CN103579107A - 一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法 - Google Patents

一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，通过在准备好的基板上形成淀积层并制作出薄膜电路图形，然后制作好用于保护切缝的掩膜版，在基板的淀积层上形成用于保护切缝的掩膜，并利用掩膜电镀工艺加厚薄膜电路图形，去除掩膜留出只有淀积层的切缝，最后利用砂轮划片机沿着工件的切缝处划切得到成品件。本发明由于切缝处有光刻胶的电镀绝缘作用，避免了电镀时切缝处金属镀层的增厚，使得砂轮直接作用于较薄的淀积层，有效减少了划切时产生的金属***物，从而减少了金属毛刺和膜层脱落现象的发生，提高了薄膜电路的划切质量和成品率。

Description

一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法
技术领域
本发明涉及一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法。
背景技术
在混合集成电路的薄膜电路制作工艺中，利用砂轮划片机对薄膜电路进行划切是比较常见的薄膜电路外形加工手段之一。
薄膜电路一般具有多层结构，下层基板采用硬质材料诸如陶瓷、宝石、石英等，上层多为金属或金属化合物形成的淀积层和电镀层，淀积层通过蒸发、溅射或化学气相淀积等方式形成，厚度一般在20～500nm，电镀层是以淀积层为种子层进行电镀工艺加厚，它作为信号的主要传输层，厚度一般在1～5um。掩膜电镀是在光刻时将光刻胶直接留在基板上，直接进行局部电镀的技术，掩膜电镀技术作为一种局部电镀技术，相对比较成熟，在薄膜电路中有着较为广泛的应用。
传统薄膜电路的划切方法为：首先将工件直接用火漆、松香或强力胶等粘合剂粘附在玻璃基板上或者用蓝膜粘合，然后用砂轮划片机直接对薄膜电路的外形进行划切。由于基板表面金属层一般质地较软，在使用砂轮划片机进行划切时容易出现毛刺和膜层脱落等现象，尤其是在较厚的电镀金属层部分，在后续检片时需要大量时间对毛刺进行清除，影响生产效率，而且一旦膜层脱落直接影响成品率。
目前，尽管国内外一些砂轮机设备厂商通过不同的砂轮制作工艺制作出厚度、材质、硬度、金刚砂颗粒度、形状等参数各异的刀具，或者通过不断提高砂轮机的转速、功率和稳定性等自身性能，以适应划切不同材料的物质，提高刀具的***能力，并且在一定程度上改善了划切的质量，然而由于薄膜电路基板和信号层所用物质不同，其硬度等物理性质也不相同，很难同时兼顾多种材料的划切，切削边缘金属毛刺和膜层脱落的现象仍然会发生。另外，采用激光划切技术，通过高能激光作用于工件表面使得工件融化或直接气化，来达到工件划切的目的，但是由于激光的热效应，切口处容易形成重铸层等问题，切口质量远不如砂轮划切的质量，并且该热效应对工件信号层的物性也会产生一定影响。
发明内容
针对传统薄膜电路制作工艺中容易出现的毛刺和膜层脱落现象，本发明提出了一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，其采用如下技术方案：
一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，包括如下步骤：
a、准备基板；
b、在基板上淀积出薄膜淀积层，并制作出薄膜电路图形；
c、在淀积好的基板上匀光刻胶；
d、制作用于保护切缝的掩膜版，并对匀好光刻胶的工件进行曝光；
e、制作出切缝掩膜图形；
f、进行掩膜电镀；
g、去除掩膜；
h、采用砂轮划片机沿切缝位置划切工件，得到成品件。
上述步骤b中，通过薄膜淀积工艺在基板上淀积出薄膜淀积层，并通过光刻刻蚀出薄膜电路图形，所述薄膜淀积工艺中采用的淀积方式包括溅射、蒸发和化学气相沉积。
上述步骤e中，曝光后进行显影和定影，保留切缝位置光刻胶掩膜。
上述步骤f中，利用电镀工艺对以淀积层为电镀种子层对薄膜电路图形进行加厚，形成电路的电镀层，切缝位置处未形成电镀层。
本发明的优点是：
本发明在准备好的基板上形成淀积层并制作出薄膜电路图形，然后制作好用于保护切缝的掩膜版，在基板的淀积层上形成用于保护切缝的掩膜，并利用掩膜电镀工艺加厚薄膜电路图形，去除掩膜留出只有淀积层的切缝，最后利用砂轮划片机沿着工件的切缝处划切得到成品件。本发明由于切缝处有光刻胶的电镀绝缘作用，避免了电镀时切缝处金属镀层的增厚，使得砂轮直接作用于较薄的淀积层，有效减少了划切时产生的金属***物，从而减少了金属毛刺和膜层脱落现象的发生，提高了薄膜电路的划切质量和成品率。
附图说明
图1是基板的侧面结构示意图；
图2是基板的正面结构示意图；
图3是薄膜淀积并形成电路图形的侧面结构示意图；
图4是薄膜淀积并形成电路图形的正面结构示意图；
图5是淀积好的基板经过匀光刻胶后的侧面结构示意图；
图6是淀积好的基板经过匀光刻胶后的正面结构示意图；
图7为将掩膜版置于光刻胶上方进行光刻示意图；
图8是掩膜版I的结构示意图；
图9是掩膜版II的结构示意图；
图10是切缝掩膜图形制作的侧面结构示意图；
图11是采用掩膜版I时制作的切缝掩膜图形的正面结构示意图；
图12是采用掩膜版II时制作的切缝掩膜图形的正面结构示意图；
图13是经过掩膜电镀工艺后的侧面结构示意图；
图14是采用掩膜版I时经过掩膜电镀工艺后的正面结构示意图；
图15是采用掩膜版II时经过掩膜电镀工艺后的正面结构示意图；
图16是经过去除掩膜工艺后的侧面结构示意图；
图17是经过去除掩膜工艺后的正面结构示意图；
图18是砂轮划切的侧面结构示意图；
图19是成品件的正面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
结合图1至19所示，一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，包括如下流程步骤：
a、准备基板1，常用的基板材料为陶瓷、宝石、石英、硅、砷化镓等，如图1和图2所示；
b、通过淀积工艺在基板1上淀积出薄膜淀积层2，并通过光刻，刻蚀出薄膜电路图形3，常用的淀积方式有溅射、蒸发、化学气相沉积等，如图3和图4所示；
淀积层的厚度为d1，包括电阻层、电容电极层、介质层、粘附层和电镀种子层等，电镀种子层位于最上层；
c、在淀积好的基板1上匀光刻胶，为制作掩膜层做准备；光刻胶9能较好的附着在基板表面，对薄膜电路图形无腐蚀作用，且不被镀液溶解，形成的厚度比电镀层大，如图5和图6所示；
d、制作用于保护切缝位置的掩膜版4，并对匀好光刻胶9的工件进行曝光，如图7所示，进行光刻掩膜版4的图形可以是切缝的图形，如图8中示出的掩膜版I，或者在不影响薄膜电路图形3电镀的情况下可适当加宽，如图9中示出对的掩膜版II；
e、制作出切缝掩膜图形，曝光后进行显影和定影，保留切缝位置光刻胶掩膜5，如图10、图11和图12所示，光刻胶掩膜5的厚度为d3，由光刻胶形成，在掩膜电镀中起到绝缘作用，对基板有较好的附着性，且不溶于电镀液中；
经过步骤d和步骤e制作的切缝掩膜图形，能够较好地保护切缝不被电镀，且不能影响需电镀部分薄膜电路图形的电镀工序；
f、掩膜电镀，利用电镀工艺以淀积层2为电镀种子层对薄膜电路图形3进行加厚，形成电路的电镀层6，切缝位置由于被光刻胶掩膜5局部绝缘，而未能形成电镀层，电镀层的厚度为d2，如图13、图14和图15所示；本发明中的掩膜电镀技术比较成熟、生产成本小、易操作，可直接集成在形成薄膜电路的掩膜电镀工艺中，淀积层的厚度d1一般为20～300nm，电镀层的厚度为d2一般为1～5um，光刻胶掩膜的厚度为d3略大于d2，三者之间的厚度大小关系为：d3>d2>d1；
g、去除掩膜，如图16和图17所示；
h、采用砂轮划片机7沿切缝位置划切工件，如图18所示，得到成品件8，如图19所示。
由于砂轮划片机能根据切缝进行划切，砂轮有一定金属的***能力，对基板和淀积层有良好的划切效果，本发明避免砂轮划片机7对金属镀层的作用，降低了工件对划切设备的要求，使得划切设备的可控性增加。
需要说明的是，对形成掩膜和掩膜电镀的实现方式，并不局限于步骤c、d、e、f中述及的匀胶、制版、显影、刻蚀和掩膜电镀的方式，还可以采用其他实现掩膜电镀的替代方式，如电镀胶带掩膜等。此外，本发明还可应用在相关有镀层的元件和电路制作工艺中。

Claims (5)

1.一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，其特征在于包括如下步骤：
a、准备基板；
b、在基板上淀积出薄膜淀积层，并制作出薄膜电路图形；
c、在淀积好的基板上匀光刻胶；
d、制作用于保护切缝的掩膜版，并对匀好光刻胶的工件进行曝光；
e、制作出切缝掩膜图形；
f、进行掩膜电镀；
g、去除掩膜；
h、采用砂轮划片机沿切缝位置划切工件，得到成品件。
2.根据权利要求1所述的一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，其特征在于，所述步骤b中，通过薄膜淀积工艺在基板上淀积出薄膜淀积层，并通过光刻刻蚀出薄膜电路图形。
3.根据权利要求2所述的一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，其特征在于，所述淀积工艺中采用的薄膜淀积方式包括溅射、蒸发和化学气相沉积。
4.根据权利要求1所述的一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，其特征在于，所述步骤e中，曝光后进行显影和定影，保留切缝位置光刻胶掩膜。
5.根据权利要求1所述的一种基于掩膜电镀的薄膜电路划切方法，其特征在于，所述步骤f中，利用电镀工艺对以淀积层为电镀种子层对薄膜电路图形进行加厚，形成电路的电镀层，切缝位置处未形成电镀层。
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