CN102256445B - 一种有机基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电路板加工制造、封装技术领域，具体涉及一种有机基板的制造方法。所述方法，包括如下步骤：将两块完全相同的带有多个通孔的模具平行对位放置；将外径与通孔孔径相同的导线对穿过两个模具上对应的通孔；在两块模具之间浇铸粘接材料并固化形成柱状体；将柱状体切割成片，形成带有导电通道的芯板；在芯板表面进行布线形成基板。本发明由于无需机械钻孔、电镀化学镀金属化，无塞孔工艺，因此对相关工艺设备也无需求，能够有效降低基板加工和制造成本；同时采用成熟的工业切片方法，可以提供高质量和高精度的芯板。
Description
技术领域
本发明涉及电路板加工制造、封装技术领域，具体涉及一种有机基板的制造方法。
背景技术
随着信息技术的不断发展，手机和各种电子产品越来越向轻薄短小的方向发展，手机电脑的性能越来越高，体积变得越来越小，对芯片和器件的集成度要求也越来越高。随着大规模集成电路的不断发展和革新，线宽已经接近22纳米，集成度达到空前的水平。对于技术和设备的要求也达到了一个全新的高度。线宽进一步变小的难度越来越大，技术和设备的加工能力的提升难度更大，技术和设备水平的发展趋于减缓。这种情况下，3D高密度封装受产业界广泛的重视，一个器件中的芯片不再是一个，而是多个，并且不再是只在一层排列，而是堆叠成三维高密度微组装芯片。芯片三维堆叠有效减少了器件的三维尺寸，芯片间的堆叠方式也在不断的改进。从FLIP CHIP到硅基TSV（Through Silicon Via）通孔互联技术，器件的三维尺寸变得越来越小。封装工艺也从原来的键合、贴片、塑封，演变成引入前段工艺的RDL、Flip Chip、晶圆键合、TSV等等关键工艺技术，使得更芯片密度更大、尺寸更小的封装结构不断涌现。
其中TSV技术，如图所示1所示，被世界封装技术领域公认为下一代最重要的封装技术。硅基TSV技术到目前为止还存在着很多的技术问题没有解决，比如成本过高，各道加工工艺难度很大，加工质量不高，稳定性很差。
图1中的TSV通孔结构，在硅105中制作高深宽比的硅通孔，在孔壁上沉积的绝缘层101、隔离层102、电镀种子层103，最后用电镀的方法将金属104填满通孔，形成连接两侧电路的导电通孔。这种硅通孔的加工工艺和设备的成本都非常高，工艺过程复杂，目前没有完全彻底的解决方法。填孔的要求非常高，填充后的通孔中不能有气泡，否则，将在后续的使用过程中，导致断裂、发热等问题，使通孔连接失效，影响器件的电性能。
现有的电路板和有机封装基板的制造方法中，过孔的制造都是采用机械钻孔的方法在有机电路板上钻出通孔，再进行化学镀铜电镀铜等金属化工艺，过孔的金属化工艺比较，复杂效率低。
一方面机械钻孔是PCB板电路板，特别是高端封装基板的瓶颈工艺，由于单个基板上的钻孔需求非常大，每个高端封装基板厂都购买大量的多轴钻孔机，以保证足够的生产能力。对于有机封装基板的通孔比较小，通常为1mm，深宽比一般大于2:1，电镀填孔工艺比普通PCB难度大，电镀成本高。普通PCB孔金属化后，需要进行填孔工艺，经金属化孔填满，以便后面的布线加工。
常规过孔的金属化和孔加工工艺比较复杂加工成本和设备成本都非常高。
总体上说，无论是电路板、封装基板、硅基TSV基板，金属化的过孔制造都是高成本的。不仅需要价格昂贵的工艺设备，而且还需要复杂的工艺技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有机基板的制造方法，无需机械钻孔、电镀化学镀金属化，无塞孔工艺，能够有效降低加工和制造成本。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种有机基板的制造方法，包括如下步骤：
将两块完全相同的带有多个通孔的模具平行对位放置；
将外径与通孔孔径相同的导线对穿过两个模具上对应的通孔；
在两块模具之间浇铸粘接材料并固化形成柱状体；
将柱状体切割成片，形成带有导电通道的芯板；
在芯板表面进行布线形成基板。
上述方案中，所述模具上通孔之间的相对位置是依据所需基板的过孔位置定位加工的。
上述方案中，所述模具的材料为金属、树脂、陶瓷、硅或玻璃。
上述方案中，所述导线为表面带有绝缘层的导线或表面不带有绝缘层的导线。
上述方案中，所述导线为金属导线或漆包线。
上述方案中，所述粘接材料为有机树脂或低熔点金属。
上述方案中，所述有机树脂为热固性树脂。
上述方案中，所述芯板表面的布线包括至少一层绝缘层和一层金属线。
上述方案中，所述芯板表面的布线为单面布线或双面布线。
与现有技术相比，本发明采用技术方案产生的有益效果如下：
本发明提出一种有机基板的制造方法，由于无需机械钻孔、电镀化学镀金属化，无塞孔工艺，因此对相关工艺设备也无需求，能够有效降低基板加工和制造成本；同时采用成熟的工业切片方法，可以提供高质量和高精度的芯板。
附图说明
图1为现有技术中硅基TSV通孔结构的剖视图；
图2为本发明实施例中模具的结构示意图；
图3为本发明实施例中将两块模具平行放置的剖视图；
图4为本发明实施例中导线对穿过模具通孔的剖视图；
图5为本发明实施例中浇铸粘接材料后的剖视图；
图6为本发明实施例中切片后芯板的剖视图；
图7为本发明实施例中对芯板进行双面布线形成基板的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细描述。
本发明实施例提供一种有机基板的制造方法，具体包括如下步骤：
（1）制作比所需基板尺寸略大的金属板201，根据基板过孔位置在金属板上进行精确定位，加工多个通孔202，形成一块模具，如图2所示，这样的金属模具需要两块；
在本实施例中，制作模具的材料不仅可以是金属，还可以是树脂、陶瓷、硅或玻璃中的任意一种；
（2）将两块完全相同的模具平行放置，使得两块模具上的通孔202在垂直方向相对应，如图3所示；
（3）在两块金属板201的通孔202中对穿外径与通孔孔径相同的导线401，如图4所示；
本实施例中，导线为表面带有绝缘层的导线或表面不带有绝缘层的导线，其中带有绝缘层的导线可以为漆包线，不带绝缘层的导线可以为金属导线；金属导线的材料可以为铜、镍、钨、钼、钛、金、铂、铝、钽、镍铬合金或钛钨合金等中的任何一种；
（4）在金属板201之间浇铸粘接材料501，粘接材料501将导线401完全包裹并粘接在一起，粘接材料固化后形成柱状结构，如图5所示；
本实施例中，浇铸的粘接材料必须具有良好的韧性、粘接能力和机械强度，粘接材料可以是有机树脂或低熔点金属；有机树脂为热固性树脂，可以是环氧树脂、聚酰亚胺、聚酯、有机硅树脂或橡胶等材料，粘接材料还可以是以上述材料为主要成分的有机填充材料；低熔点金属为锡合金、铋合金、金合金、铟合金或银合金等中的任何一种；
（5）将固化的柱状体在切割机上进行切片，形成带有导电通道的芯板，如图6所示；
（6）在芯板表面进行双面多层布线701形成基板，如图7所示；多层布线701包括多层金属线和用于布线隔离的绝缘层，层间金属引线通过过孔相连；
本实施例中，芯板表面的布线也可以为单面布线，任何多层布线加工方法都可以使用；多层布线的制造方法可以是层压金属箔和半固化片然后进行光刻腐蚀，形成电路；也可以是层压半固化片，激光开半固化片过孔后，图形电镀形成电路的半加成法。
现有技术中金属化的过孔是在购买来的芯板表面的布线做完后，钻孔，再金属化电镀；而本发明是在设计好的过孔位置埋入导线制作柱状浇铸结构，采用成熟的工业切片方法，对于柱状结构进行切片，得到高质量和高精度的已经带有导电通道的芯板，将芯板表面进行布线，形成需要的基板。
本发明没有机械钻孔程序和过孔电镀工艺，也就不需要钻孔机，不需要磨刷工艺和填孔工艺，减少工艺步骤，也就降低了工艺成本，减少设备，也就降低了设备成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种有机基板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
将两块完全相同的带有多个通孔的模具平行对位放置；
将外径与通孔孔径相同的导线对穿过两个模具上对应的通孔；
在两块模具之间浇铸粘接材料并固化形成柱状体；
将柱状体切割成片，形成带有导电通道的芯板；
在芯板表面进行布线形成基板。
2.如权利要求1所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述模具上通孔之间的相对位置是依据所需基板的过孔位置定位加工的。
3.如权利要求1所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述模具的材料为金属、树脂、陶瓷、硅或玻璃。
4.如权利要求1所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述导线为表面带有绝缘层的导线或表面不带有绝缘层的导线。
5.如权利要求4所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述导线为金属导线或漆包线。
6.如权利要求1所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述粘接材料为有机树脂或低熔点金属。
7.如权利要求6所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述有机树脂为热固性树脂。
8.如权利要求1所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述芯板表面的布线包括至少一层绝缘层和一层金属线。
9.如权利要求8所述的有机基板的制造方法，其特征在于：所述芯板表面的布线为单面布线或双面布线。
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