專利名稱：薄膜陶瓷多層襯底的制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及薄膜陶瓷多層布線板及其制造方法，具體地說涉及適合于用作 用于探針卡的高度集成多層布線板以及制造薄膜陶瓷多層布線板的方法，所述 探針卡測試用于移動通信、微波連接器、電纜組件、半導體芯片等的高頻模塊。
背景技術(shù)：
近年來移動通信技術(shù)的發(fā)展使得在該領域中所用的電子器件迅速地微型 化、多功能化、模塊化以及使用高頻。在這種技術(shù)中，如果用戶的要求高，廣 泛使用高溫或者低溫共燒陶瓷多層布線板。
換言之，近來對使用半導體器件的電子器件諸如半導體芯片等在功能和尺 寸大小上都進行了改進。半導體器件的集成度正在增加，并且更加微型化，具 有更多的針腳。對于具有多個針腳和較小尺寸的內(nèi)嵌式半導體器件的布線板， 已經(jīng)提供了使用內(nèi)嵌式方法的多層布線板。
在這種多層布線板中，使用增強材料如玻璃纖維布覆銅層壓板作為核心層。 在核心層的兩個表面之一上選擇性地形成絕緣層和布線層其中之一。同樣，在 多層布線板上形成精細布線層，以能夠在精細布線層上安裝高度集成的半導體 器件。
通過以150ox:或更高的溫度進行熱處理，形成高溫共燒陶瓷多層布線板
(HTCC_MLC)。對于HTCC—MLC的絕緣材料，使用94%或者更多的氧化鋁 作為主要成分，使用少量的二氧化硅作為添加劑，并主務使用可以在高溫下可 塑的鵠(W)作為導電體。HTCC—MLC具有優(yōu)良的積i^Mt變和耐化學腐蝕性， 因而經(jīng)常應用于在其上形成有薄膜導電線的高集成度封裝。然而，在高溫下可 塑的鎢導電體的導電率低于銀(Ag)或者銅(Cu )的導電率，因而HTCC—MLC 具有較差的高頻特性.此外，熱膨脹系數(shù)大約是硅半導體器件的熱膨脹系數(shù)的二倍，這在要求匹配熱膨脹系數(shù)的應用領域中是個嚴重的問題。
另一方面，通過以卯o"或更低的溫度進行熱處理，形成低溫共燒陶瓷多層
布線板(LTCC_MLC)。因此，使用具有較低熔點的大量二氧化硅以及較少量
的氧化鋁。由于塑性化溫度為卯ox:或更低，使用銀或者銅作為導電材料。另夕卜，
在該板上安裝有無源器件如電阻、電感和電容器。因此，廣泛使用這種板來微 型化、多功能化、模塊化和容納高頻電子元件。
然而，LTCC—MLC的表面具有大量的二氧化硅(Si02)，因而在使用強酸 物質(zhì)如氫氟酸(HF)或者諸如氫氧化鉀(KOH)的強堿物質(zhì)的蝕刻工藝中容易 儲蝕。
在題為"多層布線襯底及其制造方法"的韓國未審公開專利申請 1020070013063中公開了 一種解決該技術(shù)問題的方法。
該公開文本一&開了用于解決該技術(shù)問題的一個技術(shù)方案包含硅化合物的 LTCC_MLC的表面在使用強酸物質(zhì)如氫氟酸(HF)或者諸如氫氧化鉀(KOH) 的強堿物質(zhì)的蝕刻工藝中容易，蝕，因為第一絕緣結(jié)構(gòu)即LTCC_MLC的表 面包含有大量的二氧化硅(Si02),
具體地，為了解決上述問題，使用第二絕緣結(jié)構(gòu)來完全覆蓋和保護第一絕 緣結(jié)構(gòu)，第二絕緣結(jié)構(gòu)對包括強酸物質(zhì)如氫氟酸(HF )或者諸如氫氧化鉀(KOH) 的強堿物質(zhì)的蝕刻劑具有抗蝕性，
如圖1所示，多層布線板主體1000a包括第一導電結(jié)構(gòu)100和第一絕緣結(jié) 構(gòu)200。第一導電結(jié)構(gòu)100包括至少一個導電圖案10和至少一個導電接觸20. 第一絕緣結(jié)構(gòu)200環(huán)繞第一導電結(jié)構(gòu)100以暴露第一導電結(jié)構(gòu)100的一部分
ioi，并且包括甚至在iooox:或更低溫度下也可以燒結(jié)的LTCC材料。第一絕
緣結(jié)構(gòu)200的上表面和第一導電結(jié)構(gòu)100的部分101的上表面置于相同的高度。 在多層布線板主體1000a上，布置有與第一導電結(jié)構(gòu)100的部分101電連接的 第二導電結(jié)構(gòu)300。此外，布置環(huán)繞第二導電結(jié)構(gòu)300和多層布線板主體1000a 的第二絕緣結(jié)構(gòu)400以部分地暴露第二導電結(jié)構(gòu)300。在通過第二絕緣結(jié)構(gòu)400 暴露的笫二導電結(jié)構(gòu)的表面上，形成導電涂膜500以保護第二導電結(jié)構(gòu)300。在韓國未審公開專利20070028246 ( 2007年3月12日)公開的是多層布線
M其制造方法的另一個實例。
圖2是在上述公開文本中公開的多層布線板的截面圖。如圖2所示，多層 布線板包括增強布線層103，第一絕緣層104，互聯(lián)105，第二絕緣層106，互 聯(lián)108，第三絕緣層107,互聯(lián)IIO，第四絕緣層109，互聯(lián)112，它們從底向上 順序地堆疊。在第一絕緣層104的下表面上形成阻焊劑102,并且在第四絕緣層 109的上表面上形成阻焊劑120。各個絕緣層104, 106, 107和109由具有熱固 性的環(huán)氧樹脂基的組合樹脂形成?；ヂ?lián)105由通孔栓部分105a和圖形互聯(lián)部分 105b構(gòu)成。通孔,分105a形成在第一絕緣層104中形成的開口中，圖形互 聯(lián)部分105b形成在第一絕緣層104的上表面上。

發(fā)明內(nèi)容
上述的申請所公開的技術(shù)存在的缺點在于制作方法復雜，并且^J^實現(xiàn) 高密度布線板。這是因為，由于使用絲網(wǎng)印刷工藝技術(shù)，第二絕緣結(jié)構(gòu)沒有覆 蓋第一絕緣結(jié)構(gòu)中的第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤，并且形成第二導電結(jié)構(gòu)以將輸 出焊盤連接到外面。
在利用等離子噴涂方法形成第二絕緣結(jié)構(gòu)以完全覆蓋第一絕緣結(jié)構(gòu)和第二 導電結(jié)構(gòu)并且具有0.1到1.0毫米的厚度之后，順序地對第二絕緣層的兩面進行 研磨(lapped)以暴露出笫二導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤。這里，研磨的第二絕緣結(jié) 構(gòu)的厚度和絕緣特性可根據(jù)第二導電結(jié)構(gòu)的厚度和研磨處理條件變化，還要求 附加的工藝管理來維拷il定的質(zhì)量。
此外，在完成研磨工藝之后，再次在暴露的笫二導電結(jié)構(gòu)上形成薄膜導電 結(jié)構(gòu)，從而進一步使制造工藝復雜。
本發(fā)明用于解決上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種適合于半導體元 件器件的薄膜陶瓷多層布線板以及制造薄膜陶瓷多層布線板的方法，該半導體 元件器件被微型化、多功能化、模塊化，并且隨著移動通信技術(shù)的m而使用 高頻，該薄膜陶瓷多層布線板尤其是在使用強酸物質(zhì)如氫氟酸(HF)或者諸如氫氧化鉀(KOH)的強堿物質(zhì)的蝕刻工藝中具有耐化學腐蝕性。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種薄膜陶瓷多層布線板及其制造方法，該方
法僅要求簡單的制造工藝并且能夠容易地實現(xiàn)精細圖案。
根據(jù)本發(fā)明的薄膜陶瓷多層布線M其制造方法，能夠獲得如下效果。 通過使用光刻法將第 一導電結(jié)構(gòu)與第二導電結(jié)構(gòu)連接簡化了工藝。并且，
通過形成具有薄膜導電結(jié)構(gòu)的第二導電結(jié)構(gòu)，容易地實現(xiàn)精細圖案，從而能夠
容易得到高集成度。
此外，利用物理沉積方法如電子束或者濺射在包含大量的二氧化硅的第一
絕緣結(jié)構(gòu)上形成由氧化鋁制成的第二絕緣結(jié)構(gòu)，因而不會將第 一絕緣結(jié)構(gòu)暴露
于強酸物質(zhì)如氫氟酸(HF)或者諸如氫氧化鉀(KOH)的強堿物質(zhì)。因此，容
易地制造具有優(yōu)良的耐化學腐蝕性的陶乾多層布線板是可能的。


圖l是常規(guī)多層布線板的截面圖2是另 一種常規(guī)多層布線板的截面圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例實施例的薄膜陶瓷多層布線板的截面圖； 圖4-圖14是說明制造圖3示出的本發(fā)明的示例實施例的制造薄膜陶乾多 層布線板的方法的截面圖。
具體實施例方式
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個方面提供了 一種薄膜陶瓷多層布線板， 包括第一導電結(jié)構(gòu)和圍繞第一導電結(jié)構(gòu)的第一絕緣結(jié)構(gòu)，二者構(gòu)成多層布線 板；圍繞第一絕緣結(jié)構(gòu)的第二絕緣結(jié)構(gòu)；和在第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上形成 的第二導電結(jié)構(gòu)。這里，通過順序地電鍍Cu、 Ni和Au形成第二導電結(jié)構(gòu)。
第二導電結(jié)構(gòu)可以形成在第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上以具有比第一導電結(jié) 構(gòu)的輸出焊盤大的直徑。
第二絕緣結(jié)構(gòu)形成的厚度為0.3到3微米。笫一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤可以由賤金屬層形成，該賤金屬層可以通過順序
沉積Ti、 Pd和Cu形成。
賤金屬層可形成為厚度0.5微米。
本發(fā)明的另一個方面提供了一種制造多層布線板的方法，包括形成包括第一導電結(jié)構(gòu)和圍繞第一導電結(jié)構(gòu)以暴露出第一導電結(jié)構(gòu)的一部分的第一絕緣結(jié)構(gòu)的多層布線板；在多層布線板主體的兩面上形成光刻膠層；對光刻膠層進行啄光和顯影以在第 一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上形成光刻膠保護層；在光刻膠保護層上形成第二絕緣結(jié)構(gòu)；和去除光刻膠保護層，并且在第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上形成第二導電結(jié)構(gòu)。
可以利用光刻法技術(shù)形成光刻膠層。
光刻膠層可以沉積到到30至40微米的厚度。
在形成光刻膠層的步驟中，可以使用增加光刻膠層和多層布線板主體之間的粘合強度的粘合增強劑。
光刻膠保護層可以沉積到厚度為30至40微米。
光刻膠保護層形成為具有比第 一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤更大的直徑。
第二絕緣結(jié)構(gòu)形成為厚度0.3至3微米。
利用光刻膠去l^i殳備去除光刻^保護層。
在去除光刻膠保護層并且形成賤金屬層之后形成第二導電結(jié)構(gòu)。通過順序地沉積Ti、 Pd和Cu，賤金屬層可以形成到厚度為大約0.5微米。通過順序地電鍍Cu、 Ni和Au形成第二導電結(jié)構(gòu)。
參考下面的詳細描述并且結(jié)合附圖，更清楚本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點，其中
下文中，參考附圖描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
所有附圖中相同的附圖標記指代相同的部件，并且這樣的部件只描述一次。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的薄膜陶瓷多層布線板的截面圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施例的薄膜陶 多層布線板包括第一導電結(jié)構(gòu)1和圍繞第一導電結(jié)構(gòu)1的第一絕緣結(jié)構(gòu)2，二者構(gòu)成多層布線板主體；圍繞第一絕緣結(jié)構(gòu)2的第二絕緣結(jié)構(gòu)3;和在第一導電結(jié)構(gòu)1的輸出焊盤上形成的笫二導電結(jié)構(gòu)4。這里，通過順序地電鍍Cu、 Ni和Au形成第二導電結(jié)構(gòu)4。
此外，第二導電結(jié)構(gòu)4形成在第一導電結(jié)構(gòu)1的輸出焊盤上以具有比笫一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤大的直徑(見圖9)。
此外，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的薄膜陶瓷多層布線板中，笫二絕緣結(jié)構(gòu)3形成的厚度為0.3到3 >。
此外，如圖9所示，第一導電結(jié)構(gòu)1的輸出焊盤可以由賤金屬層形成，該賤金屬層通過順序沉積Ti、 Pd和Cu形成，并且厚度可以為0.5大約微米。
下面參考附圖4-14介紹制造如圖3所示的薄膜陶瓷多層布線板的方法。
首先，利用如下方法形成薄膜陶瓷多層布線板制造生片；在生片上形成多個通孔；使用金屬填充多個通孔；在設計的生片上印刷導電線圖案；通it^加熱和壓力來層壓在其上印刷有導電圖案的生片；同時，在設計的溫度下可塑化層壓的生片；和對設計的陶資多層布線板的兩面進行拋光以調(diào)整該板的平整度和厚度。通過該方法，如圖4所示，獲得暴露出第一導電結(jié)構(gòu)1的輸出焊盤5的結(jié)構(gòu)。由于該方法采用與現(xiàn)有技術(shù)相同的技術(shù)，在此略去該方法的詳細描述。換言之，可以利用公知技術(shù)容易地形成如圖2所示的絕緣層和互聯(lián)。這里，各個生片和通孔稱為第 一導電結(jié)構(gòu)1 ，為各個互聯(lián)形成的絕緣層稱為第 一絕緣結(jié)構(gòu)2。本發(fā)明的薄膜陶瓷多層布線板不限于圖4所示的3層結(jié)構(gòu)。
然而，根據(jù)本發(fā)明，第一絕緣層2不暴露于強酸物質(zhì)如氫氟酸(HF)或者諸如氫氧化鉀(KOH)的強堿物質(zhì)。在沉積對這種化學物質(zhì)有抵抗力的第二絕緣結(jié)構(gòu)3之前，如圖4所示，利用半導體制造工藝中l(wèi)吏用的光刻法將干性感光劑沉積為30至40微米，從而形成光刻膠層6。利用普通的層疊設備將光刻;^6堆疊在板的兩面上。
接下來，對光刻膠層6進行啄光和顯影以得到圖6的圖形結(jié)構(gòu)。具體而言，在板的兩個表面上形成厚度為30至40微米的光刻膠保護層7以使第二絕緣層3不覆蓋第一導電結(jié)構(gòu)1的輸出焊盤5。這里，為了增加具有干性感光劑的沉積層5和陶瓷多層布線板之間的粘合 強度，可使用粘合增強劑。光刻膠保護層7的直徑大于第一導電結(jié)構(gòu)1的輸出 焊盤5的直徑。
接下來，在形成光刻膠保護層7的情況下，利用物理沉積技術(shù)的電子束真 空沉積或者濺射技術(shù)來形成厚度為1至3微米的第二絕緣結(jié)構(gòu)3，如圖7所示。
接下來，利用光刻膠去ftH殳備移去光刻膠保護層7，如圖8所示。這里，同 時容易地膝光第一導電結(jié)構(gòu)1的兩個表面上的輸出焊盤5是可能的。
本發(fā)明應用上述技術(shù)，從現(xiàn)有技術(shù)中的絲網(wǎng)印刷方法中將形成第二導電結(jié) 構(gòu)4的工藝和順序地研磨第二絕緣結(jié)構(gòu)3的兩個表面以暴露出笫二導電結(jié)構(gòu)4 的工藝去掉，從而簡化了工藝。具體地，由于第二導電結(jié)構(gòu)4的輸出焊盤不通 過絲網(wǎng)印刷法形成，所以高密度互聯(lián)設計是可能的，并且制造高集成度薄膜陶 瓷多層布線板是可能的。
接下來，根據(jù)圖9-14完成圖3所示的薄膜布線板。
具體而言，參見圖9，形成用于薄膜互聯(lián)的賤金屬層8。 ^使用物理沉積技術(shù) 的濺射技術(shù)，通過在高真空腔中在板的兩個表面上順序沉積賤金屬Ti、 Pd和 Cu，在板的兩個整個表面上形成賤金屬層8，該賤金屬層8的厚度為大約0.5
微米o
接下來，如圖10和11所示，在板的兩個表面上沉積感光劑，利用膝光和 顯影工藝形成互聯(lián)和焊盤。
接下來，如圖12所示，利用電鍍方法順序沉積Cu、 Ni和Au以形成焊盤。
圖13示出了去除感光劑之后的工藝，參見圖14,順序蝕刻由Cu、 Pd和 Ti組成的多余賤金屬層。
利用上述工藝，完成了圖3所示的第二導電結(jié)構(gòu)4。
根據(jù)本發(fā)明建議的薄膜陶乾多層布線板，利用光刻法有選擇地將第二絕緣 層3沉積為0.3至3 M的厚度，從而去除額外的研磨工藝。此外，由于第二導 電結(jié)構(gòu)4是由薄膜焊盤形成工藝而不是絲網(wǎng)印刷法的焊盤形成工藝形成，因此 簡化整體工藝并且也設計高集成度的布線板是可能的。而且，將具有良好的導電性的銀(Ag)或者銅(Cu)用于陶瓷多層布線板的導電結(jié)構(gòu)，因而這樣的板 特別適合于高頻和高集成度。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的一些示例性實施例介紹了本發(fā)明，本領域普通技術(shù) 人員會理解，在不背離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可 以對本發(fā)明的形式和細節(jié)進行各種變化。 工業(yè)應用
本發(fā)明可以應用于薄膜陶瓷多層布線板，該薄膜陶瓷多層布線板適合于用 作探針卡的高集成度多層布線板，該探針卡用于測試移動通信、微波連接器、 電纜組件、半導體芯片等的高頻模塊。
權(quán)利要求
1、一種薄膜陶瓷多層布線板，其包括第一導電結(jié)構(gòu)和圍繞第一導電結(jié)構(gòu)的第一絕緣結(jié)構(gòu)，第一導電結(jié)構(gòu)和第一絕緣結(jié)構(gòu)構(gòu)成多層板布線板主體；第二絕緣結(jié)構(gòu)，圍繞第一絕緣結(jié)構(gòu)；和第二導電結(jié)構(gòu)，形成在第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上，其中，通過順序地電鍍Cu、Ni和Au形成第二導電結(jié)構(gòu)。
2、 如權(quán)利要求l的所述薄膜陶瓷多層布線板，其中，第二導電結(jié)構(gòu)形成在 第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上，第二導電結(jié)構(gòu)大于第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤。
3、 如權(quán)利要求2的所述薄膜陶瓷多層布線板，其中，第二絕緣結(jié)構(gòu)形成為 厚度0.3至3微米。
4、 如權(quán)利要求3的所述薄膜陶瓷多層布線板，其中，第一導電結(jié)構(gòu)的所述 輸出焊盤由賤金屬層形成，所述賤金屬層通過順序沉積Ti， Pd和Cu而形成。
5、 如權(quán)利要求4的所述薄膜陶瓷多層布線板，其中，所述賤金屬層形成為 具有大約0.5微米的厚度。
6、 一種制造多層布線板的方法，包括形成多層布線板主體，該多層布線板主體包括第 一導電結(jié)構(gòu)和圍繞第 一導 電結(jié)構(gòu)以暴露出第一導電結(jié)構(gòu)的一部分的第一絕緣結(jié)構(gòu)；在所述多層布線板主體的兩個表面上形成光刻膠層；對光刻膠層進行膝光和顯影以在第 一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上形成光刻膠 保護層；在所述光刻膠保護層上形成笫二絕緣層；和去除所述光刻膠保護層，在第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上形成第二導電結(jié)構(gòu)。
7、 如權(quán)利要求6的所迷方法，其中，利用光刻法形成所述光刻膠層。
8、 如權(quán)利要求7的所述方法，其中，沉積所述光刻膠層為具有30至40 微米的厚度。
9、 如權(quán)利要求8的所述方法，其中，形成光刻膠層的步驟中，使用增加 所述光刻膠層和多層布線板主體之間的粘合強度的粘合增強劑。
10、 如權(quán)利要求6的所述方法，其中，形成所述光刻膠保護層的厚度為30至40微米。
11、 如權(quán)利要求6的所述方法，其中，所述光刻膠保護層被形成為具有比 第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤更大的直徑。
12、 如權(quán)利要求6的所述方法，其中，形成所述第二絕緣結(jié)構(gòu)為具有0.3 至3微米的厚度.
13、 如權(quán)利要求6的所述方法，其中，利用光刻膠去RH殳備將所述光刻膠 保護層去除。
14、 如權(quán)利要求13的所述方法，其中，在去除所述光刻膠保護層并且形 成賤金屬層之后形成第二導電結(jié)構(gòu)。
15、 如權(quán)利要求13的所述方法，其中，通過順序沉積Ti、 Pd和Cu，形 成所述賤金屬層為具有大約0.5微米的厚度。
16、 如權(quán)利要求15的所述方法，其中，通過順序地電鍍Cu、 Ni和Au形 成第二導電結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適合于用作探針卡用的高度集成多層布線板以及制造薄膜陶瓷多層布線板的方法，所述探針卡測試移動通信、微波連接器、電纜組件、半導體芯片等用的高頻模塊。所述薄膜陶瓷多層布線板包括第一導電結(jié)構(gòu)和圍繞第一導電結(jié)構(gòu)的第一絕緣結(jié)構(gòu)，二者構(gòu)成多層布線板主體；圍繞第一絕緣結(jié)構(gòu)的第二絕緣結(jié)構(gòu)；和第二導電結(jié)構(gòu)，形成在第一導電結(jié)構(gòu)的輸出焊盤上。其中，通過順序地電鍍Cu、Ni和Au形成第二導電結(jié)構(gòu)。根據(jù)所述薄膜陶瓷多層布線板及其制造方法，使用薄膜導電結(jié)構(gòu)形成第二導電結(jié)構(gòu)。因此，容易地實現(xiàn)精細圖案并且獲得高集成度。
文檔編號H05K3/46GK101683003SQ200780053217
公開日2010年3月24日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者金尚喜 申請人:塔工程有限公司