CN108566734B - 一种使用压印工艺制作印制电路板的方法 - Google Patents

Abstract

一种使用压印工艺制作印制电路板的方法，包括如下步骤：a)在完成内层线路制造的印制线路板上层压未固化的介质层；b)通过压印的方式在介质层内制造出凹槽和微孔；c)将介质层固化；d)通过除胶渣的工艺处理介质层表面，并使微孔底部的介质层处理干净，暴露出底部的铜盘；e)在介质层上沉积一层种子层；f)通过电镀使凹槽和微孔填满金属铜，并使凹槽和微孔处的铜层突出于平面处的铜层；g)将表面多余的铜层刻蚀干净；h)通过后处理工艺在线路板表面形成阻焊层，并对焊盘进行表面处理，得到含隐埋线路的印制电路板。本发明使用压印工艺制作凹槽和微孔，不仅可以制作非常精细的线路，而且对位精度高，有利于制作高端的印制电路板。

Description

一种使用压印工艺制作印制电路板的方法

技术领域

本发明涉及印制电路板或半导体集成电路封装基板的制造技术，具体涉及一种使用压印工艺制作印制电路板的方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人们对信息的需求急剧增加。个人消费终端作为信息获取的最终渠道，其功能也越来越丰富。支撑起众多功能的集成电路也越来越复杂和多样化。封装基板作为集成电路和外部网络通讯的中介层，其精细程度也随着集成电路的发展而发展。集成电路性能和功能的提升对封装基板的走线能力提出了更高的要求。在单一层次布下更多的走线是提升封装基板能力的关键，即精细线路的制作。

传统的减成法工艺在30/30微米(线宽/间距)以下的制程便比较困难。改进型半加成工艺可以在较低的成本下将制程推进到15/15微米。传统的半加成工艺可以达到7/7微米的水平，但是对基底材料有特定的要求，同时在褪膜、闪蚀的过程中极易损坏线路造成良率低下，使该工艺的成本提升不利于量产。

发明内容

本发明目的在于提供一种使用压印工艺来制作印制电路板的方法，可以制作1/1μm以上的线路，实现极精细线路制作。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案是：

一种使用压印工艺制作印制电路板的方法，其包括如下步骤：

a)在已经完成内层线路制造的半成品印制线路板上层压一层为未固化的介质层；

b)使用压印工艺在介质层内制造凹槽和微孔；

c)使介质层固化；

d)去除微孔底面的介质材料，暴露出底部的铜盘；

e)在介质层表面、凹槽侧壁和底面、微孔侧壁和底面沉积一层电镀用种子层；

f)电镀，使凹槽和微孔被金属铜填满，并使凹槽和微孔的电镀铜突出于介质层表面；

g)湿法刻蚀或机械切削的方式去除介质层表面的铜层；

h)通过后处理工艺在线路板表面形成阻焊层，并对焊盘进行表面处理，得到含隐埋线路的印制电路板。

优选的，所述步骤a)中，被层压的未固化的介质材料为环氧树脂、聚马来西亚胺三嗪树脂、氟聚合物、聚苯醚、液晶聚合物或未固化的聚酰亚胺。

优选的，所述步骤b)中，凹槽和微孔的深度在压印中一次形成。

优选的，所述步骤b)中，压印使用的模版采用套刻方式制作。

优选的，所述步骤c)中，所述使介质层固化的方式包括热固化或光固化。

优选的，所述步骤c)中，介质层的固化温度为70度～450度，固化时间是1分钟～60分钟。

优选的，所述步骤c)中，介质层的光固化方法包括：UV光固化或CO₂光固化。

优选的，所述步骤e)中，在沉积铜层前先沉积一层钛层，用于增强铜和介质之前的结合力。

优选的，所述步骤e)中，微孔的截面形状需要为倒梯形。

优选的，所述步骤f)中，采用的电镀药水配方如下：光亮剂：聚二硫二丙烷磺酸钠SP、噻咪啉基二硫代丙烷磺酸SH100、醇硫基丙烷磺酸钠(HP)或吩嗪染料；抑制剂：聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇，10～20000ppm；整平剂：乙撑硫脲、巯基咪唑丙磺酸钠(MESS)或聚磺酸季胺盐，0.01～1000ppm；氯离子，1-300ppm；硫酸铜：100～250g/L；硫酸：20ml/L～100ml/L；其余为水。

本发明的有益效果：

1.降低成本

本发明使用压印的工艺，可以省去图形转移工艺中使用的贴膜、曝光、显影、褪膜的工序，降低成本，同时压印的精细线路和微孔制造能力也远远高于图形转移的方式。

2.线路不易被损伤

本发明在凹槽和微孔的金属化过程中，使凹槽和微孔上方的铜层以凸块的形式完成，厚度高于表面平整处的铜，利于后续湿法刻蚀铜时去除面铜而不损伤线路。

3.线路的精细程度高

已有技术是采用干膜曝光、显影、蚀刻等技术制作线路，由于曝光机能力有限，因此，采用已有技术只能获得7/7μm的精细线路。

本发明采用压印的方法进行精细线路的制作。压印技术突破了传统光刻在特征尺寸减小过程中的难题，具有分辨率高、低成本、高产率的特点。压印的基本流程是：通过模具，将图形转移到相应的衬底上，转移的媒介通常是一层很薄的聚合物膜，通过热压或者辐照等方法使其结构硬化从而保留下转移的图形。采用压印的方法，可以制作1/1μm以上的精细线路。这对于印制电路板及封装基板来说，线路已经非常精细，满足客户对于精细线路的要求。

4.导电线路和微孔的对位精准度高

已有技术在制作导电线路层和微孔时，是分两次制作的，首先使用激光钻机制作微孔，再进行填孔，然后再采用曝光机进行线路的制作，由于激光钻机和曝光机设备均有一定的对位偏差(激光钻孔的对位偏差在12.5μm，曝光机的对位偏差在12.5μm)因此，在两次制作过程中，导电线路和微孔的对位偏差比较大，一般在15μm左右，因此，微孔的上下承接盘需要更大的尺寸来容忍对位偏差，导致整体线路的密度降低。而本发明采用套刻的方式进行压印模板的制作，套刻的对位精度能达到0.1μm，然后采用压印模板一次性将线路和盲孔的沟槽制作出来，其中只有一次对位基准的转换，因此对位精度明显提升；另外，由于压印本身的对位精度就为0.1μm，远远好于激光钻机和曝光机，因此采用本发明的技术方案，能够使导电线路和导电孔的对位精准度得到明显提升，好于已有方案。

5.导电线路与基材的结合力好

已有技术在制作精细线路时，由于最后一道流程是闪蚀，药水会进攻线路的三个表面(上面及两个侧面)，因此线路非常容易脱落。

本发明采用制作沟槽的方法制作线路，由于线路形成时，三面已经有介质层保护，因此线路和基材的结合力好。

6.线路的良率高，开短路缺陷少。

已有技术采用电镀的方式，然后进行磨板，但是由于电镀的均匀性比较差，因此在后期磨板和化学机械研磨时，均匀性仍比较差，因此，产品的良率比较低。

本发明采用电镀的方法，电镀液采用聚二硫二丙烷磺酸钠、噻咪啉基二硫代丙烷磺酸SH100等光亮剂，搭配聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇做抑制剂，使用乙撑硫脲或聚磺酸季胺盐做整平剂，调整氯离子浓度，在硫酸铜和硫酸的混合溶液中进行电镀。其中，光亮剂使线路沟槽和微孔中的铜离子迅速转变成金属铜，铜晶体生长速度快；抑制剂和整平剂使其他表面上的铜离子转变成铜的速度变慢，铜厚度增加少。因此，通过所述光亮剂、抑制剂和整平剂的协同作用，将线路沟槽填成向上凸起(Bump)的形状，而其他表面上铜平整，并且铜厚度非常低，极容易被闪蚀药水去除或用机械切削的方式去除，而线路位置上的铜厚度降低非常小，因此线路非常容易被制作出来，并且线路的开短路的缺陷少。

附图说明

图1至图7为本发明的制作流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以用许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

参见图1～图7，本发明所述的一种使用压印工艺来制作印制电路板的方法，包括如下步骤：

a)半成品印制电路板有内层介质层101和其上的内层电路102，在内层电路102上层压一层未固化的介质层103，如图1所示；

b)使用压印工艺在介质层103内压印处凹槽104和微孔105，如图2所示；

c)将介质层103固化，成为固化的介质层103’，如图3所示；

d)使用等离子体干法刻蚀的工艺处理固化的介质层103’的表面，使凹槽104侧壁和底面、微孔105侧壁粗糙化，清除微孔105底部残留的介质材料103’，如图4所示；

e)使用磁控溅射的方式在介质层103’暴露的表面沉积一层钛层和铜层，作为电镀的种子层106，如图5所示；

通过电镀工艺，将凹槽104和微孔105金属化；电镀的工艺需要在凹槽104和微孔105之上的形成铜凸块107’的同时使面铜107保持较薄的水平，如图6所示；

电镀药水中，光亮剂：聚二硫二丙烷磺酸钠，0.3ppm；抑制剂：聚乙二醇，10000ppm；整平剂：聚磺酸季胺盐，0.1ppm；氯离子，60ppm；硫酸铜200g/L、硫酸50ml/L和水。

f)使用湿法刻蚀工艺或用机械切削的方式去除面铜107，最终保留导线104’和金属化过孔105’，如图7所示。

本发明所述的电镀药水的实施例参见表1，其成分的余量为水。

Claims (1)

1.一种使用压印工艺制作印制电路板的方法，其特征是，包括如下步骤：

a)在已经完成内层线路制造的半成品印制线路板上层压一层未固化的介质层；被层压的未固化的介质材料为环氧树脂、聚马来西亚胺三嗪树脂、氟聚合物、聚苯醚、液晶聚合物或未固化的聚酰亚胺；

b)使用压印工艺在介质层内制造凹槽和微孔；且，凹槽和微孔在压印中一次形成；压印使用的模具采用套刻方式制作；微孔深度大于凹槽深度；

c)使介质层固化，固化的方式包括热固化或光固化，固化温度为70度～450度，固化时间1分钟～60分钟；光固化方法包括UV光固化或CO₂光固化；

d)清除微孔底部残留的介质材料，暴露出底部的铜盘；

e)在介质层表面、凹槽侧壁和底面、微孔侧壁和底面沉积一层电镀用种子层；在沉积铜层前先沉积一层钛层，用于增强铜和介质之前的结合力；

f)电镀，使凹槽和微孔被金属铜填满，并使凹槽和微孔的电镀铜突出于介质层表面；采用的电镀药水配方如下：

光亮剂：聚二硫二丙烷磺酸钠SP、噻咪啉基二硫代丙烷磺酸SH100、醇硫基丙烷磺酸钠(HP)或吩嗪染料，0.01～1000ppm；

抑制剂：聚乙二醇、聚丙二醇或聚丁二醇，10～20000ppm；

整平剂：乙撑硫脲、巯基咪唑丙磺酸钠(MESS)或聚磺酸季胺盐，0.01～1000ppm；

氯离子，1-300ppm；

硫酸铜：100～250g/L；

硫酸：20ml/L～100ml/L；

其余为水；

g)湿法刻蚀或机械的方式去除介质层表面的铜层；

h)通过后处理工艺在线路板表面形成阻焊层，并对焊盘进行表面处理，得到含隐埋线路的印制电路板。

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