CN103187311B

CN103187311B - 封装基板制作方法

Info

Publication number: CN103187311B
Application number: CN201110443964.XA
Authority: CN
Inventors: 冯锡明; 谷新; 丁鲲鹏; 彭勤卫; 孔令文
Original assignee: Shennan Circuit Co Ltd
Current assignee: Wuxi Guangxin Packaging Substrate Co ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: CN103187311A

Abstract

本发明公开了一种封装基板制作方法，包括步骤：准备内层芯板并制作芯板层图形；在内层芯板表面依次设置第一半固化片和铜层；采用改进型半加成法在铜层上制作中间层线路图形，保留中间层线路图形以外区域的底铜；在台阶槽区域覆盖抗蚀刻保护层，将台阶槽以外区域的底铜蚀刻去除，保留台阶槽区域的底铜；去除台阶槽区域的抗蚀刻保护层，通过层压方式压合第二半固化片并制作外层线路图形；通过激光切割去除台阶槽区域的第二半固化片形成台阶；将台阶区域未被线路图形覆盖的底铜蚀刻掉。该制作方法加工难度小，加工精度高，即使对于开槽较小的封装基板也可适用。

Description

封装基板制作方法

技术领域

本发明涉及线路板制作工艺，尤其涉及一种具有台阶槽的封装基板制作方法。

背景技术

近年来，随着电子产品不断朝着小型化、多功能化方向发展，越来越要求电子元器件及其封装的小型化、薄型化。为了满足该需求，封装方式出现了多芯片的堆叠封装、封装体堆叠封装。多芯片的堆叠封装和封装体堆叠封装都需要在单个基板上有更多的引脚。采用一阶或者多阶底部带图形的台阶槽(Cavity)技术不仅可以在单个基板上实现更多的引脚，还可以降低整个封装体的高度，使整个器件薄型化，目前底部带图形的台阶槽基板已经广泛应用于电子封装中。图1A为普通封装基板的封装结构示意图，图1B为底部带图形的台阶槽封装基板的封装结构示意图，对比可知，通过在基板表面形成凹槽可以在封装时将芯片贴于凹槽内，从而降低封装体的高度，实现电子器件的薄型化。

传统的台阶槽基板主要采用PP开槽，槽内加垫片来阻挡PP流胶，然后用控深铣技术将槽铣出来，但此技术对于台阶上有布线的产品加工难度大，加工精度较差，尤其不适用于开槽较小(例如5mm×5mm或更小)的封装基板。另外，现有技术的封装基板的制作方法中，需要手动将垫片一片片对应放入台阶槽，然后再控深铣，其生产效率低下，尤其是当槽体较小的情况下，严重影响加工效率。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种加工难度小精度高且台阶槽底部形成线路图形的封装基板的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种封装基板制作方法，包括步骤：

S101：准备内层芯板并制作出芯板层线路，该内层芯板包括第一表面及与该第一表面相背的第二表面；

S102：在内层芯板的第一表面和/或第二表面分别依次设置第一半固化片和铜层，所述铜层通过沉铜方式或铜箔压合方式形成；

S103：采用改进型半加成法在铜层上制作中间层线路图形，并保留中间层线路图形以外区域的底铜；

S104：在台阶槽区域覆盖抗蚀刻保护层，将台阶槽以外区域的底铜蚀刻去除，保留台阶槽区域的底铜；

S105：去除台阶槽区域的抗蚀刻保护层，层压设置第二半固化片并制作外层图形；

S106：通过激光切割去除台阶槽区域的第二半固化片形成台阶；

S107：将台阶区域未被线路图形覆盖处的底铜蚀刻掉。

其中，步骤S103和S105中通过钻孔和孔金属化处理分别使中间层线路图形与芯板层线路连通以及使外层图形与中间层线路图形相连通。

其中，步骤S102中覆盖的铜层厚度为1.5μm～5μm。

其中，步骤S104中所述抗蚀刻保护层为抗蚀干膜、湿膜、抗蚀油墨或光刻胶。

其中，所述内层芯板、第一半固化片和第二半固化片材质为环氧树脂或BT树脂，所述内层芯板厚度为50μm～400μm，所述第一半固化片和第二半固化片厚度为50μm～200μm。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种封装基板制作方法，包括步骤：

S201：准备内层芯板并制作出芯板层线路，该内层芯板包括第一表面及与该第一表面相背的第二表面；

S202：在内层芯板第一表面和/或第二表面分别依次设置第一半固化片和铜层，所述铜层通过沉铜方式或铜箔压合方式形成；

S203：采用改进型半加成法在铜层上制作中间层线路图形，保留中间层线路图形以外区域的底铜；

S204：在台阶槽区域覆盖抗蚀刻保护层，将台阶槽以外区域的底铜蚀刻去除，保留台阶槽区域的底铜；

S205：去除台阶槽区域的抗蚀刻保护层；

S206：重复步骤S202至S205直至N阶台阶的阶数满足要求，其中N为大于等于2的整数；

S207：层压设置第二半固化片并制作外层图形；

S208：通过激光切割去除台阶槽区域的半固化片以露出台阶槽线路并形成台阶；

S209：将台阶区域未被线路图形覆盖处的底铜蚀刻掉。

其中，步骤S203和S207中通过钻孔和孔金属化处理分别使中间层线路图形与芯板层线路连通以及使外层图形与中间层线路图形相连通。

其中，步骤S204中在覆盖第N阶的台阶槽处的抗蚀刻保护层的时候，第N阶的台阶槽区域为该阶的台阶面。

其中，步骤S204中所述抗蚀刻保护层为抗蚀干膜、湿膜、抗蚀油墨或光刻胶。

本发明的有益效果是：相比于现有的通过在槽内加垫片阻挡PP流胶然后用控深铣技术铣槽加工难度大并且不适用于开槽尺寸小的封装基板，本发明的制作方法采用改进型半加成法制作台阶层图形，将台阶层图形上覆上抗蚀刻保护层以在蚀刻后保留其底铜，制作完外层图形后，再用激光切割的方法，以台阶层的底铜来阻挡激光烧蚀底铜下面的绝缘层，形成台阶槽，再蚀刻掉多余的底铜，将台阶槽线路做出来，形成每一阶台阶槽的底部有线路图形的封装基板。该制作方法的台阶槽通过激光切割来实现，直接由底铜来阻挡激光烧蚀第二半固化片，因此不需额外对激光的强度进行控制即可得到满足尺寸要求的台阶槽，加工难度小，加工精度高，对于开槽较小的封装基板尤其适用。另外，由于保护台阶槽底部的绝缘层是通过底铜来实现，无需如现有技术那样一片片垫片放入台阶槽底部，因此大幅度的提高了生产效率，且现有技术方法，只能制作一阶台阶槽的底部形成有线路，不能制作出多阶台阶槽的底部都分别有线路，因此本发明还可方便地完成具有多阶台阶槽底部有线路图形的封装基板的制作。

附图说明

图1A是普通封装基板的封装结构示意图；

图1B是底部带线路图形的台阶槽封装基板的封装结构示意图；

图2A～2G是本发明单阶封装基板制作方法各步骤对应的状态图；

图3A～3H是本发明两阶封装基板制作方法各步骤对应的状态图。

图中：

000、内层芯板；001、第一表面；002、第二表面；003、导通孔；101、芯板层线路；102、铜层；103、中间层线路图形；104、外层图形；201、第一半固化片；202、第二半固化片；301、抗蚀刻保护层；302、抗蚀刻保护层；401、台阶槽底部图形；402、台阶槽底部图形；A、台阶槽线路图形；B、底铜

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在介绍本发明实施例前先对相关术语进行解释：

封装基板：应用于电子封装的主要采用有机材料制作而成的印刷线路板。

底部带线路图形的台阶槽：在基板表面形成的有台阶的凹槽，且凹槽底部区域有线路图形。

改进型半加成法(M-SAP)：一种制作精细线路的方法，在薄的铜层(3～5μm，俗称底铜)上制作干膜图形，使所需要的线路图形区域的底铜露出，而其他区域的底铜则均覆盖上干膜，图形电镀时线路图形区域可以镀上铜而其他区域因为有干膜覆盖无法电镀上铜，因此形成线路；褪膜后板上除了线路图形以外的区域还会有显露出底铜的区域。

本发明提供一种台阶槽底部形成有线路图形的封装基板制作方法，为了更好地理解本发明的制作方法，图2A至图2G给出了对应于各步骤下封装基板的状态图，本发明方法包括以下步骤：

S101：准备内层芯板000并制作出芯板层线路101，该内层芯板000包括第一表面001及与该第一表面001相背的第二表面002，本实施例中内层芯板000第一表面001和第二表面002的线路通过导通孔003导通，见图2A；该内层芯板000的成分可以是环氧树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂(Bismalimides-triazine，简称BT)等绝缘材料，通常厚度可以在50微米～400微米之间选择；芯板层线路101通常厚度为15微米～30微米。

S102：在内层芯板000的第一表面001和/或第二表面002分别依次设置第一半固化片201和铜层102，覆盖铜层102见图2B；其中第一半固化片201为介质层，其成分可以是环氧树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂(Bismalimides-triazine，简称BT)等绝缘材料，可以是有玻纤布的和无玻纤布的，厚度可以在50微米-200微米之间选择；铜层102的厚度优选在1.5～5微米，大致用作基材的底铜。第一半固化片可以采用层压方式压合于内层芯板上，或者是粘贴的方式粘合于内层芯板上，当然也可以是其他的可行的固定方式；铜层102可以直接采用超薄铜箔，通过层压方式直接压合在第一半固化片201上，也可以采用一般的铜箔压合，然后以减薄的方式控制铜层102的厚度，另外还可以采用沉铜的方式来得到预定厚度的铜层。

S103：采用改进型半加成法在铜层102上制作中间层线路图形103，保留中间层线路图形以外区域的底铜，见图2C；上文已介绍改进型半加成法的制作工艺，此处仅简单说明，在激光钻盲孔后，采用沉铜→闪镀→贴膜→曝光→显影→填孔→电镀的方式，做出需要的线路图形。其中激光钻盲孔以及填孔使得中间层线路图形103与芯板层线路101相连通；贴膜、曝光及显影使得铜层102上非线路图形区域上均覆盖一层干膜以阻止电镀，电镀形成中间层线路图形103后褪膜处理，此时除了线路图形以外的区域都残留一层4微米左右的底铜。因为在加工过程中有一系列的前处理微蚀及沉铜电镀流程，所以此处的4微米底铜中包含基材铜(即步骤S102中的铜层)、化学沉铜和闪镀铜，总厚度在4微米左右，当然也可以根据客户对铜厚的要求以及自己的工艺能力来调整。

S104：在台阶槽区域覆盖抗蚀刻保护层301，将台阶槽以外区域的底铜蚀刻去除，保留台阶槽区域的底铜，见图2D；其中抗蚀刻保护层301通过贴膜→曝光→显影的方式覆盖在台阶槽图形上，阻止台阶处底铜被蚀刻掉，该抗蚀刻保护层可以为抗蚀干膜、湿膜、抗蚀油墨或光刻胶等，当然还可以为其他可阻止蚀刻的材料。

S105：去除台阶槽区域的抗蚀刻保护层301，通过层压方式压合第二半固化片202并制作外层图形104，见图2E；在该步骤中，先将抗蚀刻保护层301褪膜，然后再棕化、层压第二半固化片202，该第二半固化片202与第一半固化片201一样，成分为环氧树脂或BT树脂，厚度可以在50微米-200微米之间选择，且第二半固化片也可以采用其他的固定方式设置于第一半固化片上；外层图形104可以采用减成法或者半加成法的方式在第二半固化片202表面制作，该图形制作方法为本领域技术人员所熟知，不再详述；与步骤S103相同，本步骤中也通过钻孔及孔金属化处理使外层图形104与中间层线路图形103相连通。

S106：通过激光切割去除台阶槽区域的第二半固化片202形成台阶，见图2F；由于台阶区域保留有线路103和铜层102，由于铜对激光具有很好的反射作用，不会被激光烧穿，所以可以在激光切割时阻挡激光烧蚀底铜下面的绝缘层，以确保激光烧蚀过程中不伤及底铜下面的绝缘层，并使台阶槽区域的铜(线路铜或底铜)都露出来。

S107：将台阶区域未被线路图形覆盖的底铜蚀刻掉，形成台阶槽底部线路图形401，由此实现台阶区域的线路图形的制作，见图2G。

图2G示意了在封装基板单面形成台阶槽的结构，本发明同样适用于需要在双面形成台阶槽的封装基板，由图2C至图2G可知，若需要在双面均形成台阶槽，则在图2C所示意的步骤中在位于下方的铜箔102上也制作需要必要的线路图形，而后依次按图2D至图2G所示意的步骤同样操作即可。

基于上述一阶台阶槽底部形成有线路图形的封装基板制作方法同样的思路，本发明还提出一种多阶台阶槽底部形成有线路图形的封装基板制作方法，包括下列步骤，相应地，图3A至图3H分别示出了两阶底部带图形的台阶槽封装基板对应各步骤的基板状态图。

S201：准备内层芯板000并制作出芯板层线路101，该内层芯板000包括第一表面001及与该第一表面001相背的第二表面002，本实施例中该内层芯板000两相背表面的线路通过导通孔003实现电性导通，见图3A；

S202：在内层芯板000第一表面001和/或第二表面002分别依次设置第一半固化片201和铜层102，本实施中具体设置方式为：将第一半固化片201和铜层102依次叠设于芯板000两面，然后压合，使得第一半固化片201和铜层102与芯板000成一体，见图3B，当然，也可以使用已经一面粘接好铜层102的第一半固化片201，或将第一半固化片201压合于该内层芯板000的第一表面001和/或第二表面002后再通过沉铜方式形成铜层102，由此可见，铜层102可为压合于第一半固化片的铜箔，也可为通过沉铜方式形成于第一半固化片表面的沉铜层；

S203：采用改进型半加成法在铜层102上制作中间层线路图形103，保留中间层线路图形以外区域的底铜，见图3C；同样地，中间层线路图形以外区域的底铜为基材铜(即S202中的铜箔或沉铜层)和制作线路过程中的沉铜、电镀铜的叠加，当然由于线路制作前会有前处理、微蚀，因此步骤S202中的铜箔也并非会全部保留而成为基材铜。

S204：在第一台阶槽区域覆盖抗蚀刻保护层301，将第一阶台阶槽以外区域的底铜蚀刻去除，保留台阶槽区域的底铜，见图3D；

S205：去除台阶槽区域的抗蚀刻保护层301(302)；

S206：重复步骤S202至S205直至N阶台阶的阶数满足要求，其中N为大于等于2的整数，制作第N阶台阶槽的过程与制作第一阶台阶槽的不同之处在于步骤S204中第N阶台阶槽区域抗蚀刻保护层覆盖区域的不同：在覆盖第N阶台阶槽处的抗蚀刻保护层的时候，第N阶台阶槽区域为该阶的台阶面，即该抗蚀刻保护层覆盖的是第N阶台阶槽线路图形A及与位于该第N阶台阶槽线路图形至上一阶台阶槽底部的外边缘处底铜对应的第N阶台阶槽的底铜B处，例如，制作第二阶台阶槽过程中，抗蚀刻保护层302覆盖的是第二阶台阶槽线路图形A和位于该第2阶台阶槽线路图形A至第一阶台阶槽底部的外边缘处底铜对应第1阶台阶槽的底铜B处，见图3E；为了避免加工误差或偏差导致的短路问题，优选地，台阶槽线路图形A的边缘与台阶面的边缘具有一定的间距，从图3E上看，即台阶槽线路图形A比底铜B的长度略短。

S207：通过层压方式压合第二半固化片202并制作外层线路图形104，见图3F；

S208：通过激光切割去除台阶槽区域的半固化片201、202以露出台阶槽线路并形成台阶，见图3G；

S209：将台阶区域未被线路图形覆盖处的底铜蚀刻掉，最终形成两阶台阶槽底部图形401和402，见图3H。

对比一阶台阶槽底部形成有线路的封装基板的流程，步骤S201至步骤S205与单阶中步骤S101至步骤S104相同，步骤S207至步骤S209也与步骤105至步骤S107相同，多阶台阶槽底部形成有线路的封装基板即是在一阶台阶槽的基础上循环重复步骤S202至S205即可，理论上，只要有需要且加工过程控制好，可以做任意阶台阶槽底部形成有线路的封装基板。多阶台阶槽底部形成有线路的封装基板制作方法各步骤的注意事项及优选条件与一阶台阶槽的封装基板制作方法各步骤基本相同，具体参照上述对步骤S101至步骤S107的说明，此处不再详细说明。

相比于现有的通过在槽内加垫片阻挡PP流胶然后用控深铣技术铣槽加工难度大、生产效率低并且不适用于开槽尺寸小的封装基板，本发明的制作方法采用改进型半加成法制作台阶层线路，将台阶槽底部线路上覆盖上抗蚀刻保护层以在蚀刻后保留其底铜，制作完外层线路后，再用激光切割的方法，形成台阶槽，激光切割过程中台阶槽底部的底铜阻挡激光烧蚀底铜下面的绝缘层，然后再蚀刻掉台阶槽区域多余的底铜，将台阶槽底部线路做出来，形成台阶槽底部有线路图形的封装基板。本发明制作方法的台阶槽通过激光切割来实现，直接由每一阶台阶槽的底铜来阻挡激光烧蚀其底铜下的绝缘层，不需额外对激光的强度进行控制即可得到满足尺寸要求的台阶槽，加工难度小，加工精度高，即使对于开槽较小的封装基板也可实现高生产效率的批量生产，可方便地完成一阶或多阶台阶槽底部有线路图形的封装基板的制作。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种封装基板制作方法，其特征在于，包括步骤：

S107：将台阶区域未被线路图形覆盖处的底铜蚀刻掉。

2.根据权利要求1所述的封装基板制作方法，其特征在于：步骤S103和S105中通过钻孔和孔金属化处理分别使中间层线路图形与芯板层线路连通以及使外层图形与中间层线路图形相连通。

3.根据权利要求2所述的封装基板制作方法，其特征在于：步骤S102中覆盖的铜层厚度为1.5μm～5μm。

4.根据权利要求2所述的封装基板制作方法，其特征在于：步骤S104中所述抗蚀刻保护层为抗蚀干膜、湿膜、抗蚀油墨或光刻胶。

5.根据权利要求1-4任一项所述的封装基板制作方法，其特征在于：所述内层芯板、第一半固化片和第二半固化片材质为环氧树脂或BT树脂，所述内层芯板厚度为50μm～400μm，所述第一半固化片和第二半固化片厚度为50μm～200μm。

6.一种封装基板制作方法，其特征在于，包括步骤：

S205：去除台阶槽区域的抗蚀刻保护层；

S207：层压设置第二半固化片并制作外层图形；

S209：将台阶区域未被线路图形覆盖处的底铜蚀刻掉。

7.根据权利要求6所述的封装基板制作方法，其特征在于：步骤S203和S207中通过钻孔和孔金属化处理分别使中间层线路图形与芯板层线路连通以及使外层图形与中间层线路图形相连通。

8.根据权利要求6所述的封装基板制作方法，其特征在于：步骤S204中在覆盖第N阶的台阶槽处的抗蚀刻保护层的时候，第N阶的台阶槽区域为该阶的台阶面。

9.根据权利要求7所述的封装基板制作方法，其特征在于：步骤S204中所述抗蚀刻保护层为抗蚀干膜、湿膜、抗蚀油墨或光刻胶。

10.根据权利要求6-9任一项所述的封装基板制作方法，其特征在于：所述内层芯板、第一半固化片和第二半固化片材质为环氧树脂或BT树脂，所述内层芯板厚度为50μm～400μm，所述第一半固化片和第二半固化片厚度为50μm～200μm。