Способ производства полупроводниковых систем на основе фольгированного полиимида

Изобретение относится к способу производства полупроводниковых систем, в частности к вскрытию контактных площадок в печатных платах, шлейфах, микросхемах, изготовленных на основе полиимидной пленки, когда необходимо удаление с контактных площадок адгезива из эпоксидной смолы, которой склеивается медная фольга с полиимидной основой. В предложенном способе образец фольгированного полиимида с адгезивным слоем из эпоксидной смолы с нанесенной фоторезистивной маской обрабатывают в растворе моноэтаноламина при температуре около 100°С. для удаления полиимидного слоя, после чего осуществляют удаление адгезивного слоя из эпоксидной смолы в две стадии, при этом на первой стадии образец обрабатывают раствором диметилформамида со спиртом или диметилформамида с этиленгликолем для набухания, а на второй - раствором неорганической кислоты, при этом обе стадии осуществляют при температуре 20-50°С. Техническим результатом изобретения является возможность удаления адгезива при низких температурах, не изменяя размер и форму контактных площадок, вытравленных в слое полиимида, т.к. растворы, используемые для удаления эпоксидной смолы, не взаимодействуют с полиимидным слоем.

 

Изобретение относится к способу вскрытия контактных площадок в производстве полупроводниковых систем, печатных плат или шлейфов, изготавливаемых на основе полиимидной пленки.

При производстве полупроводниковых устройств часто используется фольгированный полиимид. При вскрытии контактных площадок для того, чтобы обеспечить электрическую связь между проводящими слоями необходимо, кроме полиимидного слоя, удалить слой клея, которым фольга склеена с полимером.

В известном способе [Пат №4639290 США] в качестве клея использован акриловый полимер, удаление которого производят щелочным раствором гликоля при температуре 120-145°С.

Задачей предполагаемого изобретения является разработка технологии удаления с контактных площадок полиимидного слоя и адгезива из эпоксидной смолы, которой склеивается медная фольга с полиимидной основой.

Указанная задача решается в известном способе, который выбран прототипом тем, что для удаления полиимидного слоя используют растворы гидразингидрата и диамина, а для удаления адгезива из акрилового полимера применяют щелочные растворы гликолей при температурах выше 100°С. Любые щелочные растворы, используемые для травления адгезива, будут травить и полиимид, находящийся над адгезивом. Следовательно, вскрыть контактные площадки, сохранив при этом точные размеры в диэлектрическом слое, невозможно.

Задачей предлагаемого способа производства полупроводниковых систем на основе фольгированного полиимида является селективное удаление адгезива, в качестве которого используют эпоксидную смолу, сохранив точные размеры отверстий, вытравленных в полиимидном слое.

Способ производства полупроводниковых систем на основе фольгированного полиимида, включающий селективное удаление адгезива, отличающийся тем, что в качестве клеевого (адгезивного) слоя используют эпоксидную смолу, а процесс удаления ее осуществляют обработкой образца в две стадии - на первой стадии образец обрабатывают растворами диметилформамид - спирты или диметилформамид - гликоли, с последующим травлением адгезивного слоя растворами неорганических кислот, причем обе стадии осуществляют в температурном интервале 20-50°С.

На фольгированный полиимид наносят фоторезист с двух сторон окунанием или центрифугированием, высушивают, экспонируют, термообрабатывают. Для травления полиимида используют щелочные растворы этаноламина при температуре 100±5°С. Образец промывают. После чего плату или шлейф обрабатывают раствором диметилформамида со спиртом или диметилформамида с гликолем для набухания слоя эпоксидного клея. На этой стадии с поверхности удаляются остатки пиромеллитовой кислоты и диаминодифенилового эфира, удержанные клеем, а слой адгезива набухает. Обработка неорганической кислотой удаляет набухший слой эпоксидного клея. Очищенный медный участок обрабатывают раствором декапира или раствором персульфата аммония для удаления с медной фольги окисленных форм меди. Растворы, используемые при удалении слоя адгезива, не взаимодействуют с полиимидной пленкой, таким образом, размер вытравленных площадок соответствует размеру и форме шаблона с углом стравливания полиимида не более 75°.

Способ изготовления печатных плат или шлейфов представлен следующими примерами:

Пример 1.

1. Травление.

Образец с фоторезистивной маской травят при t=100±5°С в щелочном растворе моно-этаноламина для удаления с контактных площадок полиимидного слоя. Промывают в проточной воде.

2. Набухание.

Образец обрабатывают раствором 50 ДМФА - 50 ЭС (об.%) при комнатной температуре. Время набухания 3 мин. Для каждой партии полимера время обработки на этой стадии следует корректировать. Промывают окунанием в воду.

ДМФА - диметилформамид; ЭС - этиловый спирт.

3. Травление слоя эпоксидного клея при 50°С раствором 70% (об.) серной кислоты до появления светло-желтой окраски поверхности медного слоя образца, время травления составляет 5-6 мин. Промывают в проточной воде.

4. Обработка раствором персульфата аммония или декапира при комнатной температуре 20-60 с для удаления окисленных форм меди.

Пример 2.

1. Травление.

Образец с фоторезистивной маской травят при t=100±5°С в щелочном растворе моно-этаноламина для удаления с контактных площадок полиимидного слоя. Промывают в проточной воде.

2. Набухание.

Образец обрабатывают раствором 60 ДМФА - 40 ЭС (об.%) при комнатной температуре. Время набухания - 3 мин. Промывают окунанием в воду.

ДМФА - диметилформамид; ЭС - этиловый спирт.

3. Травление слоя эпоксидного клея раствором 50% (об.) серной кислоты при температуре 25-30°С до появления светло-желтой окраски поверхности медного слоя происходит за 8-10 мин. Промывают в проточной воде.

4. Обработка раствором персульфата аммония или декапира при комнатной температуре 20-60 сек до появления характерного медного цвета (удаление окисленных форм меди).

Пример 3.

1. Травление.

Образец с фоторезистивной маской травят при t=100±5°С в щелочном растворе моно-этаноламина для удаления с контактных площадок полиимидного слоя. Промывают в проточной воде.

2. Набухание.

Образец обрабатывают раствором 40 ДМФА - 60 ЭГ (об.%) при комнатной температуре. Время набухания - 5-7 мин. Промыть окунанием в воду.

ДМФА - диметилформамид, ЭГ - этиленгликоль.

3. Травление слоя эпоксидного клея при 50°С составляет 5-7 мин раствором 70% (об.) серной кислоты до появления светло-желтой окраски поверхности. Промывают в проточной воде.

4. Обработка раствором персульфата аммония или декапира при комнатной температуре 20-60 сек до появления характерного медного цвета.

Пример 4.

1. Травление.

Образец с фоторезистивной маской травится при t=100±5°С в щелочном растворе этаноламина для удаления с контактных площадок полиимидного слоя. Промывают в проточной воде.

2. Набухание.

Образец обрабатывают раствором 50 ДМФА - 50 ЭС (об.%) при температуре 50°С. Время набухания - 2-3 мин. Промывают окунанием в воду.

3. Травление слоя эпоксидного клея при комнатной температуре 70% (об.) раствором серной кислоты до появления светло-желтой окраски поверхности медного слоя составляет 5-6 мин. Промывают в проточной воде.

3. Обработка раствором персульфата аммония или декапира при комнатной температуре 20-60 сек до появления характерного медного цвета.

Пример 5.

1. Травление.

Образец с фоторезистивной маской травят при t=100±5°С в щелочном растворе моно-этаноламина для удаления полиимидного слоя с контактных площадок. Промывают в проточной воде.

2. Набухание.

Образец обрабатывают раствором ДМФА при комнатной температуре. Время набухания 8-10 мин. Для каждой партии полимера время обработки на этой стадии следует корректировать в связи с разнотолщинностью и равномерностью нанесения адгезивных слоев. Промывают окунанием в воду.

ДМФА - диметилформамид.

3. Травление слоя эпоксидного клея при 50°С раствором 70% (об.) серной кислоты до появления светло-желтой окраски поверхности медного слоя образца, время травления составляет 5-6 мин. Промывают в проточной воде.

Таким образом, предлагаемый способ удаления адгезива при производстве полупроводниковых систем на основе фольгированного полиимида обеспечивает чистоту и точность размеров и форм контактных площадок при низких температурах, обеспечивая меньшее испарение растворов, т.е. большую их стабильность и работоспособность.

Способ производства полупроводниковых систем на основе фольгированного полиимида, включающий селективное удаление химическим травлением полиимидного и адгезивного слоев с контактных площадок печатных плат, отличающийся тем, что образец фольгированного полиимида с адгезивным слоем из эпоксидной смолы с нанесенной фоторезистивной маской обрабатывают в щелочном растворе моноэтаноламина при температуре 100±5°С для удаления полиимидного слоя, после чего осуществляют удаление адгезивного слоя из эпоксидной смолы в две стадии, при этом на первой стадии образец обрабатывают раствором диметилформамида со спиртом или этиленгликолем для набухания, а на второй - раствором неорганической кислоты, причем обе стадии осуществляют в температурном интервале 20-50°С.