[其他]無掩模被覆金屬的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000007549
• 申請日: 1985-10-14
• 公開（公告）號: CN85107549B
• 公開（公告）日: 1988-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 萊斯特·維恩·赫羅恩;阿納達(dá)·霍薩克里·卡馬
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商用機(jī)器公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 郁玉成

對已有金屬圖形進(jìn)行被覆的無掩膜金屬被覆法中，采用了隔離保護(hù)層來保護(hù)它下面的不希望覆蓋其它金屬的區(qū)域，以不使重金屬在上沉積及隨后擴(kuò)散。選擇該層的組成，使其具有經(jīng)受處理和支撐金屬被覆層的足夠機(jī)械強(qiáng)度，以及具有經(jīng)受金屬濺散和擴(kuò)散過程中高溫的熱牢固性。此保護(hù)層含有有機(jī)成分粘結(jié)劑，此粘結(jié)劑在沉積金屬前的加熱步驟中、或就在擴(kuò)散過程中熱分解，留下一個惰性的、不含碳的無機(jī)隔離層來支持金屬被覆層。

本發(fā)明的主要內(nèi)容是有關(guān)將金屬層沉積到一個支持介質(zhì)基片上的已有金屬圖形上的方法，更具體地說，是有關(guān)將金屬覆蓋在選擇出的金屬導(dǎo)體圖形上，而使其它的金屬部分處于未覆蓋狀態(tài)的方法;所有所說的金屬圖形都是以陶瓷基片載體為基礎(chǔ)的，該陶瓷基片載體屬于用作安裝半導(dǎo)體器件類型的載體。

制造用于集成電路封裝的多層陶瓷基片的方法是人所熟知的。通常是將陶瓷顆粒（例如氧化鋁），粘結(jié)劑和它的溶劑混合而成涂料或漿。這種涂料被澆法或刮漿刀刮成片，然后把它干燥和壓平。接著沖壓這些干燥了的片狀物以形成通道孔，并遮蓋起來以保證金屬充滿通道孔。然后，把這些片堆積、疊層和燒結(jié)。燒結(jié)過的基片就可用來安裝半導(dǎo)體器件，基片的內(nèi)部電路與半導(dǎo)體器件有電的連接。

外電源到基片內(nèi)電路的連接是通過安裝在基片底部的輸入/輸出（I/O）引線來實現(xiàn)的。基片的頂部必需電連接到集成電路器件和工程交換（EC）焊接點中。所以，給基片提供一個比較復(fù)雜的金屬層是必要的。

在基片頂面上，可能有標(biāo)明為安裝（或許是九個）集成電路“芯片”的幾十個EC焊接點以及I/O焊接點圖形。通常芯片安裝是采用倒裝取向法（“flip-chip”orientation）來完成，從而用焊料倒流或類似的標(biāo)準(zhǔn)工藝，來把芯片安裝到基片表面上的I/O焊接點。為了使鉛-錫料對芯片安裝實現(xiàn)良好的粘接，I/O焊接點的制備往往借助于冶金的方法沉積于鉬上的鎳薄層上一層金的薄層。在庫馬（KUmar）等人的美國專利申請?zhí)?59469（已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人）中討論了一種應(yīng)用于I/O和EC焊接點的制備的兩種材料金屬化的工藝，其中的那些說明已編入?yún)⒖假Y料中。如在該專利中所討論的一樣，鎳對鉬有極好的粘著性，而且在鎳層上面的閃光的金的薄層防止了鎳的氧化。此外，在I/O焊接點覆蓋上很薄的金屬便于給芯片安裝提供好的焊接條件。但是，在I/O焊接點上覆上高密度的金層會沾污鉛-錫焊料，而使粘著情況變差。另一方面，鎳和涂金保護(hù)層的EC焊接點要求附加厚的金覆蓋層，以便于經(jīng)常和重復(fù)地改變導(dǎo)線對焊接點的連接，由此適應(yīng)沸試、工程交換和缺陷補(bǔ)償?shù)男枰?/p>

覆蓋導(dǎo)電焊接點圖形EC和I/O的要求已分別地在克里斯坦森（Christensen）等人的專利申請?zhí)?60661中討論過，此專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此編入?yún)⒖假Y料中。光致抗蝕劑作為掩模層，用來得到一種僅僅覆蓋在QEC焊接點或者在I/O焊接點上的重金屬，例如金，已在轉(zhuǎn)讓中討論過。光致抗蝕劑用作為掩模是熟知的方法，如由阿恩（Ahn）等人在美國專利3957552中和1977年4月19日在日本的申請?zhí)枮?0-124930、公布號為52-48992中的說明所論證的一樣。如在克里斯坦森（Christengen）等人的專利中，參考資料說明了光致抗蝕劑的應(yīng)用，用一種適當(dāng)?shù)难谀Ｊ构庵驴刮g劑有選擇地曝光，然后使曝光過的光致抗蝕劑顯影形成一個圖形并揭示出下面的將要金屬化的表面。接著整個表面金屬化，由此，金屬就沉積在未曝光的光致抗蝕劑上和在有圖形的下面表面上。帶有覆蓋金屬的剩下的光致抗蝕劑可有漂離或腐蝕技術(shù)來去除，得到了一個清潔的，金屬圖形的表面。

相似地，可以用金屬掩模把掩模和基片對準(zhǔn)，并基本上通過掩模加以屏蔽。然而要把一預(yù)先成形的金屬掩模和一在燒結(jié)期間經(jīng)受過不平整收縮的基片對準(zhǔn)，通常是困難的。