CN107041078A - 高密度柔性基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种高密度柔性基板制造方法，包括：去除双面覆铜的第一软板层的第一层铜箔，以暴露所述第一软板层的第一表面；在所述第一软板层的第一表面上形成导电线路；将第二软板层附连到所述导电线路上；去除所述第一软板层的第二层铜箔；以及在所述第一软板层和所述第二软板层上形成至少一个焊盘窗口以便露出焊盘。

Description

高密度柔性基板的制造方法

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及高密度柔性基板的制造方法。

背景技术

柔性基板是用柔性的绝缘基材制成的电路基板，具有许多硬性基板不具备的优点。例如，它可以自由弯曲、卷绕、折叠，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化。因此，柔性基板与普通电路基板相比，在可穿戴电子设备、医疗电子设备等需要满足弯曲、卷绕、折叠等功能的电子产品中存在巨大的性能和市场优势。

在现有技术中，柔性基板表面线路加工一般采用减成法或改进的半加成法MSAP(Modified Semi-Additive Process)，减成法最小线宽线路对于铜厚度20μm的常规厚度，最小线宽线距只能做到50μm/50μm，减小铜厚度到5μm，减成法可做到更小的线宽。柔性板细线路只能通过减小铜层的厚度的方法实现小线宽线距的线路。无法达到半加成技术在ABF材料上能达到的15μm/15μm以下的线宽线距。

对于高密度布线，线宽线距受到很大限制。对于厚度20μm的铜线路，线宽线距最小做到25μm/25μm；如果需要做到更细的线路，需要将铜厚度进一步减小，如果要做到10μm的线宽，需要将铜厚度降低到7μm以下。如果线路的宽度减小，线路的阻抗会变大，线路损耗将会明显增大，这会严重影响线路的信号传输。

在现有技术中，在保证线路厚度一定情况下，线宽无法进一步减小。

因此，需要一种高线路密度柔性板的制造方法，至少部分解决现有技术中存在的技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的保证线路厚度一定情况下，线宽无法做小等技术问题，本发明的实施例提供一种高密度柔性基板制造方法，包括：去除双面覆铜的第一软板层的第一层铜箔，以暴露所述第一软板层的第一表面；在所述第一软板层的第一表面上形成导电线路；将第二软板层附连到所述导电线路上；去除所述第一软板层的第二层铜箔；以及在所述第一软板层和所述第二软板层上形成至少一个焊盘窗口以便露出焊盘。

在本发明的实施例中，在所述第一软板层的第一表面上形成导电线路包括：在所述第一软板层的第一表面上形成电镀种子层；通过光刻工艺在所述电镀种子层上形成电镀掩膜和电镀窗口；进行图形电镀；去除所述电镀掩膜；以及去除所述电镀掩膜下的电镀种子层。

在本发明的实施例中，在所述第一软板层的第一表面上形成电镀种子层包括除胶、中和、酸浸、清洁、微蚀、预浸、活化、还原、化学镀铜、水洗。

在本发明的实施例中，在所述第一软板层的第一表面上形成电镀种子层不包括蓬松步骤。

在本发明的实施例中，所述除胶过程去除所述第一表面铜箔抗氧化制造的抗氧化涂层，并且不改变所述第一表面树脂粗糙度。

在本发明的实施例中，通过粘结片将所述第二软板层压合到所述导电线路上，在压合过程中粘结片的绝缘材料填充所述导电线路之间的间隙。

在本发明的实施例中，通过去除双面覆铜软板的单第一层铜箔来获取所述第二软板层。

在本发明的实施例中，在去除所述第一软板层的第二层铜箔的同时去除所述第二软板层的第二层铜箔。

在本发明的实施例中，该方法还包括在去除双面覆铜的第一软板层的第一层铜箔之前，通过临时键合胶片将所述双面覆铜的第一软板层压合在承载板上，并且在将第二软板层附连到所述导电线路上之后，将所述第一软板层从所述承载板剥离。

在本发明的实施例中，该方法还包括：在所述焊盘上形成表面涂层；将芯片安装在所述柔性基板一侧的焊盘上；对所述芯片进行塑封；以及在所述柔性基板另一侧的焊盘上形成焊球。

相对于现有技术本发明的优势是：

常规技术实现高密度布线所要求的小线宽间距，需要将线路的厚度降低很多，线路阻抗将显著增大，线路电流传输能力受到很大限制，本发明首创在双面覆铜的柔性板材料表面采用SAP工艺，能够实现在保证线路厚度情况下实现更小的线宽线距，例如，对于线宽线距小于15μm/15μm的线路，铜厚度保持在18μm-20μm，从而保证软板高密度布线能有足够的信号传输能力，同时保留了柔性板的性能。在柔性板上制造与高密度基板ABF上相同的细线路，保证信号传输性能，

本发明的实施例在不增加新设备条件下，仅利用的镀铜设备就可满足加工要求。而且，与比常规的技术相比，本发明的实施例减少了工艺步骤的部分工序，节省时间并提高效率。

附图说明

为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出根据本发明的一个实施例的高线路密度柔性基板100的剖面示意图。

图2示出根据本发明的实施例形成高线路密度柔性基板的流程图200。

图3A至图3Q示出根据本发明的实施例形成高线路密度柔性基板的过程的剖面示意图。

具体实施方式

在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。

本发明的一个实施例提供高线路密度柔性基板。图1示出该高线路密度柔性基板100的横截面图。线路加工可采用SAP方法，即半加成工艺，实现在软板基材表面形成细线路，线宽线距达到15μm/15μm以下，且线路铜厚度保持在18μm至20μm的范围内。在线路铜厚度一致情况下，本发明公开的方案比常规的软板表面的MSAP和减成法能够实现更细的线宽线距。常规减成法需要将线路的铜厚度将低到10μm以下才能实现15μm以下的线宽线距，MSAP也是如此。如图1所示，高线路密度柔性基板100包括：第一软板层101；第二软板层102；夹在第一软板层101和第二软板层102之间的粘接层103和软板线路104，粘接层103将第一软板层101和第二软板层102粘接在一起并填充软板线路104之间的空隙；位于第一软板层101和第二软板层102上的焊盘窗口105及焊盘的表面涂层106。

该高线路密度柔性基板100可采用双面覆铜的软板基材表面去除铜箔后直接进行化学镀铜制造图形电镀种子层，通过光刻形成电镀掩膜，再通过图形电镀形成线路图形，去除电镀掩膜后，经过闪蚀去除图形电镀掩模下面的种子层形成线路，再将粘接片和一面去除表面铜箔的软板基材通过粘接片压合在线路图形表面形成单层线路两面带有软板基材保护的铜层，经过盲孔加工，软板基材正反面激光开出焊盘窗口，进行表面涂覆，形成单层高密度布线电镀柔性基板。

图2示出根据本发明的实施例形成高线路密度柔性基板的流程图200。图3A至图3Q示出根据本发明的实施例形成高线路密度柔性基板的过程的剖面示意图。下面结合图2及图3A-3Q介绍高线路密度柔性基板的制造过程。

首先，在承载板301两面压合临时键合胶片302。在图3A所示的实施例中，承载板301用于提供机械支撑，可根据实际需要选择适当类型的承载板，例如金属承载板、绝缘材料承载板等，临时键合胶片302可选择加工完毕后易于剥离且无残留的材料。

在步骤201，将双面覆铜的第一软板层303附连到承载板301，双面覆铜的第一软板层303的内层铜箔304与临时键合胶片302接触，而双面覆铜的第一软板层303的外层铜箔305暴露在外。在图3B所示的实施例中，可将双面覆铜的第一软板层303分别压合到承载板301两面的临时键合胶片302上，从而可同时加工两个高线路密度柔性基板。

在步骤202，去除双面覆铜的第一软板层303的外层铜箔305，如图3C所示。在本发明的具体实施例中，可将外层铜箔305腐蚀掉。第一软板层303表面的覆铜层具有一定粗糙度，因此用于铜箔和基材线路加工的结合力控制，粗糙度不够的光滑表面线路结合力很差。将铜箔去除后，软板层303的表面树脂保持原有的粗糙度，后续化学镀铜线路加工才会有足够的粗糙度，从而能够保证后续加工的结合力。

在步骤203，在第一软板层303上形成高密度线路。在本发明的具体实施例中，可通过图形电镀工艺来形成线路图形，线宽线距可达到15μm/15μm以下，且线路铜厚度可保持在18μm至20μm的范围内。如图3D所示，在已去除表面铜箔的第一软板层303的表面沉积形成电镀种子层306。在通常工艺中，一般通过化学镀铜形成铜电镀种子层。然而本领域的技术人员应该意识到，但本发明的保护范围不限于此，例如，也可以通过溅射等其他已知工艺形成铜电镀种子层或其他材料的电镀种子层。此外，常规的化学镀铜工艺包括：蓬松，除胶、中和、酸浸、清洁、微蚀、预浸、活化、还原、化学镀铜、水洗等步骤，由于柔性基板表面化学镀铜工艺，结合力非常差，本发明改变化学镀铜的方法，在整个化学镀铜的流程中去除蓬松步骤，减少除胶时间，将除胶时间设定为1-10分钟内，仅将软板基材表面的树脂薄层去除，保证基材表面树脂粗糙度基本不变。同时去除第一软板层303表面铜箔抗氧化制造的抗氧化涂层，以去除表面抗氧化涂层对于后化学镀铜的影响，同时裸露出新鲜树脂表面。与现有技术的化学镀铜工艺相比，本发明公开的在第一软板层303上的化学镀铜工艺不仅简化工艺步骤，而且获得了性能更好的结构。

在本发明公开的实施例中，在第一软板层303表面借助于双面覆铜的软板表面铜箔形成的粗糙度，在表面进行线路加工中，对表面进行微蚀去除表面铜箔残留的防氧化涂层和表面的部分树脂，蚀刻量微小基本不改变表面树脂的粗糙度。因此，可省略现有化学镀铜的初始蓬松步骤，因为现有的蓬松步骤的结果是将表面一定深度的树脂进行溶胀处理，在后面除胶工序能有效将表面蓬松的树脂快速去除，因此，将蓬松步骤去除后，除胶步骤中仅表面很小一部分表面树脂层被去除，既保证表面残留的铜箔的防氧化涂层被去除干净又能去除树脂表面微小部分，保持原有的树脂表面粗糙度，裸露新鲜树脂表面，提高化学镀铜工序中的中和和活化处理的作用，有利于活化剂中钯原子的吸附，从而提高化学镀铜层与柔性板基材的结合力。

接下来，如图3E所示，通过光刻工艺在第一软板层303上的电镀种子层306上形成电镀掩膜307和电镀窗口308。例如，光刻工艺的具体图形形成工艺可以通过干胶贴膜或者光刻胶旋涂，再通过后续的曝光、显影等工艺实现，以确保在非线路区域形成电镀掩膜。

然后，如图3F所示，进行图形电镀，形成导电线路309。在通常工艺中，一般为镀铜，然而本领域的技术人员应该意识到，但本发明的保护范围不限于此，例如，也可以电镀其他导电材料以形成导电线路。

接下来，如图3G所示，去除光刻胶掩膜层307。裸露出导电线路309和前述的电镀种子层306。

然后，如图3H所示，通过闪蚀法去除种子层306。闪蚀法主要通过控制刻蚀时间等参数快速去除种子层，以减少对导电线路的过度腐蚀，具体工艺不再详细描述。由此在第一软板层303上形成所需形状尺寸的高密度导电线路309。

返回图2，在步骤204，通过粘结片310将第二软板层311附连到高密度导电线路306上，粘结片310的厚度与线路309厚度相同，如图3I。在本发明的具体实施例中，可通过去除双面覆铜软板的单面铜箔来获取第二软板层311，如图3J所示，然而，本发明的范围不限于此，本领域的技术人员可根据实际需要，选取适当的绝缘柔性板作为第二软板层311。在本发明的实施例中，粘结片310可选用无增强材料的半固化树脂片，可通过高温压合树脂片使得树脂塞入线路间隙中并固化，然而，本发明的范围不限于此，本领域的技术人员可根据实际需要，选取适当的粘合材料层作为粘结片310。

在步骤205，将第一软板层303从承载板301剥离。如图3K所示，可将承载板301两侧的两张柔性基板从临时键合胶处揭开，形成两张单层柔性基板。

然后，去除第一软板层303和第二软板层311上的铜箔，如图3L所示。

接下来，在步骤206，在第一软板层303和第二软板层311上形成焊盘窗口312，如图3M所示。本领域的技术人员可根据实际需要选择适当的开孔工艺形成焊盘窗口312，具体工艺不再详细描述。

接下来，可任选地进行表面涂覆，以形成焊盘的表面涂层313，如图3N所示。然后，如图3O所示，可通过倒装焊将芯片314连接到焊盘表面。如图3P所示，对芯片和基板进行塑封。最后，如图3Q所示，在柔性基板底部形成焊球315。

根据本发明加工制造的基板以柔性板基材作为线路的支撑和保护层，无需阻焊层和胶粘片做额外的保护。

在本发明的实施例中，利用了双面覆铜柔性板材铜箔和基材界面的树脂的粗糙度，后续工艺中不必再做表面粗化处理。本发明公开的实施例仍保留了除胶工艺，但在本发明的实施例中，该除胶工艺的目的与常规化学镀铜工艺的除胶目的是不同。常规化学镀铜的除胶目的是粗化表面，本发明的实施例的除胶目的是去除残留的铜箔抗氧化图层，并裸露新鲜树脂表面，因此，本发明结构更加简单易用，并且有效。而且铜箔和基材的表面现有的粗糙度是铜箔制造中制造出来的，其均匀性和一致性均可有效保证线路和基材建的结合力，只需要在基材表面做好表面处理。

常规技术实现高密度布线需要将线路的厚度降低很多，线路电流传输能力受到很大限制，本发明的技术方案能够实现在保证线路厚度情况下实现更小的线宽线距，例如，对于线宽线距小于15μm/15μm的线路，铜厚度保持在18μm-20μm，从而保证软板高密度布线能有足够的信号传输能力。

本发明的实施例在不增加新设备条件下，仅利用的镀铜设备就可满足加工要求。而且，与比常规的技术相比，本发明的实施例减少了工艺步骤的部分工序，节省时间并提高效率。

尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (10)

1.一种柔性基板的制造方法，包括：

去除双面覆铜的第一软板层的第一层铜箔，以暴露所述第一软板层的第一表面；

在所述第一软板层的第一表面上形成导电线路；

将第二软板层附连到所述导电线路上；

去除所述第一软板层的第二层铜箔；以及

在所述第一软板层和所述第二软板层上形成至少一个焊盘窗口以便露出焊盘。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一软板层的第一表面上形成导电线路包括：

在所述第一软板层的第一表面上形成电镀种子层；

通过光刻工艺在所述电镀种子层上形成电镀掩膜和电镀窗口；

进行图形电镀；

去除所述电镀掩膜；以及

去除所述电镀掩膜下的电镀种子层。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一软板层的第一表面上形成电镀种子层包括除胶、中和、酸浸、清洁、微蚀、预浸、活化、还原、化学镀铜、水洗。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一软板层的第一表面上形成电镀种子层不包括蓬松步骤。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述除胶过程去除所述第一表面铜箔抗氧化制造的抗氧化涂层，并且不改变所述第一表面树脂粗糙度。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过粘结片将所述第二软板层压合到所述导电线路上，在压合过程中粘结片的绝缘材料填充所述导电线路之间的间隙。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过去除双面覆铜软板的单第一层铜箔来获取所述第二软板层。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在去除所述第一软板层的第二层铜箔的同时去除所述第二软板层的第二层铜箔。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在去除双面覆铜的第一软板层的第一层铜箔之前，通过临时键合胶片将所述双面覆铜的第一软板层压合在承载板上，并且在将第二软板层附连到所述导电线路上之后，将所述第一软板层从所述承载板剥离。

10.一种柔性基板，包括：

第一软板层；

第二软板层；

夹在所述第一软板层和所述第二软板层之间的粘接层和软板线路，其中所述粘接层将所述第一软板层和所述第二软板层粘接在一起并填充所述软板线路之间的空隙；以及

位于所述第一软板层和第二软板层上的焊盘窗口，所述焊盘窗口暴露所述软板线路的至少一部分，

其中所述软板线路的线宽线距小于15μm/15μm，所述软板线路的厚度在18μm至20μm的范围内。