Способ изготовления микросхем Советский патент 1992 года по МПК H05K3/00 

Изобретение относится к области радиоэлектроники, преимущественно, к микроэлектронике, и может быть использовано при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры в миниатюрном исполнении.

Проблема получения проводящих переходов через толщу плоского изолятора является одной из главных в технологии и конструировании радиоэлектронных устройств. Особенно острой эта проблема становится в условиях перехода производства на интегрально-групповые методы обработки изделий, в частности объектов микроэлектроники, какими являются, например, гибридные интегральные схемы. Наиболее палное решение этой проблемы может быть достигнуто путем металлизации отверстий, выполненных в диэлектрической подложке.

Известен способ изготовления микросхем, основанный на одновременном формировании отверстий и металлизации стенок отверстий за счет обработки подложч,

ки электронным или лазерным лучом в вакууме.

Этот способ не соответствует интегрально-групповому принципу, он мало про00изводителен и. следовательно, дорог, и,

vl кроме того, надежность соединения не моСлжет быть высокой. Другим существенным 00 недостатком является недостаточное исопользование технических средств и приемов . широко применяемых в производстве микросхем, что увеличивает производственные расходы.

Наиболее близким по технической сущности к.изобретению является способ изготовления микросхем, включающий формирование отверстий в к.е;рамической подложке обработкой электронным или лазерным лучом и заполнение отверстий проводящей пастой. Данный способ, основанный на трафаретной печати, соответствует интегрально-групповому принципу и характеризуется высокой экономичностью процесса.

К недостаткам способа относятся следующие:

1.Использование плотно прижатого трафарета по всей плоскости подложки, в отличие от обычно применяемой установки его с зазором, означает необходимость проектировать и изготавливать специализированное оборудование для печати, сокращает срок службы трафаретов, приводит к увеличению затрат времени на прижим и отжим трафарета, что приводит к повышению себестоимости изделий.

2.В силу неидеальности трафарета и подложки между ними всегда будет оставаться зазор в который будет затекать проводящая паста вследствие действия капиллярных сил, что ухудшает изолирущие свойства подложки, ограничивает разрешающую способность процесса и уменьшает надежность электрических соединений микросхем.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности процесса и повышение надежности электрических соединений микросхем.

Поставленная цель достигается тем, что вспособе изготовления микросхем, включающем формирование отверстий в керамической подложке обработкой электронным или лазерным лучом и заполнение отверстий проводящей пастой, перед формированием отверстий в керамической подложке на ее поверхность наносят слой материала на основе полимера, температура испарения или разложения которого равна или ниже температуры плавления материала керамической подложки, например, на основе этил целлюлозы.

При выполнении отверстий в подложке путем плавления и удаления расплава одновременно удаляют участки слоя на основе полимера в окрестности отверстия, в результате чего образуется контактная маска, обеспечивающая избирательную защиту подложки при заполнении отверстия проводящей пастой. Затем на обычном оборудо. вании, применяемом для трафаретной печати, снабженном вакуумным присосом для удержания подложки, проводят заполнение отверстий в подложке и контактной маске проводящей пастой. При этом, поскольку контактная маска смыкается с подложкой без зазора, а трафарет контактирует с подложкой только при продавливании через него пасты, устраняется растекание пасты по поверхности подложки, ухудшающее разрешающую способность печати и повышенный износ трафаретов. Необходимость

применять специапизированное оборудование для металлизации отперстий в подложке также снимается.

Применяя для пробивки отверстии А1учевой нагрев (электронным лучом или лазерным), можно обеспечить такой режим обработки, в результате которой диаметр отверстий в слое на основе полимера D будет больше диаметра отверстий в подложке

d. Изменением параметров режима обработки и толщины слоя к можно добиться такого состояния, когда объем отверстия в слое будет равен или больше объема отверстия в подложке, что г}ыражается соотиошением

( О- i2 i .

л cj ) -к

где h - толщина подложки.

Через трафарет, диаметр отвезрслмй в котором б MeHbuje диаметра отверстий в слое ( д D), проводят заполнение проводящей пастой отверстий в слое. откуд,э под

действием капиллярных сил и вакуума она перетекает в отверсти.ч н подложке flqnepхность подлрЛки и слоя остается сопершенмо свободной от загрязнения пастой.

Наиболее широки применяемым материалом подложки для толстопленочных схем является алюмоокисная керамика марки 22ХС, имеющая температуру ллавяени.я С. Практически удобным является ис пользование в качестве конгактнч й маски

пленок полимерных материалов или композиций на их основе. Т. к. все известные в настоящее время полимеры разлагаются или испаряются при температурах 209- С. процесс формирования контактной маски

будет идти достаточно интеисивно.

Поскольку удалени.е материала подложки из объема отверстия осуществляется путем выдавливания расплава действием его паров, интенсивное испарение или разпожение материала на основе полимера создает эффект паровой подушки. препятствующий прилипанию расплавленных частиц к поверхности подложки Испарение (или разложение) материала на

основе полимера происходит в кольцевой зоне вблизи краев отверстия, что и обусловливает получение в контактной маске отверстий увеличенного по сраЕ нению с отверстиями в подложке диаметра, что улучшает условия заполнения их проводящей пастой и позволяет создать надежный электрической контакт с проводниками схемы расположенными на поверхносгм подложки. Кроме того, указанное снойсгво матери

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОСХЕМ, включающий формирование отверстий в керамической подложке обработкой электронным или лазерным лучом и заполнение отверстий проводящей пастой, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности процесса и повышения надежности электрических соединений микросхем, перед формированием отверстий в керамической подножке на ее поверхность наносят слой материала на основе полимера, температура испарениг1 или разложения которого равна или ниже температуры плавления материала керамической подложки, например, ил основе этилцеллюлозы.