CN106211638A - 一种超薄多层印制电路板的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种超薄多层印制电路板的加工方法，首先将超薄载体铜箔和载体半固化片同时进行叠合和压合，形成一个有载体结构的可拆分的多层板结构电路板，并利用载体半固化片树脂的流胶将超薄铜箔附着固定在载体结构上，形成统一整体结构，通过利用超薄载体铜箔上的定位孔，确定对位系统，进行后续流程加工，当加工板达到厚度≥0.06mm，即可通过铣边和拆板作业，将加工板从超薄铜箔和载体铜箔处拆分开，从而得到两张完全相同的加工电路板；再采用常规工艺流程对两张加工板分别加工，直到完成所需的线路或封装基板的制作。本发明能大幅度降低成本，提高生产效率和产品良率。

Description

一种超薄多层印制电路板的加工方法

技术领域

本发明涉及印制电路板或半导体集成电路制造技术，具体涉及一种超薄多层印制电路板的加工方法，更具体涉及任意层互连的超薄多层印制电路板或半导体集成电路封装基板制作过程中的超薄多层印制电路板的加工方法。

背景技术

随着电子产品进入功能化、智能化时代，高集成度、小型化、微型化的发展趋势愈发迫切，印制电路板或半导体集成电路封装基板在满足电子产品良好的电、热性能的前提下，也朝着轻、薄、短、小的设计趋势发展，这就意味着印制电路板：一方面要提高线路板每层的布线密度，另一方面要尽可能地降低绝缘介质材料的厚度。

任意层互连技术通过在任意层间实现电信号的连接与传输，来最大限度利用有限的电路布设面积，使线路密度最大化，同时，加上超薄的介质材料的应用，有效降低了电路板或封装基板的整体厚度，尤其是多层电路板的厚度。

随着层间互连技术的不断发展，其制作方法也不断推陈出新，实现多层印制电路板或集成电路封装基板任意层互连的工艺线路有多家公司、以日本Panasonic公司任意层间微孔互连技术(ALIVH,Any Layer Interstitial Via Hole)为代表。这些工艺都能实现印制电路或集成电路封装基板的任意层间互连，但是上述技术需要使用特殊的物料或特殊的设备来配套，因此在使用上都有较高准入门槛。

目前业界最广泛应用的任意层互连的超薄多层印制电路板的工艺流程如下，以六层板为例，参见图1～6。

第一步，利用激光微孔加工技术在内层芯板上加工出激光导通孔，使用微孔电镀工艺技术，对导通孔进行金属化处理，如图1所示；

第二步，采用图形转移技术(减成法或者加成法)在芯板表面形成需要的导体线路图形，如图2所示；

第三步，利用积层层压的方法形成绝缘介质层，如图3所示；然后再进行外层金属化微孔制作和线路图形的制作，如图4所示；

第四步，然后重复第一步到第三步，最后得到需要的任意层间互连的多层印制电路板或集成电路封装基板，如图5-6所示。

此方法的关键问题是：内层芯板的加工。当产品趋于轻薄化时，为了降低电路板或封装基板完成后的整体厚度，业界通常会用介质层较薄的芯板来加工产品。但当芯板介质层厚度低于50μm以下时，就必须使用特殊且昂贵的超薄芯板加工设备来进行加工，生产成本便大幅度上升了。业界也有在常规设备上使用辅助工具进行超薄芯板的加工，例如在垂直生产线上采用框架，在水平生产线上使用导引板进行辅助加工，以此来避免弯曲、折损、卡板等问题，但这些方法都存在操作复杂，效率和成品率较低等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超薄多层印制电路板的加工方法，克服现有超薄多层电路板加工过程中需要特殊设备和辅助工具的缺陷，大大降低超薄电路板加工的难度和风险，提高产能，尤其适用于任意层互连的超薄多层印制电路板或半导体集成电路封装基板的加工制作。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种超薄多层印制电路板的加工方法，其包括如下步骤：

1)选用包含有厚度为0.0005～0.005mm的超薄铜箔和厚度为0.005～0.070mm的载体铜箔的超薄载体铜箔，所述超薄载体铜箔中超薄铜箔和载体铜箔以可拆分方式连接；

2)在所述超薄载体铜箔上钻对位孔，得到含对位孔的超薄载体铜箔；

3)将步骤1)中的超薄载体铜箔、厚度为0.01～0.2mm的第一半固化片、第一铜箔依次叠合在厚度为0.1～0.5mm的载体半固化片的一表面上，将步骤2)得到的含对位孔的超薄载体铜箔、厚度为0.01～0.2mm的第一半固化片、第一铜箔依次叠合在所述载体半固化片的另一表面上进行预叠排版，其中，步骤1)中的超薄载体铜箔、步骤2)得到的含对位孔的超薄载体铜箔中的载体铜箔面朝向载体半固化片，所述载体半固化片的长度和宽度均大于步骤1)中的超薄载体铜箔和步骤2)得到的含对位孔的载体超薄铜箔的长度和宽度；

4)预叠排版后进行第一次层压压合，层压过程中，所述载体半固化片的树脂流动并进行填充，并利用流胶对超薄载体铜箔进行封边，得到流胶封闭区域；层压后得到具有可拆分的超薄载体铜箔结构的加工板；

5)利用超薄载体铜箔上的对位孔确定对位系统，在步骤4)得到的加工板两面的第一铜箔表面上同时进行图形转移作业，形成第一层线路图形；

6)采用积层层压方法，在加工板两面的第一层线路图形上同时依次层压第二半固化片、第二铜箔，在第二铜箔表面上进行激光导通孔加工，使第二铜箔与第一铜箔导通；然后进行图形转移，曝光，显影，蚀刻，在第二铜箔表面形成第二层线路图形，在载体半固化片两侧得到两块结构相同的加工板；

7)如果步骤6)得到的加工板厚度减去载体铜箔厚度＜0.06mm，则重复步骤6)，直到加工板厚度减去载体铜箔厚度≥0.06mm，则进行后续的铣边、拆板；

8)步骤6)或步骤7)得到的加工板通过铣边把流胶封闭区域全部铣除，再沿超薄载体铜箔中超薄铜箔与载体铜箔的贴合处拆分开，去除载体铜箔和载体半固化片，得到两块由半固化片压层制作的相同结构的加工板；

9)对步骤8)得到的加工板进行常规的层压，钻孔，电镀，图形转移工艺，完成后续所需的超薄多层印制电路板或集成电路封装基板的制作。

进一步，步骤1)中，超薄铜箔附着在载体铜箔上得到超薄载体铜箔，并在步骤8)中，通过使用药水腐蚀或者机械方法将超薄铜箔与载体铜箔拆分开。

步骤2)中对位孔加工方法为机械加工、镭射激光加工或离子注入蚀刻加工。

本发明当步骤6)得到的加工板厚度减去载体铜箔厚度≥0.06mm，重复步骤6)，以获得4层以上加工板，然后再进行后续的铣边、拆板。

又，所述载体半固化片、第一、第二半固化片材料为有玻璃纤维材料、无玻璃纤维材料或添加陶瓷材料的树脂材料。

所述载体半固化片的厚度为0.1～0.5mm，可以根据需要选择多层半固化片叠合使用。第一、第二半固化片的厚度为0.01～0.04mm。

所述超薄铜箔的厚度为0.002～0.003mm，所述载体铜箔的厚度为0.012～0.018mm。

再，步骤8)中，所述铣边的方法为机械铣、激光铣、或模具冲等方法。

本发明提出一种印制电路板或集成电路封装基板制作中超薄多层板的加工方法，可以采用多层载体半固化片的压合来实现内层芯板的压合过程，通过控制载体半固化片的尺寸大于内层超薄载体铜箔的尺寸，以利用载体半固化片的流胶进行封边，保证层压的超薄铜箔紧密附着和固定在载体铜箔上，然后进行相关的图形流程、微孔加工流程、层压加层流程的制作，最后再通过层压铣边，把载体(由载体半固化片压合固化而成)拆除，从而得到超薄多层印制电路板。

本发明经过两次或两次以上层压、导电孔制作、图形转移，当载板两边的待加工线路板或基板达到一定厚度和刚度后，再将两块待加工线路板或基板从载体铜箔处分离，然后采用常规流程工艺进行后续加工，得到所需的超薄多层印制电路板。

本发明主要是通过排版多种半固化片结构，进行多层板压合，实现多层超薄电路板的制作过程，可以根据设计需要，综合考虑层压的次数，从而满足多层次印制电路的需要，并且不需辅助特殊设备和加工工具，大大降低了薄板加工的难度和风险，并且提高了产能。

本发明的有益效果：

1)采用超薄载体铜箔技术，并利用超薄铜箔和载体铜箔的可拆分特性。首先将含有载体铜箔结构的超薄载体铜箔和载体半固化片层压，形成电路板结构，并通过对超薄载体铜箔和载体半固化片尺寸的控制，实现了半固化片层压流胶的封边效果，将超薄铜箔附着固定在载体结构上形成一整体结构，流胶对超薄载体铜箔在后续流程中起到密封保护作用，保证超薄铜箔和载体铜箔不会剥离，完成相关流程作业后，通过铣边将流胶封边区域完全铣除，再将超薄铜箔和载体铜箔拆分开，实现超薄电路板的制作。

2)目前行业中用来制作多层板的半固化片最薄只有30～40μm，而利用本发明所述多层板制作方法，可以把第一半固化片的厚度降低到0.01～0.03mm，这就显著降低了多层板的厚度，例如，利用本发明制作的超薄六层板厚度可达到0.200mm(通常行业厚度在0.270mm以上)，超薄四层板厚度可达到0.150mm(通常行业厚度在0.200mm以上)，可见，本发明在超薄多层板加工方面有很大的优势。

3)对超薄载体铜箔预先钻对位孔处理，为层压后导通孔的加工作业，图形转移，阻焊层印刷，以及铣外形作业确立了准确有效的对位系统，保证后续整个流程以及超薄铜箔和载体铜箔拆分作业过程的顺利进行。

4)本发明采用无芯板技术，特别适用于含任意层互连的印制电路板或半导体集成电路封装基板的加工制作，也适用于含超薄芯板的普通印制电路板或半导体集成电路封装基板的生产，并可以进一步提高布线密度和减小线路板与基板的尺寸和完成厚度，从而使产品更微型化。

5)本发明工艺流程简单，不需辅助特殊设备和加工工具，并且能有效提高产能和良率，从而大幅度降低生产成本和品质风险，可行性高。

附图说明

图1为现有技术在封装基板上加工内层激光导通孔并金属化处理后的结构示意图，其中，101：L3层铜箔，102：L4层铜箔，103：激光导通孔。

图2为现有技术在芯板表面形成线路图形后的结构示意图，其中，104、105：第一线路图形。

图3为现有技术中第一次层压后得到L2/5层结构示意图，其中，104、105：第一线路图形，106：第一半固化片，107、108：第一铜箔。

图4是对图3进行导通孔加工和图形转移制作后的结构示意图，其中，109：激光导通孔，110、111：第二线路图形。

图5为现有技术中第二次层压后得到六层结构示意图，其中，104、105：第一线路图形，110、111：第二线路图形，112：第二半固化片，113，114：第二铜箔。

图6是对图5进行线路图形制作后的结构示意图，其中，104、105：第一线路图形，110、111：第二线路图形，115：激光导通孔，116、117：第三线路图形。

图7为本发明实施例第三步得到的加工板的结构示意图。

图8为本发明实施例第四步制作第一层线路图形后加工板的结构示意图。

图9为本发明实施例第五步第二次层压后得到的三层结构板的结构示意图。

图10为本发明实施例第六步制作完成第二层线路图形后的结构示意图。

图11为本发明实施例第七步第三次层压后得到的四层结构板的结构示意图。

图12为本发明实施例第八步拆板结构示意图。

图13为本发明实施例第八步拆板后得到的四层结构板的结构示意图。

图14为本发明实施例第九步制作线路图形后的结构示意图。

图15为本发明实施例第十步第四次层压后得到的六层结构板的结构示意图。

图16为本发明实施例第十一步制作线路图形后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。

本发明所述的任意层间互连超薄印制电路板或半导体集成电路封装基板的主要制作过程如下，以超薄六层电路板加工流程为例：

第一步，首先准备特定尺寸的超薄载体铜箔，其结构是一张2～5微米的超薄铜箔202、202’贴附在12或者18微米的载体铜箔201、201’上，且超薄铜箔202和载体铜箔201、超薄铜箔202’和载体铜箔201’可以进行拆分，特定尺寸可以根据生产实际情况确定，通常是生产线流程作业的最小板材尺寸。对超薄载体铜箔进行预加工对位孔作业，钻出对位孔204，供后续定位使用。

准备载体半固化片200(常称载体PP)，载体半固化片200的长度和宽度尺寸均要求大于超薄载体铜箔的尺寸，通常每边大5mm以上，载体半固化片200的总厚度要求达到0.1～0.5mm，可以选用多张进行叠合使用；最后准备加工板结构需要的第一半固化片205、205’(厚度小于0.030mm)和第一铜箔206、206’，第一半固化片205、205’和第一铜箔206、206’的尺寸参考载体半固化片200的尺寸。

第二步，对准备好的超薄载体铜箔、载体半固化片200、第一半固化片205、205’和第一铜箔206、206’进行预叠排版，要求中心居中叠板，预叠排版顺序是：预叠排版次序为：第一铜箔206，第一半固化片205，含对位孔的超薄载体铜箔，载体半固化片200，超薄载体铜箔，第一半固化片205’，第一铜箔206’，且超薄载体铜箔的载体铜箔201、201’面朝向载体半固化片200。

第三步，预叠后进行第一次层压压合，层压过程中，所述载体半固化片200流胶，利用该流胶对载体超薄铜进行封边，并得到流胶封闭区域207，层压后得到具有可拆分的超薄载体铜箔结构的多层结构的加工板，参见图7。

第四步，对以上得到对称结构的加工板，通过层压前预钻的对位孔204确定对位系统，在第三步得到的加工板两面的第一铜箔206、206’表面上同时进行图形转移作业，分别得到第一层线路图形208、208’，参见图8。

第五步，采用积层层压方法，使用第二半固化片209、209’和第二铜箔210、210’在加工板两面的第一层线路图形208、208’上同时加层，得到三层结构板，参见图9；

第六步，在第二铜箔210、210’表面上进行激光导通孔加工，使第二铜箔210与第一层线路图形208导通，第二铜箔210’与第一层线路图形208’导通；然后进行图形转移，曝光，显影，蚀刻，在第二铜箔210、210’表面形成第二层线路图形211、211’，参见图10，在载体半固化片200两侧得到两块结构相同的加工板。此时，超薄铜箔202等同于超薄铜箔202’，第一层线路图形208等同于第一层线路图形208’，第二层线路图形211等同于第二层线路图形211’。

第七步，第六步得到的加工板厚度减去载体铜箔201厚度＜0.06mm，进行第三次层压，通过积层层压技术，使用第三半固化片212、212’、第三铜箔213、213’依次在第二层线路图形211、211’上进行加层，得到在载体半固化片200两侧得到两块四层结构的加工板，参见图11。

第八步，第七步得到的加工板厚度减去载体铜箔201厚度≥0.06mm，则进行铣边和拆板作业，参见图12，把流胶封边区域207全部铣除，铣边后，将加工板从超薄铜箔202和载体铜箔201、超薄铜箔202’和载体铜箔201’的贴合处拆分开，形成两张完全由PP层压制作的四层加工板，参见图13，以其中一张加工板为例进行后续处理。

第九步，上述四层加工板上的第三铜箔213表面和超薄铜箔202表面同时进行激光导通孔的加工，使第三铜箔213与第二层线路图形211导通，超薄铜箔202与第一层线路图形208导通；再进行图形转移，曝光，显影，蚀刻，在第三铜箔213表面形成第三层线路图形214，在超薄铜箔202表面形成第四层线路图形215，如图14所示。

第十步，第四次积层层压，使用第四半固化片216、216’，第四铜箔217、217’依次在第三层线路图形214、第四层线路图形215上进行加层，得到六层结构，参见图15。

第十一步，第四铜箔表面217、217’进行激光导通孔加工，图形转移，曝光，显影，蚀刻，形成第五层线路图形218、219，参见图16。

第十二步，后续的阻焊涂覆，表面处理，以及外型处理，检查等按照正常流程作业，并且完成相关的线路或封装基板的流程制作。

Claims (9)

1.一种超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)选用包含有厚度为0.0005～0.005mm的超薄铜箔和厚度为0.005～0.070mm的载体铜箔的超薄载体铜箔，所述超薄载体铜箔中超薄铜箔和载体铜箔以可拆分方式连接；

2)在所述超薄载体铜箔上钻对位孔，得到含对位孔的超薄载体铜箔；

3)将步骤1)中的超薄载体铜箔、厚度为0.01～0.2mm的第一半固化片、第一铜箔依次叠合在载体半固化片的一表面上，将步骤2)得到的含对位孔的超薄载体铜箔、厚度为0.01～0.2mm的第一半固化片、第一铜箔依次叠合在所述载体半固化片的另一表面上，进行预叠排版，其中，步骤1)中的超薄载体铜箔、步骤2)得到的含对位孔的超薄载体铜箔中的载体铜箔面朝向载体半固化片，所述载体半固化片的长度和宽度均大于步骤1)中的超薄载体铜箔和步骤2)得到的含对位孔的载体超薄铜箔的长度和宽度；

4)预叠排版后进行第一次层压压合，层压过程中，所述载体半固化片的树脂流动并进行填充，并利用流胶对超薄载体铜箔进行封边，得到流胶封闭区域；层压后得到具有可拆分的超薄载体铜箔结构的加工板；

5)利用超薄载体铜箔上的对位孔确定对位系统，在步骤4)得到的加工板两面的第一铜箔表面上同时进行图形转移作业，形成第一层线路图形；

6)采用积层层压方法，在加工板两面的第一层线路图形上同时依次层压第二半固化片、第二铜箔，在第二铜箔表面上进行激光导通孔加工，使第二铜箔与第一铜箔导通；然后进行图形转移，曝光，显影，蚀刻，在第二铜箔表面形成第二层线路图形，在载体半固化片两侧得到两块结构相同的加工板；

7)如果步骤6)得到的加工板厚度减去载体铜箔厚度＜0.06mm，则重复步骤6)，直到加工板厚度减去载体铜箔厚度≥0.06mm，则进行后续的铣边、拆板；

8)步骤6)或步骤7)得到的加工板通过铣边把流胶封闭区域全部铣除，再沿超薄载体铜箔中超薄铜箔与载体铜箔的贴合处拆分开，去除载体铜箔和载体半固化片，得到两块由半固化片压层制作的相同结构的加工板；

9)对步骤8)得到的加工板进行常规的层压，钻孔，电镀，图形转移工艺，完成后续所需的超薄多层印制电路板或集成电路封装基板的制作。

2.如权利要求1所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，步骤1)中，超薄铜箔附着在载体铜箔上得到超薄载体铜箔，并在步骤8)中通过使用药水腐蚀或者机械方法将超薄铜箔与载体铜箔拆分开。

3.如权利要求1所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，步骤2)中对位孔加工方法为机械加工、镭射激光加工或离子注入蚀刻加工。

4.如权利要求1所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，当步骤6)得到的加工板厚度减去载体铜箔厚度≥0.06mm，重复步骤6)，以获得4层以上加工板，然后再进行后续的铣边、拆板。

5.如权利要求1所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，所述载体半固化片、第一、第二半固化片材料为有玻璃纤维材料、无玻璃纤维材料或添加陶瓷材料的树脂材料。

6.如权利要求1或5所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，所述载体半固化片的厚度为0.1～0.5mm。

7.如权利要求1或5所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，第一、第二半固化片的厚度均为0.01～0.04mm。

8.如权利要求1所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，所述超薄铜箔的厚度为0.002～0.003mm，所述载体铜箔的厚度为0.012～0.018mm。

9.如权利要求1所述的超薄多层印制电路板的加工方法，其特征在于，步骤8)中，所述铣边的方法为机械铣、激光铣或模具冲。