聚酰亚胺由于具有良好的流平性、热稳定性以及在高速信号传输应用中优异的电性能等,已经被用作金属互连结构的绝缘层间材料。
光敏性聚酰亚胺由于可以通过简单的工艺在信号层之间开孔而引起人们极大的兴趣。酯型光敏性聚酰亚胺有很多优点,包括很宽的工艺容差等。Boeing公司的Chakravorty对EM公司的Selectilux HTR-3作为硅基板上高密度薄膜Cu/PI互连结构的介质材料进行了研究。研究了PSPI或PI对曝光剂量、波长以及固化工艺等的影响。制作了X—Y方向的两层金属布线的多芯片高密度存储器模块.其连孔密度为800线/cnl.信号层由节距80um、宽25um、厚6um的电镀铜覆在6um的PI膜上而成。模块由6个64K SRAM的芯片,2个8bit缓冲器,4个分立陶瓷片式电容器组成。同时,还研究了信号的传输特性和线问串扰问题。
有很多关于使用光敏性聚酰亚胺制作互连结构的文献。Sacramento空军物流中心的Takahashi和Kolesar等使用Selectilux HTR3-200 PSPI制作圆片级的集成电路。Motorola的Myszka等人使用光敏性聚酰亚胺制作了多芯片模块,该模块在共烧陶瓷基板上交替淀积铜和PI形成互连结构,称作“接合多层结构。
光敏性聚酰亚胺的另一个应用领域是高密度集成电路组件封装,它需要使用高密度金属化和低介电常数的绝缘层,以显著减小封装的体积、减少信号传输中的延迟。这个领域还包括计算机用的多芯片模块。NEC的Inoue等人报道了使用“Photoneece”制作NEC SX一3超级计算机的多芯片模块,该模块具有25um的线宽、线与线中心间距为75um的高密度布线,20um厚的PI作为绝缘层,开孔的面积为60um见方,4个信号层和6ns/cm的信号传输,基板面积225mm见方,PSPI为“Photoneece”。Mitsubishi电子公司的Takasago等人利用“Photonecce”PSPI作为绝缘层研制了混合集成电路,该结构利用铜基板以获得良好的散热性,用聚酰亚胺作绝缘层的多层电路和铜热沉在基板上形成集成电路,聚酰亚胺膜的标准厚度为10um。