低成本三层基板制造方法
【专利摘要】本发明提供一种低成本三层基板制造方法，包括下述步骤：提供一复合承载板；将两张中间层铜箔分别通过两张中间层半固化片低温压合在复合承载板的两侧，形成叠层结构；在叠层结构两侧压一次干膜；然后对一次干膜光刻形成中间层图形；蚀刻形成中间层线路；去除蚀刻用的一次干膜；然后将两张外层铜箔分别通过两张外层半固化片高温压合在叠层结构的两侧；将复合承载板离型膜两侧的两个三层金属结构，从离型膜分离；在三层金属无芯结构的两侧激光钻盲孔；然后在三层金属无芯结构的两侧表面蚀刻去除面铜；两侧表面均形成化学镀铜层；然后压二次干膜；形成图形电镀掩膜；进行图形电镀将盲孔填充形成外层线路；本发明可解决基板曲翘问题。
【专利说明】
低成本三层基板制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种封装基板制造方法，尤其是一种无芯基板制造方法。【背景技术】
[0002]目前加工制造的三层高密度封装基板，主要采用的是在承载板两侧同时制作两个三层基板，制作完成后，将两个三层基板从承载板上揭下，形成两个具有不对称结构的三层基板。其不对称结构，主要是每层树脂的高温固化时间和条件均不相同形成不同的内应力， 导致整体结构在力学方面是不对称的，具有高成本和高翘曲度的问题。在工艺加工中，形成的基板具有高翘曲，对于后续封装产生较大影响，特别是对于高端封装常用的倒装焊技术产生很大影响，严重的基板翘曲导致倒装焊中芯片部分焊球无法键合，形成失效;或即使勉强键合上，芯片和基板之间存在较大的应力导致封装的可靠性变差，机械和热性能差，导致使用中出现芯片焊球断裂，形成失效。
[0003]目前已经有从一层半固化片开始做三层基板的技术，虽然能够较好地得到相对于中间层金属具有对称树脂结构的三层基板，但是由于其加工从半固化片开始，基板厚度只有20M1-40M1，板子过薄，操作难度较大，加工中工艺难度较大，基板涨缩控制困难，因此，加工难度较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种低成本三层基板制造方法，可降低工艺难度，同时解决制造过程中存在的基板曲翘问题。本发明采用的技术方案是:一种低成本三层基板制造方法，包括下述步骤:步骤S1，提供一复合承载板，所述复合承载板包括中间芯板，压合在中间芯板两侧的承载板铜箱；中间芯板两侧的承载板铜箱上面覆盖有离型膜;离型膜外侧覆盖有支撑铜箱； 步骤S2,将两张中间层铜箱分别通过两张中间层半固化片低温压合在复合承载板的两侦L形成叠层结构;此步骤的压合温度低于中间层半固化片的固化温度；步骤S3，在步骤S2形成的叠层结构两侧压一次干膜；步骤S4,然后对一次干膜光刻形成中间层图形；步骤S5，利用中间层图形对中间层铜箱进行蚀刻，形成中间层线路；步骤S6，去除蚀刻用的一次干膜；步骤S7,然后将两张外层铜箱分别通过两张外层半固化片高温压合在叠层结构的两侧；此步骤中，在中间层半固化片和外层板固化片固化前，上下两层半固化片即中间层半固化片和外层板固化片树脂一起填充中间线路层的空间间隙，边压合边加温至半固化片的固化温度，使得本次压合的外层板固化片和步骤S2压合的中间层半固化片一同固化，形成复合承载板离型膜两侧的两个三层金属结构；步骤S8，将复合承载板离型膜两侧的两个三层金属结构，从离型膜分离，形成两个三层金属无芯结构；步骤S9,在三层金属无芯结构的两侧激光钻盲孔;所钻的盲孔至少包括中间层线路两侧的背靠背盲孔；步骤S11，然后在三层金属无芯结构的两侧表面蚀刻去除面铜；步骤S12，将三层金属无芯结构进行化学镀铜，两侧表面均形成化学镀铜层；步骤S13,在三层金属无芯结构两侧表面压二次干膜；步骤S14,对二次干膜光刻形成图形电镀掩膜；步骤S15,进行图形电镀，将盲孔填充形成外层线路；步骤S16，剥膜:将图形电镀掩膜去除；步骤S17,用闪蚀的方法去除图形电镀掩膜下未电镀的化学镀铜层；步骤S18,然后在三层金属无芯结构的两侧表面制作阻焊层；步骤S19,最后在三层金属无芯结构的两侧外层线路上需要焊接部位涂覆可焊性保护层。
[0005]进一步地，步骤S1中，对复合承载板表面进行压合前的粗化处理；进一步地，步骤S2中，低温压合的温度在90 °C?120 °C。
[0006]进一步地，步骤S9之后，步骤SI 1之前，还包括:步骤S10，在盲孔9内去除胶渣。
[0007]进一步地，步骤S16中，采用碱液溶膜的方法去除图形电镀掩膜。
[0008]进一步地，步骤S9中的盲孔还包括中间层线路6—侧的盲孔。
[0009]本发明的优点在于:A.消除基板内应力，基板无翘曲。三层线路和中间的两层绝缘树脂相对于中间层铜箱在力学结构上是对称的，因此，最终形成的三层结构中树脂的应力很小。通过对双面布线覆铜率和合理设计可以形成和有芯对称基板一样低翘曲的基板。
[0010]B.提高加工效率，降低成本。一次加工形成两块三层无芯基板，提高加工效率，使无芯基板成本大幅度降低。
[0011]C.减低基板厚度。采用中间层铜线路压合埋入两侧半固化片技术，使得三层金属最大限度利用半固化片树脂的填充作用，可以有效降低三层基板的最终厚度。
[0012]D.降低工艺难度:通孔填充电镀变成背靠背的盲孔电镀。采用中间层线路加工电极两侧电镀盲孔技术，将单层板的通孔转化成两个背靠背的盲孔进行电镀，使得原来的通孔电镀转化为盲孔电镀，降低了通孔填充电镀的工艺难度，E.易操作，降低工艺难度:采用铜箱承载结构使得加工起始结构的厚度大幅度提高，提高了加工的可操作性，使得工艺更易于控制，有效改善良率。
[0013]F.复合承载板采用一张具有两超薄铜箱的双面覆铜板，两张三层基板分离后，剩余的复合承载板中的双面覆铜板可以继续用于基板加工，节省材料。【附图说明】
[0014]图1为本发明的复合承载板示意图。
[0015]图2为本发明的压合中间层固化片和中间层铜箱形成叠层结构示意图。
[0016]图3为本发明的叠层结构两侧压一次干膜示意图。
[0017]图4为本发明的制作中间层图形示意图。
[0018]图5为本发明的对中间层铜箱进行蚀刻形成中间层线路示意图。
[0019]图6为本发明的去除蚀刻用的一次干膜示意图。
[0020]图7为本发明的将两张外层铜箱分别通过两张外层半固化片高温压合在叠层结构的两侧示意图。[0021 ]图8为本发明的分离形成两个三层金属无芯结构示意图。[〇〇22]图9为本发明的在三层金属无芯结构的两侧激光钻盲孔示意图。[〇〇23]图10为本发明的三层金属无芯结构的两侧表面蚀刻去除面铜示意图。[〇〇24]图11为本发明的三层金属无芯结构进行化学镀铜示意图。[〇〇25]图12为本发明的三层金属无芯结构两侧表面压二次干膜示意图。
[0026]图13为本发明的对二次干膜光刻形成图形电镀掩膜示意图。
[0027]图14为本发明的进行图形电镀形成外层线路示意图。
[0028]图15为本发明的去除图形电镀掩膜示意图。
[0029]图16为本发明的去除图形电镀掩膜下未电镀的化学镀铜层示意图。
[0030]图17为本发明的三层金属无芯结构的两侧表面制作阻焊层示意图。
[0031]图18为本发明的三层金属无芯结构的两侧外层线路上需要焊接部位涂覆可焊性保护层示意图。【具体实施方式】[〇〇32]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。[〇〇33]低成本三层基板制造方法，包括下述步骤:步骤S1，如图1所示，提供一复合承载板1，并对复合承载板1表面进行压合前的粗化处理；所述复合承载板1通过市购获得，包括中间芯板101，压合在中间芯板101两侧的承载板铜箱102;中间芯板101两侧的承载板铜箱102上面覆盖有离型膜103;离型膜103外侧覆盖有支撑铜箱104;中间芯板101与承载板铜箱102是紧密压合在一起的，离型膜103使得支撑铜箱104易于与承载板铜箱102分离;承载板铜箱102可以是2?3wii厚，支撑铜箱104厚度为18wii，原本作为支撑作用，防止复合承载板1变形，本发明中支撑铜箱104还有额外的作用；步骤S2,如图2所示，将两张中间层铜箱3分别通过两张中间层半固化片2低温压合在复合承载板1的两侧，形成叠层结构;此步骤的压合温度低于中间层半固化片2的固化温度； 典型地，低温压合的温度在90°C?120°C ;步骤S3，如图3所示，在步骤S2形成的叠层结构两侧压一次干膜4;步骤S4,如图4所示，然后对一次干膜4光刻形成中间层图形5;步骤S5,如图5所示，利用中间层图形5对中间层铜箱3进行蚀刻，形成中间层线路6; 步骤S6，如图6所示，去除蚀刻用的一次干膜4;步骤S7,如图7所示，然后将两张外层铜箱8分别通过两张外层半固化片7高温压合在叠层结构的两侧；此步骤中，上下两层半固化片(中间层半固化片2和外层板固化片7)树脂一起填充中间线路层6的空间间隙，边压合边加温至半固化片的固化温度，使得本次压合的外层板固化片 7和步骤S2压合的中间层半固化片2 —同固化，形成复合承载板1离型膜两侧的两个三层金属结构；此步骤在层压机中进行高温压合;高温压合是指压合时的温度会逐步升温至半固化片的固化温度;在中间层半固化片2和外层板固化片7完全固化前，中间层半固化片2和外层板固化片7—起填充中间线路层6的空间间隙，且上下两层半固化片一起在固化前受压，能够降低三层基板的厚度;两层半固化片的树脂在相同的固化条件下进行固化，有效减少了两层树脂压合条件不同，造成的内部应力差异形成三层基板翘曲严重的问题。[〇〇34] 一个三层金属结构包括外层铜箱8、外层半固化片7、中间层线路6、中间层半固化片2、支撑铜箱104;步骤S8,如图8所示，将复合承载板1离型膜两侧的两个三层金属结构，从离型膜分离， 形成两个三层金属无芯结构；步骤S9,如图9所示，在三层金属无芯结构的两侧激光钻盲孔9;所钻的盲孔9至少包括中间层线路6两侧的背靠背盲孔，还可以包括中间层线路6—侧的盲孔；盲孔9连通中间线路层6上的电极；步骤S10，在盲孔9内去除胶渣;可利用碱性高锰酸钾溶液去除胶渣；步骤S11，如图10所示，然后在三层金属无芯结构的两侧表面蚀刻去除面铜；即蚀刻去除三层金属无芯结构的两侧表面的铜箱；步骤S12，如图11所示，将三层金属无芯结构进行化学镀铜，两侧表面均形成化学镀铜层10;化学镀铜层10也覆盖在盲孔内表面；步骤S13，如图12所示，在三层金属无芯结构两侧表面压二次干膜11;二次干膜11和步骤S3中的一次干膜4只是名称不同，为了进行区分，实际干膜材料可以是一致的；步骤S14，如图13所示，对二次干膜11光刻形成图形电镀掩膜12;步骤S15,如图14所示，进行图形电镀，将盲孔9填充形成外层线路13;步骤S16,如图15所示，剥膜:将图形电镀掩膜12去除;可采用碱液溶膜的方法去除；步骤S17,如图16所示，用闪蚀的方法去除图形电镀掩膜12下未电镀的化学镀铜层10;步骤S18，如图17所示，然后在三层金属无芯结构的两侧表面制作阻焊层14;步骤S19,如图18所示，最后在三层金属无芯结构的两侧外层线路13上需要焊接部位涂覆可焊性保护层15;可焊性保护层15可以是附?(^11，附411、03?、喷锡等表面涂覆层；以上为一个完整的低成本简单三层无芯板制造方法。
[0035]如果在步骤S17之后，再在外侧压合半固化片和铜箱，采用上述类似的方法，可以制造更多层数的奇数层多层板。[〇〇36]本发明提供的三层无芯基板制造技术，中间层半固化片2和外层板固化片7的两层树脂在相同的固化条件下进行固化，有效减少了两层树脂压合条件不同，造成的内部应力差异形成三层板翘曲严重的问题。三层间的通孔通过中间层铜箱分隔成两个背对背的盲孔，使得加工中难以实现的通孔电镀用盲孔电镀的方法完成，简化工艺，降低工艺单独，具有生产效率高，低成本，低翘曲度的优点，有利于生产。
【主权项】
1.一种低成本三层基板制造方法，其特征在于，包括下述步骤:步骤S1，提供一复合承载板(1)，所述复合承载板(1)包括中间芯板(101)，压合在中间 芯板(101)两侧的承载板铜箱(102);中间芯板(101)两侧的承载板铜箱(102)上面覆盖有离 型膜(103);离型膜(103)外侧覆盖有支撑铜箱(104);步骤S2,将两张中间层铜箱(3)分别通过两张中间层半固化片(2)低温压合在复合承载 板(1)的两侧，形成叠层结构;此步骤的压合温度低于中间层半固化片(2)的固化温度；步骤S3,在步骤S2形成的叠层结构两侧压一次干膜(4);步骤S4,然后对一次干膜(4)光刻形成中间层图形(5);步骤S5,利用中间层图形(5)对中间层铜箱(3)进行蚀刻，形成中间层线路(6);步骤S6，去除蚀刻用的一次干膜(4);步骤S7,然后将两张外层铜箱(8)分别通过两张外层半固化片(7)高温压合在叠层结构 的两侧；此步骤中，在中间层半固化片(2)和外层板固化片(7)固化前，上下两层半固化片即中 间层半固化片(2)和外层板固化片(7)树脂一起填充中间线路层(6)的空间间隙，边压合边 加温至半固化片的固化温度，使得本次压合的外层板固化片(7)和步骤S2压合的中间层半 固化片(2) —同固化，形成复合承载板(1)离型膜两侧的两个三层金属结构；步骤S8，将复合承载板(1)离型膜两侧的两个三层金属结构，从离型膜分离，形成两个 三层金属无芯结构；步骤S9,在三层金属无芯结构的两侧激光钻盲孔(9);所钻的盲孔(9)至少包括中间层 线路(6)两侧的背靠背盲孔；步骤S11，然后在三层金属无芯结构的两侧表面蚀刻去除面铜；步骤S12,将三层金属无芯结构进行化学镀铜，两侧表面均形成化学镀铜层(10);步骤S13，在三层金属无芯结构两侧表面压二次干膜(11);步骤S14,对二次干膜(11)光刻形成图形电镀掩膜(12);步骤S15,进行图形电镀，将盲孔(9)填充形成外层线路(13);步骤S16，剥膜:将图形电镀掩膜(12)去除；步骤S17,用闪蚀的方法去除图形电镀掩膜(12)下未电镀的化学镀铜层(10);步骤S18,然后在三层金属无芯结构的两侧表面制作阻焊层(14);步骤S19,最后在三层金属无芯结构的两侧外层线路(13)上需要焊接部位涂覆可焊性 保护层(15)。2.如权利要求1所述的低成本三层基板制造方法，其特征在于，步骤S1中，对复合承载板(1)表面进行压合前的粗化处理。3.如权利要求1所述的低成本三层基板制造方法，其特征在于，步骤S2中，低温压合的温度在90 °C?120 °C。4.如权利要求1所述的低成本三层基板制造方法，其特征在于，步骤S9之后，步骤SI 1之前，还包括:步骤S10，在盲孔(9)内去除胶渣。5.如权利要求1所述的低成本三层基板制造方法，其特征在于，步骤S16中，采用碱液溶膜的方法去除图形电镀掩膜(12)。6.如权利要求1所述的低成本三层基板制造方法，其特征在于，步骤S9中的盲孔还包括中间层线路(6)—侧的盲孔。
【文档编号】H05K3/38GK105960099SQ201610402804
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】于中尧, 方志丹, 张绪
【申请人】华进半导体封装先导技术研发中心有限公司