一种LTCC基板表面的高精密超薄阻焊膜层及其制作工艺方法与流程

本发明涉及ltcc基板制造技术领域，尤其是一种ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层及其制作工艺方法。

背景技术：

ltcc技术能够实现优异的高频性能、高的集成密度和高的可靠性，在机载、弹载、星载等电子信息装备平台获得广泛应用。随着整机系统对小型化、轻量化需求的进一步提升，射频功能单元及高密度数字封装单元必须实现更小的体积和更加紧凑的互联形式，传统的芯片正装、金丝/金带互联、金属盒体气密封装组合而成的混合集成方式已经不能很好的满足产品需求，而高密度裸芯片与基板倒扣焊接、基板自气密封装组合而成的sip封装形式日益显现在高密度集成、高频、高性能传输方面的优势。

基于产品形态的装配需求，ltcc基板除了需要在表面实现兼容高可靠焊接的导体膜层以外，还需要制作微小开口尺寸、高精度、超薄介质厚度的阻焊层，以实现ltcc基板与芯片焊盘凸点阵列的精确对准和可靠焊接。传统的ltcc基板阻焊层采用后烧介质的方法制作，阻焊开口尺寸一般在0.3mm以上，无法满足高密度裸芯片倒扣装配所需的0.1mm以下的阻焊开口要求。

当前阻焊膜层制作相关的技术研究主要集中在pcb行业，专利“电路板、电路板阻焊层的成型方法以及芯片”中通过设定对位标记提高阻焊层的位置精度；专利“一种具有高精度阻焊层的线路板”中利用光固化树脂制在pcb板上做出厚度高于铜箔焊盘、开口宽度小于铜箔焊盘的阻焊结构，用以对线路板的保护；论文“超小防焊间距印制线路板加工的新方法”中利用曝光、显影、固化的方式解决pcb板超小防焊间距隔线脱落的问题，论文“改善pcb阻焊膜厚度均匀性”中通过在导线间进行填充以获得均匀和平整的阻焊膜；论文“感光成像阻焊油墨在印制板生产中的应用”中利用专用感光油墨在pcb板上加工了阻焊层；论文“激光直接成像用阻焊剂”中描述了在专用乳剂上用激光照射的方法制备厚度在20μm以上的高位置精度阻焊层；论文“临时阻焊膜在高频电路板表面组装中的应用”中利用紫外固化的方法在pcb板上制作厚度达到150微米以上的临时阻焊膜层；论文“液态感光阻焊工艺技术及控制”中利用感光油墨在pcb版上实现阻焊层的制作。

从公开报道文献中可以得知，当前pcb板阻焊膜层的制作大多采用丝网印刷配合光固化的方式实现，阻焊膜层厚度普遍在20μm以上，厚度均匀控制难度大，不利于芯片精密凸点的焊接。且开口在0.1mm以下的高精密微细开口阻焊膜层制作尚未被特别关注，这类阻焊层材料与ltcc基板的匹配应用也未见公开报导。

针对高密度裸芯片倒扣焊接的需求，急需开发新的工艺方法，在ltcc基板表面实现具有高精密微细开口和超薄膜层的阻焊层制作，以支撑ltcc基板与裸芯片高密度精密凸点之间的良好焊接。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层及其制作工艺方法。

本发明提供的一种ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，在ltcc基板表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，经热固化后形成pi层；

步骤2，在pi层的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，经热固化后形成光刻胶层；

步骤3，对pi层和光刻胶层进行曝光和显影，形成阻焊开口；

步骤4，去除光刻胶层的剩余部分，保留在ltcc基板表面具有阻焊开口的pi层。

具体地，所述步骤1的过程为：采用旋涂匀胶法，在ltcc基板表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，将涂覆好的聚酰亚胺在90℃～120℃的条件下干燥至少10分钟，使其进行干燥固化后，形成pi层。

具体地，所述步骤2的过程为：采用旋涂匀胶法，在pi层的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，将涂覆好的光刻胶在90℃～110℃的条件下干燥10～15分钟，使其进行干燥固化后，形成光刻胶层。

具体地，所述步骤3的过程为：

(1)将经步骤1～2得到的有pi层和光刻胶层的ltcc基板与预先绘制的高精密菲林底片进行精准对位；所述预先绘制的高精密菲林底片，是指绘制有与所需阻焊开口对应图形的高精密菲林底片；

(2)采用紫外曝光机进行曝光，光刻胶层上与所需阻焊开口对应的区域发生降解反应；

(3)采用naoh溶液对pi层和光刻胶层进行浸泡，使光刻胶层上发生降解反应的区域，以及pi层上与区域对应的区域被naoh溶液腐蚀去除，使在ltcc基板上的pi层和光刻胶层形成阻焊开口。

具体地，所述naoh溶液的浓度为15％～20％

具体地，所述步骤4的过程为：采用丙酮溶液对光刻胶层进行浸泡，去除光刻胶层的剩余部分，得到在ltcc基板表面具有阻焊开口的pi层。

进一步地，所述ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，还包括：

步骤5，将步骤4得到的在ltcc基板表面具有阻焊开口的pi层进行烘烤固化。

具体地，所述步骤5的过程为：将步骤4得到的在ltcc基板表面具有阻焊开口的pi层在90℃～200℃的条件下，烘烤1～2小时。

本发明还提供一种ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层，采用权利要求上述的ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法制作；所述ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层包括：在ltcc基板表面具有阻焊开口的pi层；所述pi层为固化的聚酰亚胺。

作为优选，所述pi层的厚度为4～10μm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明利用光刻工艺技术在ltcc基板表面，以聚酰亚胺为介质制作高精密超薄阻焊膜层，阻焊开口尺寸可小到50μm，开口尺寸与位置精度优于±5μm，阻焊层厚度小于10μm，且阻焊膜层与基板表面附着牢固，可良好的支撑ltcc基板与高密度裸字芯片的倒扣焊接。并且，本发明采用的工艺技术与材料均较为成熟，易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的一种ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法的流程框图。

图2为本发明的ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法的步骤1在ltcc基板涂覆有pi层的结构示意图。

图3为本发明的ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法的步骤2在ltcc基板涂覆有pi层和光刻胶层的结构示意图。

图4为本发明的ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法的步骤3在ltcc基板涂覆有具有阻焊开口的pi层和光刻胶层的结构示意图。

图5为本发明的ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法的步骤4去除光刻胶层后，在ltcc基板涂覆有具有阻焊开口的pi层的结构示意图。

图6为本发明的另一种ltcc基板表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法的流程框图。

附图标记：1-ltcc基板，2-pi层，3-光刻胶层，4-阻焊开口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的一种ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，经热固化后形成pi层2(聚酰亚胺层)；

步骤2，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，经热固化后形成光刻胶层3；

步骤3，对pi层2和光刻胶层3进行曝光和显影，形成阻焊开口4；

步骤4，去除光刻胶层3的剩余部分，保留在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2。

具体地，如图2所示，所述步骤1的过程为：采用旋涂匀胶法，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，将涂覆好的聚酰亚胺在90℃～120℃的条件下干燥至少10分钟，使涂覆好的聚酰亚胺进行干燥固化后，形成pi层2。其中，涂覆的聚酰亚胺的厚度根据ltcc基板1大小以及所需阻焊膜层的厚度进行设置。

具体地，如图3所示，所述步骤2的过程为：采用旋涂匀胶法，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，将涂覆好的光刻胶在90℃～110℃的条件下干燥10～15分钟，使涂覆好的光刻胶进行干燥固化后，形成光刻胶层3。

具体地，如图4所示，所述步骤3的过程为：

(1)将经步骤1～2得到的有pi层2和光刻胶层3的ltcc基板1与预先绘制的高精密菲林底片进行精准对位；所述预先绘制的高精密菲林底片，是指绘制有与所需阻焊位置对应图形的高精密菲林底片；

(2)采用紫外曝光机进行曝光，使光刻胶层3上与所需阻焊开口4的位置对应区域发生降解反应；其中，所述紫外曝光机为接触式紫外曝光机；根据光刻胶的正、负特性，匹配相应的高精密菲林底片，保证在光刻胶层3上与所需阻焊开口4的位置对应的区域发生降解反应；

(3)采用naoh溶液对pi层2和光刻胶层3进行浸泡，使光刻胶层3上发生降解反应的区域，以及与pi层2上与该发生降解反应区域对应的区域被naoh溶液腐蚀去除，使在ltcc基板1上的pi层2和光刻胶层3形成阻焊开口4。其中，浸泡时间根据前述的pi层2固化时间和厚度进行设定。

具体地，如图5所示，所述步骤4的过程为：采用丙酮溶液对光刻胶层3进行浸泡，去除光刻胶层3的剩余部分，得到在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2。

进一步地，如图6所示，所述ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，还包括：

步骤5，将步骤4得到的在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2进行烘烤固化。具体地，所述步骤5的过程为：将步骤4得到的在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2在90℃～200℃的条件下，烘烤1～2小时，使pi层2进行亚胺化，提高其与ltcc基板1的结合强度。

通过上述的ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法制作的一种ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层，包括：在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2；所述pi层2为固化的聚酰亚胺。一般地，所述pi层2的厚度为4～10μm。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供的一种ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，经热固化后形成pi层2：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为3000转/分钟，旋涂20秒，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，将涂覆好的聚酰亚胺在90℃的条件下干燥20分钟，使涂覆好的聚酰亚胺进行干燥固化后，形成厚度为4μm的pi层2。

步骤2，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，经热固化后形成光刻胶层3：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为1000转/分钟，旋涂30秒，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，将涂覆好的光刻胶在90℃的条件下干燥15分钟，使涂覆好的光刻胶进行干燥固化后，形成光刻胶层3。

步骤3，对pi层2和光刻胶层3进行曝光和显影，形成阻焊开口4：

(1)将经步骤1～2得到的有pi层2和光刻胶层3的ltcc基板1与预先绘制的高精密菲林底片进行精准对位；

(2)采用接触式紫外曝光机进行10s的紫外曝光，使光刻胶层3上与所需阻焊开口4的位置对应的区域发生降解反应；

(3)采用浓度为15％的naoh溶液对pi层2和光刻胶层3进行90s的浸泡，使光刻胶层3上发生降解反应的区域，以及与pi层2上与该发生降解反应的区域对应的区域被naoh溶液腐蚀去除，使在ltcc基板1上的pi层2和光刻胶层3形成阻焊开口4。

步骤4，去除光刻胶层3的剩余部分，保留在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2：采用丙酮溶液对光刻胶层3进行10s的浸泡，去除光刻胶层3的剩余部分，得到在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2。

实施例2

本实施例提供的一种ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，经热固化后形成pi层2：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为2500转/分钟，旋涂15秒，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，将涂覆好的聚酰亚胺在100℃的条件下干燥15分钟，使涂覆好的聚酰亚胺进行干燥固化后，形成厚度为5μm的pi层2。

步骤2，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，经热固化后形成光刻胶层3：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为2200转/分钟，旋涂10秒，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，将涂覆好的光刻胶在100℃的条件下干燥12分钟，使涂覆好的光刻胶进行干燥固化后，形成光刻胶层3。

步骤3，对pi层2和光刻胶层3进行曝光和显影，形成阻焊开口4：

(1)将经步骤1～2得到的有pi层2和光刻胶层3的ltcc基板1与预先绘制的高精密菲林底片进行精准对位；

(2)采用接触式紫外曝光机进行10s的紫外曝光，在光刻胶层3上与所需阻焊开口4的位置对应的区域发生降解反应；

(3)采用浓度为18％的naoh溶液对pi层2和光刻胶层3进行75s的浸泡，使光刻胶层3上发生降解反应的区域，以及与pi层2上与该发生降解反应的区域对应的区域被naoh溶液腐蚀去除，使在ltcc基板1上的pi层2和光刻胶层3形成阻焊开口4。

步骤4，去除光刻胶层3的剩余部分，保留在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2：采用丙酮溶液对光刻胶层3进行10s的浸泡，去除光刻胶层3的剩余部分，得到在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2。

步骤5，将步骤4得到的在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2在200℃的条件下，烘烤1小时，使pi层2进行亚胺化，提高其与ltcc基板1的结合强度。

实施例3

本实施例提供的一种ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，经热固化后形成pi层2：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为2000转/分钟，旋涂10秒，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，将涂覆好的聚酰亚胺在120℃的条件下干燥10分钟，使涂覆好的聚酰亚胺进行干燥固化后，形成厚度为7μm的pi层2。

步骤2，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，经热固化后形成光刻胶层3：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为2500转/分钟，旋涂10秒，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，将涂覆好的光刻胶在110℃的条件下干燥10分钟，使涂覆好的光刻胶进行干燥固化后，形成光刻胶层3。

步骤3，对pi层2和光刻胶层3进行曝光和显影，形成阻焊开口4：

(1)将经步骤1～2得到的有pi层2和光刻胶层3的ltcc基板1与预先绘制的高精密菲林底片进行精准对位；

(2)采用接触式紫外曝光机进行10s的紫外曝光，在光刻胶层3上与所需阻焊开口4的位置对应的区域发生降解反应；

(3)采用浓度为20％的naoh溶液对pi层2和光刻胶层3进行80s的浸泡，使光刻胶层3上发生降解反应的区域，以及与pi层2上与该发生降解反应的区域对应的区域被naoh溶液腐蚀去除，使在ltcc基板1上的pi层2和光刻胶层3形成阻焊开口4。

步骤4，去除光刻胶层3的剩余部分，保留在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2：采用丙酮溶液对光刻胶层3进行10s的浸泡，去除光刻胶层3的剩余部分，得到在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2。

步骤5，将步骤4得到的在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2在120℃的条件下，烘烤1.5小时，使pi层2进行亚胺化，提高其与ltcc基板1的结合强度。

实施例4

本实施例提供的一种ltcc基板1表面的高精密超薄阻焊膜层的制作工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，经热固化后形成pi层2：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为1500转/分钟，旋涂10秒，在ltcc基板1表面涂覆厚度均匀的聚酰亚胺，将涂覆好的聚酰亚胺在120℃的条件下干燥10分钟，使涂覆好的聚酰亚胺进行干燥固化后，形成厚度为10μm的pi层2。

步骤2，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，经热固化后形成光刻胶层3：采用旋涂匀胶法，设置旋涂转速为1800转/分钟，旋涂10秒，在pi层2的表面涂覆厚度均匀的光刻胶，将涂覆好的光刻胶在100℃的条件下干燥15分钟，使涂覆好的光刻胶进行干燥固化后，形成光刻胶层3。

步骤3，对pi层2和光刻胶层3进行曝光和显影，形成阻焊开口4：

(1)将经步骤1～2得到的有pi层2和光刻胶层3的ltcc基板1与预先绘制的高精密菲林底片进行精准对位；

(2)采用接触式紫外曝光机进行10s的紫外曝光，在光刻胶层3上与所需阻焊开口4的位置对应的区域发生降解反应；

(3)采用浓度为20％的naoh溶液对pi层2和光刻胶层3进行100s的浸泡，使光刻胶层3上发生降解反应的区域，以及与pi层2上与该发生降解反应的区域对应的区域被naoh溶液腐蚀去除，使在ltcc基板1上的pi层2和光刻胶层3形成阻焊开口4。

步骤4，去除光刻胶层3的剩余部分，保留在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2：采用丙酮溶液对光刻胶层3进行10s的浸泡，去除光刻胶层3的剩余部分，得到在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2。

步骤5，将步骤4得到的在ltcc基板1表面具有阻焊开口4的pi层2在90℃的条件下，烘烤2小时，使pi层2进行亚胺化，提高其与ltcc基板1的结合强度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。