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本发明涉及蚀刻组合物、对导电层结构进行蚀刻的方法(下文中也简称为“蚀刻工艺”)、导体迹线和部件承载件。

背景技术

在配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能增长和这种电子部件的日益微型化以及待安装在部件承载件诸如印刷电路板上的电子部件的数量增加的情况下,采用具有若干电子部件的日益强大的阵列状部件或封装件,该阵列状部件或封装件具有多个接触件或连接部,并且在这些接触件之间的间隔越来越小。

PCB行业尤其面临着使生产的印刷电路板的尺寸适应小型化要求的任务。由于电路路径、钻孔的新尺寸以及它们彼此之间的距离,因此有必要实施新的蚀刻技术,特别是新的铜蚀刻工艺。尽管铜蚀刻工艺是制造印刷电路板中最重要的步骤之一,但是在制造过程中对铜进行加工仍然是一项艰巨的任务。在如图1所示的传统的各向同性铜蚀刻工艺中,当要蚀刻的形成在基板上的并且被掩模(作为图案化的负模板)部分地覆盖的铜膜被蚀刻时,会由于各向同性蚀刻而在掩模下方形成底切,从而导致不良的粘附。另外,各向同性蚀刻可能不能形成非常精细的蚀刻结构,但各向同性蚀刻可以被相应的精细掩模结构阻挡。

电路路径为30微米及以下的精细结构的产生可能需要各向异性蚀刻工艺。在印刷电路板的情况下,期望蚀刻(特别是铜去除)更多地在竖向方向上而不是在侧向方向上发生。从而,可以获得规则的结构并且可以避免短切(short cut)。理想的各向异性蚀刻工艺如图2所示,其中蚀刻只在PCB的竖向方向发生,而不在PCB的侧向方向发生,因此不会形成底切。

发明内容

本发明的目的是提供一种蚀刻组合物和蚀刻方法,从而允许对导电层结构进行各向异性蚀刻和/或允许形成具有基本规则形状、特别是具有基本竖向侧壁的导体迹线,从而提高诸如印刷电路板之类的部件承载件的整体质量。另一个目的是该蚀刻组合物对人体健康和环境基本上没有危害。

为了实现上述目的,提供了根据本发明的蚀刻组合物、对导电层结构进行蚀刻的方法、导体迹线和部件承载件。

根据本发明的示例性实施方式,提供了一种用于对导电层结构进行蚀刻以形成导体迹线的蚀刻组合物,该蚀刻组合物包含:蚀刻剂;包含聚合物化合物(聚合物化合物可以具有表面活性性质,因此也可以称为表面活性剂添加剂)的蚀刻添加剂;(生物相容的、无毒的)有机物质,所述有机物质包含多羟基化合物(尤其是多元醇或糖醇);以及可选的包含溶剂。

根据本发明的另一示例性实施方式,提供了一种用于对部件承载件的导电层结构进行蚀刻以形成导体迹线的方法,其中,该方法包括使该导电层结构经受如本文所述的蚀刻组合物。

根据本发明的又一示例性实施方式,提供一种导体迹线,其中,在导体迹线的侧壁的下边缘处的虚拟切线与在导体迹线的侧壁的上边缘处的虚拟切线与在虚拟交点处彼此相交,其中虚拟交点的高度是导体迹线总高度的至少40%。在一实施方式中,可以通过如本文所述的蚀刻组合物和/或通过如本文所述的蚀刻方法来形成该导体迹线。

根据本发明的又一示例性实施方式,提供了一种导体迹线,其中,上部宽度与中央宽度之间的比率在介于1.0与1.3之间的范围内,并且中央宽度与下部宽度之间的比率在介于0.6与1.0之间的范围内。在一实施方式中,可以通过如本文所述的蚀刻组合物和/或通过如本文所述的蚀刻方法来形成该导体迹线。

根据本发明的又一示例性实施方式,提供了一种部件承载件,该部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的叠置件,其中至少一个导电层结构的至少一部分包括如本文所述的导体迹线。

在本申请的上下文中,术语“蚀刻组合物”可以特别地表示能够至少部分地蚀刻(溶解)诸如金属特别是——但不限于——铜、铝、镍或银之类的导电材料的流体,例如溶液或液体。为此,蚀刻组合物可以特别地包含蚀刻剂,该蚀刻剂表示该组合物中的反应性组分,该组分基本上负责至少部分地蚀刻(溶解)导电材料。

根据本发明的示例性实施方式,提供了一种蚀刻组合物,该蚀刻组合物包含促进导电层结构的各向异性蚀刻的特定添加剂,从而可以形成具有基本规则形状、特别是具有基本竖向侧壁的导体迹线。在不希望受任何理论的束缚的情况下,据信蚀刻添加剂和/或有机物质,特别是所包含的聚合物化合物,可以在蚀刻过程中吸附(粘附)于在导电层结构中形成的凹部(腔)的侧壁的表面处,从而保护或遮蔽侧壁免遭受蚀刻剂,并抑制沿侧向方向的进一步的蚀刻。此外,据信蚀刻组合物中所包含的聚合物化合物和/或多羟基化合物可以提供剪切变稀/假塑性行为和/或粘度优化效果,这可以进一步增加蚀刻过程的各向异性。结果,与沿侧向方向的蚀刻相比,可以促进沿竖向方向的蚀刻。由此,可以提高诸如印刷电路板之类的部件承载件的整体质量,特别是在降低缺陷率以及在所生产的板中改进蚀刻分布和提高蚀刻结构的蚀刻因子方面可以提高诸如印刷电路板之类的部件承载件的整体质量。

示例实施方式的详细描述

在下文中,将解释蚀刻组合物、对导电层结构进行蚀刻的方法、导体迹线和部件承载件的其他示例性实施方式。然而,本发明不限于以下示例性实施方式的具体描述,同时以下示例性实施方式仅是出于示例性的目的。

应当注意,结合一个示例性实施方式或示例性方面描述的特征可以与任何其他示例性实施方式或示例性方面结合,特别地,除非另外特别说明,否则通过蚀刻组合物的任何示例性实施方式描述的特征可以与蚀刻组合物的任何其他示例性实施方式和用于对导电层结构进行蚀刻的方法、导体迹线以及部件承载件的任何示例性实施方式结合,反之亦然。

除非另有明确说明,否则在提及单数术语(例如“一”、“一种”或“该”)时使用不定冠词或定冠词的情况下,也应包括该词的复数,反之亦然,而如本文所使用的词语“一个”或数字“1”通常表示“仅一个”或“只有一个”。

应当注意,术语“包含”不排除其他元件或步骤,并且如本文所使用的,术语“包含”不仅包括“包括”、“包含”或“含有”的含义,而且还包括“基本上由…组成”和“由...组成”的含义。

除非另有明确说明,否则本文所用的表述“至少部分地”、“至少部分的”、“至少部分”或“至少一部分”可以表示其至少1%,特别是其至少5%,特别是其至少10%,特别是其至少15%,特别是其至少20%,特别是其至少25%,特别是其至少30%,特别是至少35%,特别是其至少40%,特别是其至少45%,特别是其至少50%,特别是至少55%,特别是其至少60%,特别是其至少65%,特别是其至少70%,特别是其至少75%,特别是其至少80%,特别是其至少85%,特别是其至少90%,特别是其至少95%,特别是其至少98%,并且也可以包含其100%。

在一实施方式中,蚀刻组合物是溶液或液体。这样的蚀刻组合物可以适合用于湿蚀刻工艺中。可以通过将各种成分例如蚀刻剂、蚀刻添加剂和有机物质溶解在适当的溶剂例如水和/或有机溶剂中来制备蚀刻组合物。

在一实施方式中,蚀刻剂包含氯化铜(CuCl

在一实施方式中,蚀刻组合物包含蚀刻添加剂,该蚀刻添加剂被配置为抑制蚀刻期间形成在导电层结构中的凹部的侧壁的蚀刻。

在一实施方式中,蚀刻添加剂包含聚合物化合物。在本申请的上下文中,术语“聚合物化合物”可以特别地表示具有(重均)分子量为至少1,000g/mol,特别是至少2,500g/mol,特别是至少5,000g/mol,特别是至少10,000g/mol,并且通常不超过1,000,000g/mol,例如不超过500,000g/mol的有机化合物。聚合物化合物可包含一种或多种类型的衍生自各自单体的重复单元。因此,术语“聚合物化合物”也可以包含共聚物化合物、或聚合物和共聚物化合物的混合物。

在一实施方式中,聚合物化合物可以被配置为在蚀刻期间吸附在形成于导电层结构中的凹部的侧壁的表面处。因此,聚合物化合物可以被配置为用于保护或遮蔽侧壁免遭蚀刻剂,并且抑制在侧向方向上的进一步蚀刻。

在一实施方式中,可以将聚合物化合物配置为向蚀刻组合物提供剪切变稀/假塑性行为。因此,可以将聚合物化合物配置为用于促进蚀刻工艺的各向异性。

在一实施方式中,(蚀刻添加剂的)聚合物化合物包含磷原子、氮原子和/或硫原子中的至少一者。特别地,聚合物化合物可以包含一个或更多个包含磷原子、氮原子和/或硫原子的官能团。包含这种官能团的聚合物化合物可以额外地保护或遮蔽侧壁(在蚀刻过程中在导电层结构中形成的凹部的侧壁)免遭受蚀刻剂,并且可以抑制:在侧向方向上继续进行蚀刻。

在一实施方式中,(蚀刻添加剂的)聚合物化合物是具有包含杂环特别是非芳族的或(至少部分或完全)饱和的杂环的重复单元的均聚物。例如,聚合物可包含(例如脂族的)主链,包含杂环的残基结合于该主链。在本申请的上下文中,术语“杂环”可以特别地表示具有至少两种不同元素的原子作为环成员的环状结构(环结构),至少两种不同元素例如为碳和至少一种其他元素例如氮、硫和/或氧。在一实施方式中,杂环可包含碳和氮作为其环的成员。在一实施方式中,杂环可包含五元或六元环。在一实施方式中,杂环可包含一个或更多个其他官能团或取代基。

在一实施方式中,蚀刻添加剂选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚(N-乙烯基甲酰胺)、聚恶唑啉、聚环氧乙烷、聚醚醚酮、纤维素醚、羧甲基纤维素、明胶、胶原、壳聚糖和葡聚糖。这些化合物特别适合于在蚀刻期间吸附在形成于导电层结构中的凹部的侧壁的表面处和/或为蚀刻组合物提供剪切变稀/假塑性行为,从而促进蚀刻工艺的各向异性。

在一实施方式中,蚀刻添加剂或聚合物化合物还可具有表面活性性质。换句话说,蚀刻添加剂可以用作表面活性剂,因此也可以称为表面活性剂添加剂。替代地或附加地,蚀刻组合物除了蚀刻添加剂之外还可以进一步包含表面活性剂添加剂。

在一实施方式中,表面活性剂添加剂是选自阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性离子表面活性剂中的至少一种。特别地,表面活性剂添加剂可以是选自阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的至少一种。更具体地,表面活性剂添加剂可以是阴离子型表面活性剂和阳离子型表面活性剂中的至少一种,并且甚至更具体地,表面活性剂添加剂可以包含阴离子型表面活性剂。

在一实施方式中,表面活性剂添加剂被配置用于在蚀刻期间促进(有利于)材料交换和/或用于加速气泡从表面的运动。为此,表面活性剂添加剂可以具有合适的官能团。因此,表面活性剂添加剂可包含(配置成用于)在蚀刻期间促进材料交换和/或(用于)加速气泡从表面运动的官能团。

在一实施方式中,蚀刻组合物中所含有的蚀刻添加剂(或聚合物化合物)的浓度为0.001g/l至10g/l,特别是0.01g/l至5g/l。

在一实施方式中,有机物质包括多羟基化合物,特别是多元醇(多元醇也可以称为糖醇)。

在本申请的上下文中,术语“多羟基化合物”可以特别地表示含有两个或更多个羟基的有机化合物,例如含有两个、三个、四个、五个或更多个羟基的有机化合物。

在一实施方式中,多羟基化合物包含两个、三个、四个、五个或六个碳原子。

在一实施方式中,多羟基化合物中的碳原子数和羟基数相同。特别地,多羟基化合物可以具有化学式HOCH

在一实施方式中,有机物质选自乙二醇、丙三醇、赤藓糖醇、苏糖醇、阿拉伯糖、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨醇、半乳糖和聚乙二醇。这些化合物可以表现出物理和化学性质的有利组合、与许多其他物质的相容性以及易于处理,这使得它们特别适合用作有机物质。另外,它们对人体健康和环境基本上是无毒的。

在一实施方式中,有机物质或多羟基化合物可以被配置成用于在蚀刻期间吸附在形成于导电层结构中的凹部的侧壁的表面处和/或用于调节(特别是优化)蚀刻组合物的粘度。

在一实施方式中,蚀刻组合物中包含的有机物质的浓度为0.001g/l至5g/l,特别是0.01g/l至3g/l。

在一实施方式中,蚀刻组合物包含溶剂,例如水和/或有机溶剂。在一实施方式中,溶剂允许(基本上完全)溶解蚀刻组合物的各种成分,例如蚀刻剂、蚀刻添加剂和有机物质。

在一实施方式中,蚀刻组合物还包含流变添加剂。在本申请的上下文中,术语“流变添加剂”可以特别地表示能够改变蚀刻组合物的流变行为的化合物,优选地表现出剪切变稀/假塑性效应的化合物。流变添加剂可包含有机化合物和/或无机化合物。

在一实施方式中,流变添加剂选自二氧化硅、羟乙基纤维素、层状硅酸盐和尿素。二氧化硅可以特别地是亲水的和/或热解的和/或无定形的二氧化硅,例如HDK N20(可从德国慕尼黑的Wacker Chemie AG商购获得)。羟乙基纤维素可以特别是水溶性羟乙基纤维素,例如Natrosol 250HHBR或Natrosol 250HHX(可从美国Covington的Ashland Inc.商购获得)。层状硅酸盐可以特别地是水合的层状硅酸盐,例如Optigel WX(可从德国Wesel的Byk-Chemie GmbH商购获得)。尿素尤其可以是改性尿素,例如Byk-7420ES(可从德国Wesel的Byk-Chemie GmbH商购获得)。

在不希望受任何理论的束缚的情况下,假设以下内容:基于喷涂蚀刻的理论,蚀刻组合物的流动在被蚀刻的结构的中间或中央更加湍流,使得在那里的液体比在要蚀刻的结构的侧壁处更易搅动。在这种情况下,与结构的中间相比,向蚀刻组合物中添加流变添加剂可以导致靠近侧壁的蚀刻组合物的粘度增加。通常,蚀刻组合物的粘度越低,蚀刻液与被蚀刻的表面(例如由铜制成)之间的成分交换越容易。结果,流变添加剂的添加可导致在竖向方向上的较高蚀刻速度和在水平方向上的较低蚀刻速度,从而进一步增加蚀刻工艺和所得到的经蚀刻的结构的各向异性。

在一实施方式中,蚀刻组合物中包含的流变添加剂的浓度为0.001g/l至10g/l,特别是0.01g/l至5g/l。

在一实施方式中,对部件承载件的导电层结构进行蚀刻以形成导体迹线的方法包括使导电层结构经受如本文所述的蚀刻组合物。特别地,蚀刻方法可以是湿蚀刻工艺。

在一实施方式中,使导电层结构经受减成蚀刻过程以形成导体迹线,特别是经受减成湿蚀刻过程以形成所述导体迹线。因此,蚀刻工艺可以是减成蚀刻工艺。

在一实施方式中,使导电层结构经受蚀刻组合物包括:将蚀刻组合物喷涂在导电层结构(的表面)上。

在一实施方式中,继使导电层结构经受蚀刻组合物之后,可以使(被蚀刻的)导电层结构经受冲洗液。

在一实施方式中,冲洗液包含被配置为用于调节被蚀刻的表面的孔隙率和/或用于保护(铜)表面免于与空气相互作用的化合物(在下文中被称为“冲洗液添加剂”)。

在一实施方式中,冲洗液添加剂可选自乙氧基化酰胺、(乙氧基化)胺、脂肪酸、膦酸酯、链烷醇胺膦酸酯和分散剂。

在一实施方式中,导体迹线的特征在于,在导体迹线的侧壁的下边缘处的虚拟切线与在导体迹线的侧壁的上边缘处的虚拟切线在虚拟交点处彼此相交,其中虚拟交点的高度为导体迹线的总高度的至少40%,特别是至少50%,特别是至少60%。

在一实施方式中,导体迹线的特征在于,虚拟交点与从导体迹线的侧壁的上边缘到下边缘的虚拟线之间的最近距离小于导体迹线总高度的30%,特别是小于导体迹线总高度的20%,特别是小于导体迹线总高度的10%。“最近距离”可以特别地从虚拟线(即,从导体迹线的侧壁的上边缘到下边缘的虚拟线)竖向地延伸到虚拟交点,如图5中的箭头“d

在一实施方式中,导体迹线的特征在于,从虚拟交点到相邻的导体迹线的侧壁的虚拟水平线的长度小于导体迹线总高度的20%,特别是小于导体迹线总高度的15%,特别是小于导体迹线总高度的10%。

在一实施方式中,可以通过如本文所述的蚀刻组合物和/或通过如本文所述的蚀刻方法来形成导体迹线。

在另一实施方式中,导体迹线的特征在于,上部宽度与中央宽度之间的比率在介于1.0与1.3之间的范围内,特别是在介于1.0与1.2之间的范围内,特别是在介于1.0与1.1之间的范围内,以及在中央宽度与下部宽度之间的比率在介于0.6与1.0之间的范围内,特别是在介于0.75与1.0之间的范围内,特别是在介于0.9与1.0之间的范围内。此外,导体迹线的特征在于,上部宽度与下部宽度之间的比率在介于0.7与1.0之间的范围内,特别是在介于0.8与1.0之间的范围内,特别是在介于0.9与1.0之间的范围内。“上部宽度”可以特别地表示在导体迹线的上高原(或顶部)处的导体迹线的虚拟水平线的长度,如图6中的用箭头“l

在一实施方式中,可以通过如本文所述的蚀刻组合物和/或通过如本文所述的蚀刻方法来形成导体迹线。

在一实施方式中,部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的叠置件,其中至少一个导电层结构的至少一部分包括如本文所述的导体迹线。

在一实施方式中,至少一个导电层结构的包括导体迹线的部分可以至少部分地被暴露。

在一实施方式中,至少一个导电层结构的包括导体迹线的部分可以至少部分地被夹在两个电绝缘层之间和/或至少部分地嵌入在一个电绝缘层结构内。

在本申请的上下文中,术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或其中容纳一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接的任意支撑结构。换而言之,部件承载件可以被构造成用于部件的机械和/或电子承载件。特别地,部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层和IC(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是组合上述类型的部件承载件中的不同类型的部件承载件的混合板。

在一实施方式中,部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的叠置件。例如,部件承载件可以是特别地通过施加机械压力和/或热能而形成的、所提及的(一个或更多个)电绝缘层结构和(一个或更多个)导电层结构的层压件。所提到的叠置件可以提供板状的部件承载件,所述板状的部件承载件能够为其他部件提供大的安装表面、并且仍然非常薄且紧凑。术语“层结构”可以特别地表示连续层、图案化的层或在共同平面内的多个非连续的岛。

在一实施方式中,部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计,其中,部件承载件仍然为在其上安装部件提供了很大的基部。此外,特别地,例如裸管芯作为嵌入的电子部件的示例,由于裸管芯的较小的厚度,因此可以被方便地嵌入到诸如印刷电路板之类的薄板中。

在一实施方式中,部件承载件被构造为印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层之一。

在本申请的上下文中,术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示例如通过施加压力和/或通过供应热能而将若干导电层结构与若干电绝缘层结构进行层压而形成的板状的部件承载件。作为PCB技术的优选材料,导电层结构由铜制成,而电绝缘层结构可以包含树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或FR4材料。各种导电层结构可以通过如下过程以期望的方式彼此连接:例如通过激光钻孔或机械钻孔而形成穿过层压件的通孔,并通过用导电材料(特别是铜)填充所述通孔,从而形成作为通孔连接部的过孔。除了可以被嵌入在印刷电路板中的一个或更多个部件之外,印刷电路板通常被构造成用于在板状的印刷电路板的一个或两个相反的表面上容纳一个或更多个部件。它们可以通过焊接连接到相应的主表面。PCB的电介质部分可以由具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂构成。

在本申请的上下文中,术语“基板”可以具体表示具有与要安装在其上的部件(特别是电子部件)基本上相同的尺寸的小型部件承载件。更具体地,基板可以被理解为用于电连接或电网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当的部件承载件,但是所述基板具有相对较高密度的侧向和/或竖向设置的连接部。侧向连接部是例如传导路径,而竖向连接部可以是例如钻孔。这些侧向和/或竖向连接部设置在基板内,并且可用于提供(特别是IC芯片的)所容置的部件或未容置的部件(例如裸管芯)与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接和/或机械连接。因此,术语“基板”还可以包括“IC基板”。基板的电介质部分可以由具有增强颗粒(诸如增强球,特别是玻璃球)的树脂构成。

基板或中介层可以包含:至少一层玻璃、硅(Si)或可光成像的有机材料或干蚀刻的有机材料;或者基板或中介层可以由至少一层玻璃、硅(Si)或可光成像的有机材料或干蚀刻的有机材料组成,所述有机材料例如是环氧基积层材料(例如环氧基积层膜)或聚合物复合物例如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯。

在一实施方式中,所述至少一个电绝缘层结构包括以下项中的至少一者:树脂(诸如增强树脂或非增强树脂,例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂)、氰酸酯树脂、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、类玻璃材料)、预浸料(诸如FR-4或FR-5)、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物(LCP)、环氧基积层膜、聚四氟乙烯(特氟隆)、陶瓷和金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料,诸如网状物、纤维或球。虽然预浸料特别是FR4对于刚性的PCB来说通常是优选的,但是也可以使用其他材料,特别是环氧基积层膜和可光成像的电介质材料。对于高频应用,可以在部件承载件中施用诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂、低温共烧陶瓷(LTCC)或其他的低DK材料、较低DK材料、超低DK材料之类的高频材料作为电绝缘层结构。

在一实施方式中,所述至少一个导电层结构可以包含铜、铝、镍、银、金、钯和钨中的至少一者。虽然铜通常是优选的,但是其他材料或其涂层形式也是可能的,特别是涂覆有例如石墨烯之类的超导材料。

所述至少一个部件可以选自:非导电嵌体、导电嵌体(诸如金属嵌体,优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(例如光波导或光导体连接件)、电子部件、或者上述的组合。例如,所述部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置(例如DRAM或其他数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、发光二极管、光电耦合器、电压转换器(例如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、密码部件、发射器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(MEMS)、微处理器、电容器、电阻器、电感、蓄能器、开关、摄像机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。但是,可以在部件承载件中嵌入其他部件。例如,磁性元件可以被用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁元件、反铁磁元件、多铁性元件或亚铁磁元件,例如铁氧体芯),或者这种磁性元件可以是顺磁元件。然而,该部件也可以是例如板中板构型的基板、中介层或另外的部件承载件。部件可以被表面安装在部件承载件上和/或可以被嵌入部件承载件内部。此外,也可以使用其他部件,特别是那些产生和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件作为部件。

在一实施方式中,部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施方式中,部件承载件是通过施加压力和/或热而叠置并连接在一起的多层结构的组合件。

在一实施方式中,至少一个导电层结构,特别是包括导体迹线的至少一个导电层结构,包括铜、铝、镍和银中的至少一种。

从下面将描述的实施方式的示例中,本发明的以上限定的方面和其他方面将变得显而易见,并且将参考这些实施方式的示例来说明本发明的以上限定的方面和其他方面。

附图说明

图1示出了根据现有技术的常规各向同性铜蚀刻工艺。

图2示出了根据本发明示例性实施方式的理想的各向异性铜蚀刻工艺。

图3示出了根据本发明示例性实施方式的借助于涉及减成蚀刻工艺的的光致抗蚀剂的部件承载件的导电层结构的光刻结构。

图4表示根据本发明示例性实施方式的图3所示的蚀刻步骤的放大图。

图5示出了根据本发明示例性实施方式的导体迹线的剖视图。

图6示出了根据本发明的另一示例性实施方式的导体迹线的剖视图。

图7是通过使用根据本发明示例性实施方式的蚀刻组合物和比较蚀刻组合物获得的蚀刻结构的蚀刻因子和蚀刻均匀性的实验结果的图形说明。

图8示出了通过使用根据本发明示例性实施方式的蚀刻组合物和比较蚀刻组合物获得的导体迹线的图片。

具体实施方式

附图中的图示是示意性的。在不同的附图中,相似或相同的元件设置有相同的附图标记。

在参考附图之前,将更详细地描述示例性实施方式,将基于已经开发本发明的示例性实施方式的一些基本考虑进行总结。

根据本发明的示例性实施方式,提供了一种蚀刻组合物,所述蚀刻组合物包含促进导电层结构的各向异性蚀刻的特定添加剂,从而可以形成具有基本规则形状、特别是具有基本竖向侧壁的导体迹线。

在不希望受任何理论的束缚的情况下,据信蚀刻添加剂和/或有机物质,特别是所包含的聚合物化合物,可以在蚀刻过程中吸附(粘附)于在导电层结构中形成的凹部(腔)的侧壁的表面处,从而保护或遮蔽侧壁免遭受蚀刻剂,并抑制沿侧向方向的进一步的蚀刻,并且据信,尤其是当蚀刻添加剂具有表面活性性质时,可以在蚀刻过程中促进材料交换、可以加速气泡从表面的运动并且可以降低表面张力。此外,据信多羟基化合物可以适当地调节或优化蚀刻溶液的粘度,并且蚀刻组合物中所含有的聚合物化合物可以提供剪切变稀/假塑性行为,这可以进一步促进蚀刻过程的各向异性,这是由于如下所解释的:在蚀刻溶液的流速较低的区域中,主要是在所产生的流动蚀刻通道的上侧壁,在侧壁(铜)表面处于光致抗蚀剂的流动阴影中的区域处,蚀刻液的粘度可能更高,这使得物质的交换更加困难,从而蚀刻过程可能在侧向方向上进一步减慢,而在所产生的蚀刻通道的底部处,流速更高且更湍流,蚀刻液的粘度可以保持较低,使得蚀刻工艺可以在竖向方向上进行得更快。结果,与沿侧向方向的蚀刻相比,可以促进沿竖向方向的蚀刻。由此,可以提高诸如印刷电路板之类的部件承载件的整体质量,特别是在降低缺陷率以及在所生产的板中改进蚀刻分布(提高均匀性)和提高蚀刻结构的蚀刻因子方面可以提高诸如印刷电路板之类的部件承载件的整体质量。另外,可以实现小于50μm的线宽,例如可以实现小于或等于30μm的线宽。而且,与市售蚀刻溶液相比,该蚀刻组合物可以对人体健康和环境基本无害,并且可以提供成本优势。

图3示出了根据本发明示例性实施方式的借助于涉及减成蚀刻工艺的光致抗蚀剂的部件承载件的导电层结构的光刻结构。在第一步中,提供要被蚀刻的电绝缘层结构(例如,由电介质制成)和导电层结构(例如,由铜制成)的层压件或叠置件。接下来,在导电层结构上施加光致抗蚀剂层。然后,将光致抗蚀剂部分地暴露(通过掩模,未示出)于电磁辐射(例如UV光)并显影,从而除去已经暴露于电磁辐射的那部分光致抗蚀剂。在接下来的步骤中,执行根据本发明的蚀刻方法的示例性实施方式的减成蚀刻步骤(以框突出显示)。由此,导电层结构被各向异性地蚀刻,使得尽管在图3中示出了在光致抗蚀剂下方的轻微底切,但在导电层结构中形成的凹部的侧壁是基本竖向的。最后,将其余的光致抗蚀剂(诸如之前光致抗蚀剂的未暴露于电磁辐射的那部分)去除(例如剥离),并且在电介质上获得根据本发明的示例性实施方式的导体迹线的布置。

图4表示根据本发明示例性实施方式的由图3中的框突出显示的蚀刻步骤的放大图。图4所示的蚀刻组合物包含“反应性颗粒”(即蚀刻剂)、有机物质(例如多羟基化合物)和聚合物化合物(作为蚀刻添加剂)。从图4可以看出,聚合物化合物能够吸附在侧壁的表面,从而防护侧壁免遭受蚀刻剂,并因此抑制侧向方向上的进一步蚀刻,而在形成于导电层结构中的凹部的底部处,反应性颗粒可以与导电材料接触。另外,有机物质可以适当地调节蚀刻组合物的粘度。由于包含在蚀刻组合物中的聚合物化合物的剪切变稀/假塑性效应,在蚀刻溶液的流速较低的区域中,主要在形成于导电层结构中的凹部的上侧壁处,在侧壁(铜)表面处于光致抗蚀剂的流动阴影中的区域中,蚀刻液的粘度可能更高,这使得物质的交换更加困难,从而使得蚀刻过程可能在侧向方向上进一步减慢,而在形成于导电层结构中的凹部的底部处,流速较高且更湍流,蚀刻液的粘度可以保持较低,使得蚀刻工艺可以在竖向方向上更快地进行。

参照图5,示出了根据本发明示例性实施方式的导体迹线的剖视图。特别地,图5中所示的剖视图是沿导体迹线的竖直方向的剖视图,即,沿竖直方向切割时的导体迹线的视图。根据该示例性实施方式的导体迹线的特征在于,在导体迹线的侧壁的下边缘处的虚拟切线t

参考图6,示出了根据本发明的另一示例性实施方式的导体迹线的剖视图。特别地,图6中所示的剖视图是在导体迹线的竖直方向上的剖视图,即,在竖直方向上切割时的导体迹线的视图。根据该示例性实施方式的导体迹线的特征在于,上部宽度l

通过以下示例和实验结果进一步描述本发明,这些示例和实验结果仅出于说明特定实施方式的目的,而不以任何方式解释为限制本发明的范围。

蚀刻组合物

标准蚀刻组合物(参考示例):CuCl

本发明蚀刻组合物,浓度1:CuCl

创造性蚀刻组合物,浓度2:CuCl

市售添加剂蚀刻组合物(比较示例):CuCl

图7是通过使用根据本发明示例性实施方式的蚀刻组合物获得的蚀刻因子和蚀刻结构的蚀刻均匀性的实验结果的图形说明,所述本发明示例性实施方式的蚀刻组合物更具体地为本发明蚀刻组合物,浓度1;本发明蚀刻组合物,浓度2;和比较蚀刻组合物,更具体地说是标准蚀刻组合物(参考示例)和具有市售添加剂的蚀刻组合物(比较示例)。从图7所示的结果可以明显看出,通过使用根据本发明的蚀刻组合物(包含聚合物化合物添加剂和糖醇添加剂),与标准蚀刻组合物(不含添加剂)相比以及与比较蚀刻组合物(包含用于各向异性蚀刻的市售添加剂)相比,蚀刻因子可以提高约1个单位。另外,与标准蚀刻组合物或比较蚀刻组合物相比,通过根据本发明的蚀刻组合物处理过的表面的蚀刻均匀性明显更高。

图8示出了通过使用根据本发明示例性实施方式的蚀刻组合物和比较蚀刻组合物获得的导体迹线的图片。示出了在通过使用根据本发明示例性实施方式的蚀刻组合物(“MiB蚀刻”)获得的上排中的导体迹线,以及通过使用比较蚀刻组合物(“EXE-6711蚀刻”)获得的下排中的导体迹线。从图8显而易见,与包含市售添加剂(例如EXE-6711)的蚀刻组合物相比,在施加根据本发明的蚀刻组合物之后,可以获得更规则形状的蚀刻结构。

应当注意,权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。

本发明的实现不限于附图中所示和上面描述的优选实施方式。相反,即使在根本不同的实施方式的情况下,也可以使用示出的解决方案和根据本发明的原理的多种变型。

相关技术
  • 蚀刻组合物、蚀刻方法、导体迹线和部件承载件
  • 蚀刻组合物、使用蚀刻组合物蚀刻半导体器件的绝缘膜的方法以及制备半导体器件的方法
技术分类

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