CN107089641B - 一种超薄封装基板的制作方法及相关产品 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超薄封装基板的制作方法及相关产品，以有助于解决超薄封装基板因强度不足导致的可加工性低，加工过程中容易损伤或损坏的技术问题。该方法可包括：提供超薄覆铜板；在所述超薄覆铜板的非工作区域形成刚性补强层；在所述超薄覆铜板的工作区域进行常规线路加工；对所述超薄覆铜板进行外形加工，去除非工作区域，制得超薄封装基板。

Description

一种超薄封装基板的制作方法及相关产品

技术领域

本发明涉及封装基板加工技术领域，具体涉及一种超薄封装基板的制作方法及相关产品。

背景技术

目前IC封装朝向轻薄短小的趋势发展，封装基板也朝向薄型化发展，例如，在微机电系统传感器产品模块等集成电路封装领域，就需要应用到超薄封装基板或者说封装基板薄板。在成品板厚达到100μm及以下时，传统制程制造的产品其强度不足，导致加工困难，良率低下。

传统制程中主要通过无芯基板工艺加工超薄封装基板，加工流程一般包括：

S1、制作承载板，承载板的表层为复合铜箔层，复合铜箔层包括两层可分离的结构，分别是支撑基底层和超薄铜箔层；

S2、在承载板的超薄铜箔层的表面通过增层工艺制作两层或多层线路层，各线路层以绝缘层间隔；

S3、然后将复合铜箔层包含的两层可分离的结构分离，得到包括超薄铜箔层、两层或多层线路层在内的超薄封装基板；

S4、对超薄封装基板进行外层图形、阻焊、表面涂覆及外形等工艺处理。

实践发现，传统制程存在以下缺陷：

分离后得到的超薄封装基板厚度较低，强度不足，容易变形翘曲，因此，在后续外层图形的图形转移流程中容易导致对位异常，在后续的阻焊制作、表面涂覆工艺中容易产生批量折损，影响产品良率。

尤其是，对于成品板厚在100μm及以下的超薄封装基板，由于产品可加工性较低，若采用现有的无芯基板工艺，产品良率难以满足大批量生产需求。

发明内容

本发明实施例提供一种超薄封装基板的制作方法及相关产品，以有助于解决超薄封装基板因强度不足导致的可加工性低，加工过程中容易损伤或损坏的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案为：

一种超薄封装基板的制作方法，包括：提供超薄覆铜板；在所述超薄覆铜板的非工作区域形成刚性补强层；在所述超薄覆铜板的工作区域进行常规线路加工；对所述超薄覆铜板进行外形加工，去除非工作区域，制得超薄封装基板。

一种超薄封装基板，包括：芯板，所述芯板的表面设计有工作区域和非工作区域；所述芯板表面的工作区域形成有线路图形；所述芯板表面的非工作区域形成有刚性补强层。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例技术方案取得了以下技术效果：

首先在超薄覆铜板的非工作区域形成刚性补强层，来提高超薄覆铜板的强度，避免板件变形，然后才对提高了强度的超薄覆铜板进行线路加工，这样，加工过程中就避免或减少了因板件强度不足导致的图形转移流程中容易导致对位异常，阻焊制作、表面涂覆工艺中容易产生批量折损的缺陷，改善了产品的可加工性，降低了产品损伤或损坏的几率，可以大幅提高产品加工良率，从而可以解决现有无芯基板工艺的缺陷。

本发明实施例技术方案适合于制造产品厚度不超过100μm，尤其是60μm-100μm的超薄封装基板，建立了一种60μm-100μm双面板结构板件加工制作流程，区别于传统超薄板件加工流程，可缩短整体加工流程、无需设备投资及改造、无需新材料开发认证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种超薄封装基板的制作方法的流程示意图；

图2a是双面覆铜板的结构示意图；

图2b是多个封装单元的分布结构示意图；

图2c是已形成刚性补强层的结构示意图；

图2d和图2e分别是设置抗镀膜的示意图；

图2f是对双面覆铜板电镀加厚的示意图；

图2g去除抗镀膜后的结构示意图；

图3a是加工出盲孔后的结构示意图；

图3b是形成到导通孔后的结构示意图；

图3c是加工出线路图形的结构示意图；

图3d是加工出阻焊层后的结构示意图；

图3e是加工出表面涂覆层后的结构示意图；

图3f是超薄封装基板成品的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参考图1，本发明实施例提供一种超薄封装基板的制作方法，可应用于微机电系统等集成电路封装领域。本发明实施例方法有助于提高超薄封装基板产品在加工过程中的强度，提高加工能力，可用于厚度在100μm以下尤其是厚度在60-100μm之间的超薄封装基板产品的加工，有助于减少产品折损，提高产品良率，满足大量生产的需求。

请参考图1，本发明实施例方法可包括：

110.提供超薄覆铜板。

本发明实施例从超薄覆铜板开始加工。通常，所述超薄覆铜板可以是双面覆铜板，如图2a所示，双面覆铜板200可包括中间的绝缘芯板201和附着在绝缘芯板两面的金属层202。考虑到超薄封装基板成品的厚度，本步骤中可以下料厚度在20-50μm之间范围的双面覆铜板。并且，下料的双面覆铜板通常不带负载(Carrier)，与常规的CCL(印刷电路板基材)结构一致。

其中，所下料的双面覆铜板可以直接采购得到。

值得说明的是，在一些特别的应用场景中，也可以采用其它工艺流程加工得到的双面覆铜板，例如，请参考背景技术部分的加工流程S1至S4，可以将S3步骤得到的两层的超薄封装基板，作为本发明实施例方法的输入，即，在本文110步骤下料所述步骤S3得到的双层的覆铜板。

通常，封装基板制程中，如图2b所示，会在超薄覆铜板200上设计一个或多个封装单元300，当最后完成线路加工后，在外形加工步骤中进行切割，得到一个个独立的封装单元作为超薄封装基板成品。其中，封装单元也称为出货单元。

120.在所述超薄覆铜板的非工作区域形成刚性补强层。

如图2b所示，所述超薄覆铜板上，各个封装单元300所在的区域在本文中称为工作区域，其它区域称为非工作区域203，非工作区域203包括位于超薄覆铜板周边的板边非工作区域，以及，当所述超薄封装基板包括在所述超薄覆铜板上设计的多个封装单元300时，所述非工作区域203还包括所述多个封装单元300之间的间隔区域。

本发明实施例中，针对超薄封装基板在加工过程中强度不足容易变形损坏等问题，采用在所述超薄覆铜板的非工作区域形成刚性补强层的方式，来提高超薄覆铜板的强度，解决因此产生的各种后续问题。

本发明实施例中，可以通过电镀或涂覆或印刷或黏贴等各种方式，在所述非工作区域形成一层金属材料或有机材料或无机材料的刚性补强层，所述的金属材料例如可以采用铜、钢、镍等。该刚性补强层可以完全覆盖或者部分覆盖所述非工作区域，其具体的分布可依实际板件结构调整，不限于图中所示的设计方案。

如图2c所示，是超薄覆铜板的截面结构示意图，其非工作区域203上已经形成有刚性补强层204。为了保证足够的强度，该刚性补强层204的厚度通常不应小于10μm。

以采用电镀方式形成刚性补强层为例，本发明一些实施例中，步骤120在所述超薄覆铜板的非工作区域形成刚性补强层可以包括：

在超薄覆铜板的工作区域设置抗镀膜作为保护层，显露出非工作区域；对所述超薄覆铜板进行电镀加厚，在所述非工作区域沉积一层电镀材料作为刚性补强层；然后去除所述抗镀膜。

具体实例请参考图2d所示的俯视图以及如图2e所示的截面图，可通过贴膜、曝光和显影步骤，在双面覆铜板200的工作区域设置抗镀膜205，将非工作区域203在显露出来，所述抗镀膜205具体可以采用干膜。然后，如图2f所示，对双面覆铜板200进行电镀，通过电镀加厚，在非工作区域沉积一层电镀材料作为刚性补强层204。然后在去膜步骤中，去除所述抗镀膜205，得到如图2g所示的结构。

需要说明的是，刚性补强层204的厚度可以根据双面覆铜板200的厚度调整，目的是保证整板的刚性足够，通常其厚度不应小于10μm。也就是说明，电镀等方式形成的刚性补强层的厚度较工作区域正常铜面厚度应偏厚10μm及以上。

130.在所述超薄覆铜板的工作区域进行常规线路加工。

本步骤中，在超薄覆铜板上进行常规线路加工。一些实施例中，该步骤具体可以包括：

a1.在所述超薄覆铜板的工作区域制作导通孔；

导通孔用来实现双面覆铜板的层间互连，可以采用敷形掩模(Conformal mask)工艺或激光直接打铜(LDD)工艺等，从双面覆铜板200的一面加工出底部抵达另一面的金属层的盲孔，如图3a所示；然后，如图3b所示，可采用填孔电镀工艺，在盲孔中沉积金属材料，形成所需要的导通孔206。盲孔填孔电镀可以采用全板电镀，也可以采用图形电镀。通过本步骤，完成层间导通及满足客户端铜厚要求。需要指出的是，填孔电镀之前，还可以包括一个去钻污的步骤。

a2.采用蚀刻工艺在所述超薄覆铜板的工作区域加工出线路图形，其中，蚀刻工艺过程中对所述刚性补强层贴膜保护；

本步骤中进行图形转移，以形成所需要的外层线路图形，本文中可以采用采用蚀刻工艺进行图形转移，具体步骤可包括：贴膜-曝光-显影-蚀刻-去膜，此流程是常规加工流程，这里不再赘述。加工完成后的双面覆铜板如图3c所示，可见其工作区域已形成有线路图形207，且两面的线路图形207可通过导通孔206实现互连。需要指出的是，本步骤中不对刚性补强层204做蚀刻，使之继续为板件做刚性补强支撑，避免后续加工流程板件折损。

a3.对所述超薄覆铜板进行阻焊加工和表面涂覆加工。

请参考图3d，首先进行阻焊流程加工，在双面覆铜板200上形成阻焊层208；请参考图3e所示，然后进行表面涂覆流程加工，在未被阻焊层208覆盖的焊盘等区域的表面形成以表面涂覆层209，保护焊盘等区域，避免其被氧化。

140.对所述超薄覆铜板进行外形加工，去除非工作区域，制得超薄封装基板。

本步骤中，对超薄覆铜板进行外形加工，请参考图2b所示的各个封装单元的分布图，当所述超薄覆铜板包括多个封装单元300时，沿着所述多个封装单元300的边界进行切割，去除所述非工作区域及所述非工作区域形成的刚性补强层，得到多个独立的封装单元300。其中，为封装单元300与刚性补强层区域设计铣刀路径时，常规可采用0.8mm及以上设计，外形后可将封装单元300与补强设计的刚性补强层区域分离。

请参考图3e，是已经加工好当尚未切割为独立封装单元的超薄封装基板半成品的截面结构示意图。请参考图3f，是已切割为独立的封装单元的超薄封装基板成品的截面结构示意图，这里，超薄封装基板成品与封装单元含义形同，为客户端指定需要的出货单元，图中均用300表示。

以上，本发明实施例提供了一种超薄封装基板的制作方法。该方法主要在用于双面板的制作，事实上提供了一种封装基板双面板结构和制造方法，可保证产品在加工过程中的强度，又可实现产品的功能。

本发明实施例提供的制作方法，取得了以下技术效果：

1.提供了一种新的加工流程，出货封装单元外围制作刚性补强层，例如电镀加厚铜厚，加强了产品加工过程的刚性强度，避免了薄板加工能力不足工序板件折损问题；

2.板件刚性补强层设计增强了板件尺寸稳定性，减少了产品加工过程图形变形及曝光对位异常发生；

3.板件区别于当前技术，流程更为简单，无需两次图形转移形成线路、无需层压、无需内层无芯基板，物料成本及加工成本均大幅降低；

4.板件加工过程均为常规印制板加工流程，无需设备投资及改造成本。

可见，该方法利用刚性补强层来提高超薄覆铜板的强度，避免板件变形，避免或减少了因板件强度不足导致的图形转移流程中容易导致对位异常，阻焊制作、表面涂覆工艺中容易产生批量折损的缺陷，改善了产品的可加工性，降低了产品损伤或损坏的几率，可以大幅提高产品加工良率，从而可以解决现有无芯基板工艺的缺陷。

本发明实施例技术方案适合于制造产品厚度不超过100μm，尤其是60μm -100μm的超薄封装基板，建立了一种60μm-100μm双面板加工制作流程。

请参考图3e和3f，本发明实施例还提供一种超薄封装基板，可包括：

芯板201，所述芯板201的表面设计有工作区域和非工作区域；

所述芯板201表面的工作区域形成有线路图形207；

所述芯板201表面的非工作区域形成有刚性补强层204。

可选的，所述芯板201的工作区域上还设置有阻焊层208及表面涂覆层209。

该超薄封装基板可采用上述方法实施例公开的方法制得，关于该超薄封装基板的更多说明请参考前文方法实施例中的描述，此处不再详细赘述。

需要指出的是，这里所述的包括有刚性补强层204的超薄封装基板乃是半成品，后续经外形步骤进行切割将刚性补强层204去除后可得到成品，但不排除某些客户的特殊需求，该包括刚性补强层204的超薄封装基板也可以作为成品。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种超薄封装基板的制作方法，其特征在于，包括：

提供超薄覆铜板，所述超薄覆铜板为厚度介于20-50微米之间的双面覆铜板，所述双面覆铜板包括中间的绝缘芯板以及附着在所述绝缘芯板两面的金属层；

通过电镀或涂覆或印刷或黏贴，在所述超薄覆铜板的非工作区域形成一层金属材料或有机材料或无机材料的刚性补强层，所述刚性补强层的厚度不小于10微米，所述刚性补强层用于提高超薄覆铜板的强度，避免超薄覆铜板在加工过程中因强度不足导致变形损坏；

在所述超薄覆铜板的工作区域进行常规线路加工；

对所述超薄覆铜板进行外形加工，去除非工作区域，制得超薄封装基板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述非工作区域包括所述超薄封装基板的板边非工作区域；

当所述超薄封装基板包括在所述超薄覆铜板上设计的多个封装单元时，所述非工作区域还包括所述多个封装单元之间的间隔区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述超薄覆铜板的非工作区域形成刚性补强层包括：

在所述超薄覆铜板的工作区域设置抗镀膜作为保护层，显露出非工作区域；

对所述超薄覆铜板进行电镀加厚，在所述非工作区域沉积一层电镀材料作为刚性补强层；然后去除所述抗镀膜。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述超薄覆铜板的工作区域进行常规线路加工包括：

在所述超薄覆铜板的工作区域制作导通孔；

采用蚀刻工艺在所述超薄覆铜板的工作区域加工出线路图形，其中，蚀刻工艺过程中对所述刚性补强层贴膜保护；

对所述超薄覆铜板进行阻焊加工和表面涂覆加工。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述超薄覆铜板进行外形加工包括：

当所述超薄覆铜板包括多个封装单元时，沿着所述多个封装单元的边界进行切割，去除所述非工作区域及所述非工作区域形成的刚性补强层，得到多个独立的封装单元。