[发明专利]三维电路的形成

说明书

公开了用于由嵌入在基板中的两个层的导体形成电路的装置、方法和系统。基板的两个层的部分和导体的部分被去除，形成穿过两个层和导体的腔体。阻隔材料沿腔体壁沉积。阻隔材料的一部分和基板的相邻层被去除，形成与导体的一部分接触的另一个腔体。然后通过导电金属对第二腔体的表面进行无电镀以形成电路的部分。

本申请要求于2018年12月17日提交的美国临时专利第62/780,842号的权益，该专利的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的领域涉及用于分离基板上的电路的方法和系统。

背景技术

以下描述包括可能有助于理解本发明的信息。不承认此处提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，也不承认特别或隐含引用的任何出版物是现有技术。

无电金属沉积使用氧化还原反应在基板上沉积金属层而无需电流通过。在这个过程中，一些类型的金属可以用作金属沉积的催化剂。例如，钯、铂和银是众所周知的用于在基板上引发无电金属沉积的催化剂。催化剂促进从金属盐溶液中引发和随后沉积无电金属(例如铜、锡等)。催化剂可以以各种形式产生并沉积在基板上(例如，钯可以沉积为胶体钯、离子钯等)。

然而，当表面被电镀阻隔材料覆盖时，可以禁止无电金属镀。因此，电镀阻隔材料可用于保护不应进行金属镀的区域，也可用于将导体层与另一导体层隔开，金属镀阻隔材料位于它们之间。

Boyd的美国专利5353923公开了使用机械沟槽分离电导体。虽然这种方法是分离电导体的最简单方法，但机械沟槽可能会对靠近沟槽沉积的金属造成损坏。本文中标识的所有出版物均以相同程度通过引用方式并入，就好像每个单独的出版物或专利申请被具体地和单独地指示为以引用方式并入。如果并入的参考文献中术语的定义或用途与本文提供的该术语的定义不一致或相反，则应用本文提供的该术语的定义，而不应用参考文献中该术语的定义。

Wong的美国专利6723600公开了使用光刻胶材料分离电导体。在这种方法中，光刻胶涂覆在负电路图案上，然后在基板上沉积金属。金属仅沉积在未被光刻胶覆盖的区域上。因此，光刻胶可以通过在金属沉积之间存在光刻胶来分离金属沉积。最后，在光刻胶上施加激光照射以将其去除。因此，光刻胶被物理地施加到基板上并从基板上去除。

因此，仍然需要用于通过化学活性镀阻隔材料分离基板上的导电层的改进的方法和系统。

发明内容

本发明的主题提供了用于化学分离基板上的导电层的设备、系统和方法。该方法的优选实施例包括在基板中嵌入第一导体层(例如，导电金属)的步骤。从另一个角度来看，导体层嵌入在基板中，使得基板的第一层和第二层位于导体层的两侧(例如，上方和下方)。第一导体层选自钯、铂、银、铜和金或至少部分地包括钯、铂、银、铜和金中的至少一种。基板包括聚酰亚胺、织物、塑料、金属、陶瓷和树脂中的至少一种。然而，在一些实施例中，提供具有嵌入导体层的基板用于加工。

两个基板层的至少一部分和导体层至少一部分被去除以形成腔体，例如通过机械钻孔或形成穿过这些层的沟槽。在一些实施例中，使用紫外光(UV)、CO₂、钇铝石榴石(YAG)、准分子激光器或机械修整器或铣削中的一种以负电路图案形成沟槽或腔体。然后用选自可光成像聚合物膜或不可光成像聚合物膜、蜡、低聚物或硬掩模中的至少一种的阻隔材料(例如，金属镀阻滞剂、金属镀抗蚀剂等)涂覆腔体或沟槽。

该方法还包括烧蚀镀敷阻滞剂的一部分和围绕(例如，靠近)镀敷阻滞剂的基板层的一部分的步骤，通常去除材料直到暴露导体层。可以通过使用UV、CO₂、YAG、准分子激光器、机械修整器或其他合适的方式来执行烧蚀。然后使用无电镀在基板表面和导体层的暴露表面上镀第二导体(例如，金属)，剩余的镀敷阻滞剂防止镀到这些区域。第二导体一般选自铜、镍、锡、银、金、铝、锂、钯、铂、铑或相应的合金。