CN103997862B - 一种制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法 - Google Patents
一种制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，包括：在半固化片双面各贴附一层铜箔，制作低温压合双面覆铜半固化片；对该双面覆铜半固化片双面进行光刻、显影和刻蚀，形成双面具有电路的半固化片；将该半固化片、第二半固化片和第二铜箔由上至下叠加进行低温真空压合，形成复合基板结构；对该复合基板结构底层的第二铜箔进行光刻、显影和刻蚀，形成具有3层电路的复合半固化片；对该复合半固化片进行高温真空压合，形成带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构；对该无芯基板结构进行激光钻孔形成通孔，对该通孔进行金属化处理形成导电过孔，双面制作绿油并绿油开窗，对露出的金属电路表面涂敷或喷锡，形成3层金属电路无芯板。
Description
技术领域
本发明涉及无芯板制作技术领域，尤其是一种制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法。
背景技术
Coreless基板即无芯板，其能够使得封装尺寸更薄更小，是目前高端基板研发的热点，具有广泛的应用前景。
常规的Coreless基板是在一个承载板两面涂覆临时键合胶，再在两面涂覆的临时键合胶上分别逐层制作金属线路，然后将承载板两面的金属线路结构与承载板分离，形成两个无芯板。
从上述制作工艺上来看，这种无芯板的制作方法是同时在承载板两侧进行基板增层加工，可以制作奇数层基板，但是，奇数层基板由于结构不对称，导致翘曲非常大。即使采用偶数基板，由于其叠层压合的方式是只针对承载板对称分布，而当其与承载板分离后，从叠层的断面看，已经没有一个对称中心，所有层的压合条件都是有区别的，即使内层绝缘层与外层完全一致的材料和厚度，其经历的高温过程也有很大差别，因此导致有机树脂材料本身的性质差别较大，其内应力的分布都是有差异的，按照常规的方法很难消除内部应力，因此，无论奇数还是偶数层，都不可避免在无芯板内部产生很大的翘曲。
因此，现有制作Coreless基板的工艺，存在工艺复杂，易于翘曲，加工不易等问题。
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制造低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，以简化制备工艺，有效避免翘曲的发生。
(二)技术方案
为达到上述目的，本发明提供了一种制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，包括：
步骤10：在半固化片双面各贴附一层铜箔，制作低温压合双面覆铜半固化片；
步骤20：对该低温压合双面覆铜半固化片双面进行光刻、显影和刻蚀，形成双面具有电路的半固化片；
步骤30：将该双面具有电路的半固化片、第二半固化片和第二铜箔由上至下叠加进行低温真空压合，将顶层半固化片下表面的电路压合至第二半固化片中，形成一个含有3层金属2层半固化片的复合基板结构；
步骤40：对该复合基板结构底层的第二铜箔进行光刻、显影和刻蚀，形成具有3层电路的复合半固化片；
步骤50：对该具有3层电路的复合半固化片进行高温真空压合，使该具有3层电路的复合半固化片中的2层树脂完全固化，形成带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构；
步骤60：对该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构进行激光钻孔形成通孔，对该通孔进行金属化处理形成导电过孔，然后双面制作绿油并绿油开窗，对露出的金属电路表面进行涂敷或喷锡，形成3层金属电路无芯板。
上述方案中，步骤10中所述在半固化片双面各贴附一层铜箔，制作低温压合双面覆铜半固化片，包括：在半固化片双面各贴附一层铜箔，在100℃-120℃下采用真空压膜机对半固化片及其双面的铜箔进行压合，时间至少1分钟，形成低温压合双面覆铜半固化片。
上述方案中，所述半固化片由半固化树脂构成，且在该半固化树脂中含有一层芯板玻纤布。
上述方案中，步骤20中所述对该低温压合双面覆铜半固化片双面进行光刻、显影和刻蚀，形成双面具有电路的半固化片，具体包括：在该低温压合双面覆铜半固化片双面涂敷光刻胶层，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜；对压干膜后的光刻胶层进行曝光显影，形成光刻胶蚀刻掩膜；以该光刻胶蚀刻掩膜为掩膜对半固化片双面的铜箔进行蚀刻，制作双面覆铜半固化片双面电路，形成带有电路图形的半固化片；以及剥离该带有电路图形的半固化片双面的光刻胶，形成双面具有电路的半固化片。
上述方案中，步骤30中所述低温真空压合，是在100℃-120℃下采用真空压膜机实现的，压合时间至少1分钟。
上述方案中，步骤40中所述对该复合基板结构底层的第二铜箔进行光刻、显影和刻蚀，形成具有3层电路的复合半固化片，具体包括：在该复合基板结构双面涂敷光刻胶层，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜；对该复合基板结构底层的第二铜箔表面的干膜进行曝光显影，形成铜箔面电路掩膜；对该复合基板结构顶层半固化片电路表面的干膜进行无掩膜曝光，形成顶层半固化片电路表面的保护层；以形成的铜箔面电路掩膜为掩膜，对该复合基板结构底层的第二铜箔进行蚀刻，形成第3层电路；以及剥离该第3层电路表面的光刻胶以及该复合基板结构顶层半固化片上表面的保护层，形成具有3层电路的复合半固化片。
上述方案中，步骤50中所述对该具有3层电路的复合半固化片进行高温真空压合，具体包括：将该具有3层电路的复合半固化片双面用高光洁度离型膜覆盖，置于高温压机中进行高温真空压合，压合温度为190℃-220℃。
上述方案中，所述步骤60包括：对该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构进行激光钻孔，形成通孔；对形成的通孔进行金属化处理，形成导电过孔；在该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构的上下表面制作绿油，并绿油开窗，露出该无芯基板结构顶层和底层的金属电路；以及在露出的金属电路表面涂覆NiAu、NiPdAu或OSP，或者在露出的金属电路表面喷锡，形成3层金属电路无芯板。
上述方案中，所述对形成的通孔进行金属化处理，是对形成的通孔进行化学镀铜和图形电镀。
上述方案中，该方法在步骤50形成的带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构上，重复执行步骤10至40，并执行步骤50的高温真空压合，能够制作形成2n+3层金属电路2n+2层树脂的奇数层无芯基板结构，再经过步骤60能够形成2n+3层的奇数层金属电路无芯板，n为自然数。
(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：
1、本发明实施例的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，采用多次低温压合和多次高温压合，将层压条件和层间叠层压合条件完全一致，形成对称的压合条件和压合结构，高温压合时高温固化条件一致，最大限度地减小了树脂内部应力的不匹配，减小了翘曲，简化了制备工艺，有效避免翘曲的发生，能够制作出低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板。
2、本发明实施例的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，三层叠层压合都是低温压合，半固化片没有固化，三层线路做完后，经过一次高温压合，将线路埋入树脂中，实现了电路的整体埋入，每层线路都嵌入到树脂中，结合度高。
3、本发明实施例的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，层间绝缘层厚度由半固化片中的玻纤厚度决定，假定使用25μm厚度的半固化片，单层玻纤厚度通常不超过20μm，铜厚度9μm，三层结构铜厚度27μm，两层玻纤共40μm，绿油厚度25μm，两层绿油厚度50μm，一个3层板厚度，不会超过150μm，所以利用本发明能够制作出低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板。
附图说明
图1是本发明提供的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法流程图。
图2至图16是依照本发明实施例的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的工艺流程图。
其中：1，铜箔；2，芯板玻纤布；3，半固化树脂；4，干膜；5，铜线路；6，固化树脂；7，通孔；8，金属化孔；9，绿油开窗；10，表面涂覆层。
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。
本发明是利用半固化片在一定的低温下具有较好的树脂流动性的特性，于低温下在半固化片表面制造线路，并在制造三层线路后进行一次高温真空压合，形成一个具有三层线路的电路板结构，这三层电路中使用了两层半固化片，半固化片的高温压合条件是完全一样的，其结构相对于中间电路层是对称的，所以，在压合后其内部树脂相对于中间的电路应力大小和方向是可以互相补偿的，因此避免了压合条件不一致导致内部应力不能抵消而形成的基板严重翘曲。同时，由于半固化片中含有一层玻纤布，玻纤布具有良好的绝缘性能，在线路压在玻纤表面，层间的线路压合厚度决定于玻纤和金属厚度，因此，这样制造的线路具有理论上的有机基板的极限厚度。
如图1所示，图1是本发明提供的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤10：在半固化片双面各贴附一层铜箔，制作低温压合双面覆铜半固化片；本步骤具体包括：
在半固化片双面各贴附一层铜箔，在半固化片粘度最低的温度下，例如100℃-120℃下，加一定压力采用真空压膜机对半固化片及其双面的铜箔进行压合，时间至少1分钟，优选地是在110℃下压合20分钟，形成低温压合双面覆铜半固化片；半固化片由半固化树脂构成，且在该半固化树脂中含有一层芯板玻纤布。
步骤20：对该低温压合双面覆铜半固化片双面进行光刻、显影和刻蚀，形成双面具有电路的半固化片；本步骤具体包括：
在该低温压合双面覆铜半固化片双面涂敷光刻胶层，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜；对压干膜后的光刻胶层进行曝光显影，形成光刻胶蚀刻掩膜；以该光刻胶蚀刻掩膜为掩膜对半固化片双面的铜箔进行蚀刻，制作双面覆铜半固化片双面电路，形成带有电路图形的半固化片；以及剥离该带有电路图形的半固化片双面的光刻胶，形成双面具有电路的半固化片。
步骤30：将该双面具有电路的半固化片、第二半固化片和第二铜箔由上至下叠加进行低温真空压合，将顶层半固化片下表面的电路压合至第二半固化片中，形成一个含有3层金属2层半固化片的复合基板结构；
在本步骤中，所述低温真空压合与步骤10中的低温真空压合相同，是在100℃-120℃下采用真空压膜机实现的，压合时间至少1分钟，优选地是在110℃下压合20分钟。
步骤40：对该复合基板结构底层的第二铜箔进行光刻、显影和刻蚀，形成具有3层电路的复合半固化片；本步骤具体包括：
在该复合基板结构双面涂敷光刻胶层，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜；对该复合基板结构底层的第二铜箔表面的干膜进行曝光显影，形成铜箔面电路掩膜；对该复合基板结构顶层半固化片电路表面的干膜进行无掩膜曝光，形成顶层半固化片电路表面的保护层；以形成的铜箔面电路掩膜为掩膜，对该复合基板结构底层的第二铜箔进行蚀刻，形成第3层电路；以及剥离该第3层电路表面的光刻胶以及该复合基板结构顶层半固化片上表面的保护层，形成具有3层电路的复合半固化片。
步骤50：对该具有3层电路的复合半固化片进行高温真空压合，使该具有3层电路的复合半固化片中的2层树脂完全固化，形成带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构；
在本步骤中，所述对该具有3层电路的复合半固化片进行高温真空压合，是将该具有3层电路的复合半固化片双面用高光洁度离型膜覆盖，置于高温压机中进行高温真空压合，温度为190℃-220℃。
步骤60：对该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构进行激光钻孔形成通孔，对该通孔进行金属化处理形成导电过孔，然后双面制作绿油并绿油开窗，对露出的金属电路表面进行涂敷或喷锡，形成3层金属电路无芯板；本步骤具体包括：
对该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构进行激光钻孔，形成通孔；对形成的通孔进行金属化处理，例如化学镀铜和图形电镀，形成导电过孔；在该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构的上下表面制作绿油，并绿油开窗，露出该无芯基板结构顶层和底层的金属电路；以及在露出的金属电路表面涂敷NiAu、NiPdAu或OSP，或者在露出的金属电路表面喷锡，形成3层金属电路无芯板。
进一步地，该方法在步骤50形成的带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构上，重复执行步骤10至40，并执行步骤50的高温真空压合，能够制作形成2n+3层金属电路2n+2层树脂的奇数层无芯基板结构，再经过步骤60能够形成2n+3层的奇数层金属电路无芯板，n为自然数。
基于图1所示的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法流程图，图2至图16示出了依照本发明实施例的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的工艺流程图，该方法具体包括：
步骤1：如图2所示，在半固化片双面各贴附一层铜箔1，优选地选用低粗糙度的铜箔，在半固化片粘度最低的温度下，例如100℃-120℃下，加一定压力下采用真空压膜机对半固化片及其双面的铜箔进行压合，时间至少1分钟，优选地是在110℃下压合20分钟，形成低温压合双面覆铜半固化片。其中，该半固化片由半固化树脂3构成，且在该半固化树脂3中含有一层芯板玻纤布2，厚度为25μm；铜箔选用低粗糙度的厚度为9μm的铜箔。
步骤2：如图3所示，在该低温压合双面覆铜半固化片双面涂敷光刻胶层4，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜。
步骤3：如图4所示，对压干膜后的光刻胶层进行曝光显影，形成光刻胶蚀刻掩膜4。
步骤4：如图5所示，以该光刻胶蚀刻掩膜为掩膜对半固化片双面的铜箔进行蚀刻，制作双面覆铜半固化片双面电路5，形成带有电路图形的半固化片。
步骤5：如图6所示，剥离该带有电路图形的半固化片双面的光刻胶，形成双面具有电路的半固化片：
步骤6：如图7所示，将该双面具有电路的半固化片、第二半固化片和第二铜箔由上至下叠加进行低温真空压合，压合条件和步骤1相同，100℃-120℃，时间20分钟，将顶层半固化片下表面的电路压合至第二半固化片中，形成一个含有3层金属2层半固化片的复合基板结构。其中，第二半固化片由半固化树脂构成，且在该半固化树脂中含有一层芯板玻纤布，厚度为25μm；第二铜箔选用低粗糙度的厚度为9μm的铜箔。
步骤7：如图8所示，在该复合基板结构双面涂敷光刻胶层，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜。
步骤8：如图9所示，对该复合基板结构底层的第二铜箔表面的干膜进行曝光显影，形成铜箔面电路掩膜；对该复合基板结构顶层半固化片电路表面的干膜进行无掩膜曝光，形成顶层半固化片电路表面的保护层。
步骤9：如图10所示，以形成的铜箔面电路掩膜为掩膜，对该复合基板结构底层的第二铜箔进行蚀刻，形成第3层电路。
步骤10：如图11所示，剥离该第3层电路表面的光刻胶以及该复合基板结构顶层半固化片上表面的保护层，形成具有3层电路的复合半固化片：
步骤11：如图12所示，将该具有3层电路的复合半固化片双面用高光洁度离型膜覆盖，置于高温压机中进行高温真空压合，温度为190℃-220℃，使该具有3层电路的复合半固化片中的2层树脂完全固化，形成带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构。本结构与常规电路板结构不同，电路是嵌入到树脂中的，是真正的埋入电路。
步骤12：如图13所示，对该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构进行激光钻孔，形成通孔。
步骤13：如图14所示，对形成的通孔进行金属化处理，即经过化学镀铜和图形电镀，形成导电过孔。
步骤14：如图15所示，在该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构的上下表面制作绿油，并绿油开窗，露出该无芯基板结构顶层和底层的金属电路。
步骤15：如图16所示，在露出的金属电路表面涂敷NiAu、NiPdAu或OSP，或者在露出的金属电路表面喷锡，形成3层金属电路无芯板。
另外，上述步骤1至15制作的是3层金属电路无芯板，按照本发明提供的方法，在第11步形成的3层Coreless基板上重复1-6步骤，再经过第11步高温压合可形成5层Coreless基板。同样地，也可以制作7、9、11、13......等奇数层金属电路无芯板。其具体方案与上述本发明提供的技术方案相同，这里就不再赘述。
通过上述技术方案可以看出，本发明提供的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，工艺简单，基板厚度薄，最终的封装体积小，整个基板垂直于表面方向结构对称，中间固化树脂经历的高温过程完全相同，残余应力小，有效避免了翘曲。
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 (11)
1.一种制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，包括：
步骤10：在半固化片双面各贴附一层铜箔，制作低温压合双面覆铜半固化片；
步骤20：对该低温压合双面覆铜半固化片双面进行光刻、显影和刻蚀，形成双面具有电路的半固化片；
步骤30：将该双面具有电路的半固化片、第二半固化片和第二铜箔由上至下叠加进行低温真空压合，将顶层半固化片下表面的电路压合至第二半固化片中，形成一个含有3层金属2层半固化片的复合基板结构；
步骤40：对该复合基板结构底层的第二铜箔进行光刻、显影和刻蚀，形成具有3层电路的复合半固化片；
步骤50：对该具有3层电路的复合半固化片进行高温真空压合，使该具有3层电路的复合半固化片中的2层树脂完全固化，形成带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构；
步骤60：对该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构进行激光钻孔形成通孔，对该通孔进行金属化处理形成导电过孔，然后双面制作绿油并绿油开窗，对露出的金属电路表面进行涂敷，形成3层金属电路无芯板。
2.根据权利要求1所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，步骤10中所述在半固化片双面各贴附一层铜箔，制作低温压合双面覆铜半固化片，包括：
在半固化片双面各贴附一层铜箔，在100℃-120℃下采用真空压膜机对半固化片及其双面的铜箔进行压合，时间至少1分钟，形成低温压合双面覆铜半固化片。
3.根据权利要求2所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，所述半固化片由半固化树脂构成，且在该半固化树脂中含有一层芯板玻纤布。
4.根据权利要求1所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，步骤20中所述对该低温压合双面覆铜半固化片双面进行光刻、显影和刻蚀，形成双面具有电路的半固化片，具体包括：
在该低温压合双面覆铜半固化片双面涂敷光刻胶层，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜；
对压干膜后的光刻胶层进行曝光显影，形成光刻胶蚀刻掩膜；
以该光刻胶蚀刻掩膜为掩膜对半固化片双面的铜箔进行蚀刻，制作双面覆铜半固化片双面电路，形成带有电路图形的半固化片；以及
剥离该带有电路图形的半固化片双面的光刻胶，形成双面具有电路的半固化片。
5.根据权利要求1所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，步骤30中所述低温真空压合，是在100℃-120℃下采用真空压膜机实现的，压合时间至少1分钟。
6.根据权利要求1所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，步骤40中所述对该复合基板结构底层的第二铜箔进行光刻、显影和刻蚀，形成具有3层电路的复合半固化片，具体包括：
在该复合基板结构双面涂敷光刻胶层，并对光刻胶层进行干膜前处理，然后压干膜；
对该复合基板结构底层的第二铜箔表面的干膜进行曝光显影，形成铜箔面电路掩膜；对该复合基板结构顶层半固化片电路表面的干膜进行无掩膜曝光，形成顶层半固化片电路表面的保护层；
以形成的铜箔面电路掩膜为掩膜，对该复合基板结构底层的第二铜箔进行蚀刻，形成第3层电路；以及
剥离该第3层电路表面的光刻胶以及该复合基板结构顶层半固化片上表面的保护层，形成具有3层电路的复合半固化片。
7.根据权利要求1所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，步骤50中所述对该具有3层电路的复合半固化片进行高温真空压合，具体包括：
将该具有3层电路的复合半固化片双面用高光洁度离型膜覆盖，置于高温压机中进行高温真空压合，温度为190℃-220℃。
8.根据权利要求1所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，所述步骤60包括：
对该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构进行激光钻孔，形成通孔；
对形成的通孔进行金属化处理，形成导电过孔；
在该带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构的上下表面制作绿油，并绿油开窗，露出该无芯基板结构顶层和底层的金属电路；以及
在露出的金属电路表面涂覆，形成3层金属电路无芯板。
9.根据权利要求8所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，所述在露出的金属电路表面涂覆，是在露出的金属电路表面涂覆NiAu、NiPdAu或OSP，或者在露出的金属电路表面喷锡。
10.根据权利要求8所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，所述对形成的通孔进行金属化处理，是对形成的通孔进行化学镀铜和图形电镀。
11.根据权利要求1所述的制作低应力低翘曲度超薄奇数层无芯板的方法，其特征在于，该方法在步骤50形成的带有3层金属电路2层树脂的无芯基板结构上，重复执行步骤10至40，并执行步骤50的高温真空压合，能够制作形成2n+3层金属电路2n+2层树脂的奇数层无芯基板结构，再经过步骤60能够形成2n+3层的奇数层金属电路无芯板，n为自然数。
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