薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光方法及基片承载装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光方法及基片承载装置。
【背景技术】
[0002]薄膜电路是将整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及它们之间的互连引线，全部用厚度在1微米以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合相、合金或绝缘介质薄膜，并通过真空蒸发、溅射和电镀等工艺制成的集成电路。薄膜电路是在基片上用蒸发、溅射、光刻、电镀等薄膜工艺制成的无源网络。薄膜电路的特点是精度高、温度频率特性好。薄膜电路在微波领域应用广泛，利用薄膜金属化通孔实现接地，能够减小电阻和电感，提高电路的散热性能和可靠性。
[0003]薄膜电路的制作越来越多地采用选择性电镀(也叫图形电镀或带胶电镀)工艺，因为选择性电镀能够制作复杂的电路图形，具有带线侧生长小、线条边缘陡直、图形分辨率尚等优点。
[0004]采用选择性电镀工艺制作带有金属化通孔的薄膜电路时，如果采用匀胶工艺，光刻胶会将金属化通孔填满，曝光时难以曝透，所以一般采用喷胶工艺。喷胶工艺能够使金属化通孔孔壁上的光刻胶膜均匀一致并且胶膜较薄。
[0005]由于金属化通孔内的光刻胶难以曝透，通常采用以下方法进行曝光:采用两个掩膜版进行曝光，第一个掩模版先对带线图形进行曝光，第二个掩模版只对孔进行曝光，并适当增加曝光时间和曝光强度，两个掩膜版的使用首先成本高，其次在使用时两块掩膜版使用不方便。在生产中发现即使采用上述方法曝光，由于紫外光在金属化孔内光刻胶里面的光程较长，如图1所示，孔壁上的光刻胶曝光不充分导致显影后有光刻胶残留，电镀时有光刻胶残留的地方不能镀上金属，最终导致金属化孔接地不良甚至断路。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光方法及基片承载装置，该装置在薄膜电路制作过程中能够对薄膜电路金属化孔内光刻胶充分曝光的装置，本发明的另一个目的是还提供一种用薄膜电路金属化孔内光刻胶曝光装置的使用方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0008]—种薄膜电路金属化孔内光刻胶曝光时所用的基片承载装置，包括:底座、调节板和承片台，所述调节板与底座铰接，所述承片台设置在调节板上，所述调节板以铰接节点为圆心进行转动，实现基片与水平面之间的角度调节。
[0009]优选:所述底座带有角度标识盘；所述调节板带有对准标记。优点:通过底座上的角度标识盘与调节板上的对准标记搭配，能够准确的设置调节板与水平面之间的角度，实现根据不同的曝光需要提供不同的基片倾斜程度。
[0010]优选:所述承片台的为凹槽状。优点:当紫外光从金属化孔通过后，不会有很强的紫外光反射回来而导致基片正面的光刻胶曝光。
[0011]优选:所述承片台的高度大于20_。优点:透过金属化孔的紫外光到达承片台底部后再反射回来，能量充分衰减，减小对基片正面光刻胶的影响。
[0012]优选:所述承片台绕垂直于调节板的轴旋转。优点:承片台转动使基片能够充分的曝光。
[0013]优选:所述承片台上端面设置放置基片的凹陷区域；所述凹陷区域的深度等于或略大于薄膜电路基片的厚度。优点:防止调节板处于倾斜状态时基片滑落，对基片起到了很好的固定作用。
[0014]上述薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光装置的使用方法，包括以下步骤:
[0015](1)根据薄膜电路金属化孔的径深比调整调节板与水平面之间的角度；如图7所示，金属化孔的直径为d，金属化孔的深度为h，调节板与水平面之间的角度为A，为了使孔内的光刻胶全部曝光，角度A的最大值不能超过arctan(d/h)，调节板与水平面之间的角度就是基片与水平面之间的角度；
[0016](2)将喷胶的带有金属化孔的薄膜电路基片背面朝上放在承片台的凹陷区域；优点:从基片背面曝光，利用金属化孔作掩膜版，减少一块掩膜版的制作，节约了成本。
[0017](3)接通电机电源使承片台旋转；
[0018](4)将基片承载装置放在紫外灯下曝光即可。
[0019]—种薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光方法，通过使薄膜电路基片倾斜，缩短紫外光在孔壁上光刻胶里的光程，同时使基片旋转，实现光刻胶的充分曝光，具体步骤如下:
[0020](1)根据薄膜电路金属化孔的径深比调整基片与水平面之间的角度；
[0021](2)将需要曝光的喷胶的带有金属化孔的薄膜电路基片设置成步骤(1)所述的角度，并且使基片旋转，将基片放在紫外灯下曝光即可。
[0022]本发明的有益效果:
[0023]通过本发明的基片承载装置使薄膜电路基片倾斜，在曝光时，如图2所示，缩短了紫外光在孔壁上光刻胶里面的光程，并且曝光时基片旋转，使孔壁四周的光刻胶充分曝光；另外从基片背面曝光，利用金属化孔作掩膜版，减少一块掩膜版的制作，节约了成本。
【附图说明】
[0024]图1为基片水平曝光光路示意图；
[0025]图2为基片倾斜曝光光路不意图；
[0026]图3为曝光装置示意图；
[0027]图4为承片台结构示意图；
[0028]图5为承片台剖视结构示意图；
[0029]图6为角度标识盘和对准标记；
[0030]图7为由金属化孔径深比确定调节板与水平面之间的角度示意图；
[0031]图8为使用本发明的装置曝光后金属化孔的镀金层。
[0032]其中，1_底座，11_角度标识盘，2-调节板，21-对准标记，3-电机，4~承片台，5-基片，51-光刻胶，52-紫外光。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0034]现在有一厚度为0.254mm的氧化铝陶瓷基片，基片的长宽分别是50.8mm和50.8mmο用激光打孔技术在基片上加工若干个直径为0.25mm的通孔，然后用磁控溅射方法在基片的正面和背面分别溅射TaN-TiW-Au和TiW-Au多层金属薄膜。
[0035]拟采用选择性电镀工艺制作薄膜电路，经过喷胶工艺后基片的正面和金属化孔内覆盖有光刻胶，需要对金属化孔内的光刻胶进行曝光。
[0036]如图3所示，本发明的一种薄膜电路金属化孔内光刻胶曝光时所用的基片承载装置，包括:底座1、调节板2、电机3、承片台4。所述调节板2通过转轴固定在所述底座1上，所述电机3固定在所述调节板2的下方，所述承片台4固定在所述电机3的转轴上，并位于所述调节板2的上方。
[0037]如图6所示，底座1与调节板2的接合处带有角度标识盘11和对准标记21。
[0038]如图5所示，承片台4呈凹槽状，承片台4的高度为25mm。
[0039]进行上述设计的目的是，当紫外光从金属化孔通过后，不会有很强的紫外光反射回来而导致基片正面的光刻胶曝光。
[0040]如图5所示，承片台4的上端面设置放置基片的凹陷区域，凹陷区域的深度为0.3mmο
[0041]如图1-6所示，本发明的一种薄膜电路金属化孔内光刻胶曝光时所用的基片承载装置的使用方法，包括以下步骤:
[0042]上述基片金属化孔的径深比为1 (0.25mm:0.254mm)，当调节板的倾斜角度为45° (arctanl = 45° )时，理论上刚好可使孔内从上到下所有的光刻胶曝光。超过45°时，会产生遮挡有部分光刻胶不能曝光；小于45°时，能够充分保证孔内的光刻胶曝光，但随着角度的减小，紫外光在光刻胶内的光程增加，需要增加曝光时间。
[0043]在本实施例中，将调节板2与水平面之间的角度调整为30°，即调节板2的对准标记21对准到底座1上角度标识盘11上的30°刻度线处；
[0044]将喷胶的带有金属化孔的薄膜电路基片1背面朝上放在承片台4的凹陷区域；
[0045]接通电机3的电源使承片台4旋转；
[0046]将基片承载装置放在紫外灯下曝光。
[0047]图8为使用本发明的装置曝光后，金属化孔电镀后的照片，可以看到金属化孔的镀金层完整，接地良好，也证明了使用本发明的装置能充分曝光。
[0048]—种薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光方法，具体步骤如下:
[0049](1)根据上述氧化铝陶瓷基片的金属化孔的径深比调整基片与水平面之间的角度为 30° ;
[0050](2)将上述的薄膜电路基片设置成30°，并且使基片旋转，将基片放在紫外灯下曝光即可。
[0051]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种薄膜电路金属化孔内光刻胶曝光时所用的基片承载装置，其特征是:包括:底座、调节板和承片台，所述调节板与底座铰接，所述承片台设置在调节板上，所述调节板以铰接节点为圆心进行转动，实现基片与水平面之间的角度调节。2.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征是:所述底座带有角度标识盘。3.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征是:所述调节板带有对准标记。4.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征是:所述承片台为凹槽状。5.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征是:所述承片台的高度大于20_。6.如权利要求1所述的的基片承载装置，其特征是:所述承片台绕垂直于调节板的轴旋转。7.如权利要求1所述的基片承载装置，其特征是:所述承片台上端面设置放置基片的凹陷区域。8.如权利要求7所述的基片承载装置，其特征是:所述凹陷区域的深度等于或略大于薄膜电路基片的厚度。9.如权利要求1-8任一所述的基片承载装置在曝光时的使用方法，其特征是:包括以下步骤: (1)根据薄膜电路金属化孔的径深比调整调节板与水平面之间的角度； (2)将喷胶的带有金属化孔的薄膜电路基片背面朝上放在承片台的凹陷区域； (3)使承片台旋转； (4)将基片承载装置放在紫外灯下曝光即可。10.一种薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光方法，其特征是:具体步骤如下: (1)根据薄膜电路金属化孔的径深比调整基片与水平面之间的角度； (2)将需要曝光的喷胶的带有金属化孔的薄膜电路基片设置成步骤(1)所述的角度，并且使基片旋转，将基片放在紫外灯下曝光即可。
【专利摘要】本发明公开了一种薄膜电路金属化孔内光刻胶的曝光方法及基片承载装置，该曝光装置，包括：底座、调节板、电机和承片台，调节板通过转轴固定在底座上，电机固定在调节板的下方，承片台固定在电机的转轴上，并位于所述调节板的上方。所述曝光方法为：首先根据薄膜电路金属化孔的径深比调整基片与水平面之间的角度；将需要曝光的喷胶的带有金属化孔的薄膜电路基片设置成所述的角度，并且使基片旋转，将基片放在紫外灯下曝光即可。本发明通过曝光装置使薄膜电路基片倾斜，缩短了紫外光在孔壁上光刻胶里面的光程，并且曝光时基片旋转，使孔壁四周的光刻胶充分曝光；另外从基片背面曝光，利用金属化孔作掩膜版，减少一块掩膜版的制作，节约了成本。
【IPC分类】G03F7/20
【公开号】CN105353590
【申请号】CN201510930039
【发明人】宋振国, 路波, 王斌, 胡莹璐, 曹乾涛, 赵秉玉, 赵海轮
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月11日