薄膜高密度互连技术及其应用
薄膜技术的发展和应用

薄膜技术的发展和应用随着科技的不断进步,薄膜技术也得到了广泛应用和发展。
本文将就薄膜技术的发展和应用进行介绍。
一、薄膜技术的定义和分类薄膜技术是指将材料以极薄的层数覆盖在基材表面上的技术。
薄膜技术因其独特的性质,在电子、医疗、能源、光电和材料领域都有广泛的应用。
薄膜技术按照制备工艺可分为物理气相沉积法、化学气相沉积法、溅射法、离子束沉积法和溶液法等。
其中,物理气相沉积法和化学气相沉积法是基于气相反应制备薄膜,而溅射法和离子束沉积法则是基于固态反应制备薄膜。
二、薄膜技术的应用1、电子领域薄膜技术在电子领域有着广泛的应用,如显示器件中的膜电极和透光薄膜,硅上集成电路中的金属线薄膜和凸点薄膜,以及太阳能电池中的透明导电膜等。
通过不同种类的薄膜组合,可以制造出光电显示器件、光二极管、半导体器件等。
2、医疗领域薄膜技术在医疗领域也有广泛的应用,如人造器官表面的生物相容性薄膜、药物释放薄膜、医用传感器薄膜、隔离膜和过滤膜等。
这些薄膜可以帮助医学界实现更好的医学检测和治疗。
3、能源领域薄膜技术在能源领域也发挥了重要的作用,如太阳能电池和燃料电池中的薄膜。
通过合适的制备工艺可以制造出透明导电膜、锂离子电池隔膜、固体氧化物燃料电池氧离子传输膜等薄膜材料。
4、光电领域光电领域是薄膜技术应用较早的领域之一,尤其是光学涂层和抗反射膜方面的应用。
薄膜技术不仅可以增强光学元件的透过率和强度,还可以制造仿生光学器件等。
5、材料领域薄膜技术还可以制造出纳米微观结构,实现材料性质的精细控制,如金属膜的纳米微结构、高分子复合薄膜、磁性薄膜等,这些材料在生产制造、传感器等领域有广泛的应用。
三、薄膜技术未来的发展趋势随着技术的不断更新,薄膜技术也在不断地发展和创新。
未来薄膜技术的发展趋势将主要集中在以下几个方面:1、多层薄膜技术的发展多层薄膜技术是目前的一个研究热点,它可以实现对于薄膜性质的控制和变化。
通过不同比例的堆叠和改变各种材料的结构和性质,可以制备出更加精细的薄膜材料。
薄膜高密度互连技术及其应用

第 6巷. 第4期
V l NO 4 o 6
电
子
与
封
装
EL CT E RONI CS & P ACKAGI NG
总 第3 期 6 20 年4月 06
综 述
薄膜 高密度互连技术及其应用
云 振 新
( 围营 9 0厂 ,四川 成都 6 0 5 7 1 0 1)
个 表 面上 ,同时覆 盖通孑 的壁 上 。之后 ,用 光刻工 L
就 是一 种 薄 膜 高 密度 互 连 基 片 。这 种 草 片足 制 造
术还能制造高质量 的集成无源元件 ,包括电阻器 、电
1 引言
现代 电子装置对小型化 、轻量化 、高性能化 、多
功能化 、低功耗化和低成本化的要 求不断提高且 日益
容器 、电感器 和各种传输线 。薄膜多层高密度互连结 构不仅尺寸小 、互连密度高 ,而且具有优 异的高频性
能 。薄膜高密度互连技术是一种应用广泛 的小型化集
摘 要 :高 密度互连 ( I HD )基 片在微 电子 集成技 术 中用来缩小尺 寸、减轻 重量和提 高电气性 能。
薄膜技术是获得高密度互连的最佳技术。 文章介绍了薄膜高密度互连技术的概念、 特点、 设计与工艺考
虑 ,并指 出其主要领域 的应 用情 况。
关键词 :高密度互连 ;薄膜技术 ;淀积薄膜型 多芯片组件
和方法进 行制造 一种广泛使 的T 艺足在硅或 氧化
乍 网片 ( 吕 也可 用其 他基 片 )上形 成多层 结构 先 将 聚酰 亚胺涂 覆在网片上 ,逐步升高 温度到 4 5 寸 2 ℃H 同
化 。接 着 ,用 光 刻作 为掩膜 或使 川 光刻 …罔案 的金
对先进封装技术的认识

对先进封装技术的认识先进封装技术是指在集成电路封装过程中利用先进的材料、工艺和设备,以达到提高功能密度、减小尺寸、提高性能和可靠性等目的的新型封装技术。
随着集成电路技术的不断发展和普及,先进封装技术的重要性和应用价值日益凸显。
本文将探讨先进封装技术的发展趋势、特点和应用前景,旨在为读者提供对该领域的全面了解。
一、先进封装技术的发展趋势随着电子产品市场对性能、尺寸和功耗的不断要求提高,先进封装技术已成为集成电路行业发展的重要趋势。
在这种背景下,先进封装技术的发展呈现出以下几个趋势:1.三维封装技术的发展为了提高集成电路的功能密度和性能,传统的二维封装技术已经不能满足市场需求。
三维封装技术通过在垂直方向上堆叠多个芯片,可以在同一封装体积内实现更高的功能密度和性能。
因此,三维封装技术成为了先进封装技术的一个重要发展方向。
2.高密度互连技术的应用高密度互连技术是实现多芯片封装的关键。
通过采用先进的互连工艺和材料,可以在封装体积内实现更多的信号传输通路,从而提高封装的性能和可靠性。
因此,高密度互连技术的应用将成为先进封装技术的一个重要方向。
3.先进材料的应用先进封装技术需要利用具有优异性能的材料来实现。
例如,低介电常数材料可用于减小封装的信号传输损耗,高热导率材料可用于提高封装的散热能力,高可靠性材料可用于提高封装的可靠性。
因此,先进材料的应用将是先进封装技术的一个重要发展方向。
二、先进封装技术的特点先进封装技术相对于传统封装技术具有许多优点,其主要特点包括以下几点:1.功能密度高先进封装技术利用三维封装和高密度互连技术,可以在同一封装体积内实现更多的功能,从而提高芯片的功能密度。
2.尺寸小先进封装技术采用先进的材料和工艺,可以实现更小封装尺寸,从而可以满足电子产品对小型化的需求。
3.性能优越先进封装技术可以通过优化设计和材料的应用,实现更高的传输速率、更低的功耗和更优越的散热能力,从而提高封装的性能。
4.可靠性好先进封装技术的材料和工艺通常经过严格的测试和认证,具有较高的可靠性,能够满足电子产品对可靠性的要求。
高密度互连(HDI)印制电路板技术现状及发展前景

关键词 : 印制 电路板
高密度 互连
精 细线路
微孔
Pr s n t t n r p c i e o i tCic i a d Te h o o y o e e tS a ea d Pe s e tv s f r Pr n r u tBo r c n l g f
2 Z u a Yu segE et nc c n l yC L D, h h i 1 0 0 . h h i a h n l r i Teh o g O. T Z u a 5 9 6 ) n co o
A  ̄ r c : h rn o f rh r mi it r a in, e tr p ro ma c , r u c in f ee to i q ime t o t u s l t a t As t e te d t u t e n a u i t z o b te e f r n e mo e f n t s o lcr n c e u p n s c n i e , o n P B r d c o t ro n t n h s p s e h _ i e p r cn MT , n e e pn o r s t eCs No d u t C p o u t f ri e c n e i a a s d t eT} r, x e i i g S s n c o r s n e a d d v l i g t wa d h P. o b , o
印制 电路 板产品从通孔插装技 术 ( r ) T卜r 阶段 全 面走上 了表 面安 装技 术 ( MT) S 阶段 , 走向 了芯 片级封 装 ( S 阶 C P)
段, 并正逐 步走向 系统级封装 (i ) sp 阶段 。一 个以导通孔微 小化和导 线精 细化等 为主导 的新一代 HD 板产 品 已经 I 在 P B业界 筹划 、 C 建立和发展 起来 了, 并将成 为下一代 印制 电路 板 的主流 。本文对 H 板 定 义 , 点 , DI 特 关键技 术 ,
hdi工艺技术

hdi工艺技术HDI(High Density Interconnect)工艺技术是一种高密度互连技术,用于制造高性能、高可靠性的印制电路板(PCB)。
它采用了一系列复杂的制造过程,以在有限的空间内提高电路板上的互连密度。
下面将详细介绍HDI工艺技术的主要过程和优势。
首先,HDI工艺技术主要包括了堆叠微孔填充、盲孔、埋孔和多层交叉等关键步骤。
在堆叠微孔填充过程中,通过多层电镀和堆叠,使得传统双面电路板上的空余空间被利用起来,从而实现互连线的堆叠。
盲孔是指从板子的一侧钻孔,并通过化学和机械加工来形成孔状结构,从而实现不同层之间的互连。
埋孔是在表面层和内部层之间形成金属插孔,用于传递电信号和电气能量。
多层交叉则是利用互连板和内部层之间的金属线路来实现电路信号的传输。
HDI工艺技术相比传统的PCB制造方法有许多优势。
首先,它可以大大提高电路板的互连密度。
由于堆叠微孔填充和盲孔的使用,HDI工艺技术能够提供更多的互连通道,从而在有限的空间内实现更多的电路信号传输。
其次,HDI工艺技术可以减小电路板的尺寸。
通过堆叠和埋孔的设计,HDI工艺技术能够将电路板的厚度降低到几乎是传统PCB的一半,使得设备更加紧凑。
第三,HDI工艺技术可以提升电路板的性能和可靠性。
多层交叉和埋孔的应用能够降低电路板的电阻和电抗,从而提高信号传输的速度和质量。
此外,通过减少电路板尺寸和增加互连密度,HDI工艺技术可以减少电路板上控制信号和电源信号的传输路径,从而降低信号干扰的概率,提高系统的可靠性。
总的来说,HDI工艺技术是一种先进的PCB制造技术,能够实现更高的互连密度、更小尺寸的电路板以及更高性能和可靠性的电路设计。
随着电子产品的发展和需求的不断增加,HDI 工艺技术也将得到广泛的应用。
在未来,我们可以预见,HDI 工艺技术将继续发展,为电子设备带来更多的创新和突破。
薄膜技术及应用

20世纪末至今
随着新材料和制备技术的 不断发展,新型薄膜材料 不断涌现,薄膜技术应用 领域不断扩大。
02
薄膜制备技术
物理气相沉积(PVD)
真空蒸发沉积
利用加热蒸发材料,使其 原子或分子从固态表面升 华进入气态,然后在基底 表面凝结形成薄膜。
导体薄膜
功能薄膜
用于制造集成电路、微电子器件和薄 膜晶体管等,具有高导电性能和稳定 性。
如光电转换薄膜、磁性薄膜、传感器 用敏感薄膜等,在电子器件中具有特 定功能。
绝缘薄膜
用作电子器件的介质层和绝缘材料, 具有低介电常数和损耗、高击穿场强 等特点。
光学领域
反射和滤光薄膜
用于控制光的反射、透射、干涉和偏振等特性, 在光学仪器、摄影、照明等领域有广泛应用。
多功能化薄膜
通过材料复合和结构设计,制备具有多功能特性的薄膜,如光学、热学、电学、磁学等多重性能的集 成。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
薄膜的分类
01
按材料分类
金属薄膜、制备方法分类
功能薄膜(如导电薄膜、光学薄 膜、磁性薄膜等)、结构薄膜等。
物理气相沉积、化学气相沉积、 溶胶-凝胶法等。
薄膜技术的发展历程
01
02
03
19世纪末
真空蒸发镀膜技术出现, 主要用于制造光学仪器和 装饰品。
20世纪中期
薄膜技术及应用
目录
• 薄膜技术简介 • 薄膜制备技术 • 薄膜的应用领域 • 薄膜的未来发展与挑战
01
薄膜技术简介
薄膜的定义与特性
定义
薄膜是一种厚度在微米到纳米级别的 材料,覆盖在基底上,具有特定的物 理、化学和机械性能。
高密度互连积层板研发制造方案(二)

高密度互连积层板研发制造方案一、实施背景随着科技的飞速发展,电子设备正朝着更轻、更薄、更高效的方向发展。
高密度互连积层板(HDI)作为PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)的一种,因其高集成度、高可靠性、低重量等优点,已成为航空航天、医疗设备、智能手机、汽车电子等领域的关键组件。
当前,HDI市场主要由日本、韩国和中国台湾等少数企业主导,国内企业在高端市场上的竞争力较弱。
因此,开展高密度互连积层板的研发制造,对于提升国内企业在该领域的竞争力,具有重要意义。
二、工作原理HDI是一种多层板,其制造过程主要包括以下几个步骤:1.基材制备:采用高导热、低膨胀系数、高耐腐蚀性的材料作为基材。
2.线路制作:在基材上采用激光切割或化学腐蚀等方式制作线路。
3.绝缘层制作:在制作好的线路层之间添加绝缘材料。
4.孔金属化:通过电镀或化学镀的方式在需要的孔内形成金属化层。
5.焊接:通过焊接将各层线路连接起来。
其中,孔金属化是HDI制造的关键技术之一。
由于孔径小、孔深,且需满足不同导电层之间的连接,因此对孔金属化的制备工艺和技术要求极高。
三、实施计划步骤1.技术研究:开展HDI制造关键技术的研发,包括孔金属化技术、多层板制作技术等。
2.设备选型与采购:根据技术研发需要,采购相应的制造设备和检测设备。
3.工艺流程设计:根据HDI的制造特点,设计合理的工艺流程。
4.中试生产:在实验室条件下进行小批量生产,验证工艺流程的可行性。
5.批量生产:根据中试结果,调整工艺参数,进行批量生产。
6.产品检测与认证:对生产的产品进行性能检测和认证。
7.市场推广:将产品推向市场,与需求方建立合作关系。
四、适用范围HDI适用于以下领域:1.航空航天:HDI的高可靠性、低重量特性使其成为航空航天领域的首选组件。
2.医疗设备:HDI的精密线路制作能力使其成为医疗设备的重要组件。
3.智能手机:HDI的高集成度使其成为智能手机主板的首选材料。
薄膜技术的理论和应用

薄膜技术的理论和应用薄膜技术是一种高新技术,它通过将材料分子层层堆积析出而形成一种薄而均匀的材料。
薄膜技术的应用非常广泛,包括光电、电子、化工、食品、医疗等领域。
本文将从薄膜技术的理论和应用两个方面来详细探讨。
一、薄膜技术的理论1. 薄膜生长模型薄膜生长模型是研究薄膜形成规律的数学模型。
它可以描述薄膜生长的物理过程,并预测薄膜的形态和结构。
在薄膜生长模型中,主要包括表面扩散、沉积、缺陷漂浮、晶化、成核等几个重要步骤。
这些步骤影响着薄膜的形态和质量。
薄膜生长模型的出现,为薄膜技术的发展提供了重要的理论基础。
2. 薄膜吸附理论在薄膜形成过程中,吸附理论是非常重要的。
它可以描述薄膜形成的过程中物质分子与基底表面的物理化学现象。
普通的吸附理论往往是以吸附能为研究对象,但是对于薄膜来说,由于它的尺寸极小,故应采用尺寸效应吸附理论。
这个理论为薄膜技术的精确控制提供了良好的理论依据。
3. 薄膜在化学反应中的应用化学反应中使用薄膜技术,常常采用气相沉积、热蒸发等方法。
在化学反应中,薄膜的化学反应起到重要的作用,可以产生一些特殊的物理化学性质。
因此,薄膜技术在催化、传感等领域发挥着重要的作用。
4. 纳米薄膜技术纳米薄膜技术是薄膜技术的一个分支,它将薄膜做到了纳米尺度。
纳米薄膜具有极高的比表面积和表面反应性,因此在传感、催化、光电等领域有着广泛的应用前景。
同时,纳米薄膜技术的研究也给薄膜技术开发提供了重要的思路。
二、薄膜技术的应用1. 光电领域薄膜技术在光电领域有着广泛的应用。
例如,太阳能电池、液晶显示器等都是依靠薄膜技术制成的。
此外,薄膜技术在光学薄膜、光学滤波、全息成像等领域也都有着广泛的应用。
2. 电子领域薄膜技术在电子领域的应用也非常广泛。
例如,利用薄膜技术可以制备高温超导材料,用于高功率电子器件;还可以制备高品质的晶体管。
此外,在电阻器、金属线、电容器等器件中也广泛使用了薄膜技术的成果。
3. 化学领域在化学领域,薄膜技术应用非常广泛。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
薄膜高密度互连技术及其应用云振新(国营970厂,四川成都610051)1 引言现代电子装置对小型化、轻量化、高性能化、多功能化、低功耗化和低成本化的要求不断提高且日益迫切。
手机等便携式电子装置是体现这些要求的典型例子。
现代电子装置的需求推动微电子集成技术迅速发展,系统芯片(SoC)、系统级封装(SIP)、多芯片组件(MCM)、高密度互连(HDI)等多种新技术不断涌现。
高密度互连结构可以采用不同的技术来实现。
每一种技术都有其优点和缺点。
但就高互连密度和最佳电气性能而言,一般认为多层薄膜技术是最佳选择。
使用这一技术可使线宽和线距很容易达到20μm、甚至10μm的极小尺寸,而且仅需两层细线布线层就能实现密度非常高的互连结构。
此外,薄膜高密度互连技术还能制造高质量的集成无源元件,包括电阻器、电容器、电感器和各种传输线。
薄膜多层高密度互连结构不仅尺寸小、互连密度高,而且具有优异的高频性能。
薄膜高密度互连技术是一种应用广泛的小型化集成技术,更是实现RF电路和微波电路低成本集成的一种优先解决方案。
2 概述[1]、[2]高密度互连(HDI)基片被定义为比一般PCB具有更高单位面积连线密度的基片。
同普通PCB相比,HDI基片的线宽和线距更加精细(<75 μ m)、通孔小(<150μm)、定位焊盘(Capture Pad)也小(<400μm)、连接焊盘(Connection Pad)密度较大(>20个焊盘·cm-2)。
HDI基片在微电子集成技术中用来缩小尺寸、减轻重量和提高电气性能。
HDI基片在日本称作"积层板"(build-up board),在美国又被称作"序列积层"(SBU,Seauential build-up)板或"微孔"(Microuia)板。
虽然有多种技术都可用来制造HDI基片,按照上述定义,从尺寸缩小角度来看,薄膜技术显然是获得高互连密度的最佳技术。
MCM-D(淀积薄膜型多芯片组件)基片就是一种薄膜高密度互连基片。
这种基片是制造MCM-D最重要的基础,直接决定着MCM-D的尺寸、封装密度和性能。
众所周知,MCM-D是一种十分重要的高密度小型化封装技术。
这从一个侧面充分反映了薄膜高密度互连技术在微电子集成方面的重要意义。
薄膜高密度互连技术是在薄膜制备、光刻等IC工艺技术基础上发展起来的。
其主要特点是相继地沉积用做导体的金属薄膜和作介质隔离层的绝缘膜.薄膜高密度互连基片采用半导体加工的薄膜工艺、设备和方法进行制造,一种广泛使川的工艺是在硅或氧化铝圆片(也可用其他基片)上形成多层结构。
先将聚酰亚胺涂覆在圆片上,逐步升高温度到425℃时固化。
接着,用光刻作为掩膜或使用光刻出图案的金属或旋转涂覆玻璃(SOG)作为掩膜,等离子刻蚀通孔。
然后,将金属(一般为铝或铜)溅射在整个表面上,同时覆盖通孔的壁上。
之后,用光刻工艺刻蚀成所需的导体图案。
通过重复上面的工艺,旋转涂覆另一层聚酰亚胺,固化、刻蚀通孔和进行金属化,直到产生所要求层数的信号层、接地层和电源层为止。
除聚酰亚胺之外,还可采用其他介质作绝缘膜。
图1是一种MCM-D用薄膜多层高密度互连基片的剖面示意图。
3 设计与工艺考虑薄膜高密度互连基片在设计过程中要涉及许多技术参数和材料。
通过对信号线、尺寸、噪声和响应条件进行恰当的选择与设置,可以实现不同的设计要求。
用途不同,设计方案也就不一样。
适合某些应用场合的基片材料、金属化结构和互连技术对其他应用场合就不完全适用。
无论是需要电阻器网络、集成电阻器-电容器网络、多层元件、定制薄膜网络、还是需要特定形状的基片,都必须对不同的方案进行充分的比较、评价然后择优确定。
这对设计工作无疑是十分重要的。
制定薄膜高密度互连基片的设计方案。
通常包含下面几个主要的步骤:①选择基片材料。
②确定导体金属材料。
③根据功率和单元尺寸要求来确定电阻器是设置在基片正面还是底面。
④如果从正面至底面的各层间需要电气连接,则必须考虑是用固体填充通孔还是用金属化通孔来实现这种连接。
⑤根据电容器、空气交叉、耦合器等其他元件的设置情况,设计另外一个布线层连接这些元件,用以完成高密度互连。
3.1 基片基片既是电气互连图案和制造膜电阻器的基底又是装配器件的机械支撑和器件散热的媒质。
它必须满足一系列电气、物理、化学、热学、机械等多方面的性能要求。
基片选择是电路设计中最重要的工作之一。
基片材料多种多样,每种材料都有其独特的性能。
基片选择时考虑的主要因素是终端应用要求。
必须充分了解各种基片材料的特点和性能。
只有这样才能选出最适合终端应用的基片材料。
薄膜高密度互连采用氧化铝陶瓷、氧化铍陶瓷、氮化铝陶瓷、硅、石英等多种材料作基片、氧化铝陶瓷基片广泛用于一般薄膜集成电路和微波中功率集成电路,要求基片的氧化铝含量大于99.6%(重量百分数)和表面光洁度0.025~0.15μm CLA(中心线平均值)。
在质量和等级方面,薄膜用氧化铝基片比厚膜用氧化铝基片要求高得多。
石英基片具有表面光洁、损耗因数低、热膨胀系数很小(仅为0.55×10-6/℃,是氧化铝基片的l/10左右)等特点,可制作很高密度的互连图形,特别适合微波、毫米波、小功率、低并联电容场合使用。
但石英基片的价格较高。
硅、氧化铍、氮化铝等三种基片的导热性能好,它们的热导率比氧化铝基片和石英基片高得多。
硅基片可在中功率、大功率直流场合使用,而且是高密度多层细线布线的最佳基片。
氧化铍是一种集高绝缘电阻和高热导率于一身的基片材料。
其热导率接近金属铝并具有极好的塑料才有的绝缘电阻。
而且,它的热导率值与材料纯度密切相关。
高纯度氧化铍陶瓷的热导率比典型的环氧塑料高l200倍,比大多数玻璃高200倍,优于氧化铝陶瓷6~10倍。
常用氧化铍材料的热导率在25℃时一般为300W(m·k)-1,在l00℃时通常为240W(m·k)-1。
它的主要问题是成本高和制造中的毒性。
氧化铍适合在大功率混合电路和大功率微波电路中做互连基片。
氮化铝的性能与用途同氧化铍类似,具有高热导率(170 W(m·k)-1~200W(m·k)-1)和优良的电气、机械性能,但是不像氧化铍那样有毒性。
氮化铝的另外一个优点是热膨胀系数(4.4×10-6/℃)低,可与硅的热膨胀系数(3×10-6/℃)形成良好的匹配。
由于氮化铝性能上的这些优点,使其作为高功率混合电路、大功率微波电路和高密度多芯片组件的互连基片而受到重视。
3.2 导体基片材料选定之后,电路设计的重要工作是确定导体材料和导体图案。
电流密度和导体阻抗对电路性能有很重要的影响,设计上要认真考虑。
作为互连线的导体带既要能承受要求的电流又要具有很低的电阻(对信号线尤其重要),以保证电路性能的实现。
铝和金是最常用的导体金属材料。
金的导电性能优良,可传导很大的电流。
美国《混合微电路总技术规范》(MIL-H一38534)指出,在导体宽度同为500μm时,金的电流容量比铝大五倍。
金常常用作键合引线材料。
当键合引线长度大于1mm时,金的电流容量虽有较大降低,但仍然相当高。
但是,金线的直径是有限制的,通常在50μm以下,这就限制了可使用的电流容量的范围。
而铝线的直径就没有这种使用上的限制,因此通过增大铝线的直径可得到很高的电流容量。
在导体设计中必须考虑通孔的设置。
通孔用于穿过介质进行金属化层之间的电气连接,是高密度互连基片的重要组成部份之一。
通孔技术是薄膜多层高密度互连技术的关键技术之一。
通孔有多种形状,如叠加式、阶梯式、螺旋式、交错式、埋入式、偏移式、一端封闭式等。
导体图案结构不同,互连通孔的形状也不一样。
除了形状之外,通孔的尺寸及其纵横比、通孔壁的剖面形状等因素,也是通孔设计必须考虑的问题。
3.3 电阻器选择电阻器时,有如下几个重要问题需要考虑:(1)在实际的厚度范围内,具有可控制的、能重复的面电阻率(Ω/口);(2)低的电阻温度系数(TCP);(3)紧密的阻值跟踪;(4)长期的稳定性(在加电或热老化时有低的漂移)。
制造电阻器的常用材料有镍铬、氧化钽和铬硅氧化物金属陶瓷。
镍铬具有很低的电阻温度系数,而面电阻率比氮化钽高,是薄膜高密度互连技术中最常用的一种电阻器材料。
但镍铬电阻器的性能比氮化钽电阻器更易受环境条件变化的影响而不很稳定。
表1对镍铬电阻器和氮化钽电阻器的特性作了比较。
[1]铬硅氧化物金属陶瓷是一氧化硅和铬(SiO-Cr)的复合物。
它具有很高的面电阻率,能在最小的基片面积上制造出高阻值电阻器。
通过改变一氧化硅对铬的配比,可在较宽的范围内调整面电阻率的大小。
这为电阻器提供了设计灵活性。
最实用的面电阻率的范围是1 000 Ω/口~3 000 Ω/口。
这种电阻器的电阻温度系数一般是负的,当氧化物含量增加时,它将变得更负。
对于组份为70%Cr、30%SiO的陶瓷金属电阻,其电阻温度系数为一60×10-6/℃~-40×10-6/℃。
标准电阻器的电阻值为5Ω~2MΩ,绝对公差为5%~0.1%,比公差为1%~0.0l%。
而且,其比公差的大小与电阻值有关。
微波电阻器的电阻值范同较窄,为10 Ω~1 000Ω;其绝对公差和比公差均为0.5%;电阻温度系数小于200×10-6/℃。
无论是设计方法还是可用电阻值的范同,微波电阻器同一般的直流电阻器截然不同,它所考虑的问题更为复杂。
微波电阻器设计源于微波带状线技术。
微波电阻图形通常是一个不带任何切口的简单矩形。
切口会引起反射并将对电压驻波比特性产生不良影响。
当对电阻器的公差要求较严时,通常都在制造上采用调阻的方法来提高生产的合格率。
为了把调阻方法的不利影响减到最小,可以利用中心线来确定边界进行调阻,以保持频率响应特性不变。
当前的检验要求允许去除电阻器的一半。
采用高温稳定工艺可以制造出性能十分稳定的电阻器,其时间稳定性和温度稳定性都很好。
表2列出了主要的基片特性及其参数水平[3]。
3.4 切口、特殊成形和互连层在薄膜高密度互连技术的应用中,有许多场合需要将基片装入器件内的特定空腔中;而另一些场合则要求在基片上开出切口,用来放置与其表面齐平的芯片元件。
要满足这些应用要求,必须对基片进行加工。
CO2切割技术可以在基片上加工出各种形状,从圆片形到复杂的U形结构都可以实现。
U形结构具有多个孔位。
另外,CO2切割技术也可以用来对电镀通孔作钻孔加工、制作填充通孔以及在基片正反两面刻制图形。
加工的参数要求包括:定位公差为75μm,基片边沿与电路之间的距离不得小于50μm,最小内角半径为125μm,基片去除量为25%。
一般来说,应用装置对薄膜高密度互连基片提出的尺寸要求决定了互连层的层数。