖17至圖21公開了一種在玻璃基板上制備金屬銅線路層的方法。
[0029]步驟I，配制有機(jī)薄膜溶液，將聚酰亞胺按5%體積比溶于N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻，將基板清洗后吹干，如圖9所示；
步驟2，將帶有通孔的玻璃基板101浸入上述配置好的有機(jī)薄膜溶液，使基板表面和孔內(nèi)均勻覆蓋上有機(jī)薄膜溶液，將基板取出，晾干至表面干燥，將玻璃基板放入高溫烘箱經(jīng)過3000C 2小時(shí)進(jìn)行熱亞胺化形成有機(jī)薄膜。有機(jī)薄膜102均勻地涂覆在基板表面，如圖10 ；步驟3，將基板放入化銅設(shè)備，進(jìn)行常規(guī)化學(xué)鍍銅工藝，包括水洗、預(yù)浸、活化、水洗、解膠、沉銅?；灞砻婧涂變?nèi)將鍍上一層化學(xué)鍍銅層103，厚度與沉銅時(shí)間有關(guān)，不超過3um，如圖11 ;
步驟4，將表面做好銅層的基板雙面貼干膜106，并進(jìn)行光刻顯影，將干膜圖形化，如圖
17 ；
步驟5，將做好銅層的雙面貼干膜106的基板放入電鍍槽中進(jìn)行圖形電鍍，形成電鍍銅層105，做好的基板如圖18 ；
步驟6，對(duì)基板進(jìn)行剝膜、閃蝕，去掉干膜和干膜下的化銅層，形成金屬銅線路105。如圖19。這樣，具有一層金屬銅線路層的基板就制備完成了。
[0030]步驟7，多層線路可以在步驟6基礎(chǔ)上壓合介質(zhì)層107，如圖20
步驟8，在介質(zhì)層107上打盲孔，并制備線路，形成多層金屬線路板，如圖21，這樣就制備成了四層基板。更多層基板制備只需重復(fù)步驟7和步驟8。
【權(quán)利要求】
1.一種在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法，其特征在于，該方法包括:在玻璃基板上涂覆一層有機(jī)薄膜，晾干后再采用傳統(tǒng)化學(xué)鍍銅工藝方法沉積銅層； 其中有機(jī)薄膜制備方法包括以下步驟: (1)將有機(jī)薄膜材料以0.1%_20%體積百分比溶解于易揮發(fā)有機(jī)溶劑中； (2)將所述有機(jī)溶劑以旋涂、噴涂、浸泡或涂刷方法涂覆于玻璃基板上； (3)待涂覆了所述有機(jī)溶劑的玻璃基板烘干或晾干； (4)將玻璃基板采用有機(jī)薄膜材料的材料特性進(jìn)行亞胺化或者高溫固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法，其特征在于:所述有機(jī)薄膜材料是:聚酰亞胺、BCB或環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法，其特征在于:所述易揮發(fā)有機(jī)溶劑是N-甲基吡咯烷酮、丙酮或酒精。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在玻璃基板上化學(xué)鍍銅的方法，其特征在于:所述玻璃基板可以具有通孔或具有盲孔或者沒有孔。
【文檔編號(hào)】C23C18/18GK103613289SQ201310596259
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】孫瑜, 于中堯 申請(qǐng)人:華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司