一种无核封装基板种子层附着力的方法

一种无核封装基板种子层附着力的方法
【专利摘要】本发明公开了一种无核封装基板种子层附着力的方法。其包括如下步骤：除胶渣处理阶段；进入热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段或光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段；树脂覆膜表面粗化处理阶段；氮气烤箱烘烤阶段；金属种子层磁控溅射镀膜加工后结束。其提升金属种子层结合力水平、提高制程良率水平。
【专利说明】—种无核封装基板种子层附着力的方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明属于印制线路板制造【技术领域】，特别涉及一种使用无核增层法进行高密度PCB封装基板的制造技术。
【背景技术】
[0003]随着封装基板制造工艺不断向小型化和更高布线密度方向发展，所对应的布线图层的线宽线距也越来越窄，这也同时对线路层与基材之间的附着力水平提出了更高的要求。
[0004]类似于半导体芯片的制作工艺，在使用无核增层法进行高密度PCB封装基板制造技术中，每次在积层增层之前，必须要在顺次积层的基础层基材表面制备一层合适厚度的金属种子层后，才能实现下一层线路图层及层间铜柱导通图层的图形转移制作。目前制作金属种子层的流程方法是:首先对已完成研磨处理后的基础层表面进行化学除胶渣(Desmear)处理一等离子体(Plasma)表面活化清洁处理一氮气烤箱烘烤一之后采用磁控溅射镀膜的方法完成金属种子层的制作。然而，在实践应用中发现运用这一工艺处理方法所制作的金属种子层，其与基材之间的结合力水平只能达到3N/cm左右的最低工艺要求水平，当所制造的基板的线宽线距水平高于50um时，这样的结合力水平尚可满足现有制程要求；但是当所制造的基板的线宽线距水平低于50um以下时，则随着线宽线距越来越窄，因线路层附着力水平太低无法抗拒后续制程所带来的各种影响和冲击，导致线路剥离情况越来越严重，从而致使制程的良率水平大幅度下降。因此为了解决这一现实问题，就必须探索找到一个切实有效的工艺处理方法来大幅提升金属种子层的结合力水平，从而从根本上提高制程良率水平。

【发明内容】

[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种大幅提升金属种子层结合力水平、提高制程良率水平的无核封装基板种子层附着力的方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种无核封装基板种子层附着力的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:
a.除胶渣处理阶段，先将已经过前工序完成研磨处理后的基板表面进行正常除胶渣处
理；
b.进入热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段或光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段，所述热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段后进入选择性蚀刻处理工艺阶段，所述光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段后进入树脂光固及选择性去除阶段；
c.树脂覆膜表面粗化处理阶段，采用化学除胶渣处理工艺(Desmear)或等离子体蚀刻处理工艺(Plasma)，对树脂覆膜表面进行进一步的粗化处理；d.氮气烤箱烘烤阶段，通过在氮气环境下对基板进行高温烘烤；
e.金属种子层磁控溅射镀膜加工后结束。
[0007]作为上述技术方案的进一步优化，所述b步骤的进入热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段还包括纯树脂液膜制备阶段和树脂液膜固化阶段。
[0008]作为上述技术方案的进一步优化，所述纯树脂液膜制备阶段的膜层厚度为2-5um。
[0009]作为上述技术方案的进一步优化，所述b阶段光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段还包括树脂光固化处理阶段和选择性去除处理阶段。
[0010]本发明首先采用树脂涂覆的方式在经研磨处理后的基板表面制备上一薄层合适厚度的纯树脂膜层，之后通过采用相应的选择性蚀刻工艺，将覆盖在基板表面对应铜柱层表面区域的树脂膜层去除掉，至此初步完成了对基板表面构成成分的选择性转换处理阶段。通常为了更进一步提升金属种子层与基材涂覆层表面间的附着力水平，还需要对此纯树脂覆膜表面进行适当的粗化处理阶段，到此一个完整的结合力提升处理工艺流程全部完成，接下来的氮气烤箱烘烤和金属种子层溅射镀膜均采用原有的工艺流程来加以完成。
[0011]本发明一种无核封装基板种子层附着力的方法的有益效果主要表现为:幅提升金属种子层结合力水平、提高制程良率水平。
【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例一的流程示意图。
[0013]图2为本发明实施例二的流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例描述本发明【具体实施方式】:
实施例一:
如图1所示，作为本发明一种无核封装基板种子层附着力的方法的最佳实施方式，其包括如下步骤:
对于采用热固性树脂涂覆的技术方法阐述如下:
第一步，除胶渣处理阶段。
[0015]首先将已经过前工序完成研磨处理后的基板表面进行正常除胶渣处理，对此可以选择采用线路板制造行业所普遍使用的化学除胶渣处理工艺(Desmear)或等离子体蚀刻处理工艺(Plasma)均可。具体处理工艺参数可根据所选用基板制造所用绝缘材料的不同而进行相应的差别化调整。
[0016]第二步，热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段。
[0017]此步骤又分如下两个处理过程来完成:
1.纯树脂液膜的制备阶段:
在已完成第一步骤处理后的基板表面整版制作一薄层纯树脂液膜，考虑到对后续制程的影响，膜层的厚度最好控制在2-5um范围以内，膜层的厚度均匀性最好控制在土 Ium以内。此步骤的处理工艺可以选择采用薄膜丝印工艺、喷涂工艺，或浸涂工艺等现有薄膜制备工艺均可。
[0018]2.树脂液膜的固化阶段:将已完成纯树脂液膜制作的基板进行预烘干及后固化处理工艺。预烘干可以采用线路板制造行业所普遍使用的隧道烘箱进行处理。对于热固性树脂涂层材料其后固化处理工艺可采用线路板制造行业所普遍使用的热风烤箱或氮气烤箱进行处理，具体烘烤温度及烘烤时间设定需
依据所涂覆纯树脂液膜的固化条件而加以差别化调整。
[0019]第三步，选择性蚀刻处理阶段:
此步骤包括图形转移处理工艺和等离子蚀刻(Plasma)处理工艺及退膜工艺:
1.将已完成树脂覆膜固化处理后的基板表面执行干膜图形转移制作。此步骤的目的是将基板表面的铜柱面图形区域暴露出来，而其他区域则被感光固化后的干膜所覆盖，为接下来的等离子体蚀刻工艺做准备。其所采用的制程工艺与线路板制造行业所普遍使用的图形转
移工艺相同，即:干膜贴膜一曝光一显影一送下工序制作。
[0020]2.将已完成干膜图形转移制作后的基板采用等离子体蚀刻(Plasma)工艺进行处理。此步骤的目的是通过等离子体蚀刻将基板上裸露出来并盖覆在铜柱面图形区域上的树脂膜层去除掉，等离子体蚀刻所用加工条件及参数可依所涂覆树脂材料及厚度不同而做相应的
差别化调整。
[0021]3.将已完成等离子体蚀刻工艺处理后的基板执行退膜加工处理。此步骤的目的是将覆盖在基板表面的固化干膜去除掉，其所采用的制程工艺与线路板制造行业所普遍使用的退膜工艺相同。
[0022]第四步，树脂覆膜表面粗化处理阶段:
此步骤可选择采用化学除胶渣处理工艺(Desmear)或等离子体蚀刻处理工艺(Plasma)，其目的是对树脂覆膜表面进行进一步的粗化处理，以期获得最大化提升金属种子层溅射镀膜结合力的效果。其工艺处理条件和参数可通过采用DOE实验方式加以优化选择。
[0023]第五部，氮气烤箱烘烤处理阶段:
将已完成上述处理流程的基板执行氮气烤箱烘烤处理。此步骤的目的是通过在氮气环境下对基板进行高温烘烤，以便于充分去除基板表面的水分及易挥发的有机杂气成分，为后续执行金属种子层溅射镀膜工艺做好充分的预处理准备工作；另外，之所以选择采用氮气环境进行
烘烤，是为了保护基板表面上分布的铜柱图形面不被氧化。
[0024]第六步，执行正常金属种子层磁控溅射镀膜加工，至此完成全部种子层制作流程。
[0025]实施例二:
如图2所示，对于采用光固性树脂涂覆的技术方法阐述如下:
第一步，除胶渣处理阶段:
首先将已经过前工序完成研磨处理后的基板表面进行正常除胶渣处理，对此可以选择采用线路板制造行业所普遍使用的化学除胶渣处理工艺(Desmear)或等离子体蚀刻处理工艺(Plasma)均可。具体处理工艺参数可根据所选用基板制造所用绝缘材料的不同而进行相应的差别化调整。
[0026]第二步，光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段:
此步骤又分如下两个处理过程来完成:
1.纯树脂液膜的制备:
在已完成第一步骤处理后的基板表面整版制作一薄层纯树脂液膜，考虑到对后续制程的影响，膜层的厚度最好控制在2-5um范围以内，膜层的厚度均匀性最好控制在土 Ium以内。此步骤的处理工艺可以选择采用薄膜丝印工艺、喷涂工艺，或浸涂工艺等现有薄膜制备工艺均可。
[0027]2.树脂液膜的预固化处理:
将已完成纯树脂液膜制作的基板进行预烘干处理。此步骤的目的是将树脂液中的稀释剂成分去除掉，同时使树脂处于半固化状态。预烘干可以采用线路板制造行业所普遍使用的隧道烘箱进行处理。
[0028]第三步，树脂光固及选择性去除阶段:
此步骤包括树脂光固化处理阶段和选择性去除处理阶段:
1.将已完成树脂覆膜预固化处理后的基板表面执行选择性图形曝光处理工艺。此步骤的目的是通过选择性图形曝光处理，将除基板表面的铜柱面图形区域之外的其他区域表面的感光树脂层进行曝光固化，为接下来的选择性树脂去除做准备。其所采用的制程工艺与线路
板制造行业所普遍使用的直接图形曝光工艺(DI)相同。
[0029]2.将已完成上述工艺处理后的基板采用选择性树脂去除工艺进行处理。此步骤的目的是通过使用对应的树脂稀释剂溶液，将基板上盖覆在铜柱面图形区域上未参与光固化反应的树脂膜层去除掉，同时保留已光固的树脂膜层区域。
[0030]第四步，树脂覆膜表面粗化处理阶段:
此步骤可选择采用化学除胶渣处理工艺(Desmear)或等离子体蚀刻处理工艺(Plasma)，其目的是对树脂覆膜表面进行进一步的粗化处理，以期获得最大化提升金属种子层溅射镀膜结合力的效果。其工艺处理条件和参数可通过采用DOE实验方式加以优化选择。
[0031]第五部，氮气烤箱烘烤处理阶段:
将已完成上述处理流程的基板执行氮气烤箱烘烤处理。此步骤的目的是通过在氮气环境下对基板进行高温烘烤，以便于充分去除基板表面的水分及易挥发的有机杂气成分，为后续执行金属种子层溅射镀膜工艺做好充分的预处理准备工作。另外，之所以选择采用氮气环境进行
烘烤，是为了保护基板表面上分布的铜柱图形面不被氧化。
[0032]第六步，执行正常金属种子层磁控溅射镀膜加工，至此完成全部种子层制作流程。
[0033]上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
[0034]不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
【权利要求】
1.一种无核封装基板种子层附着力的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:除胶渣处理阶段，先将已经过前工序完成研磨处理后的基板表面进行正常除胶渣处理；进入热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段或光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段，所述热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段后进入选择性蚀刻处理工艺阶段，所述光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段后进入树脂光固及选择性去除阶段；树脂覆膜表面粗化处理阶段，采用化学除胶渣处理工艺(Desmear)或等离子体蚀刻处理工艺(Plasma)，对树脂覆膜表面进行进一步的粗化处理；氮气烤箱烘烤阶段，通过在氮气环境下对基板进行高温烘烤；金属种子层磁控溅射镀膜加工后结束。
2.根据权利要求1所述的一种无核封装基板种子层附着力的方法，其特征在于，所述b步骤的进入热固性树脂液膜涂覆及固化处理阶段还包括纯树脂液膜制备阶段和树脂液膜固化阶段。
3.根据权利要求2所述的一种无核封装基板种子层附着力的方法，其特征在于，所述纯树脂液膜制备阶段的膜层厚度为2-5um。
4.根据权利要求1所述的一种无核封装基板种子层附着力的方法，其特征在于，所述b阶段光固性树脂液膜涂覆及预固化处理阶段还包括树脂光固化处理阶段和选择性去除处理阶段。
【文档编号】H05K3/38GK103717009SQ201210375696
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年10月8日 优先权日:2012年10月8日
【发明者】李兴涛, 徐光远, 蒋传江, 李延奇 申请人:苏州卓融水处理科技有限公司