СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ Российский патент 1997 года по МПК H05K3/46 

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к изготовлению гибридных интегральных схем (ГИС).

Известна ГИС, в которой на диэлектрической подложке формируют рисунок схемы проводников и контактных площадок (КП) толстопленочным методом, с использованием алюминийсодержащих паст для изготовления КП [1]
Изготовление КП из алюминийсодержащей пасты позволяет осуществлять монтаж электрорадиоэлементов (ЭРА) методом сварки. Однако в ряде случаев необходимо на одной и той же плате проводить монтаж ЭРА как сваркой, так и пайкой. В известном решении невозможно проводить монтаж ЭРА пайкой.

Известна ГИС, в которой на поверхности диэлектрической подложки формируют многоуровневую коммутационную плату, в которой выполнены проводники и КП первого уровня на поверхности подложки, нанесение припоя на КП, нанесение межслойной изоляции и формирование проводников и КП второго уровня, после чего проводят образование межслойных переходов, затем проводят монтаж пайкой ЭРА на поверхность второго сформированного уровня проводников и КП [2]
В указанной многослойной ГИС проводится монтаж ЭРА только пайкой, что не позволяет использовать бескорпусные интегральные схемы и другие дискретные приборы, выполненные с алюминиевой металлизацией.

Сущность изобретения заключается в том, что одновременно на поверхности многоуровневой ГИС могут монтироваться ЭРА как пайкой, так и сваркой, что значительно расширяет функциональные возможности схемы.

В изобретении на поверхности диэлектрической подложки формируют проводники и КП первого уровня, облуживают (покрывают припоем) КП. Затем на рисунок схемы первого уровня наносят слой фольгированного полиимида, в котором со стороны полиимида выполнены отверстия в местах расположения КП, а из фольги выполнены проводники и КП второго уровня. КП второго уровня схемы также облуживают и проводят соединение КП первого и второго уровней пайкой. После чего на временном основании формируют рисунок КП второго уровня, выполненный из алюминия с подслоем никеля и меди, и соединяют КП, выполненные на временном основании с КП второго уровня, после чего временное основание удаляют. Образование межслойных соединений проводят пайкой КП первого и второго уровней, после чего дополнительно на поверхность КП второго уровня наносят слой фольгированного алюминием полиимида с подслоем хрома и меди, после чего полиимид удаляют. Толщина слоя алюминия составляет 5 35 мкм, хрома 0,5 1 мкм, меди 2 10 мкм.

На фиг. 1 3 показано формирование рисунка проводников и КП на стеклотекстолитовой подложке; на фиг. 4 8 формирование рисунка проводников и КП на полиимиде, фольгированной медью; на фиг. 9 12 последовательность операций на вспомогательном временном полиимидном основании; на фиг. 13 - заключительный этап изготовления ГИС; на фиг. 14 ГИС с навесными ЭРА.

Пример 1. 1. На фольгированном медью стеклотекстолите 1 марки СТФ методами фотолитографии и травления формируют коммутационный рисунок из проводников и КП 2 (фиг. 1, 2). Весь рисунок обслуживают припоем 3 (фиг. 3).

2. На фольгированном медью 4 полиимиде 5 марки ДЛПМ-2 методами фотолитографии и травления меди и полиимида формируют в медь проводники и КП (фиг. 4 6), а в полиимиде окна 6 в местах создания межсоединений с КП платы на стеклотекстолите (фиг. 7). Проводники облуживают припоем ПОС-61 (фиг. 8).

3. На фольгированном алюминием 7 полиимиде 8 марки ФДИ-АП со стороны алюминия наносят методом вакуумного напыления слои хрома 9 и меди 10. Толщина слоя Cr 5000 , толщина слоя Cu 2 мкм (фиг. 9 11). Методами фотолитографии и послойного травления хрома, меди и алюминия формируют столбики со структурой Al Cr Cu, которые обслуживаются со стороны меди припоем (фиг. 12), толщина Al 5 мкм.

4. На стеклотекстолитовую плату накладывают слой полиимида с медью и слой полиимида с алюминием, совмещая их с помощью специальных отверстий (фиг. 13). Причем медный слой накладывается полиимидом к стеклотекстолитовой плате, а алюминиевый слой металлом к плате. После спаивания слоев полиимид с двух слоев удаляют. Все паяные соединения и проводники покрывают защитным слоем фоторезиста, в котором вскрывают окна для монтажа навесных элементов.

5. Монтаж электрорадиоэлементов 12 проводят сваркой (фиг. 14).

Пример 2. Во всем аналогичен примеру 1 за исключением того, что на фольгированный алюминием полиимид наносят слои меди и хрома толщиной соответственно 10 и 1 мкм, толщина слоя Al 35 мкм.

Пример 3. Аналогичен примеру 1 за исключением того, что подслоем меди является никель толщиной 0,7 мкм, толщина слоя меди 6 мкм, а толщина слоя алюминия 20 мкм.

Предложенный способ изготовления ГИС позволяет получать многоуровневые платы с алюминиевой металлизацией.

Применение: изобретение относится к микроэлектронике, в частности к изготовлению гибридных интегральных схем (ГИС). Сущность изобретения: одновременно на поверхности многоуровневой ГИС могут монтироваться электрорадиоэлементы как пайкой, так и сваркой. На поверхность диэлектрической подложки формируют проводники и контактные площадки (КП) первого уровня, облуживают (покрывают припоем) КП. Затем на рисунок схемы первого уровня наносят слой фольгированного полиимида, в котором со стороны полиимида выполняют отверстия в местах расположения КП, а из фольги выполняют проводники и КП второго уровня. КП второго уровня также облуживают и проводят соединение КП первого и второго уровней пайкой. После чего на временном основании формируют рисунок КП второго уровня, выполненный из алюминия с подслоем никеля и меди, и соединяют КП, выполненные на временном основании, с КП второго уровня, после чего временное основание удаляют. Образование межслойных соединений проводят пайкой и дополнительно одновременно с соединением КП первого и второго уровней на поверхность КП второго уровня наносят слой фольгированного алюминием полиимида с подслоями хрома и меди, после чего полиимид удаляют. 2 з. п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ изготовления гибридных интегральных схем, включающий формирование на диэлектрической подложке проводников и контактных площадок первого уровня, нанесение на контактные площадки первого уровня припоя, формирование изоляционного слоя, имеющего отверстия в местах расположения контактных площадок первого уровня, формирование проводников и контактных площадок второго уровня, облуживание контактных площадок второго уровня и соединение контактных площадок первого и второго уровня с образованием межсоединений, монтаж электрорадиоэлементов, отличающийся тем, что в качестве изоляционного слоя используют фольгированный медью полиимид, а формирование проводников и контактных площадок второго уровня и отверстий в изоляционном слое проводят путем раздельно-избирательного травления меди и полиимида в соответствии с рисунком проводников, контактных площадок и полиимида, и дополнительно на гибком временном основании формируют контактные площадки в соответствии с расположением электрорадиоэлементов, подлежащих сварке, и соединяют с рисунком контактных площадок второго уровня, а соединение контактных площадок первого и второго уровней и временного основания проводят одновременно, после чего временное основание удаляют. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве металла контактных площадок на временном основании используют алюминий с подслоем никеля и меди. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщина слоя алюминия составляет 5 35 мкм, слоя хрома 0,5 1,0 мкм, слоя меди 2 10 мкм.