CN116234175A - 制造部件承载件的方法以及部件承载件 - Google Patents

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李敏雨
阿尔坦·巴弗蒂里
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Abstract

本申请描述了制造部件承载件(100)的方法以及部件承载件(100)，其中，该方法包括：i)提供金属层(110)，该金属层特别地是铜层；ii)在金属层(110)上形成膜(120)；iii)对膜(120)进行图案化，以使金属层的一部分(111)暴露；iv)进行第一蚀刻，由此使膜(120)变薄并移除被暴露的金属层(110)的另一部分(112)；以及之后，(v)进行第二蚀刻，由此形成与金属层(110)在空间上分开的至少一个金属迹线。

Description

制造部件承载件的方法以及部件承载件
技术领域
本发明涉及制造部件承载件的方法，特别地涉及制造部件承载件金属迹线的方法，更特别地涉及使用蚀刻进行制造的方法。此外，本发明涉及通过该方法所制造的部件承载件。
因此，本发明可以涉及制造部件承载件比如印刷电路板或IC基板的技术领域。
背景技术
在配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能不断增加以及这种电子部件的日益小型化以及要被安装在部件承载件比如印刷电路板上的电子部件的数量不断增加的背景下，采用了具有多个电子部件的越来越强大的阵列状部件或封装件，这些阵列状部件或封装件具有多个接触部或连接部，其中，这些接触部之间的间隔越来越小。在操作期间去除由这样的电子部件和部件承载件本身产生的热成为与日俱增的问题。此外，针对电磁干扰(EMI)的有效保护也成为日益严重的问题。同时，部件承载件应当是机械上稳固且电气上可靠的，以便即使在恶劣条件下也能够操作。
特别地，为了提供具有特定质量的电传导迹线而精确蚀刻部件承载件可能被认为是一种挑战。
根据示例，制造电传导迹线的过程可以被描述为：光致抗蚀部保护不应被蚀刻掉的铜路径，而应该被蚀刻掉的铜区域不被光致抗蚀部覆盖。首先，为此目的，整个铜层都被光致抗蚀部覆盖。然后，通过掩模，光致抗蚀部通过紫外线被图案化。掩模仅在光致抗蚀部应保留的位置(即应提供所需的导体迹线的位置)处使紫外线通过。在显影期间，抗蚀部(和聚合物分别)在暴露于紫外线的位置处交联(cross-linking)。显影后，(分别)未暴露(和未显影)的光致抗蚀部可以容易地被洗掉。随后，对相应的部件承载件预制件进行蚀刻。光致抗蚀部保护导体迹线，而未被光致抗蚀部覆盖的铜被蚀刻/移除。当蚀刻过程完成时，光致抗蚀部被分别移除和剥离(光致抗蚀部交联并固化)，并且电传导迹线被保留。
然而，要达到特定的线间距比(小型化)和/或准确的蚀刻因子(定义参见图4)可能被认为是一种挑战，特别是在对厚铜层进行蚀刻时更是如此。
发明内容
可能需要以准确且可靠的方式提供部件承载件金属迹线。
提供了根据本发明的方面的制造方法和部件承载件。
根据本发明的方面，描述了一种制造部件承载件的方法，其中，该方法包括：
i)提供金属层(金属层特别地是铜层、更特别地是厚铜层)，
ii)在金属层上提供膜(膜例如为干膜或湿膜、特别地是干光致抗蚀部)
iii)对膜(例如使用光成像)进行图案化，以使金属层的区域(部分)暴露(特别是使膜下方的上主表面的一部分暴露)，
iv)进行(执行)第一蚀刻，由此将被暴露的金属层的部分(另一部分)移除(特别地，从上主表面移除，金属层的该另一部分可以包括金属层的该部分)并保持膜120的厚度(特别地使膜变薄)，以及之后
v)进行(执行)第二蚀刻，由此形成与金属层(的其余部分)在空间上分开的至少一个金属迹线(特别地，金属层与金属迹线由将金属迹线与金属层的其余部分分开的蚀刻出的腔分开)(换言之：在与进行第一蚀刻相同的区域上进行第二蚀刻，其中，所述第二蚀刻配置成将被暴露的金属层的第二部分(由第一蚀刻产生)移除，由此沿着金属层在被蚀刻的所述区域中的厚度来分割金属层)。
根据本发明的另一方面，描述了一种部件承载件(特别地是通过上述方法制造的部件承载件)，该部件承载件包括具有至少一个电传导层结构和至少一个电绝缘层结构的叠置件。因此，所述至少一个电传导层结构包括并排设置的金属迹线和另外的金属迹线。部件承载件还包括以下特征中的至少一者：
i)金属迹线和另外的金属迹线中的每一者均具有40μm或更小的底侧线宽L1；
ii)金属迹线和另外的金属迹线被45μm或更小的底侧间距S间隔开；
iii)金属迹线和另外的金属迹线中的每一者的顶侧线宽L2为相应的底侧线宽L1的至少80％；
iv)金属迹线和另外的金属迹线中的每一者均具有30μm或更大的竖向厚度z。
在本文件的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在该部件承载件上和/或该部件承载件中容置一个或更多个部件以用于提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换言之，部件承载件可以构造为用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层、金属芯基板、有机基板和IC(集成电路)基板中的一者。部件承载件还可以是混合板，该混合板组合了上述类型的部件承载件中的不同类型的部件承载件。术语“部件承载件预制件”可以指最终的部件承载件的将在多个过程步骤之后产生的半成品。预制件可以例如是包括多个(半成品)部件承载件的面板，所述多个(半成品)部件承载件将在另外的制造步骤中被分开。
在本文件中，术语“蚀刻(过程)”特别地可以表示部件承载件、特别是电路板和/或基板的制造过程，该过程包括对金属、特别是铜的蚀刻，以由此提供期望的金属(电传导)结构(比如金属迹线)。根据蚀刻，可以移除金属材料和/或膜材料。蚀刻可以是湿蚀刻、干蚀刻、等离子体蚀刻中的一者，特别地，蚀刻可以是预处理蚀刻(descum etch)。在特定实施方式中，第一蚀刻步骤可以由钻孔代替。
在本文件中，术语“金属迹线”可以指可用作电导体的任何金属(特别是铜)结构。这种导体迹线可以用在部件承载件中从而以特定的方式(在特定方向上)传输电信号。可以通过使用蚀刻将金属层分开而在金属层上制造多个金属迹线。
在本文件的上下文中，术语“膜”可以特别地指适合覆盖金属层(的表面)的任何薄层(例如箔)。特别地，该膜可以被图案化，由此产生使被覆盖金属层的部分暴露的孔。在示例中，膜构造成通过光成像、特别是光刻来被图案化。在另外的示例中，膜包括树脂材料(和/或介电材料)、比如有机材料。在优选示例中，膜可以包括光致抗蚀部(正性的(例如DNQ-酚醛清漆)或负性的(例如环氧基聚合物))。光致抗蚀部可以是光聚合的、光分解的或光交联的。
根据示例性实施方式，本发明可以基于下述构思：当被图案化的膜所覆盖的金属层经受(至少)两种不同的蚀刻步骤以由此将金属迹线与金属层的其余部分分开时，可以以准确且可靠的方式提供部件承载件金属迹线。具体而言，图案化的膜使金属层表面的部分暴露于蚀刻步骤。第一蚀刻步骤将金属层的部分移除(并形成小的腔)并保留膜(的部分)。第二蚀刻步骤从金属层移除足够的材料，使得形成大的腔，优选地，所述第二蚀刻不会(基本上不会)影响膜(即不会影响从金属层的竖向厚度的顶部延伸至底部的腔)。以这种方式，第一蚀刻优选地影响膜(厚度减小)和金属层，而第二蚀刻仅影响金属层。换言之，金属层可以在第一步骤中被部分蚀刻并且在第二步骤中被完全蚀刻。
通过使用这些措施，可以实现金属迹线之间的细线图案化(小的线间距比)和每个金属迹线的高蚀刻因子(更精细的L/S和更薄的铜厚度)。这在即使金属层是厚(铜)层的情况下尤其适用，其中术语“厚”可以指30μm或更大的竖向厚度。因此，在示例性实施方式中，实现了35/45μm的线间距比L/S，即便是36μm厚的铜层被分开以形成金属迹线。
在使用所描述的过程时，可以通过使用蚀刻技术以高分辨率形成精细的金属迹线。一个优势可能是形成更小的间距尺寸，这支持正在发生的小型化进程。
示例性实施方式
根据实施方式，形成金属迹线还包括：i)通过第一蚀刻和/或第二蚀刻在金属层中形成第一腔，以及ii)通过第一蚀刻和/或第二蚀刻在金属层中形成第二腔，从而使得：金属迹线位于第一腔与另外的(例如第二)腔之间。以这种方式，可以有效地形成彼此并排的多个金属迹线。
根据另外的实施方式，进行第一蚀刻和第二蚀刻的区域包括位于部件承载件的主表面中的一个主表面上的相邻的至少两个子区域，所述至少两个子区域以彼此相距一距离的方式设置以在所述至少两个子区域之间形成金属迹线，特别地其中，通过膜的图案化来限定相邻的所述至少两个子区域。
根据另外的实施方式，第一蚀刻包括湿蚀刻或干蚀刻，特别地，第一蚀刻包括等离子体蚀刻，更特别地，第一蚀刻包括预处理蚀刻。在示例中，第一蚀刻被施用以使得金属层和膜受到影响。在另外的示例中，与第二蚀刻相比，第一蚀刻可以移除(显著)更少的金属材料。尽管第一蚀刻可以仅由一个蚀刻步骤构成，但第二蚀刻也可以包括两个或更多个步骤、例如包括等离子体蚀刻和预处理蚀刻。第一蚀刻还可以包括压力的施加。
术语“等离子体蚀刻”可以指使用等离子体来处理部件承载件预制件的过程。等离子体蚀刻可以包括将适当的气体混合物施用(以脉冲方式)至部件承载件预制件的高速辉光放电(等离子体)流。等离子体、此处是蚀刻物质可以是带电的(离子)或中性的(原子和自由基)。在蚀刻过程期间，等离子体可以从被蚀刻材料的元素与由等离子体产生的反应性物质(reactive species)之间的化学反应产生挥发性蚀刻产物。等离子体蚀刻可以移除仅膜材料(残留物)、或者移除膜材料和金属材料。等离子体还可以提高铜的润湿性。
在示例中，在等离子体蚀刻期间，可以由所使用的等离子体气体形成反应性物质(中性的和带电的)。与带电物质相比，中性物质具有更长的寿命并且更弱。在离子轰击期间，主要形成带电的高反应性物质(CF3+、Ar+等)，带电的高反应性物质在电场内加速并聚集在目标上。除了化学反应，高物理冲击力可以在撞击表面时移除材料。
在示例性示例中，第一蚀刻包括等离子体蚀刻和电解蚀刻的等离子体蚀刻，这意味着：
i)第一蚀刻可以在一些气体混合物的条件下仅施用等离子体蚀刻，以同时对膜和金属进行蚀刻，气体混合物比方说例如为全氟化碳(CF4、C3F8)或无机气体(SF6、F2、Cl2、O2、H2)，或者
ii)第一蚀刻包括通过等离子体对膜进行蚀刻并且包括电解蚀刻以耗尽(铜)金属。
关于电解蚀刻，当阴极在浴中，而金属(铜)可以是阳极时，被暴露的金属的部分可以在化学物质中溶解。通过该反应，可以移除被暴露的金属。
根据另外的实施方式，第二蚀刻包括湿蚀刻或干蚀刻。在示例中，第二蚀刻被施用以使得仅金属层受到影响。在另外的示例中，与第一蚀刻相比，第二蚀刻可以移除(显著)更多的金属材料。尽管第一蚀刻可以仅由一个蚀刻步骤构成，但第二蚀刻也可以包括两个或更多个步骤，例如包括两个湿蚀刻、或者包括湿蚀刻和干蚀刻。
术语“湿蚀刻”可以指其中流体(特别是液体)被施用的蚀刻步骤。根据具体示例，可以通过使用来自蚀刻浴的蚀刻溶液来进行蚀刻。蚀刻溶液可以包括氯化铜(二价铜)(CuCl2)，并且蚀刻反应如下：CuCl2+Cu->2CuCl(氯化亚铜)。因此，氯化铜可以与水和/或盐酸混合。此外，可以使用添加剂例如HTB和/或抑制剂(例如聚合物)。在另外的示例中，氯化铁(III)可以用于进行如下蚀刻：Cu+2FeCl3->CuCl2+2FeCl2。在另外的示例中，可以使用硝酸铜和氯化铵。在实施方式中，湿蚀刻可以是各向同性蚀刻。
术语“干蚀刻”可以指其中(基本上)不施用液体的蚀刻步骤。而是，可以对部件承载件预制件施用离子轰击(例如，反应性气体比如氧气或氯气的离子体)。在实施方式中，干蚀刻可以是各向异性蚀刻。
根据另外的实施方式，膜是对第二蚀刻有抗性的。这可以提供以下优点：膜保护金属层的主表面，同时可以在金属层中形成深孔(腔)。由此可以更准确地制造金属迹线。
根据另外的实施方式，膜是对第一蚀刻没有抗性的。这可以提供以下优点：膜厚度(和围绕腔的开口的膜区域)适合于腔开口，使得可以实现有效的第二蚀刻。此外，膜的残留物可以被蚀刻掉，因此产品将以可靠的方式被制造。
根据另外的实施方式，在进行第一蚀刻期间使膜变薄。
根据另外的实施方式，该方法还包括：将膜的部分移除，以及由此：使金属层的暴露的区域扩大。
根据另外的实施方式，第一蚀刻和/或第二蚀刻是各向同性蚀刻，特别地，各向同性蚀刻包括各向同性蚀刻剂，更特别地，各向同性蚀刻包括氯化铜。术语“各向同性蚀刻”可以指在金属层的z方向(厚度)上所移除的材料的量与在金属层的x/y平面(长度和宽度)中所移除的材料的量(基本上)相似的情况。由此可以实现更精确的蚀刻。由于是同时在x/y/z方向进行蚀刻的，因而可以提高蚀刻效率。
根据另外的实施方式，对膜进行图案化包括：
在膜中形成至少一个孔，使得孔的侧壁随着靠近金属层渐缩。渐缩的侧壁可以通过以特定方式图案化而形成。在另外的示例中，可以通过蚀刻形成渐缩的侧壁。通过提供渐缩的侧壁，第二蚀刻可以更有效且准确地施用至金属层腔。
根据另外的实施方式，形成膜包括将膜层压(或涂覆、分配、喷涂)到金属层上。因此，可以使用已形成的技术以稳健的方式将膜(例如有机光致抗蚀部)附在/设置在金属层上。
根据另外的实施方式，形成膜包括：
提供在变薄之前具有大于12μm、特别地大于14μm、更特别地大于16μm的膜。在图案化过程期间，较厚的膜可能会是更坚固且可靠的。
根据另外的实施方式，第一蚀刻包括使膜变薄至初始厚度的90％或更小、特别地变薄至初始厚度的75％或更小(更特别地变薄10μm以下、特别地变薄8μm以下)。当对金属层腔施用第二蚀刻时，更薄的膜可能更可行。
根据另外的实施方式，膜为光致抗蚀部和/或干膜(见上文)。湿膜以液体形式涂覆到基底上，而干膜可以(基本上)不含溶剂。因此，可以实现更有效的层压。
根据另外的实施方式，该方法还包括：
在第二蚀刻之后将膜移除。该措施可以实现金属层上的另外的部件承载件层堆叠件。
根据另外的实施方式，金属层具有30μm或更大、特别是35μm或更大、特别是40μm或更大、特别是45μm或更大的竖向厚度(沿着z轴的)。即使形成较厚的金属层，使用所描述的方法也可以实现有利的线间距比。
根据另外的实施方式，该方法还包括形成靠近金属迹线的另外的金属迹线，使得：金属迹线和另外的金属迹线并排设置，其中在金属迹线与另外的金属迹线之间具有底侧间距S。因此，可以在同一个过程步骤中形成多个金属迹线。
根据另外的实施方式，进行第一蚀刻和第二蚀刻的区域包括位于部件承载件主表面中的一个部件承载件主表面上的相邻的多于两个的子区域，其中所述多于两个的子区域以彼此相距一距离的方式设置，从而使得在进行第一蚀刻和第二蚀刻之后，位于子区域之间的相邻的至少两个金属迹线并排形成，特别地，子区域设置成在子区域之间具有底侧间距S。
在下文中，描述了可以提供特别有利的线间距比和/或高度准确的蚀刻因子的实施方式。术语“线间距比”可以指金属迹线的宽度与树脂迹线的宽度的比、例如(30/40)。
根据另外的实施方式，(在进行第二蚀刻之后)金属迹线和另外的金属迹线(所述相邻的至少两个金属迹线)中的每一者均具有45μm或更小、特别地是40μm或更小、更特别地是35μm或更小、更特别地是30μm或更小、更特别地25μm或更小的底侧线宽L1。
根据另外的实施方式，(在进行第二蚀刻之后)金属迹线和另外的金属迹线(所述相邻的至少两个金属迹线)被45μm或更小、特别地是40μm或更小、更特别地是35μm或更小、更特别地是30μm或更小、更特别地是25μm或更小的底侧间距S间隔开。在另一示例中，该间距在20μm至45μm的范围内。
根据另外的实施方式，(在进行第二次蚀刻之后)金属迹线和另外的金属迹线(所述相邻的至少两个金属迹线)中的每一者的顶侧线宽L2是对应的底侧线宽L1的至少80％、特别地至少90％、更特别地至少100％(特别地，在介于对应的底侧线宽L1的80％至100％的范围内)。
根据另外的实施方式，(在进行第二蚀刻之后)金属迹线和另外的金属迹线(所述相邻的至少两个金属迹线)中的每个金属迹线均具有30μm或更大、特别是35μm或更大、特别是40μm或更大、特别是45μm或更大的竖向厚度z。
根据另外的实施方式，至少一个金属迹线(在进行蚀刻之后)的蚀刻因子为3或更大、特别是5或更大、特别是7或更大、特别是10或更大、特别是15或更大、特别是20或更大、特别是25或更大。这可以提供使用所描述的方法可以产生高精度部件承载件的优点。
在实施方式中，部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构的叠置件。例如，部件承载件可以是所提到的电绝缘层结构和电传导层结构的层压件，该层压件特别地通过施用机械压力和/或热能而形成。所提到的叠置件可以提供能够为另外的部件提供大安装表面并且仍然非常薄且紧凑的板状部件承载件。术语“层结构”可以特别地表示在共用平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛状件。
在实施方式中，部件承载件成形为板。这有助于紧凑的设计，其中尽管如此，部件承载件仍为部件承载件上的安装部件提供了大的基底。此外，特别地，作为关于嵌入的电子部件的示例的裸晶片由于裸晶片的较小厚度而可以方便地嵌入比如印刷电路板的薄板中。
在实施方式中，部件承载件被构造为包括印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层的组中的一者。
在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示通过例如经由施加压力和/或经由供给热能将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构层压而形成的板状部件承载件。作为用于PCB技术的优选材料，电传导层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或FR4材料。通过例如以激光钻孔或机械钻孔的方式形成穿过层压件的通孔并且通过用电传导材料(特别是铜)部分地或全部地填充该通孔从而形成过孔或任何其他通孔连接部，各电传导层结构可以以期望的方式连接至彼此。被填充的孔连接整个叠置件(通孔连接部延伸通过多个层或整个叠置件)、或者被填充的孔连接至少两个电传导层结构、被称为过孔。类似地，可以通过叠置件的各个层来形成光学互连件，以接收电光电路板(EOCB)。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或更多个部件以外，印刷电路板通常被构造成用于在板状印刷电路板的一个表面或两个相反表面上容置一个或更多个部件。所述一个或更多个部件可以通过焊接连接至相应的主表面。PCB的介电部分可以包括具有增强纤维(比如玻璃纤维)的树脂。
在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。基板是相对于PCB而言相对较小的部件承载件，该部件承载件上可以安装一个或更多个部件，并且该部件承载件可以用作一个或更多个芯片与另外的PCB之间的连接介质。例如，基板可以具有与待安装在基板上的部件(特别是电子部件)大致相同的尺寸。更具体地，基板可以被理解为用于电连接件或电网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当但具有相当高密度的横向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。横向连接件例如是传导路径，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供已容置部件或未容置部件(比如裸晶片)、特别是IC芯片与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接、热连接和/或机械连接。因此，术语“基板”还包括“IC基板”。基板的介电部分可以包括具有增强颗粒(比如增强球状件，特别是玻璃球状件)的树脂。
基板或中介层可以包括至少一层以下各者或由至少一层以下各者构成：玻璃、硅(Si)和/或可光成像或可干蚀刻的有机材料如环氧基积层材料(比如环氧基积层材料膜)、或聚合物复合物(聚合物复合物可以包括或者可以不包括光敏和/或热敏分子)如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。
在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构(和/或基部基底)包括将下述各者包括在内的组中的至少一者：树脂或聚合物、比如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚亚苯基衍生物(例如，基于聚苯醚、PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)和/或其组合物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，比如网状物、纤维、球状件或其他种类的填料颗粒。与增强剂结合的半固化树脂、例如用上述树脂浸渍的纤维被称为预浸料。这些预浸料通常以其特性命名、例如FR4或FR5，这描述了预浸料的阻燃性能。尽管预浸料、特别是FR4对于刚性的PCB而言通常是优选的，但是也可以使用其他材料，特别是环氧基积层材料(比如基层膜)或可光成像的介电材料。对于高频应用而言，高频材料比如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂可以是优选的。除了这些聚合物，低温共烧陶瓷(LTCC)或其他较低的、极低的或超低的DK材料可以在部件承载件中被实现为电绝缘层结构。
在实施方式中，所述至少一个电传导层结构(和/或金属迹线)包括铜、铝、镍、银、金、钯、钨、钛和镁中的至少一者。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或其涂覆的其他类型也是可以的，特别地涂覆有比如石墨烯或聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)的超导材料或传导聚合物也是可以的。
至少一个部件可以嵌入在部件承载件中和/或可以表面安装在部件承载件上。该部件可以选自包括以下各者的组：非导电嵌体、导电嵌体(比如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如热管)、光引导元件(例如光波导或光导连接件)、电子部件或其组合。嵌体可以是例如金属块，该金属块具有或不具有绝缘材料涂层(IMS-嵌体)，金属块可以嵌入或表面安装以为了便于散热的目的。合适的材料是根据材料的导热系数限定的，导热系数应为至少2 W/mK。这种材料通常基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷，例如铜、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)。为了增大热交换能力，也经常使用具有增大的表面积的其他几何形状。此外，部件可以是有源电子部件(至少实现了一个p-n结)、无源电子部件比如电阻器、电感器或电容器、电子芯片、存储设备(例如DRAM或另一种数据存储器)、滤波器、集成电路(比如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)和复杂可编程逻辑设备(CPLD))、信号处理部件、功率管理部件(比如场效应晶体管(FET))、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、结型场效应晶体管(JFET)、或绝缘栅场效应晶体管(IGFET)、所有基于半导体的材料(比如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、砷化铟镓(InGaAs)和/或任何其他合适的无机化合物)、光电接口元件、发光二极管、光电耦合器、电压转换器(例如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、密码组件、发送器和/或接收器、机电转换器、传感器、致动器、微机电系统(MEMS)、微处理器、电容器、电阻器、电感器、电池、开关、相机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。然而，其他部件也可以嵌入部件承载件中。例如，磁性元件可以用作部件。这种磁性元件可以是永磁性元件(比如铁磁性元件、反铁磁性元件、多铁性元件或亚铁磁性元件，例如铁氧体芯)或者可以是顺磁性元件。然而，该部件还可以是例如呈板中板构型的IC基板、中介层或另外的部件。该部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入在部件承载件的内部中。此外，也可以将其他部件、特别是产生和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件来作为部件。
在实施方式中，部件承载件是积层式和/或层压式部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而叠置并连接在一起的多层结构的复合件。
在对部件承载件的内部层结构进行处理之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或电传导层结构(特别是通过层压)将经处理的层结构的一个主表面或相反的两个主表面(平行于部件承载件的主延伸部的方向(沿着x轴和y轴)的(被暴露的)表面)对称地或不对称地覆盖。换言之，可以持续堆叠，直到获得期望的层数为止。
在电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成已完成之后，可以进行对所获得的层结构或部件承载件的表面处理。
特别地，在表面处理方面，可以将电绝缘的阻焊剂施用至层叠置件或部件承载件的一个主表面或相反的两个主表面。例如，可以在整个主表面上形成比如阻焊剂并且随后对阻焊剂的层进行图案化以使一个或更多个电传导表面部分暴露，所述一个或更多个电传导表面部分将用于使部件承载件电耦合至电子外围件。部件承载件的用阻焊剂保持覆盖的表面部分、特别是包含铜的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀。
在表面处理方面，还可以选择性地将表面处理部施用至部件承载件的暴露的电传导表面部分。这种表面处理部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(比如，焊盘、传导迹线等，特别是包括铜或由铜构成)上的电传导覆盖材料。如果不对这种暴露的电传导层结构进行保护，则暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)会被氧化，从而使部件承载件的可靠性较低。
然后，表面处理部可以形成为例如表面安装部件与部件承载件之间的接合部。表面处理部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)的功能，并且表面处理部可以例如通过焊接而实现与一个或更多个部件的接合过程。用于表面处理部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(OSP)、非电镍浸金(ENIG)、非电镍浸钯浸金(ENIPIG)、金(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯等。
附图说明
本发明的上面限定的方面以及其他方面根据下文将描述的实施方式的示例变得明显并且参照这些实施方式的示例进行说明。
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的部件承载件。
图2a至图2d示出了根据本发明的示例性实施方式的制造部件承载件的方法。
图3a至图3c示出了根据本发明的另一示例性实施方式的制造部件承载件的方法。
图4示出了蚀刻因子的定义。
具体实施方式
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件被提供以相同的附图标记。
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的部件承载件100。部件承载件100包括具有至少一个电传导层结构110和至少一个电绝缘层结构102的叠置件(未详细示出)。电绝缘层结构102构造为基部基底115，例如，电绝缘层结构102构造为由FR4材料构成的基部基底115。电传导层结构110包括例如并排设置的金属迹线130和另外的金属迹线131，其中在金属迹线130与另外的金属迹线131之间具有底侧间距S。每个金属迹线130、131均包括底侧线宽L1和顶侧线宽L2。底侧线宽L1用于小于40μm(在所示示例中为35μm)的金属迹线130、131。底侧间距S不大于50μm、在所示示例中不大于40μm。顶侧线宽L2用于顶侧线宽L2为在所示示例中为35μm的对应的底侧线宽L1的80％至100％范围内的金属迹线130、131两者。此外，金属迹线130、131中的每一者均具有大于30μm的竖向厚度(沿着z轴的)，该竖向厚度在所示示例中为35μm。还可以计算(见图4)金属迹线130和另外的金属迹线131分别包括大于14的蚀刻因子。
图2a至图2d示出了根据本发明的示例性实施方式的制造部件承载件100的方法。
图2a：在电绝缘基底115、102上设置有金属层110，金属层110在该示例中为厚的铜层(厚度例如为36μm)。为光致抗蚀部的电绝缘干膜120覆盖金属层110(层压到金属层110上)。此外，膜120被图案化(例如通过光刻)以使金属层110的部分111暴露。换言之，通过在膜120中形成暴露区域(具有侧壁125)，金属层110的位于孔下方的部分将被暴露。
图2b：进行第一蚀刻：将被暴露的金属层110的另一部分112(包括部分111)移除。通过移除金属层110的另一部分112，在金属层110中形成腔140和另外的腔141。
图2c：第一蚀刻是膜120对其没有抗性的干蚀刻或湿蚀刻(例如等离子体蚀刻、特别是预处理蚀刻)。因此，第一蚀刻使膜120变薄、将膜120的一部分(以及金属层110的另一部分112)移除。在示例中，膜120从大于12μm、特别是大于14μm的竖向厚度变薄至10μm或更小、特别是8μm或更小的竖向厚度。如从图2c中可以观察到的，膜120的对位于腔140和另外的腔141的顶部处的金属层主表面进行覆盖的部分也被移除。因此，金属层110的上主表面在腔140的开口和另外的腔141的开口周围是暴露的。
图2d：之后，进行第二蚀刻：扩大腔140和另外的腔141，使得在腔140与另外的腔141之间形成金属迹线130。由此，整个金属板厚度在该区域中被移除。以此方式，所形成的金属迹线130与金属层110(的其余部分)在空间上(通过腔140和另外的腔141)分开。第二蚀刻包括湿蚀刻(特别是使用各向同性蚀刻剂比如氯化铜)或干蚀刻。因此，膜120是对第二蚀刻有抗性的。
金属迹线130仍被膜121的部分覆盖。金属层110也仍被相应的膜部分120覆盖。然而，在另外的步骤中，膜120、121(未示出)可以被移除。
图3a至图3c示出了根据本发明的另一示例性实施方式的制造部件承载件100的方法。该方法与上面在图2a至图2d中描述的方法非常类似。不同之处在于，在膜120的图案化期间，膜120中的孔的侧壁125形成为使得：膜侧壁125相对于腔140和另外的腔141随着靠近腔140和另外的腔141渐缩(以及，至金属层110)。侧壁125相对于金属层110的上主表面的角度优选地在20°至70°的范围内，更优选地为约60°。
图3a：在膜120的图案化期间，在膜120中形成孔并且孔的侧壁125相对于腔140和另外的腔141渐缩。在第一蚀刻期间，腔140和另外的腔141被形成。
图3b：此外，在第一蚀刻期间，膜120变薄(竖向厚度上的部分122被移除)。这也发生在渐缩的侧壁125处。
图3c：进行第二蚀刻：扩大腔140和另外的腔141，使得在腔140与另外的腔141之间形成金属迹线130。膜120是对第二蚀刻有抗性的，使得腔140和另外的腔141的各自的顶部部分地被膜120(和渐缩的侧壁125)覆盖。
图4示出了可以用于对(所蚀刻的)金属迹线的质量进行验证的蚀刻因子(EF)的定义。在对金属层进行蚀刻之后，所蚀刻的(梯形的)金属迹线130可以由蚀刻因子EF描述如下：线厚(Thk，高度)的两倍除以(底侧线宽(BW或L1)减去顶侧线宽(TW或L2))：EF＝(2*Thk)/(BW-TW)。例如，根据制造环境，三或更大、特别是五或更大的蚀刻因子可以被认为是准确的。
应当注意的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一种”不排除多个。此外，结合不同实施方式描述的元件也可以组合。还应注意的是，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。本发明的实现形式不限于图中所示和上面描述的优选实施方式。而是，使用所示的解决方案和根据本专利的原理的多种变型也是可能的，甚至在根本不同的实施方式的情况下也是如此。
附图标记
100 部件承载件
110 金属层
111 金属层的区域
112 金属层的部分
115 基底、电绝缘层结构
120 膜、膜部分
121 另外的膜部分
122 被移除的膜部分
130 金属迹线
131 另外的金属迹线
140 第一腔
141 第二/另外的腔
L1 底侧线宽
L2 顶侧线宽
S 底侧间距

Claims (24)

1.一种制造部件承载件(100)的方法，其中，所述方法包括：
提供金属层(110)，特别地，所述金属层(110)是铜层；
在所述金属层(110)上提供膜(120)；
对所述膜(120)进行图案化，以使所述金属层(110)的区域(111)暴露；
进行第一蚀刻，由此将被暴露的金属层(110)的部分(112)移除并保持所述膜(120)的厚度；以及之后
进行第二蚀刻，由此形成与所述金属层(110)在空间上分开的至少一个金属迹线(130)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述金属迹线(130)还包括：
通过所述第一蚀刻和所述第二蚀刻在所述金属层(110)中形成第一腔(140)，以及
通过所述第一蚀刻和所述第二蚀刻在所述金属层(110)中形成另外的腔(141)，
从而使得：所述金属迹线(130)位于所述第一腔(140)与所述另外的腔(141)之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，进行所述第一蚀刻和所述第二蚀刻的区域包括位于所述部件承载件的主表面中的一个主表面上的相邻的至少两个子区域，其中，所述至少两个子区域以彼此相距一距离的方式设置，以在所述至少两个子区域之间形成所述金属迹线(130)，
特别地，其中，通过所述膜(120)的图案化来限定相邻的所述至少两个子区域。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，所述第一蚀刻包括湿蚀刻或干蚀刻，特别地，所述第一蚀刻包括等离子体蚀刻，更特别地，所述第一蚀刻包括预处理蚀刻。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，所述第二蚀刻包括湿蚀刻或干蚀刻。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，所述膜(120)是对所述第二蚀刻有抗性的；以及/或者
其中，所述膜(120)是对所述第一蚀刻没有抗性的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，在进行所述第一蚀刻期间使所述膜(120)变薄。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括：
将所述膜(120)的部分移除，以及由此：
使所述金属层(110)的暴露的所述区域(111)扩大。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，所述第一蚀刻和/或所述第二蚀刻是各向同性蚀刻，特别地，所述各向同性蚀刻包括各向同性蚀刻剂，更特别地，所述各向同性蚀刻包括氯化铜。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，对所述膜(120)进行图案化包括：
在所述膜(120)中形成至少一个暴露区域，其中，所述至少一个暴露区域的侧壁(125)随着靠近所述金属层(110)渐缩。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，形成所述膜(120)包括：
将所述膜(120)层压到所述金属层(110)上。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，形成所述膜(120)包括：
提供所述膜(120)，特别地，提供在变薄之前具有12μm或更大的厚度的所述膜(120)，特别地，提供在变薄之前具有14μm或更大的厚度的所述膜(120)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，保持所述厚度包括：
使所述膜(120)变薄，特别地，使所述膜(120)变薄至初始厚度的90％或更小，特别地，使所述膜(120)变薄至初始厚度的75％或更小。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，所述膜(120)为干膜或湿膜。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
在所述第二蚀刻之后将所述膜(120)移除。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，所述金属层(110)具有30μm或更大的厚度(z)，特别地，所述金属层(110)具有35μm或更大的厚度(z)。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
形成靠近所述金属迹线(130)的另外的金属迹线(131)，使得：所述金属迹线(130)和所述另外的金属迹线(131)并排设置，其中在所述金属迹线(130)与所述另外的金属迹线(131)之间具有底侧间距(S)。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，
其中，进行所述第一蚀刻和所述第二蚀刻的区域包括位于所述部件承载件的主表面中的一个主表面上的相邻的多于两个的子区域，其中，所述多于两个的子区域以彼此相距一距离的方式设置，从而使得：在进行所述第一蚀刻和所述第二蚀刻之后，位于所述多于两个的子区域之间的相邻的至少两个金属迹线并排形成，
特别地，其中，所述多于两个的子区域设置成在所述多于两个的子区域之间具有底侧间距(S)。
19.根据权利要求17或18所述的方法，
其中，在进行所述第二蚀刻之后，所述至少两个金属迹线中的每个金属迹线均具有40μm或更小的底侧线宽(L1)。
20.根据权利要求17至19中的任一项所述的方法，
其中，在进行所述第二蚀刻之后，相邻的至少两个金属迹线被小于45μm的所述底侧间距(S)间隔开，特别地，在进行所述第二蚀刻之后，相邻的至少两个金属迹线被介于30μm至45μm的范围内的所述底侧间距(S)间隔开。
21.根据权利要求17至20中的任一项所述的方法，
其中，在进行所述第二蚀刻之后，相邻的所述至少两个金属迹线中的每个金属迹线的顶侧线宽(L2)均在介于所述金属迹线的对应的底侧线宽(L1)的80％至100％的范围内。
22.根据权利要求17至21中的任一项所述的方法，
其中，在进行所述第二蚀刻之后，相邻的所述至少两个金属迹线中的每个金属迹线均具有至少30μm的厚度(z)，特别地，相邻的所述至少两个金属迹线中的每个金属迹线均具有30μm至50μm的范围内的厚度(z)。
23.一种部件承载件(100)，所述部件承载件(100)包括具有至少一个电传导层结构(110)和至少一个电绝缘层结构(102)的叠置件；
其中，所述至少一个电传导层结构(110)包括并排设置的金属迹线(130)和另外的金属迹线(131)；
其中，所述金属迹线(130)和所述另外的金属迹线(131)中的每一者均具有40μm或更小的底侧线宽(L1)；
其中，所述金属迹线(130)和所述另外的金属迹线(131)被45μm或更小的底侧间距(S)间隔开；
其中，所述金属迹线(130)和所述另外的金属迹线(131)中的每一者的顶侧线宽(L2)为相应的底侧线宽(L1)的至少80％；以及
其中，所述金属迹线(130)和所述另外的金属迹线(131)中的每一者均具有30μm或更大的竖向厚度(z)。
24.根据权利要求23所述的部件承载件(100)，
其中，所述金属迹线(130)和/或所述另外的金属迹线(131)包括3或更大的蚀刻因子，特别地，所述金属迹线(130)和/或所述另外的金属迹线(131)包括5或更大的蚀刻因子。
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