Способ металлизации отверстий в диэлектрической подложке

 

Изобретение относится к лазерной технологии изготовления гибридных интегральных схем. Сущность изобретения: лазерную прошивку отверстий осуществляют в подложке, погруженной в раствор активации, содержащий хлорид тяжелого металла, до совпадения поверхности подложки с зеркалом раствора. После прохождения последнего прошивочного импульса раствор затекает в устье канала отверстия и под кратковременным действием высокой остаточной температуры стенок происходит термическое разложение паросолевой смеси с выделением металлсодержащих частиц, что приводит к активации канала отверстия. 5 ил.

Изобретение относится к лазерной технологии радиоэлектронных устройств, в частности к способам прошивки и металлизации отверстий в хрупких и тугоплавких диэлектриках, являющихся подложками гибридных интегральных схем сверхвысокочастотного (ГИС СВЧ) диапазона. Целью изобретения является повышение производительности труда и экологичности процесса за счет снижения объема выбросов солей тяжелых металлов в стоках. На фиг. 1 представлена блок-схема технологической установки лазерной прошивки и металлизации отверстий в диэлектрике. Для осуществления способа использовалась лазерная установка "Кристалл-6" 1 с фокусирующей оптической системой 2. Диэлектрическая пластина (подложка) 3, например, из алюмооксидной керамики помещалась в прозрачную стеклянную ячейку 4 с электролитом 5 на фторопластовом пьедестале 6 так, чтобы поверхность подложки совпадала с зеркалом раствора, оставаясь свободной от раствора. Координатный столик 7 служит для перемещения подложки 3 относительно лазера при фокусировке излучения. Энергия лазерного импульса составляет 2-3,8 Дж при длине волны излучения 1,06 мкм и радиусе сфокусированного пятна 125 мкм. После прохождения последнего прошивочного импульса раствор затекает в устье канала отверстия и под кратковременным действием высокой остаточной температуры стенок происходит термическое разложение паросолевой смеси с выделением металлсодержащих частиц, что приводит к активации поверхности отверстия. На фиг. 2,3,4,5 показана кинетика формирования слоя предварительной металлизации в растворах PdCl2, NiCl2, CoCl2, FeCl3 соответственно. Активация в растворе PdCl2. Поликоровая пластина размерами 60х48х0,5 мм помещалась в подкисленный раствор 1 г/л PdCl2. Прошивку ведут при частоте импульсов 0,3-2 Гц и общем числе импульсов от 6 до 10. При энергии импульса, варьирующейся в пределах 2-3,8 Дж, образуются конусообразные отверстия со средним радиусом 103-147 мкм (фиг.2) при расчетной скорости пиролитического осаждения металлического палладия J=2,9-3,5 мкм/с и усредненной по площади отверстия канала толщине слоя металлизации 2,8-3,6 нм. Пленки такой толщины не могут существовать в компактном виде и разрываются силами поверхностного натяжения на отдельные металлические островки, поэтому экспериментально измеренное сопротивление канала отверстия, предварительно металлизированного палладием составляет R 1-7 1011 Ом, что отвечает механизму туннельной островковой проводимости. Сопротивления заземляющих отверстий, сформированных при лазерной прошивке с активацией в растворе PdCl2, после финишной химической и гальванической металлизации составляли 0,016-0,03 Ом, что не отличается от результатов, обеспечиваемых технологией-прототипом и удовлетворяет техническим требованиям (менее 0,5 Ом). Активация в растворе NiCl2. Процесс проводится так же, как указано выше, но с целью устранения расхода драгметалла Pd используется раствор NiCl2 5 г/л NiCl2 4,5 Н2О. После лазерной прошивки с одновременной растворной активацией образуются конические отверстия со средним радиусом N 117-148 мкм (фиг. 3) при скорости осаждения J 11-12 мкмс и толщине активирующего слоя 11-13,5 нм. Сопротивление активированного никелем отверстия составляет 3,9 109 Ом, что отвечает образованию сплошной пленки узкозонного полупроводникового оксида NiO с проводимостью р-типа. Сопротивления отверстий после химического меднения и гальванического покрытия сплавом олово-висмут не превышало 0,06 Ом. Активация в растворе СоСl2. Применялся электролит 5 г/л СоСl2 2О. После лазерной прошивки с одновременной растворной активацией образуются конические отверстия со средним радиусом 116-145 мкм (фиг.4) при скорости осаждения J14-16,3 мкм/с и толщине активирующего слоя 14,3-17,9 нм. Сопротивление активированного кобальтом отверстия составляет 2,6 109 Ом, что отвечает образованию сплошной пленки узкозонного полупроводникового оксида Со3О4 с проводимостью р-типа. Сопротивление отверстий после химического меднения и гальванического осаждения сплава олово-висмут не превышало 0,02 Ом. Активация в растворе FeCl3. Применялся электролит 5 г/л FeCl3 2О. После лазерной прошивки с одновременной растворной активацией образуются конические отверстия со средним радиусом 114-145 мкм (фиг.5) при скорости осаждения J 8,8- -10,5 мкм/с и толщине активирующего слоя 10-12,7 нм. Сопротивление активированного железом отверстия составляет 2,2x x109 Ом, что отвечает образованию сплошной пленки узкозонного оксидного полупроводникового окисла FeO с проводимостью р-типа. Сопротивление отверстий после химического меднения и гальванического покрытия сплава олово-висмут составляло в среднем 0,03-0,04 Ом. Следует отметить, что формирование металлизированных отверстий в соответствии с вышеуказанными примерами не требует операции промежуточного зенкования отверстий. Использование предлагаемого способа предварительной металлизации отверстий в диэлектрической подложке обеспечивает по сравнению с прототипом упрощение технологического цикла металлизации отверстий и связанное с этим повышение производительности труда в 1,5 раза, устранение расхода драгметалла при использовании для предварительной металлизации растворов хлоридов металлов группы железа в количестве 5,184 10-4 г палладия на плату ГИС или 26,231 г палладия при объеме годового выпуска плат 50600 шт. снижение экологической нагрузки производства за счет устранения из технологического цикла стадии сенсибилизации хлоридом олова, представляющим собой ядовитую соль тяжелого металла.

Формула изобретения

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ ОТВЕРСТИЙ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКЕ, включающий формирование отверстий в подложке лазером, обработку их поверхности в растворе активации, химическую и гальваническую металлизацию отверстий, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и экологичности процесса, формирование отверстий и обработку их поверхности в растворе активации проводят одновременно при размещении подложки до совпадения поверхности подложки с зеркалом раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        




 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству нечетных плат для радиоэлектронной аппаратуры

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при изготовлении многослойных печатных плат

Изобретение относится к химическому меднению и может быть использовано при изготовлении печатных плат

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности к технологическому оборудованию для производства двусторонних печатных плат (ПП)

Изобретение относится к микроэлектронике и изготовлению печатных плат, в частности к процессу получения защитного покрытия рисунка проводников печатных плат

Изобретение относится к области нанесения металлических покрытий химическим путем, в частности на поверхность диэлектриков, используемых в производстве изделий электронной техники, например тонкопленочных микросхем и печатных плат

Изобретение относится к оборудованию для нанесения покрытий и может быть использовано в радио- и приборостроительной промышленности при изготовлении печатных плат для формирования токопроводящего рисунка и металлизации отверстий

Изобретение относится к технологии изготовления печатных плат

Изобретение относится к химическому меднению и может быть использовано при изготовлении печатных плат

Изобретение относится к оборудованию для обработки плоских изделий при их изготовлении

Изобретение относится к технологии изготовления фотошаблонов методом лазерного гравирования
Наверх