CN101448364A - 在陶瓷基板制作小孔径镀铜贯穿孔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在陶瓷基板制作小孔径镀铜贯穿孔的方法，主要是于一基板上先进行凿孔、穿孔电连接等先前处理步骤后，于基板表面以溅镀方式依序形成钛层及铜层，尔后再行实施一电镀化学铜的过程，并于贴上干膜后而进行曝光、显影等步骤，随后于线路图案上镀铜以形成铜线路，完成后即剥离干膜，再依序于铜线路上镀镍及镀金，即完成金属化制程；以前述制程可使线路细直、且兼具理想导热效果、高频特性、低损失、低成本及物理性稳定等优点，同时，小口径贯穿孔的无法导通的问题，也可藉由电镀化学铜的步骤而予以完全的使之导通。

Description

在陶瓷基板制作小孔径镀铜贯穿孔的方法

技术领域

本发明关于一种基板的直接镀铜(DPC)金属化制程，尤指一种具备薄膜制程高频、高密度特性且不虞提高成本的基板金属化制程。

背景技术

由于如Cellular、Wireless LAN、Wireless Modem等无线设备的蓬勃发展，其对于电路基板的要求相对提高，如要求高功率、高频及低损失等特性，而前述对于基板的特性要求，就目前的基板制造技术而言，是可轻易达成的，而以往的薄膜制程是基板在真空环境中经特殊金属网罩以蒸镀或溅镀形成线路，其线路具有细直的优点，但因线路较薄且含有氧化物或氮化物的杂质，为符合平整线路及理想电性的要求，乃需采用高平整度且氧化铝(Al₂O₃)成份高(99.6％)的基板，故其制造成本较高；再者，由于形成线路的涂料本身为颗粒状，且含有其它杂质，同时在线路较薄处具有较多的杂质，故其电传导效率不佳，且散热效果也不理想。

而另一种成本较低的厚膜制程，其制成线路平整度不佳，无法符合高频线路的要求，且其最佳的线宽及线距，仅能作到6mil以上，对力求精细的高频线路而言，其精细度显然未达标准，由此可知，厚膜制程仍无法满足高频线路的要求。

再者，习用的基板在镀铜前，基板的表面通常是布满了许多大小口径不同的贯穿孔，这些贯穿孔在行溅镀时，常常无法使得基板的表面能够完全的导通，而且在溅镀的过程中则常会因为所形成的气孔或是气泡，而终致影响线路的形成。

发明内容

为此，本发明主要目的在于提供一种低成本但具备理想电气特性的电路基板金属化制程，其不需要金属网罩即可对基板表面作直接溅镀，以及经由电镀化学铜的步骤来去除于溅镀过程中所形成的气孔或气泡，并进一步以低成本的曝光、显影及电镀步骤形成厚且纯的金属线路，藉此获致较佳的电性，并可适用一般的氧化铝基板，而大幅降低成本。

为达成前述目的采取的技术手段为，令前述制程包括有：

一于基板上进行设定贯穿孔的步骤；

一于基板表面依序形成钛层及铜层的溅镀步骤；

一形成电镀化学铜的步骤；

一贴干膜步骤；

一以利用光罩进行曝光、显影等成像步骤；

一于成像的线路图案上镀铜以形成铜线路的步骤；

一剥膜步骤；

一于铜线路上镀镍的步骤；

一于铜线路的镍层外镀金的步骤；及

一去除基板表面钛/铜层的步骤；

以前述制程设计，由于是以曝光、显影及蚀刻方式形成线路，故可使线路细直平整；

又因以电镀直接形成线路，而铜线路本身具有理想的电传导特性，且同时兼具理想导热效果；另也具备高频特性佳、低损失、低成本及物理性稳定等优点。

前述的镀镍及镀金步骤可紧接于形成铜线路步骤之后进行。

为能进一步了解前述目的及本发明的技术特征，兹附以图式详细说明如后：

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2A～2G为本发明的制程示意图。

图号部分：

10基板   11钛层

12铜层   120电镀化学铜层

13干膜

14光罩   15铜线路

16镍层   17金层

具体实施方式

有关本发明在陶瓷基板制作小孔径镀铜贯穿孔的方法，如图1所示，其包括有：“设定贯穿孔”、“溅镀钛/铜层”、“电镀化学铜”、“贴干膜”、“图型成像”、“电镀铜线路”、“剥膜”、“去除钛/铜层”、“镀镍”及“镀金”等步骤；其中：

该“设定贯穿孔”步骤，是于基板上设定复数个贯穿孔(throughholes)100(请参阅图2A所示)；

该“溅镀钛/铜层”步骤，主要是以溅镀(SPUTTERING)方式于基板10表、底面依序形成钛层11及铜层12的步骤(请参阅图2B所示)，于本实施例中，该钛层11厚度为又铜层12则为

而藉由在基板10上依序形成钛层11及铜层12，可利于在基板10电镀铜线路。

该“电镀化学铜”步骤，主要是在溅镀钛铜的步骤后，因为于溅镀的过程中会形成有无数个气孔或是气泡，这些气孔或是气泡则在日后形成基板10的电连接时，会形成无法达到完全连通的效果，而且，若是前述的贯穿孔100的尺寸小于100μ，则于溅镀的过程中将无法在过小的贯穿孔100的内壁面上形成一层导电层，所以在溅镀钛铜的步骤后，需再加上一电镀化学铜120，以可将影响基板10电连接的因素完全的去除。也就是说，经由电镀化学铜120，即可将口径过小的贯穿孔也予以布满一层铜，而可协助基板10的导通。

该“贴干膜”步骤，主要是于基板10上欲形成线路的一面贴附以干膜13(如图2C所示)，干膜(DRY FILM)13是一种对紫外线反应的聚合性树脂，其功能是在聚合后保护线路不被蚀刻掉。

该“图型成像”步骤，其包括有“曝光”及“显影”两大部分，其中：

“曝光”步骤，如图2D所示，是将线路制成正版的光罩14后，先行定位及平贴于贴好干膜13的基板10上，再经曝光机进行抽真空、压板及紫外线照射而完成，其中紫外线的照射将使干膜13产生聚合作用，而由于光罩14的使用，其上的线路部分是紫外线所无法透射，因此，干膜13上未被紫外线照射的部分，将无法产生聚合作用。

“显影”，至于显影的原理则是利用显影液将未产生聚合的干膜部分去除，而以物理及化学剥除方式将需要保留的线路显现出来；以前述制程步骤所构成的线路，具有细直平整的特性。

该“电镀铜”步骤，是于前述“图像成型”步骤中基板10表面所形成的线路上以电镀方式形成适当厚度的铜线路15(如图2E所示)，而构成基本的线路雏型，由于是以电镀直接形成铜线路，故具备理想的电传导特性及散热效果。

该“剥膜”步骤，主要用以去除基板10表面残留的干膜13，该经去除干膜13后的基板10如图2F所示。

该“去除钛/铜层”步骤，是利用蚀刻方式进行，主要是先于基板10的铜线路15上涂布光阻，再利用蚀刻(ETCHING)方式将基板10表面除铜线路15以外的钛层11及铜层12去除。

该“镀镍”步骤，是于前述基板10的铜线路15表面镀上镍层16(请参阅图2G所示)，该镍层16是为避免铜线路15中的铜离子迁移(MIGRATING)至后续形成的金层17中。

该“镀金”步骤，是于前述铜线路15的表面镀上金层17，藉此使线路符合高频要求。

以前述所列步骤，为本发明金属化制程的具体流程，但必须特别声明的是：前述流程各个步骤的执行顺序并非固定一成不变的，如前述的“镀镍”与“镀金”步骤，除可如前述流程般是于“去除钛/铜层”步骤之后进行，也可紧接在“电镀铜”步骤之后进行，意即，该基板10于表面电镀形成铜线路15后，紧接着即于铜线路15上依序形成隔离迁移作用的镍层16及提高信号传输质量的金层17，随后再依序进行“剥膜”及“去除钛/铜层”步骤；而此种执行顺序所达成的功效仍与前述流程相同。

经上述说明可看出本发明的具体流程步骤，以该等设计至少具备下列优点：

1.线路细直、平整度佳：此为高频电路对于线路的基本要求，今透过前述曝光、显影及蚀刻步骤所产生的线路构造可趋于细密，而符合高密度的要求，另所形成线路具有极佳的平整度，符合高频电路对线路平整度的要求。

2.具高导热效率及电气特性：由于本发明是以电镀方式直接形成适当厚度的铜线路，而铜线路本身具有理想的散热效果，再加上厚度适当电传导效率佳，故也具备理想的高频特性、稳定的物理特性及低损失。

4.制作成本低：由于本发明是以电镀形成适当厚度的铜线路，其本身已具备理想的电性，因此在基板的选用上，对于氧化铝成分要求较低(约为96％)，故可有效降低制造成本。

综上所述，本发明确可获致如前揭所述的诸项优点，其相较于既有高频线路基板，在制程上更具效率，且可有效降低制造成本，由此可见，本发明确已具备产业上可利用性与进步性，并符合发明专利要件，爰依法提起申请。

Claims (1)

1、一种在陶瓷基板制作小孔径镀铜贯穿孔的方法，其包括有：

一“设定贯穿孔”步骤：于陶瓷基板上进行凿孔，以为陶瓷基板的电连接作处理；

一“形成钛/铜层”步骤：以溅镀方式于陶瓷基板表面依序形成一钛层以及一铜层；

一“电镀化学铜”步骤：主要是利用电镀化学铜的过程中将于前述“形成钛/铜层”步骤中所形成不具有导通作用的气孔或是气泡予以完全地导通；

一“贴干膜”步骤；

一“图型成像”步骤：利用光罩于基板表面进行曝光、显影处理；

一“形成铜线路”步骤：于基板上成像的线路图案上镀铜以形成线路；

一“剥膜”步骤：用以剥离基板表面残留的干膜；

一“镀镍”步骤：于铜线路上形成隔离迁移用的镍层；

一“镀金”步骤：于铜线路的镍层外形成金层；及

一“去除钛/铜层”步骤。

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