精密窄间距金属细线技术--深科特集团

第二，实现低成本电路金属化。其中精密结构图型的转移是首要的关键。不能实现高分辨率的电路图型的转移，便不可能产生出高密度的基板。电路结构图型从模板向基板或电路板的转移主要是通过光刻感光膜来实现的。感光膜有干式感光膜和湿式感光膜两种。干式感光膜，简称干膜，是由上下两层薄膜保护的三明治结构组成。通过热压涂敷到基板上。它的优点是工艺过程简单，对环境要求不高。目前工业界几乎都采用干膜。但它的缺点是其厚度是固定的，它是由供应商的生产决定的。目前最薄的干膜为15微米。另外干膜的分辨率与湿膜相比不够高。根据常规成像技术，所刻蚀膜的宽/深比为1.2~1.5。因此用干膜可以获得的最佳线宽通常在18~23微米。湿膜具有更高的分辨率，可以用来制备更细的超精密窄间距的金属导线。我们在佐治亚理工学院封装研究中心已经完成了一系列实验，利用不同的干膜和湿膜探索在低成本有机覆铜板材上加工超精细线的可行性。我们发现在光刻感光膜确定之后，制约精密成像的关键问题可以认为与基板的表面平整度有关。比较半导体集成电路和印刷电路板，除去设备，投资强度和主要工艺有很大差别外，对比半导体硅片和印刷电路板，可以看到两者的表面有很大的不同。半导体硅片表面平整而光洁，印刷电路板如最常用的FR-4，表面粗糙而不平整，其不平整度在2~3微米之间。另外一个很大不同之处在于两者金属线的厚度，半导体硅片上的电路厚度在亚微米量级，而印刷电路板上电路的厚度往往10微米或者更厚。这种差异造成了在印刷电路板制备超精细线的困难。同时也指出了改进的方向。改善表面平整度是获取超精细图象转移印制的基础。优化UV光刻工艺中的曝光和显影过程则是实现超精细线的技术保证。详细的讨论可参阅有关文献。我们使用的UV曝光机安装了波长为365nm（I-线）的高压汞灯。覆照面积为300mm*300mm。需要指出的是此曝光机输出的UV光平行照射到基板上。在改进了这些问题后，基板的线密度就有可能极大提高。最近我们利用一种新研制的厚度为15微米的干膜获得了宽/深比等于和小于1的图象，制备了线宽为15微米以下的各种电路结构。并显示了有可能用干膜制备的10微米宽的等间距铜线组成的电路结构。利用湿膜制备了线宽为10微米及其以下的各种电路结构。在FR-4有机板材上展示了最细的4微米的有机光波导结构和5微米的金属铜线。证明了利用低成本的印刷电路的设备，印刷电路工艺和低成本的印刷电路板材可以制备超精密窄间距印刷电路。