[发明专利]使用超细PAA改性全加成法制造精细间距走线的方法

说明书

一种适于扩散接合的衬底的制造方法，其提供柔性介电衬底，并对于介电衬底进行碱性改性，以在介电衬底的表面上形成聚酰胺酸(PAA)固定层，再将Ni‑P种晶层以无电镀方式镀在PAA层上，将铜走线镀在Ni‑P种晶层上的光阻图案内，将表面抛光层以电解方式镀在铜走线上，再将光阻图案和未被铜走线覆盖的Ni‑P种晶层予以移除，以完成适于扩散接合的衬底。

本申请案是2018年2月2日提交的美国专利申请案序号第15/887,346号的部分连续申请案，其转让给共同受让人，并且其所有内容在此以参照的方式引入本文中。

技术领域

本申请案是有关于具有精细铜走线的柔性衬底的制造方法，更特别地，是有关于使用具有精细铜走线的柔性衬底制造具有固态扩散接合的半导体封装的方法。

背景技术

对于更小体积和低成本电子产品的需求的提升，促进了衬底技术中微细线路和高产量制程的新发展。为了因应未来更高功能、更低功耗和小型化需求，薄膜覆晶(COF)封装是一项重要技术；特别于高解析度以及增加输入/输出端口数量的触控集成电路(IC)以及显示驱动集成电路整合模块(TDDI)所需求的极细间距的COF封装。一般来说，柔性电路是利用减成法来制作，其铜走线图案是通过蚀刻来形成，然而，此减成法于侧壁的几何控制上有个固有的问题，于现有半加成制程(SAP)中，通常使用具有Ni/Cr的2-3μm厚的铜来作为种晶层，当去除此些层时，因湿蚀刻制程具有等向性，而无法于同时蚀刻铜以及种晶层时进行有效控制，因而产生“底切”的主要制程限制，这反过来给细线以及精准图案带来了诸多挑战，并导致了弱化精细走线的失败。

覆晶组件于扩散接合过程中，有许多独立的因素需要考量，可形变层必须提供具有良好走线完整性的必要的电性，其必须承受接触的压力，因此走线需具有足够的顶面宽度，如此可达成在结合区上具有适当蠕动变形并消除空隙的完整接触界面。随着结合间距的降低，半加成法与减成法用来在合理产量下维持顶面对底面宽度(T/B)比至接近1时具有限制。

另一个方法为全加成法(FAP)，其中铜图案通过无电镀方法来形成，于电化学沉积前，无电镀Ni-P的薄种晶层形成于具有碱性改性表面的聚酰亚胺(PI)上，具有酰亚胺环的PI可轻易的被进入的亲核氢氧根离子开启，而形成聚酰胺酸盐(PAA)。由于聚酰胺酸上的羧酸基是离子交换基，当将其在钯(Pd(II))离子水溶液中进行处理时，其可被还原并使钯催化剂沉积，一旦催化剂沉积，则能继续进行无电镀；然而，如此的方法在热处理后会降低剥离强度，因此无法确实于实际上应用。

美国专利第9,089,062号(Janssen)以及第9,324,733号(Rogers等人)公开了有关聚酰胺酸以及碱性电镀浴的方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于柔性薄膜覆晶(COF)封装中在柔性衬底上制造多个精细走线的方法。

本发明的另一目的是提供一种用于柔性薄膜覆晶(COF)封装中在柔性衬底上镀上精细且坚固的铜走线的全加成法。

本发明的再一目的是提供一种用于柔性薄膜覆晶(COF)封装中在柔性衬底上镀上精细且坚固的铜走线的全加成法，其在介电材料/Ni-P界面上使用无电镀Ni-P和可靠的纳米尺寸聚酰胺酸(PAA)固定层。

根据本发明的目的，提供了一种适用于各种互连方法的衬底的制造方法，这些互连方法包括有热压接合、引线接合、黏接和焊接。首先，提供柔性介电衬底，对于介电衬底进行碱性改性，以在介电衬底的表面上形成聚酰胺酸(PAA)固定层，再以无电镀方式在PAA层上镀上Ni-P种晶层，将铜走线镀在Ni-P种晶层上的光阻图案内，以电解方式在铜走线上镀上表面抛光层，然后，将光阻图案和未被铜走线覆盖的Ni-P种晶层予以移除，以完成适于扩散接合的衬底。