CN103517571B - 金属电镀沉积方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属电镀沉积方法，首先提供具有导通孔的绝缘基板，于该绝缘基板的第一表面上形成第一导电层，且在该第一导电层上局部形成阻层以使未覆盖该阻层的第一导电层形成待镀区域，将绝缘基板置于第一类镀液中使得第一金属层沉积于待镀区域中，接着移除该阻层及该阻层下方的第一导电层，之后，于该绝缘基板相对该第一表面的第二表面上形成第二导电层，且于第二导电层上形成遮蔽层，将前述绝缘基板置于第二类镀液中，使第二金属层沉积于该待镀区域的第一金属层上，最后移除该遮蔽层及该第二导电层。本发明通过导通孔的设置，让绝缘基板于酸性或碱性镀液中皆可执行电镀金属，可避免现有绝缘基板切割问题并提升量产良品率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电镀技术，尤其涉及一种于绝缘基板上执行电镀的金属电镀沉积方法。
背景技术
现有绝缘基板的电镀技术，其形成金属化图案的关键步骤，在于绝缘基板上欲形成金属化图案的位置须电性连接至产生还原反应的阴极(负极)上，使得镀液中金属离子通过还原反应使金属沉积于绝缘基板上。例如，当绝缘基板特定位置欲镀上铜时，须先将绝缘基板上不想镀上铜的区域遮蔽，接着将该绝缘基板置于镀液中，并使得该特定位置电性连接至电镀系统的负极，镀液中铜离子将还原至该绝缘基板特定位置上而形成金属化图案。
在电镀工艺中使用的镀液分酸性及碱性两种，其中，碱性镀液因工艺兼容性问题，在加工步骤上受到许多限制，相比之下，酸性镀液较容易处理。其主因在于电镀的遮蔽材料多使用感光阻层，如干膜或光阻，该些材料具有抗酸但不抗碱的特性，当干膜或光阻置入碱性镀液中，会产生附着性不佳的问题。目前在碱性镀液下形成电镀金属的方法，常见的有使用电镀线及使用硬化后的阻层等两种。
如图1A-图1G所示，其表示现有利用电镀线执行在镀液中电镀金属的剖视图。在该些图式中，先于绝缘基板1上溅射一层导电层2，接着涂布阻层3以形成待镀图案30及电镀线31（如图1C’所示），在一般电镀铜镍银工艺中，电镀铜为酸性镀液，而电镀银为碱性镀液，故两者须分开处理。当绝缘基板1被置于酸性镀液进行电镀金属工艺时，由于阻层3可抗酸，因此不会产生附着性不佳的问题，待金属铜4沉积于绝缘基板1上的待镀图案30位置及电镀线31位置后，则移除阻层3及裸露出来的导电层2，接着如图1G所示，再进行电镀镍银工艺，其中，由于阻层3不抗碱而必须事先移除，待镀图案30则是透过电镀线31连接至电镀系统的负极以完成金属银5沉积。因此，为了利用碱性镀液在绝缘基板1表面选择性地镀上金属层，整个绝缘基板1的金属化结构除待镀图案30外还有电性连结各待镀图案30的电镀线31。当两个待镀图案30之间存在含铜镍银的电镀线31时，切割过程刀片或激光光点将受到电镀线31影响，导致刀锋划到金属时使刀片受损，或者打到电镀线31表面的激光光点能量因金属反射而导致绝缘基板1无法切割完全。电镀线31另一个缺点在于，待镀图案30因电镀线31彼此电性相连，故在以整片绝缘基板1作各个待镀图案30的开路或短路测试时，会因电镀线31所形成的电性相连而无法成功执行测试。
如图2A-图2H所示，其表示现有使用硬化后的阻层执行在镀液中电镀金属的剖视图。此电镀方法与图1所示方法相似，同样逐步形成绝缘基板1、导电层2及阻层3以形成待镀图案30（如图2C’所示），于酸性镀液中电镀完后形成金属铜4，此时将不移除阻层3，而是通过烘烤步骤固化阻层3（如图2D至图2E所示，阻层3硬化改变成为阻层3’），接着镀镍层，再进入碱性镀液电镀以形成金属银5的沉积，本方法是利用硬化后的阻层3’具有一点点抗碱特性，但需要在很短时间内将金属电镀完成。例如，干膜曝光显影后于电镀前必须进行烘烤步骤，或者光阻于显影完后必须执行硬烤程序以增加固化效果，如此可提供干膜或光阻于碱性镀液中的抗碱能力。然而这种工艺方式的稳定性较差，阻层于碱性镀液中仍有剥离（Peeling）的风险，其原因在于阻层移除常使用如NaOH的碱性溶液，故前述方法在量产良品率考量下，并非稳定的作法。此外，过度硬化的阻层3’于电镀后的移除阻层步骤中，将造成残膜留于金属间狭小缝隙，该些残膜不易清除。
目前于碱性镀液中的金属电镀仍有改进空间，特别是现有使用电镀线可能会造成分离切割的影响，若采用硬化后的阻层则无法稳定良品率的量产，因而可能须耗费更多时间及成本在电镀银的程序上，因此，如何找出一种可适用于碱性镀液中的电镀金属的方法，简化制作程序且降低成本，实属本领域的技术人员所应面对的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属电镀沉积方法，通过导电层与遮蔽层的设计，可于酸性或碱性镀液中达到电镀金属的功效。
为实现上述目的，本发明提供一种金属电镀沉积方法，包括：提供一形成有多个导通孔于其中的绝缘基板；于该绝缘基板的一第一表面上形成一第一导电层，并于该第一导电层上局部形成一阻层以使未覆盖该阻层的该第一导电层形成一待镀区域；将该绝缘基板置于一第一类镀液中使得一第一金属层沉积于该待镀区域中；移除该阻层及该阻层下方的该第一导电层；于该绝缘基板相对该第一表面的一第二表面上形成一第二导电层，并于该第二导电层上形成一遮蔽层；将该绝缘基板置于一第二类镀液中使得一第二金属层沉积于该待镀区域的该第一金属层上；以及移除该遮蔽层及该第二导电层。
其中，该导通孔由导电银胶或电镀铜所构成。
其中，该第一导电层为通过溅射方式成形的钛层及铜层。
其中，该阻层为干膜或光阻。
其中，该第一金属层为电镀铜层。
其中，该第二导电层为通过溅射方式成形的铜层。
其中，于该待镀区域中沉积该第二金属层，通过该导通孔及该第二导电层电性连接至一电镀系统的阴极，以使所沉积的该第二金属层为电镀镍层及银层。
其中，该遮蔽层为抗镀胶带或是防镀液渗入的治具。
其中，该第一类镀液为酸性镀液且该第二类镀液为碱性或酸性镀液。
在上述发明中，前半段于酸性镀液中电镀金属并非限定必要，换言之，本发明所述的电镀金属方法对于酸性镀液、碱性镀液皆适用，例如，该第一类镀液为酸性镀液而该第二类镀液为碱性或酸性镀液。
此外，本发明还提供一种金属电镀沉积方法，包括：提供一具有多个导通孔于其中的绝缘基板，且于该绝缘基板的一第一表面上形成一第一金属层；于该绝缘基板相对该第一表面的一第二表面上形成一第二导电层，并于该第二导电层上形成一遮蔽层；将该绝缘基板置于一第二类镀液中使得一第二金属层沉积于该第一金属层上；以及移除该遮蔽层及该第二导电层。
相较于现有技术，本发明提出一种金属电镀沉积方法，利用绝缘基板两表面间的电性连通来执行还原沉积程序，该方法不仅适用于酸性镀液，也适用于碱性镀液，故与采用电镀线或加强固化的阻层来进行碱性镀液中电镀沉积的现有方法相比较，本发明确实可克服以往采用电镀线或硬化阻层可能产生的问题或缺陷，有助于产品良品率提升及成本控管。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A-图1G为现有利用电镀线执行于镀液中电镀金属的剖视图；
图2A-图2H为现有使用硬化后的阻层执行于镀液中电镀金属的剖视图；
图3A-图3L为利用本发明的金属电镀沉积方法执行于镀液中电镀金属的剖视图。
其中，附图标记：
1：绝缘基板10：绝缘基板
11：导通孔2：导电层
20：第一导电层3：阻层
3’：阻层30：待镀图案
31：电镀线4：金属铜
40：第一金属层5：金属银
50：第二金属层60：第二导电层
70：遮蔽层80：阻层
81：待镀区域
具体实施方式
以下借由特定的具体实施形态说明本发明的技术内容，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明也可借由其它不同的具体实施形态加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用于配合说明书所公开的内容，以供本领域技术人员了解与阅读，并非用以限定本发明的范围。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所公开的技术内容涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”或“一”等用语，也仅为便于叙述的明确，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当也视为本发明可实施的范畴。
请参考图3A至图3L。如图所示表示利用本发明的金属电镀沉积方法执行于镀液中电镀金属的剖视图。在此须说明，本发明所公开的方法能适用于酸性镀液或碱性镀液。于本实施例中，将具体说明电镀金属的程序，其中，前段是在酸性镀液下进行金属铜的电镀，后段是在碱性镀液下进行金属银的电镀，所论述的金属或镀液种类仅为例示而非限制。
如图3A所示，首先提供一绝缘基板10，具有位于上下相对的第一表面和第二表面，其中，该绝缘基板的材料10可为氮化铝或氧化铝所构成。
如图3B所示，形成导通孔11于绝缘基板10的特定位置中，该导通孔11材料可为导电银胶或电镀铜，其中，该导通孔11可于导电银胶填覆或电镀铜过程中，作为绝缘基板10的第一表面和第二表面之间的电性连接。
如图3C所示，形成第一导电层20于绝缘基板10上的第一表面，其中，该第一导电层20为包含通过溅射方式所形成的钛层及铜层。
如图3D所示，于绝缘基板10的第一表面上形成一阻层80，以使未覆盖该阻层80的第一导电层20形成待镀区域81。该阻层80可为干膜或光阻，可用于遮蔽不想电镀的部份（即非待镀区域），换言之，可依据欲镀的图案分布，使阻层80形成于第一表面的特定位置，而使电镀部分形成为待镀区域81。另外，图3D’为表示图3D剖视结构的俯视图，其中，待镀区域81即为欲电镀金属的区域。
如图3E所示，将图3D的绝缘基板10置于酸性镀液中，以于待镀区域81中沉积形成第一金属层40，具体来说，因为是在酸性镀液中操作，故该第一金属层40可为电镀所形成的铜层。
如图3F所示，将图3E的阻层80移除。由于阻层80通常有不抗碱的特性，由于现有采用保留硬化后阻层80来进行碱性镀液的电镀，可能造成残膜遗留在金属之间的狭小缝隙的问题，本实施例非通过阻层80硬化的技术，故不会有阻层于碱性镀液中剥离（Peeling），或残膜留于金属间狭小缝隙内等品质不稳定性的情况。
如图3G所示，移除阻层80下方的第一导电层20，即第一表面上裸露出的部分第一导电层20，如此所沉积的第一金属层40在电性上将形成孤立状态，换言之，在移除阻层80后将所裸露出的第一导电层20部分一并移除，使得如图中所示，每一个第一金属层40无法通过第一导电层20形成电性连接，如此将有助于各第一金属层40所形成电镀图案的开路或短路测试。
如图3H所示，形成第二导电层60于绝缘基板10相对该第一表面的第二表面上，其中，该第二导电层60可为仅通过溅射方式所形成的铜层。
如图3I所示，于绝缘基板10的第二表面的第二导电层60上形成遮蔽层70，其目的是为了防止第二表面的第二导电层60裸露，以避免后续进行电镀过程有金属沉积于该第二表面上，其中，该遮蔽层70可为抗镀胶带或者是采用特定防镀液渗入的治具。
如图3J所示，将图3I的绝缘基板10置于碱性镀液中，以于待镀区域的第一金属层40上形成第二金属层50的沉积。将第二金属层50沉积于待镀图案上的作法，利用导通孔11及第二导电层60，借以电性连接至电镀系统的负极（阴极），使得金属离子沉积于该第一金属层40上，以达到电镀金属的目的。因为是在碱性镀液中操作，故该第二金属层50可为电镀所形成的银层。
此外，在另一项实施例中，如图3J所示，该第二金属层50的形成可先将绝缘基板10置于酸性镀液中，以于待镀区域的第一金属层40上形成阻障层（未图标），例如电镀镍，接着再将绝缘基板10置于碱性镀液中，以于该电镀镍层上再形成电镀银的沉积。换言之，该第二金属层50可包含电镀所形成的镍层及银层。
如图3K和图3L所示，依序将图3J的遮蔽层70及第二导电层60移除。借此同样可完成类似图1G或图2H所示的结构，如图所示，该第二金属层50形成于该第一金属层40上。
另外，于本发明又一具体实施例中，提供具有导通孔于其中的绝缘基板，且于该绝缘基板的第一表面上形成有第一金属层，在相对于该绝缘基板的第一表面的第二表面上形成第二导电层，并于该第二导电层上形成遮蔽层，将绝缘基板置于第二类镀液中，使得第二金属层沉积于该第一金属层上，最后，移除该遮蔽层及该第二导电层。于本实施例中，即提供具有第一金属层的绝缘基板（如图3G所示），之后进行图3H-图3L的程序，以完成金属电镀沉积，换言之，本发明并非限定第一金属层和第二金属层要依序形成，也可以具有金属层的绝缘基板来执行本发明所述的方法。
借由本发明所述的金属电镀方法，使得绝缘基板于酸性或碱性镀液中都可执行电镀金属的程序，其中，利用第二导电层及遮蔽层的形成，让连接电镀系统的负极的电子经第二导电层、导通孔、第一导电层、第一金属层，而于第一金属层表面与金属离子电性结合，使得金属还原沉积于第一金属层表面上，如此，绝缘基板两个表面皆可利用前述方法形成金属层，将可克服现有采用电镀线或硬化阻层等方法可能产生的问题。
综上所述，本发明的金属电镀沉积方法，通过绝缘基板两个表面之间的电性互通来执行还原沉积，不仅可适用于酸性镀液，也可用于碱性镀液中，此外，电镀图案时无须显露在外的电镀线，也不须要使用加强固化的阻层，即可稳定地在酸性或碱性镀液中进行金属电镀沉积，相较于现有技术，不仅无复杂程序还有助提高产品良品率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施形态进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种金属电镀沉积方法，其特征在于，包括：
提供一形成有多个导通孔于其中的绝缘基板；
于该绝缘基板的一第一表面上形成一第一导电层，并于该第一导电层上局部形成一阻层以使未覆盖该阻层的该第一导电层形成一待镀区域；
将该绝缘基板置于一第一类镀液中使得一第一金属层沉积于该待镀区域中；
于该待镀区域上沉积该第一金属层后，移除该阻层及该阻层下方的该第一导电层；
移除该阻层及该阻层下方的该第一导电层后，于该绝缘基板相对该第一表面的一第二表面上形成一第二导电层，并于该第二导电层上形成一遮蔽层；
将该绝缘基板置于一第二类镀液中使得一第二金属层沉积于该待镀区域的该第一金属层上；以及
移除该遮蔽层及该第二导电层。
2.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，该导通孔由导电银胶或电镀铜所构成。
3.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，该第一导电层为通过溅射方式形成的钛层及铜层。
4.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，该阻层为干膜或光阻。
5.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，该第一金属层为电镀铜层。
6.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，该第二导电层为通过溅射方式形成的铜层。
7.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，于该待镀区域中沉积该第二金属层，通过该导通孔及该第二导电层电性连接至一电镀系统的阴极，以使所沉积的该第二金属层为电镀镍层及银层。
8.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，该遮蔽层为抗镀胶带或是防镀液渗入的治具。
9.根据权利要求1所述的金属电镀沉积方法，其特征在于，该第一类镀液为酸性镀液且该第二类镀液为碱性或酸性镀液。
10.一种金属电镀沉积方法，其特征在于，包括：
提供一具有多个导通孔于其中的绝缘基板，且随后于该绝缘基板的一第一表面上形成一第一金属层；
于该绝缘基板的该第一表面上形成该第一金属层后，于该绝缘基板相对该第一表面的一第二表面上形成一第二导电层，并于该第二导电层上形成一遮蔽层；
将该绝缘基板置于一第二类镀液中使得一第二金属层沉积于该第一金属层上；以及
移除该遮蔽层及该第二导电层。
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