[发明专利]一种基板混合薄膜多层布线制作方法

说明书

本发明公开了一种基板混合薄膜多层布线制作方法，该制造方法包括以下步骤：提供一基板，薄膜沉积铝复合膜层，进行铝选择性阳极氧化，在多孔氧化铝结构中形成铝布线绝缘层，在铝膜中形成芯片散热结构和金属铝柱阵列；再次进行薄膜沉积铝膜，进行铝选择性阳极氧化，依次重复，制备出Al₂O₃/Al薄膜多层布线层；在其上薄膜沉积铜复合膜层，采用光刻工艺制作铜薄膜导带，制作BCB介质膜通孔；再采用薄膜沉积、光刻工艺制作顶层薄膜导带和焊盘，以制备出BCB/Cu薄膜多层布线层。克服薄膜布线层数无法增加，BCB应力累积造成的互连可靠性差、软基材组装困难等问题，并且在基板上进行高密度布线互连，可满足高功率芯片和大规模集成电路等小型化、高可靠集成需求。

技术领域

本发明属于微电子封装领域，尤其涉及一种基板混合薄膜多层布线制作方法。

背景技术

现代电子技术的迅猛发展，要求电子系统朝着小型化、高性能、高可靠的方向发展。特别是航天领域以及民用电子产品对系统集成的需求更加迫切。随着超大规模集成电路的发展和所集成对象的电学功能复杂性的增加，使得可集成多种功能的系统级封装技术成为研究热点。

系统级封装可将数字电路、模拟电路和微波电路等有源器件，以及各类无源器件进行一体化集成。其系统复杂度的增加导致了系统内有源、无源器件数目的急剧增加，使得封装基板面临着严峻的挑战。一方面，系统庞大的数据实时处理需求，必须提高传输速率，增加封装基板互连的布线密度，提高芯片IO与基板互连效率，目前一个大规模芯片上可引出1000个I/O引脚数，并随着芯片数的增加，基板的布线线宽/间距需要减小到25μm/25μm，使得PCB板、LTCC基板很难满足高密度布线要求；同时，系统复杂的功能集成需求，导致系统功耗成倍增加，必须提高封装基板的散热能力，降低芯片工作结温；再次，系统的高速性能的提高，使得工作频率进入到微波频段，由信号路径产生的寄生参数的提高将直接导致信号的传输延迟，必须降低封装基板的传输损耗。

在一封装基板上进行薄膜多层布线，可显著提高系统的传输速率，降低传输损耗，并可制造高功率电路，整个系统封装结构都具有系统级功能突出的特点，并在机载、星载航天领域系统中得到广泛应用。但是薄膜多层布线基板与其他PCB、LTCC基板相比，具有明显的缺点就是薄膜布线层数受到限制；并且其薄膜介质(如PI、BCB)会随着膜层增加，而出现应力累积，影响系统的高可靠性能，因此迫切需要克服薄膜多层布线的不足。

目前，针对上述问题，通过采用将薄膜多层技术和其他多层电路技术(如厚膜技术、HTCC、LTCC等)结合起来进行基板制作。例如中国专利局公开的发明专利申请号CN200910251523.2的一种在LTCC基板上实现薄膜多层布线的方法，CN201210303440.5的一种基于LTCC基板薄膜多层布线制作方法。这些方法可以一定程度上改善薄膜多层布线层数低的不足，但是会受到PCB、HTCC、LTCC等孔间距，以及平面收缩和曲翘的限制，影响了衬底通孔与薄膜图形匹配精度，进而影响薄膜布线的扇出能力，同时其界面结合力也需要待改善，难以保证系统的高可靠性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基板混合薄膜多层布线制作方法，以克服薄膜布线层数无法增加，以及BCB应力累积造成的互连可靠性差、软基材组装困难等问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种基板混合薄膜多层布线制作方法，包括以下步骤：

a1：提供一表面抛光清洗后的基板，并置于氮气气氛下进行热处理；

a2：在所述基板上表面上薄膜沉积钽和铝复合膜层，并在所述钽和铝复合膜层上光刻制作出选择性阳极氧化光刻图形；

a3：将所述基板置于阳极氧化电解液中进行选择性阳极氧化，阳极氧化部分形成铝布线绝缘层，未氧化部分形成芯片散热结构和金属铝柱阵列；

a4：去除光刻胶；