CN104538320B

CN104538320B - 无芯板制造方法

Info

Publication number: CN104538320B
Application number: CN201410856829.1A
Authority: CN
Inventors: 张志强; 李志东; 谢添华
Original assignee: Shenzhen Fastprint Circuit Tech Co Ltd; Yixing Silicon Valley Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Fastprint Circuit Tech Co Ltd; Yixing Silicon Valley Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2018-07-20
Anticipated expiration: 2034-12-31
Also published as: CN104538320A; WO2016107060A1

Abstract

一种无芯板制造方法，包括：提供支撑载体；在支撑载体上积层压合内层铜箔，各内层铜箔层之间设有内半固化片，然后在外半固化片外侧设置外层铜箔并制成无芯板；其中，压合内层铜箔与内半固化片的压合最高温度为140～180℃；把无芯板从支撑载体分离。采用本申请的无芯板制造方法，在压合过程中，内半固化片与内层铜箔采用预压合，外层采用全压合，压合温度与压合时间均提高。与常规的压合相比，采用本方案中的压合参数压合后的内半固化片固化程度只占常规参数的70～95％，在最终外层的压合过程再采用全压合参数进行压合，降低各内层半固化片整体的残留应力，降低无芯板的翘曲。

Description

无芯板制造方法

技术领域

本发明涉及无芯板技术领域，特别是涉及一种无芯板制造方法。

背景技术

随着半导体封装产品朝高性能、薄型化及低成本方向发展，催生了无芯薄基板技术；由于无芯板太薄，会遇到较严重的翘曲问题，制作过程中容易造成板损、卡板报废的问题。

发明内容

基于此，有必要针对翘曲问题，提供一种无芯板制造方法。

一种无芯板制造方法，包括：提供支撑载体；在支撑载体上积层压合内层铜箔，各内层铜箔层之间设有内半固化片，然后在外半固化片外侧设置外层铜箔并制成无芯板；其中，压合内层铜箔与内半固化片的压合最高温度为140～180℃；把无芯板从支撑载体分离。

在其中一个实施例中，压合内层铜箔与内半固化片的压合时间为60min～100min。

在其中一个实施例中，压合内层铜箔与内半固化片的最高压力值在30～50kgf/cm²。

在其中一个实施例中，压合外半固化片与外层铜箔的最高温度为220～260℃。

在其中一个实施例中，压合外半固化片与外层铜箔的压合时间大于110min。

在其中一个实施例中，压合外半固化片与外层铜箔的最高压力值在30～50kgf/cm²。

在其中一个实施例中，所述把无芯板从支撑载体分离的步骤之后还包括：还包括对载体铜箔进行减铜。

采用本申请的无芯板制造方法，在压合过程中，内半固化片与内层铜箔采用预压合，外层采用全压合，压合温度与压合时间均提高。与常规的压合相比，采用本方案中的压合参数压合后的内半固化片固化程度只占常规参数的70～95％，在最终外层的压合过程再采用全压合参数进行压合，降低各内层半固化片整体的残留应力，降低无芯板的翘曲。

附图说明

图1为本发明提出的无芯板制造构件结构示意图；

图2为一种实施例中的支撑载体结构示意图；

图3为图1中无芯板结构图；

图4为图1中外层铜箔的图案示意图；

图5为图1中内层铜箔的图案示意图；

图6为图1中玻纤结构示意图；

图7为一种实施例中的双层玻纤结构示意图；

图8为本发明提出的制造方法流程图；

图9为一种实施例中的制造方法流程图；

图10为另一种实施例中的制造方法流程图；

图11为定位孔设计示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

本实施例的无芯板制造构件，包括支撑载体，以及设置在支撑载体两侧的无芯板。具体地：

支撑载体，为绝缘体，该绝缘体可以是BT树脂、环氧树脂、ABF、聚四氟乙烯、碳氢化合物陶瓷等材料。由于无芯板较薄，容易发生板损或翘曲，设置本方案的支撑载体，可以在制造无芯板的时候起到支撑作用。

在一本实施例中，支撑载体包括：绝缘片，分设在绝缘片两侧的载体铜箔，载体铜箔较厚，厚度为12～15μm，可更好的为无芯板的制造提供受力支持。另外，载体铜箔的两侧进行粗化处理，可增加压合后的结合力。

在其它的实施例中，在载体铜箔的外侧设置外层铜箔，整个支撑载体可通过预压合粘结在一起，载体铜箔与外层铜箔的相反面经过粗化处理，即表面粗糙化，可增加压合后的结合力，更加方便载体铜箔与外层铜箔的分离。

该外层铜箔的结构可应用在无芯板中，即提前把外层铜箔的结构设置在绝缘片上，作为无芯板的组成结构，后续可通过分离工艺分离该外层铜箔与载体铜箔。

在其它实施例中，支撑载体可以采用冰替换。在无芯板制造的过程中，首先要在低于0°的操作空间进行制作，然后在冰的两侧依次压合无芯板，压合完成后，提高操作空间的温度，冰自动融化后，两无芯板可自动分离。该冰采用的是纯水制成的冰，冰融化后不留痕，不会对无芯板造成影响。

无芯板，包括：内半固化片、外半固化片、内层铜箔和外层铜箔。具体地，内半固化片的两侧设置内层铜箔，根据设计需要可以设置多层，即设置多个内层铜箔，同时也要在多个内层铜箔之间设置多个内半固化片，可叠层压合在一起。最后在最外侧的内层铜箔上再设置外半固化片，然后在该外半固化片外设置外层铜箔。内层铜箔与外层铜箔的厚度可以一样，同为2～5μm。

进一步地，内层铜箔开设有间隙，该间隙均设在内层铜箔的边缘四周，间隙开设的方向可以垂直内层铜箔的边框，也可以成角度设置，这种间隙设计可以有效的减少层压填胶无空洞的问题。另外，还可以在内层铜箔的内部设置圆焊盘，该圆焊盘均匀的设置在内层铜箔的边框的内侧，呈环形设置。采用圆焊盘的设计，可更有效的减少层压填胶的空洞。在本实施例中，间隙为0.5～1.5mm，圆焊盘的间隙为0.2～0.5mm之间。

在其它实施例中，还可以在外层铜箔的内表面进行图案化处理，该图案化为小凸起，在层压填胶的过程中，有效地挤压填胶中的气泡。

外层铜箔，设置在最外侧，共有两个外层铜箔。具体地，外层铜箔开设有间隙，该间隙均设在内层铜箔的四周，间隙开设的方向可以垂直外层铜箔的边框，也可以成角度设置，这种间隙设计可以有效的减少层压填胶无空洞的问题。另外，在内层铜箔和外层铜箔所开设的间隙都设置在同一纵面，可更好的减少层压填胶无空洞的问题。

在其它实施例中，内层铜箔和外层铜箔的边框的厚度较之中部的厚度更厚一些，可有效的增加无芯板的强度。

在一实施例中，无芯板制造构件的内半固化片、外半固化片均含有玻纤。

由于支撑载体两侧的结构相同，为了更为清楚的描述本方案的结构，以其中一侧的结构进行描述。

具体地，内半固化片与外半固化片的主要成分为树脂，在树脂中含有玻纤层。内半固化片的玻纤层厚度为10～25μm，树脂的含胶量超过75％；外半固化片的玻纤厚度至少比内半固化片的玻纤厚度大8μm，且外半固化片的树脂含胶量小于65％。通过差异化的树脂含量和，可有效控制板内应力分布，降低翘曲度。

实施例一

实施例二

实施例三

其中翘曲高度是指无芯板板两端的高度差；翘曲率为高度差除以板长的值，以代表板的翘曲程度。

以上实施例均表示，控制外半固化片与内半固化片的玻纤厚度差大于8μm，能有效控制翘曲率在1％以下，翘曲高度差不高于5mm。且玻纤厚度差异越大，翘曲率越低。

通过对不同层半固化片的玻纤厚度和树脂含胶量以不对称调节匹配，可简单、低成本地实现无芯板翘曲的降低。

此外，外半固化片内也可以设有双层玻纤结构。双层玻纤结构包括第一玻纤层与第二玻纤层，其中第一玻纤层在外侧，第二玻纤层在内侧，第一玻纤层的厚度比第二玻纤层厚度大，且厚度差异大于8μm。

玻纤厚度差异大小可根据激光盲孔的数量和分布密度来调节，钻孔数量越多，分布密度越大，厚度差异应该越大。双层玻纤较单层玻纤，能更有效降低无芯板的翘曲度。

基于上述无芯板及无芯板制造构件，还提出一种无芯板制作方法，包括：

S100：提供支撑载体，该支撑载体包括：绝缘片，分设在绝缘片两侧的载体铜箔，其中载体铜箔包括组合在一起的载体铜箔与外层铜箔，外层铜箔厚度比载体铜箔厚度小。加设支撑载体可增加无芯板制作时的提供受力体，可更好的为无芯板的制造提供支持。

S200：在支撑载体上积层压合铜箔，各铜箔层之间设有内半固化片，然后在所述外半固化片外侧设置外层铜箔并制成无芯板。

S300：把无芯板从支撑载体分离。

采用本方法，可一次制作两个无芯板，较之传统生产效率提高一倍，且为较薄的无芯板制作一厚的支撑体，缓解无芯板翘曲问题。

在上述步骤S200中，该无芯板包括内半固化片、外半固化片、内层铜箔和外层铜箔。具体地，在支撑载体两面的铜层上先贴上一层外半固化片，再贴上内层铜箔，并且根据需要的层数来控制加设的内层铜箔层数，且相连两内层铜箔之间夹有至少一层内半固化片。

以制造五层无芯板为例，支撑载体两面为外层铜箔，在外层铜箔上加设一层外半固化片，进行一次压合；再依次添加三层内层铜箔，每两层内层铜箔之间均有一层内半固化片，且每加设一层内层铜箔，就进行一次压合。最后，在第三层内层铜箔上铺一层外半固化片，并在外半固化片上铺上一层外层铜箔，然后进行最后一次压合。压合后，通过分离工艺，在支撑载体剥离，得到上下结构相同的两块五层板。

内半固化片的两侧设置内层铜箔，根据设计需要可以设置多层，即设置多个内层铜箔，同时也要在多个内层铜箔之间设置多个内半固化片，可叠层压合在一起。最后在最外侧的内层铜箔上再设置外半固化片，然后在该外半固化片设置外层铜箔。

在一个实施例中，内层铜箔与外层铜箔的压合条件不相同。

具体地，压合内层铜箔与内半固化片的压合最高温度为140～180℃，压合时间为60min～100min，且最高压力值在30～50kgf/cm²；压合外半固化片与外层铜箔的最高温度为220～260℃，压合时间大于110min，最高压力值在30～50kgf/cm²。以下为依据本方案压合的具体实验数据：

实施例四

实施例5

实施例6

压合过程中，内半固化片与内层铜箔采用预压合，外层采用全压合，压合温度与压合时间均提高。与常规的压合相比，采用本方案中的压合参数压合后的内半固化片固化程度只占常规参数的70～95％，在最终外层的压合过程再采用全压合参数进行压合，降低各内层半固化片整体的残留应力，降低无芯板的翘曲。

在一个实施例中，内层铜箔开设有间隙，该间隙均设在内层铜箔的四周，间隙开设的方向可以垂直内层铜箔的边框，也可以成角度设置，这种间隙设计可以有效的减少层压填胶无空洞的问题。另外，还可以在内层铜箔的内部设置圆焊盘，该圆焊盘均匀的设置在内层铜箔的边框的内侧，呈环形设置。采用圆焊盘的设计，可更有效的减少层压填胶的空洞。在本实施例中，间隙为0.5～1.5mm，圆焊盘的间隙为0.2～0.5mm之间。

在其它实施例中，还可以在外层铜箔的内表面进行图案化处理，该图案化为小凸起，在层压填胶的过程中，有效的挤压填胶中的气泡。

外层铜箔，设置在最外侧，共有两个外层铜箔。具体地，外层铜箔开设有间隙，该间隙均设在内层铜箔的四周，间隙开设的方向可以垂直外层铜箔的边框，也可以成角度设置，这种间隙设计可以有效的减少层压填胶无空洞的问题。

另外，内层铜箔和外层铜箔的边框的厚度可以设置厚些，可有效的增加无芯板的强度。

在一实施例中，步骤S100所提供的支撑载体中，该支撑载体直接由载体铜箔与外层铜箔叠加制成，该外层铜箔的结构可应用在无芯板中，即提前把外层铜箔的结构设置在绝缘片上，作为无芯板的组成结构；载体铜箔也可应用在另一边的无芯板中，作为最外层的外层铜箔。

该实施例中，在步骤S300之后还包括步骤S400：对载体铜箔进行减铜。具体地，当对支撑载体进行分离后，支撑载体处在两个无芯板之一，需要对有支撑载体的无芯板进行减铜，一般为2～5mm，是的两个无芯板的厚度一致。

采用本方案，省去了支撑载体中的绝缘片，避免了额外的材料浪费，提高了经济效益。

另外，在分离两无芯板时，无法确认支撑载体是在哪一块无芯板，因此需要人工目测确认，大大降低了工作效率。为此，还有必要在步骤S400之前增加步骤S300A：提供激光测距仪，分别测量两无芯板的厚度，较厚的为具有支撑载体的无芯板，然后把该无芯板进入步骤S400。

具体地，该激光测距仪包括激光发射端和激光接收端组成，激光发射端和激光接收端分别设置在无芯板的两端，并从预设的高度从激光发射端发射激光，激光接收端接收激光。当激光接收端未收到激光信号时，此时为无芯板的厚度。相似的，另外一无芯板才采用相同的方法对其厚度检测。最后通过比较，即可确认哪一无芯板是较厚的无芯板，是有支撑载体的无芯板。

在一个实施例中，步骤S200具体包括：

S200A：在支撑载体两面的外层铜箔上进行图形转移，其中一面的图形为另一面调转180度后的图形。

S200C：支撑载体两外侧添加内半固化片与内层铜箔，并在两侧的内层铜箔上进行图形转移，支撑载体一侧的图形为另一侧调转180度后的图形，并进行压合。

S200D：重复步骤S200B，直到达到设定的层数。

无芯板用以承载半导体元气件，因此无芯板上需有相应的电路走线。无芯板的电路层为每一层的内层铜箔与外层铜箔，各层铜箔之间通过钻孔工艺来实现导通。而由于上下的无芯板结构为倒装关系，从支撑载体上剥离下来的两块无芯板结构上的电路布局为镜像关系，无论如何翻转两块无芯板的电路布局均不相同，需分两套流程来制作，生产效率较慢。而通过预先将制作电路参照的图像翻转，后续仅需翻转其中一块无芯板，两块无芯板得到的图形即相同，可同时进行后续处理工艺。

进一步地，步骤S200A后还包括：

S200B，在板上开设定位孔。相应地，步骤S200C具体为：支撑载体两外侧添加内半固化片与内层铜箔，并在两侧的内层铜箔上进行图形转移，支撑载体一侧的图形为另一侧旋转180度后的图形，图形以定位孔为对位基准进行转移，并进行压合。

开设定位孔可有助于图形转移时的图形对准，且可在分离无芯板后起到标识作用，便于通过定位孔的分布辨别板的图形方向。在开始定位孔之前需要对内层铜箔进行铣边，铣边的尺寸小于2～6mm，同时，外层铜箔尺寸比内层铜箔的尺寸大5～15mm。

定位孔为不对称分布。此外，定位孔还可以是例如特定的定位标记等定位基准，主要起参照作用，而不局限于定位孔的形式。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种无芯板制造方法，包括：

提供支撑载体；

在支撑载体上积层压合内层铜箔，各内层铜箔层之间设有内半固化片，然后在外半固化片外侧设置外层铜箔并制成无芯板；其中，压合内层铜箔与内半固化片的压合最高温度为140～180℃；所述内半固化片、外半固化片两者均包括树脂和玻纤层，所述内半固化片中玻纤层的厚度为10～25μm、且树脂的含量超过75％；所述外半固化片中玻纤层的厚度至少比所述内半固化片中玻纤的厚度大8μm、且所述外半固化片中树脂的含量小于65％；

把无芯板从支撑载体分离。

2.根据权利要求1所述的无芯板制造方法，其特征在于，压合内层铜箔与内半固化片的压合时间为60min～100min。

3.根据权利要求2所述的无芯板制造方法，其特征在于，压合内层铜箔与内半固化片的最高压力值在30～50kgf/cm²。

4.根据权利要求3所述的无芯板制造方法，其特征在于，压合外半固化片与外层铜箔的最高温度为220～260℃。

5.根据权利要求4所述的无芯板制造方法，其特征在于，压合外半固化片与外层铜箔的压合时间大于110min。

6.根据权利要求5所述的无芯板制造方法，其特征在于，压合外半固化片与外层铜箔的最高压力值在30～50kgf/cm²。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的无芯板制造方法，其特征在于，所述把无芯板从支撑载体分离的步骤之后还包括：还包括对载体铜箔进行减铜。