174750. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy hőállóságú szitamaszk előállítására
3 174750 4 Direkt úton előállított maszkok esetében a fényérzékenyített anyagot mechanikus úton felviszik a szitaszövetre, megszárítják, az ábra fotóján keresztül megvilágítják és előhívják. Ezzel az eljárással az elért ábraleképzési pontosság kevésbé jó, kb. 30pm, a maszkolt szita azonban többezer szitázási műveletre alkalmas. Az indirekt módón előállított szitamaszkok ábrakialakítását a szitaszövettől függetlenül hordozó filmen végzik el. Az exponálás és előhívás után az ábrakialakított réteget a szitaszövetre simítják és megszárítják. Egyes esetekben ezt a műveletet a lakkréteg stabilizálása követi. Az ily módon létrehozott ábra eltérése a fotó méreteitől max. 10 pm. Az indirekt módon létrehozott szitamaszk ábraleképzési pontossága és felbontása jóval meghaladja a direkt maszkokét, azonban párszáz szitázási művelet után roncsolódik. Napjainkban a szitamaszk készítésére felhasznált anyagok közül legismertebbek a bikromáttal fényérzékenyített emulziók, pl. a Rhodovioi, Alcoset, Alcasol márkanéven forgalombahozott termékek. Hátrányuk, hogy bár a megvilágítás során vízoldhatóságukat elvesztik, de higroszkópos jellegüket továbbra is megtartják. A kialakított maszkok rendkívül érzékenyek a levegő, illetve a szitanyomó paszták víztartalmára, ultraibolya fény hatására ridegednek. Oldószerállóságuk korlátozott, élettartamuk rövid, így a nagyüzemi gyártás során igen sok szitamaszkra van szükség. Az áramkörgyártó vállalatok újabban alkalmazzák a diazovegyületekkel fényérzékenyített szitamaszkoló anyagokat, melyek bizonyos szempontokból - fényállóság, kopásállóság - felülmúlják az előbbieket. (GAF Microline fotoreziszt). Bár tulajdonságaik a bikromáttal fényérzékenyített lakkokból kialakított maszkokhoz viszonyítva előnyösebbek, azonban az egészségre ártalmasak, ezért széles körben nem terjedtek el. Hőhatásra mindkét típus - a bikromáttal és azovegyületekkel fényérzékenyített anyagok - jellemző tulajdonságai egyaránt gyorsan leromlanak. A felhasználó vállalatoknál, különösen nagysorozatú gyártmányok előállításánál, amikor a szitamaszkok igen erős mechanikai igénybevételnek vannak kitéve, vagy ha az áramköröket agresszív vegyszerekből álló paszták segítségével állítják elő, fontos követelmény, hogy az alkalmazott szitamaszkok a használat során nem alakjukat, sem mechanikai tulajdonságaikat ne változtassák meg. Ezért használják az acél vagy bronz szitaszövetre leképezett fém szitamaszkokat. E maszkok azonban mégsem terjedtek el széles körben, mivel előállításuk igen bonyolult és költséges. A szitamaszkok gyártása során a poliimidek alkalmazása került az utóbbi években előtérbe. Ismeretes, hogy a poliimidek vegyszerállósága jó. Koncentrált lúgokkal és szerves bázisokkal szemben kevésbé ellenálló, savállósága jó, csak koncentrált szervetlen savak roncsolják. A szitamaszkolási technikában alkalmazott szerves oldószerek nem támadják meg. A poliimid alapú műanyagok hőállóság és hőstabilitás tekintetében kiemelkedő tulajdonságúak, mechanikai tulajdonságai közel állnak a polietilén tereftaláthoz. Dielektromos tulajdonságaik tekintetében a legjobb műanyagok közé sorolják. Magas szigetelésű ellenállás, alacsony dielektromos veszteségi szög, hőstabilitás jellemzik, ezért széleskörű alkalmazást nyertek a mikroelektronikában. Előállításuk poliamidsavból történik. A poliamidsavat 200-300 °C-on alakítják poliimiddé. A poliamidsav felhasználását javasolták az Electronic Components Conference-en 1972. januárban. A Lincoln Laboratórium a beam-lead hordozó előállítását fejlesztette ki poliamidsav felhasználásával. A hordozó anyaga arannyal galvanizált 50 fim vastag rézfólia. Erre viszik fel a bikromáttal fényérzékenyített poliamidsavat, az ábrakialakítás pedig fotolitográfiai úton történik. A poliamidsav gyantát centrifuga segítségével hordják fel a hordozóra 1500 ford/perc fordulatszámon, majd 7000 ford/percen 5 percig szárítják. A negatív fotolakként viselkedő gyantát ultraibolya fénnyel világítják meg. Az előhívás után 250 °C-on hőkezelnek. így 1-2 fim vastag poliimidet kapnak. A poliamidsav további felhasználásáról ad hírt a IEEE Transaction on Parts, Hybrids and Packaging Vol. PHP-9 No 3 Sept. 1973. A Hitachi cég a félvezető elemek többrétegű fémezéséhez fejlesztette ki a PMP rendszert (planar metalizátion with polymer). A vezető rétegek között a szigetelést szerves, illetve szervetlen szigetelő anyagok biztosíthatják, melyeken lyukakat hagynak szabadon az átvezetések megvalósításához. A félvezető technikában alkalmazott Si02 szigetelés lépcsős struktúrát eredményez, ami a fémezések számára nem előnyös, mert a lépcsőknél a gőzölt fémréteg megszakadhat. Poliamidsavak alkalmazásával ez a probléma lecsökken, mert az imidizált lakk kisimítja a lépcső okozta domborulatokat. Az alumínium fémezést gőzöléssel és fotolitográfiával állítják elő. Az összekötési helyeken az alsó fémezésre alumínium padokat növesztenek, ezek szolgálják az elektromos kapcsolatot a később elkészítendő felső fémezéshez. A padok elkészítése után poliamidsawal borítják az egész felületet, ezután a gyantát imidizálják. Az imidizáció során az aluminium padok felületéről a lépcső aljához lemozdult poliimid réteg 3-4 pm vastagságú. A poliimidek újszerű felhasználásáról számol be a 3 911 475 lajstromszámú USA szabadalom. A szabadalom feltalálói a fémkivezetőkkel ellátott műanyag tokozású félvezető eszköz, pl. dióda, védelmét poliimid bevonat segítségével oldották meg. A poliimid film előállítható a poliamidsav oldat elektrolitikus lecsapatásával, majd a kialakult réteg hőkezelésével. A poliamidsav sók vízmentes, kolloid, illetve homogén oldala feszültségkülönbség hatásra egyenletes poliamidsav bevonatot alkot, mely hőkezelés után egészen vékony poliimid réteggé alakul. A szakirodalomból tehát egyértelműen kitűnik, hogy a felhasználók a poliamidsav előnyeit a hagyományos anyagokkal szemben felismerve alkalmazzák a szitamaszkok előállításában. Kézenfekvő az is, hogy a megvalósított eljárások, mint ahogy ezt a példák is meggyőzően bizonyítják, meglehetősen vékony, max. 1—5 pm vastagságú poliimid rétegek előállítására alkalmasak, illetve csak ezen rétegek megvalósulását garantálják. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
