一种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法

一种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法
【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：基材表面除胶渣处理阶段；进入氢氟酸（HF）处理阶段；水洗阶段；氮气烤箱烘烤阶段。本发明通过采用“化学除胶渣处理（Desmear）”或“等离子体蚀刻清洁处理（Plasma）”处理工艺结合“氢氟酸（HF）”处理工艺，可有效处理和解决上述影响种子层结合力的两大基材表面因素，从而使金属种子层与基材之间的结合力水平可稳定提高至7N/cm以上的极高应用要求水平。
【专利说明】—种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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使金属种子层与基材之间的结合力水平可稳定提高至7N/cm以上的极高应用要求水平的增强无核封装基板种子层附着力的处理方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:
a.化学除胶渣处理阶段，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.进入氢氟酸(HF)处理阶段；
c.水洗阶段，采用普通化学清洗线或纯水清洗线进行；
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后结束。
[0007]首先，通过采用“化学除胶渣处理(Desmear)”或“等离子体蚀刻清洁处理(Plasma)”处理工艺，对已完成研磨处理的基材表面进行除胶渣处理。此步骤的主要目的是通过选择合适的加工处理条件和参数，在确保达到完全清除基材表面残存的胶渣成分的同时，要最大限度的减少对基材表面树脂成分的咬蚀量，从而确保最大限度地保留对结合力贡献最大的基材表面的树脂成分；之后，将已完成除胶渣处理的基板表面，采用氢氟酸(HF)进行处理。此步骤是本发明的最主要的处理步骤，应用这一处理工艺可以达成如下两个目的:
1.利用氢氟酸(HF)与基材表面填充物构成成分的化学反应，可以溶除掉绝大部分嵌埋在基材表面的固态填充物，同时对于那些少量嵌埋比较深的固态填充物表面进行腐蚀粗化，从而最大限度消除了固态填充物对基材表面结合力的影响；
氢氟酸(HF)与固体填充物的反应式如下:
SiO2 + 4HF......................................................................................? SiF4 + 2H20
Al (OH) 3 + 3HF..............................................................................1' AlF3 + 3 H2O
2.利用氢氟酸(HF)与基材表面玻纤构成成分的化学反应，可以有效粗化这些裸露在外的玻纤层表面，可显著提升玻纤层与金属种子层之间的结合力水平，从而有效解决了玻纤层对结合力的影响。
[0008]氢氟酸(HF)与玻纤(铝鹏硅酸盐类)的主反应式如下:
SiO2 + 4HFI SiF4 + 2H20
Al2O3 + 6HF..............................................................................................1 2A1F3 + 3H20
CaO + 2HF................................................................................1 CaF2 + H2O
本发明一种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法的有益效果主要表现为:本发明通过采用“化学除胶渣处理(Desmear)”或“等离子体蚀刻清洁处理(Plasma)”处理工艺结合“氢氟酸(HF)”处理工艺，可有效处理和解决上述影响种子层结合力的两大基材表面因素，从而使金属种子层与基材之间的结合力水平可稳定提高至7N/cm以上的极高应用要求水平。
【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1为本发明实施例一的流程示意图。
[0010]【具体实施方式】
[0011]下面结合附图及实施例描述本发明【具体实施方式】:
本发明一种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法通过对研磨后的基板表面状态进行深入细化的分析，我们发现影响种子层结合力的最主要因素有两个:
其一是大量散布在半固化片基材中的固态填充物成分，经分析确认这些固态填充物成分分别是氢氧化铝(Al (OH)3)和二氧化硅(Si02)。这些填充物成分以微球体(球径范围在2-10um)型态均匀散布在半固化片基材中，因此在对研磨后的基板表面进行微观分析时，可以清楚的看到这些球状填充物呈不同深浅的嵌埋状态分布在基材表面。由于这些球状填充物的表面极其光滑，从而严重影响了其所占据位置的结合力水平。
[0012]另一个因素是半固化片中的玻纤布，在半固化片基材完成研磨后，大量的玻纤裸露在基材的表面，且由于研磨的结果使这些玻纤绝大部分以断裂的型态分布在基材表面。同样也正是由于这些玻纤表面极其光滑，从而导致其所占据位置处的结合力水平大幅降低。正是由于研磨后的半固化片基材表面存在如上两种影响种子层与基材表面结合力的关键因素，而现用的处理工艺(化学除胶渣处理+等离子体表面活化清洁处理)无法对此两种因素进行有效的屏蔽和优化处理，从而导致种子层结合力水平不能获得大的改善和提升。
[0013]如图1所示，作为本发明本发明一种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法的最佳实施方式，其包括如下步骤:
第一步，通过采用“化学除胶渣处理(Desmear)”或“等离子体蚀刻清洁处理(Plasma)”处理工艺，对已完成研磨处理的基材表面进行除胶渣处理。此步骤的关键是选择好合适的加工条件和参数(Desmear:温度，药水浓度和浸泡时间；Plasma:工艺气体流量配比，工作真空度，电极温度和加工处理时间)，在确保达到完全清除基材表面残存的胶渣成分的同时，要最大限度的减少对基材表面树脂成分的咬蚀量；
第二步，将已完成第一步骤处理的基板表面，采用氢氟酸(HF)进行处理。此步骤的关键是选择好合适的加工条件和参数(药水温度，药水浓度和浸泡时间)，在确保溶除绝大部分嵌埋在基材表面的固态填充物的同时，要最大限度的减少药水对嵌埋在基材表面的玻纤成分的溶蚀量。
[0014]第三步，将已完成如上两步骤处理后的基板，采用线路板制造行业所使用的普通化学清洗线或纯水清洗线进行最后清洗烘干。
[0015]第四步，放入氮气烤箱内进行深度烘烤除水除气，为下一步金属种子层溅射镀膜做好准备。
[0016]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。
[0017]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】
1.一种增强无核封装基板种子层附着力的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:化学除胶渣处理阶段，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；进入氢氟酸(HF)处理阶段；水洗阶段，采用普通化学清洗线或纯水清洗线进行；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后结束。
【文档编号】H05K3/38GK103717010SQ201210375699
【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】徐光远, 李兴涛, 李延奇, 蒋传江 申请人:苏州卓融水处理科技有限公司