CN103987198A - 一种无辅助结构的无芯基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无辅助结构的无芯基板的制造方法，包括：在半固化片的双面覆盖铜箔，进行层压压合形成具有双面铜箔的基板，将上表面除边缘以外的铜减薄，下表面全部减薄；从基板的上表面向下进行激光钻孔，并在基板上进行双面沉铜、电镀，在基板双面形成铜层；对基板的正面进行蚀刻形成金属线路图形，然后对基板正面进行半固化片预压合，在基板正面形成介质层；对基板的背面进行蚀刻形成金属线路图形，然后在基板背面贴半固化片进行压合，使基板双面形成介质层；采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，并对基板两面进行化学镀铜、电镀铜、图形化及蚀刻工艺，在基板两面形成第二层线路；对完成的基板进行表面处理，得到无辅助结构的无芯基板。
Description
技术领域
本发明涉及一种基板，更具体地，涉及一种无辅助结构的无芯基板(Coreless substrate)的制造方法。
背景技术
无芯基板非常薄，强度低，需要对其进行加固后才能加工。现有技术中制造无芯基板的方法主要有以下几种：
第一，采用热变性胶水粘胶0.1-0.2mm厚的铜板，以铜板作为起始层开始往上加工，最后得到无芯基板。
第二，采用厚铜板作为临时载板，无芯基板制作时，厚铜板做支撑增加强度，然后采用载板和无芯基板的分离工艺分离得到无芯基板。载板和无芯基板的分离工艺是用阻焊层隔离载板和无芯基板，第一层无芯基板的铜凸点做的很厚，增加脱离时无芯基板铜凸点的强度，防止凸点开裂。
第三，采用厚铜板或者双面覆铜板等作为临时载板，然后采用载板和无芯基板的分离工艺分离得到无芯基板。载板和无芯基板的分离工艺是用干膜隔离开载板和无芯基板，加工完成后剥离干膜就能实现载板和无芯基板的分离。
第四，利用PP的热粘性将两个无芯基板粘合在一起，增加基板强度。加工完毕后对把多余pp切除，实现两个无芯基板的分离得到无芯基板。
第五，采用介质框作为支撑，在框的上下面安装可拆卸的铜板，制作第一层基板。完成后把框和基板分离，形成两个基板，单独加工，得到无芯基板。
上述几种方法的共同点是，从多层基板的底层或顶层开始制作，根据加固方式分为两大类：一是辅助增强结构，二是临时键合，二者的区别在于加载和拆卸临时载板或框架的工艺不同；共同的缺点是只能单面加工，导致基板层叠结构非对称，应力大。而临时键合简单，单面加工，浪费铜，生产效率低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无辅助结构的无芯基板的制造方法，以克服只能单面加工的缺陷，提高生产效率。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种无辅助结构的无芯基板的制造方法，该方法包括：
步骤10：在半固化片的双面覆盖铜箔，进行层压压合形成具有双面铜箔的基板，并对基板上表面的边缘进行保护，将上表面除边缘以外的铜减薄，下表面全部减薄；
步骤20：从基板的上表面向下进行激光钻孔，并在基板上进行双面沉铜、电镀，在基板双面形成铜层；
步骤30：对基板的正面进行蚀刻形成金属线路图形，然后对基板正面进行半固化片预压合，在基板正面形成平整的介质层；
步骤40：对基板的背面进行蚀刻形成金属线路图形，然后在基板背面贴上半固化片，进入高温压机压合，使基板双面形成介质层，并完全固化；
步骤50：采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，并对基板两面进行化学镀铜、电镀铜、图形化及蚀刻工艺，在基板两面形成第二层线路；
步骤60：对完成的基板进行表面处理，得到无辅助结构的无芯基板。
上述方案中，步骤10中所述半固化片采用BT树脂、环氧树脂、ABF、聚四氟乙烯或碳氢化合物陶瓷；步骤10中所述半固化片的厚度为25μm至50μm，铜箔的厚度为35μm；步骤10中所述对基板上表面的边缘进行保护，将上表面除边缘以外的铜减薄，下表面全部减薄，上下表面的厚度均被减薄至1-5μm，使上表面形成一个带有铜框架铜层。
上述方案中，步骤20中所述从基板的上表面向下进行激光钻孔，得到的孔是通孔或盲孔。所述盲孔穿过基板中心的半固化片，至背面铜箔，但不穿透背面铜箔。
上述方案中，步骤30中所述对基板的正面进行蚀刻形成金属线路图形，包括：在基板双面压合干膜，并对正面的干膜进行光刻，光刻显影后在基板正面形成干膜图形，基板背面没有图形，干膜将基板背面整面铜皮保护住；对基板的正面进行蚀刻，去除干膜后形成金属线路图形。
上述方案中，步骤40中所述对基板的背面进行蚀刻形成金属线路图形，包括：在基板双面贴干膜，并在基板下表面进行图形化，形成干膜图形；对基板的背面进行蚀刻、去膜，形成电路图形。
上述方案中，如果需要在基板两面制作多层线路，则该方法在步骤50与步骤60之间还包括：
在基板双面贴半固化片高温压合形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第三层线路；
在基板双面贴半固化片高温压合形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第四层线路；
依次类推，在基板双面贴半固化片形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第n层线路，n为大于4的自然数。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的无辅助结构的无芯基板的制造方法，不用载板，从中间层开始制作，双面加工，利用层压上的厚铜箔，经过蚀刻形成单面支架，使超薄的无芯基板在制作过程中具有足够的强度，可以通过传统基板生产线的各项工艺，如清洗、蚀刻、微蚀、前处理、显影、剥膜等水平线，以及化学镀铜、电镀铜等垂直线。工艺上采用两面分别曝光方式，先将具有支架一面光刻完成，再通过预压合介质层，把具有支架的一侧压合平整，保证基板不具有支架一面可以被曝光设备吸板，正常曝光。这种方法制作无芯基板，与常规工艺兼容，工艺简单，成本低，利用铜箔的强度来支撑，无需额外的载板、框架、适合大规模生产。另外，制造的无芯基板结构对称，能够减小应力。
附图说明
图1是依照本发明实施例的无辅助结构的无芯基板的制造方法流程图。
图2至图17是依照本发明实施例的无辅助结构的无芯基板的制造工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的无辅助结构的无芯基板的制造方法，不用载板，从中间层开始制作，双面加工，利用层压上的厚铜箔，经过蚀刻形成单面支架，使超薄的无芯基板在制作过程中具有足够的强度，可以通过传统基板生产线的各项工艺，如清洗、蚀刻、微蚀、前处理、显影、剥膜等水平线，以及化学镀铜、电镀铜等垂直线。工艺上采用两面分别曝光方式，先将具有支架一面光刻完成，再通过预压合介质层，把具有支架的一侧压合平整，保证基板不具有支架一面可以被曝光设备吸板，正常曝光。这种方法制作无芯基板工艺简单，成本低，无需额外的载板、框架、适合大规模生产。
如图1所示，图1是依照本发明实施例的无辅助结构的无芯基板的制造方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤10：在半固化片的双面覆盖铜箔，进行层压压合形成具有双面铜箔的基板，并对基板上表面的边缘进行保护，将上表面除边缘以外的铜减薄，下表面全部减薄；
其中，所述半固化片采用BT树脂、环氧树脂、ABF、聚四氟乙烯或碳氢化合物陶瓷；所述半固化片的厚度为25μm至50μm，铜箔的厚度为35μm；所述对基板上表面的边缘进行保护，将上表面除边缘以外的铜减薄，下表面全部减薄，上下表面的厚度均被减薄至1-5μm，使上表面形成一个带有铜框架铜层。
步骤20：从基板的上表面向下进行激光钻孔，并在基板上进行双面沉铜、电镀，在基板双面形成铜层；
其中所述从基板的上表面向下进行激光钻孔，得到的孔是通孔或盲孔。所述盲孔穿过基板中心的半固化片，至背面铜箔，但不穿透背面铜箔。
步骤30：对基板的正面进行蚀刻形成金属线路图形，然后对基板正面进行半固化片预压合，在基板正面形成介质层；
其中所述对基板的正面进行蚀刻形成金属线路图形，包括：在基板双面压合干膜，并对正面的干膜进行光刻，光刻显影后在基板正面形成干膜图形，基板背面没有图形，干膜将基板背面整面铜皮保护住；对基板的正面进行蚀刻，去除干膜后形成金属线路图形。
步骤40：对基板的背面进行蚀刻形成金属线路图形，然后在基板背面贴上半固化片，进入高温压机压合，使基板双面形成介质层，并完全固化；
其中所述对基板的背面进行蚀刻形成金属线路图形，包括：在基板双面贴干膜，并在基板下表面进行图形化，形成干膜图形；对基板的背面进行蚀刻、去膜，形成电路图形。
步骤50：采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，并对基板两面进行化学镀铜、电镀铜、图形化及蚀刻工艺，在基板两面形成第二层线路；
步骤60：对完成的基板进行表面处理，得到无辅助结构的无芯基板。
在本发明中，如果需要在基板两面制作多层线路，则该方法在步骤50与步骤60之间还包括：
在基板双面贴半固化片高温压合形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第三层线路；
在基板双面贴半固化片高温压合形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第四层线路；
依次类推，在基板双面贴半固化片形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第n层线路，n为大于4的自然数。
下面以一个具体实施例来详细介绍本发明实施例的无辅助结构的无芯基板的制造方法。
步骤1：如图2和图3所示，在半固化片101的双面覆盖铜箔102，进行层压压合，形成一块具有双面铜箔的基板。半固化片101厚度25μm至50μm，优选地为25μm或者40μm。材料可以是BT树脂、环氧树脂、ABF、聚四氟乙烯、碳氢化合物陶瓷等，铜箔102厚度35μm。
步骤2：如图4所示，对步骤1得到的基板的上表面的边缘进行保护，将上表面除边缘以外的铜减薄，厚度减薄至1-5μm，优选地为3μm，使上表面形成一个带有铜框架铜层103，下表面正常减薄，形成铜层104。上表面俯视图如图5所示。
步骤3：对步骤2得到的基板的上表面向下进行激光钻孔，由于下表面是平整的，适于设备的吸板，整个基板厚度小于100μm，可以利用激光钻孔机钻孔，孔径按照基板产品设计需要，利用目前成熟基板UV激光钻孔设备，最小可以制作30μm小孔。此步骤激光钻孔可以是通孔105，也可以是盲孔，盲孔需穿过中心介质层101，至背面铜箔104，但不穿透104。如图6所示。
步骤4：如图7所示，在步骤3得到的基板上进行双面沉铜、电镀，在基板双面形成铜层107。
步骤5：在步骤4得到的基板双面涂敷光刻胶，并对正面的光刻胶进行光刻，光刻显影后在基板正面形成干膜图形108，下表面没有图形，将整面铜皮保护住，如图8所示。由于下表面平整，在光刻时候设备可以吸板，不会影响光刻精度。
步骤6：如图9所示，对步骤5得到的基板的正面进行蚀刻，去除光刻胶后形成金属线路图形109。
步骤7：在步骤6得到的基板上进行半固化片预压合，将半固化片剪裁成合适大小，贴在步骤6得到的基板上表面，用真空压膜机进行预压合，形成介质层110，如图10所示。
步骤8：在步骤7得到的基板双面贴干膜，并在基板下表面进行图形化，形成干膜图形108，如图11所示。
步骤9：对步骤8得到的基板的背面进行蚀刻、去膜，形成电路图形111，如图12所示。
步骤10：在步骤9得到的基板下表面贴上半固化片，用高温压机进行压合，形成双面介质层110，如图13所示。
步骤11：在步骤10得到的基板上进行后续积层法工艺制作，由于基板已有一个较厚的金属框架103，在各部工艺都有足够强度支撑，用激光钻孔机对基板两面打盲孔112，如图14所示。
步骤12：在步骤11得到的基板上进行后续积层法工艺制作，由于基板已有一个较厚的金属框架103，在各部工艺都有足够强度支撑，对步骤11所述基板进行化学镀铜、电镀铜、图形化、蚀刻等工艺形成第二层线路120，如图15所示。
步骤13：在步骤12得到的基板上进行后续积层法工艺制作，如果更多层数，则在双面贴半固化片形成介质层121，如图16所示。
步骤14：在步骤13得到的基板上进行后续积层法工艺制作，进行化学镀铜、电镀铜、图形化、蚀刻等工艺形成第三层线路130，如图17所示。然后进一步对完成的基板进行表面处理，用于芯片封装中。
上述实施例中，步骤11至步骤14在基板上进行后续积层法工艺制作，采用常规积层法工艺，其具体工艺主要包括压合介质层、激光钻孔机钻盲孔、化学镀铜、电镀铜、贴干膜光刻、蚀刻或差分蚀刻等。需要说明的是，常规积层法工艺是本领域技术人员熟知的内容，本发明就不再赘述。
上述实施例中，经过步骤1至步骤14，在基板两面均形成了第二层线路和第三层线路，在实际应用中，如果需要，还可以进一步继续在基板两面形成第四层线路、第五层线路，……，第n层线路，n为自然数，其具体工艺与本发明实施例中形成第二层线路和第三层线路的工艺相同，这里就不再赘述。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无辅助结构的无芯基板的制造方法，其特征在于，该方法包括：
步骤10：在半固化片的双面覆盖铜箔，进行层压压合形成具有双面铜箔的基板，并对基板上表面的边缘进行保护，将上表面除边缘以外的铜减薄，下表面全部减薄；
步骤20：从基板的上表面向下进行激光钻孔，并在基板上进行双面沉铜、电镀，在基板双面形成铜层；
步骤30：对基板的正面进行蚀刻形成金属线路图形，然后对基板正面进行半固化片预压合，在基板正面形成平整的介质层；
步骤40：对基板的背面进行蚀刻形成金属线路图形，然后在基板背面贴上半固化片，进入高温压机压合，使基板双面形成介质层，并完全固化；
步骤50：采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，并对基板两面进行化学镀铜、电镀铜、图形化及蚀刻工艺，在基板两面形成第二层线路；
步骤60：对完成的基板进行表面处理，得到无辅助结构的无芯基板。
2.根据权利要求1所述的无辅助结构的无芯基板的制造方法，其特征在于，步骤10中所述半固化片采用BT树脂、环氧树脂、ABF、聚四氟乙烯或碳氢化合物陶瓷；
步骤10中所述半固化片的厚度为25μm至50μm，铜箔的厚度为35μm；
步骤10中所述对基板上表面的边缘进行保护，将上表面除边缘以外的铜减薄，下表面全部减薄，上下表面的厚度均被减薄至1-5μm，使上表面形成一个带有铜框架铜层。
3.根据权利要求1所述的无辅助结构的无芯基板的制造方法，其特征在于，步骤20中所述从基板的上表面向下进行激光钻孔，得到的孔是通孔或盲孔。
4.根据权利要求3所述的无辅助结构的无芯基板的制造方法，其特征在于，所述盲孔穿过基板中心的半固化片，至背面铜箔，但不穿透背面铜箔。
5.根据权利要求1所述的无辅助结构的无芯基板的制造方法，其特征在于，步骤30中所述对基板的正面进行蚀刻形成金属线路图形，包括：
在基板双面压合干膜，并对正面的干膜进行光刻，光刻显影后在基板正面形成干膜图形，基板背面没有图形，干膜将基板背面整面铜皮保护住；
对基板的正面进行蚀刻，去除干膜后形成金属线路图形。
6.根据权利要求1所述的无辅助结构的无芯基板的制造方法，其特征在于，步骤40中所述对基板的背面进行蚀刻形成金属线路图形，包括：
在基板双面贴干膜，并在基板下表面进行图形化，形成干膜图形；
对基板的背面进行蚀刻、去膜，形成电路图形。
7.根据权利要求1所述的无辅助结构的无芯基板的制造方法，其特征在于，如果需要在基板两面制作多层线路，则该方法在步骤50与步骤60之间还包括：
在基板双面贴半固化片高温压合形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第三层线路；
在基板双面贴半固化片高温压合形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第四层线路；
依次类推，在基板双面贴半固化片形成介质层，采用激光钻孔机对基板两面的介质层打盲孔，对基板双面进行化学镀铜、电镀铜、图形化和蚀刻工艺形成第n层线路，n为大于4的自然数。
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