CN112566391B - 一种三层板msap工艺制造方法及三层板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三层板MSAP工艺制造方法及三层板,本发明制造方法包括如下步骤:内层压合步骤:将覆铜基板两侧通过半固化片压合第三层铜箔,所述覆铜基板包括芯板,设置在芯板两面的第一层铜箔和设置在第一层铜箔外层的第二层铜箔,其中,所述第一层铜箔的厚度大于第二层铜箔的厚度;内层线路作业步骤:在第三层铜箔上构造内层线路;棕化作业步骤:对内层线路构造完成的基板做棕化处理;外层压合步骤:将基板两侧通过半固化片压合第四层铜箔;分板作业步骤:将第一层铜箔和第二层铜箔分开,得到包括第二层铜箔、第三层铜箔和第四层铜箔的三层板。本发明的有益效果为:工艺简单,三层板更薄,更柔软,针对超密基细线路能力有超前提升。
Description
技术领域
本发明涉及电路板加工技术领域,尤其涉及一种三层板MSAP工艺制造方法,还涉及一种采用所述三层板MSAP工艺制造方法制备的三层板。
背景技术
随着当今科技的发展需求,智能手机、平板电脑、汽车电子、航空、医疗领域等为代表的电子设备的飞速发展,电子产品功能越来越全面,线路要求越来越高,而IC封装载板行业逐渐向高密度、高集成、多层化、线路精密的方向发展,由此对封装基板的线路精细化水平要求也越来越高,目前50um/50um线宽线距已经不能满足如今电子产品发展要求,而高端的智能手机等线宽线距已经在40um以下了,甚至达到了20um,随着时代发展对线路精细度要求必将越来越高,工艺要求也越来越高。
目前行业常见的三层板,是有芯板结构的三层板,厚度比较厚,并且柔软度不够,不能达到行业精细发展的要求。
发明内容
为解决现有技术中的问题,本发明提供一种三层板MSAP工艺制造方法,还提供一种采用所述三层板MSAP工艺制造方法制备的三层板。
本发明三层板MSAP工艺制造方法包括如下步骤:
S1:内层压合步骤:将覆铜基板两侧通过半固化片压合第三层铜箔,所述覆铜基板包括芯板,设置在芯板两面的第一层铜箔和设置在第一层铜箔外层的第二层铜箔,其中,所述第一层铜箔的厚度大于第二层铜箔的厚度;
S2:内层线路作业步骤:在第三层铜箔上构造内层线路;
S3:棕化作业步骤:对内层线路构造完成的基板做棕化处理;
S4:外层压合步骤:将步骤S3处理后的基板两侧通过半固化片压合第四层铜箔;
S5:分板作业步骤:将丝线设置在第一层铜箔和第二层铜箔之间,通过一定拉力由一侧拉至另一侧,将第一层铜箔和第二层铜箔分开,得到包括第二层铜箔、第三层铜箔和第四层铜箔的三层板。
本发明作进一步改进,还包括步骤S6:对分板后的三层板进行打孔作业,其具体处理过程为:
S61:对分板后的三层板进行打靶;
S62:对打靶后的三层板进行机械钻孔,实现层与层之间的导通及定位;
S63:去除钻的孔内的胶渣;
S64:对去除胶渣后的三层板进行孔化作业。
本发明作进一步改进,还包括步骤S7:对打孔后的三层板进行外层线路作业,其处理过程为:
S71:对三层板两侧的板面进行粗化处理,然后去除表面氧化层,再将三层板的上下两面压附感光干膜;
S72:对压膜后的三层板按照线路要求曝光成像;
S73:通过显影药水,去除曝光的部分干膜,得到曝光后的外层线路图形,不需要电铜的部分干膜保留在线路图像上。
本发明作进一步改进,还包括步骤S8:对步骤S7处理后的三层板进行电铜作业,其处理过程为:
S81:用除油剂对三层板除油;
S82:通过微蚀液去除三层板表面和孔内的氧化层,并将铜层咬蚀出微观上粗糙的界面;
S83:微蚀后的三层板经过酸洗槽取出铜面氧化层;
S84:酸洗后的三层板进入镀铜槽,在三层板两侧镀一层设定厚度的铜层,其中,所述铜层的厚度低于所述三层板上干膜的厚度5um以上;
S85:对镀铜后的三层板水洗并烘干。
本发明作进一步改进,还包括步骤S9:对电铜后的三层板进行退膜作业:通过退膜液,以设定速度、设定喷淋压力退去线路间距中的干膜,直至显露出完整的线路图形并完全退膜干净,然后经过水洗酸洗水洗等清洗烘干,得到外层线路图形,其中,退膜时喷淋上下压力范围为2.0-2.5Kg/cm2。
本发明作进一步改进,针对干膜间距小于20um以内的三层板,先在退膜液内浸泡膨胀一定时间,再通过退膜液退膜。
本发明作进一步改进,还包括步骤S10:对退膜后的三层板进行闪蚀作业,得到闪蚀后的三层板。
本发明作进一步改进,所述闪蚀作业采用MSAP闪蚀工艺,其处理过程为:
S101:先正面朝上放三层板,设定传输速度和喷嘴压力,酸洗板面氧化污物;
S102:通过药水槽的闪蚀液咬蚀掉线路间距底铜铜厚及不平整的部分铜,其中,药水槽上下压力为1.0-1.5kg/cm2,单次咬掉底铜为0.8-1.2um;
S103:通过酸洗、溢流水洗将板面清洗干净,并除去三层板表面的水分;
S104:接板后再将三层板反面朝上,以同样的方法对三层板第二次闪蚀;
S105:第二遍闪蚀后,正面朝上,按照最终的侧蚀量要求管控咬蚀量进行第三次闪蚀,最后烘干得到闪蚀后的三层板结构。
本发明作进一步改进,所述第一层铜箔为保护铜箔,厚度为18um,所述第二层铜箔的厚度为3um的薄铜箔,所述第三层铜箔的厚度不小于10um,所述第四层铜箔的厚度与第二次铜箔的厚度一致。
本发明还提供一种采用所述三层板MSAP工艺制造方法制备的三层板,包括依次设置的第二层铜箔、第三层铜箔和第四层铜箔,其中,所述第二层铜箔与第三层铜箔之间、第三层铜箔和第四层铜箔之间分别通过半固化片固化连接,所述第三层铜箔上设有内层线路。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:使用内层压合的铜箔做内层线路,外层压合的铜箔做三层板外层线路,工艺简单,三层板更薄,更柔软,另外,采用MSAP加工方法对超薄三层板超密基细线路能力有超前提升,相比Tenting制程蚀刻能力大大提升了线路能力;分板时,将承载板与超薄三层板的结构的分离开来,提高了分板时的可操作性,使得后续工艺易于控制,改善了三层结构的封装基板的制作良率,避免了因分板造成超薄三层板板曲现象。
附图说明
图1为本发明方法示意图;
图2为本发明覆铜基板结构示意图;
图3为制备的三层板结构示意图;
图4为电铜后的三层板结构示意图;
图5为闪蚀后的三层板结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,本发明三层板由内层压合、内层线路先做,再外层压合后通过分板加工方法得到无翘曲三层板,线路/间距越来越小,单纯的蚀刻侧蚀量已不能满足线宽大小,然而超细密线路经过MSAP工艺加工处理方法,有效减少线路侧壁蚀刻侧蚀量,去除底铜,保留制程线路/间距要求,得到最终经过闪蚀后的精细线路图形要求。
以下对本发明的制作方法详细说明。
第一步:将S/Soz底铜铜厚的覆铜基板放置在烤炉中进行烤板作业。
具体地,采用特殊铜厚结构的覆铜基板,芯板1上下两面为18um铜箔2,再通过层压将3um铜箔3无间隙的粘贴在18um铜箔2上,此材料专为MSAP工艺使用的特殊超薄铜箔的覆铜基板,3um铜箔3为底铜闪蚀铜厚,18um铜箔2及芯板1在分板成三层板后,即为无需再加工的基板。将覆铜基板平整地放置在烤炉中,将温度升至195℃后设定烤板时间2小时,让覆铜基板持续在烤炉中烤板2小时。从而对覆铜基板去应力,改善涨缩,有效改善板翘曲现象。本例的覆铜基板结构如图2所示。
现有技术普通的双面板,采用的都是上下单层铜箔,且铜箔厚度均为12um;本例与现有技术明显不同,本发明采用的是上下两面双铜箔结构,其中双铜箔厚度不一样,在芯板内的铜箔比芯板外层的铜箔要厚,本例原材料内层铜箔为18um,外层铜箔为3um,从而能够采用MSAP加工工艺,实现本发明的超精细加工,本例外层铜箔采用薄铜箔,尺寸为3um,是做MSAP闪蚀铜的关键,该种MSAP加工方法对超薄三层板超密基细线路能力有超前提升,相比Tenting制程蚀刻能力大大提升了线路能力。当然,本例薄铜箔也可以为其他尺寸,能够满足MSAP工艺即可。
第二步:第一步中经过烤板后的覆铜基板进行内层压合作业。
具体地,内层压合前禁止过棕化咬蚀,直接压合,压合高温时间减半,板边封死,将覆铜基板直接水洗烘干进入20±2℃温度的无尘车内,无尘车间内的湿度为50±10%,房间内空气压力达到10±5Pa,无尘车间的洁净度必须有1万等级方可生产;先预叠PP(聚丙烯)半固化片,PP半固化片从冷冻仓必须先回温8-12小时,半固化片尺寸比基板尺寸四边单边长2.5mm,PP型号根据产品要求选择合适的PP型号,其中包含半固化片4厚度、含胶量、尺寸等要求,叠合的过程中,最底部为承载底板,在底板上放入该规格的牛皮纸,安装钢板在牛皮纸的上方,钢板上方放上切割好的12um铜箔5,在铜箔上方放入对应的回温后的半固化片4,再放上覆铜基板于中心位置,在覆铜基板上方放入半固化片4,再放上12um铜箔5于中心,在12um铜箔5的上方放入钢板,再在钢板上放入牛皮纸,再放入钢板依次叠合,按热压机容量大小决定叠压数量,最后在钢板、牛皮纸上承接盖板。
将叠好的一盒板由料车推入热压机内,按照每个段数,分别设定1-2段140℃温度压合5分钟,压力控制在7Kg/cm2,3-4段160℃预压5分钟,压力控制在16Kg/cm2,第5/6/7段温度均为220℃,压力均为35Kg/cm2,时间分别以5分钟、40分钟、30分钟,最后第8段温度在140℃,20Kg/cm2的压力,低温压10分钟即可,经过高温、高压使半固化片4溶化与芯板3um铜箔3紧密结合在一起,板边被3um铜箔3封死,将压完后的板由料车拉出进行拆开,钢板与层压后的基板、牛皮纸等都分开,基板与基板之间用胶片隔开。
第三步:对第二步内层压合后的覆铜基板进行内层线路作业。
具体处理方法为:
(1)将压合后的覆铜基板酸洗板面,通过中粗化液药水对基板板面粗化处理,提高干膜与基板12um铜箔5之间的结合力,再以水洗板面残留的粗化液药水,然后酸洗板面氧化,强风吹干烘干基板板面;再将20um厚度的感光干膜压附在基板铜箔上,在压膜时温度控制在105℃-125℃范围内,2.5米/分钟的速度传送基板,压膜时间在1.5秒。压膜后的基板静置15分钟后即可。
(2)首先将曝光玻璃台面清洁干净,除尘处理,用除尘滚轮在台面上向右滚动达到除尘效果,然后将基板放置在定位孔上,采用自动对位,将曝光机台面吸真空,对位精度确认,调节曝光能量,按60MJ曝光能量数值为准,自动进行对位,两面居中曝光,对内层线路,内层线路曝光菲林需调比例长+0.65mm短+0.45mm,然后一键曝光按钮激光直接成像在基板上成像,关闭曝光门,等曝光OK后打开门并拿出曝光成像的基板。
(3)曝光后的基板在显影蚀刻前需静置30分钟,通过0.9±0.1%浓度的Na2CO3显影药水30±2℃的温度,基板正面朝上,按照4.5米/分钟的速度,显影喷淋压力上压力按照0.5Kg/cm2、下压力0.8Kg/cm2,当喷嘴中显影药水喷在基板板面时会发生反应,将未曝光出来的部分干膜去除让基板上显示出曝光后线路图形。
(4)再通过水洗去除产品板面残余药水,防止药水污染下一个药缸和产品,在1000L体积的蚀刻缸内添加酸性蚀刻液药水及36.5%盐酸溶液,蚀刻液与盐酸的比例为1:3,药水温度控制在50℃±2℃,喷淋上下压力在2.5±0.3Kg/cm2,基板正反两面以3.0±1.0m/min速度用蚀刻药水去掉线路间距中多余的铜,保留线路图形。
(5)再通过盐酸酸洗清洁板面,水洗吹干烘干板面水分,经过45℃温度10.5%浓度的退膜液,基板以2.6±0.8m/min的速度退去板面干膜,而退膜时喷淋上下压力控制在1.7±0.3Kg/cm2范围内,直至显露出完整的线路图形并完全退膜干净,在经过水洗酸洗水洗等清洗烘干,得到内层线路图形。
本例的三层板制作方法采用先内层压合再内层线路加工方法,目前采用该种原材料检索中未发现有相似方案,而采用该材料的优势为:
该原材料使用内层压合的铜箔做内层线路,外层压合的铜箔做三层板外层线路,在分三层板分板时,结合本发明分板方法,可以快速分板不会有翘曲问题。本例先压合是为了满足内层线路铜厚达到10um以上,内层压合采用的铜箔为12um,此铜箔为内层线路制作的铜面,即满足客规要求最低铜厚10um以上的要求,如果客规要求必须大于12以上的话,还可以采取内层压合后在整板电铜,来增加内层铜厚要求;而正常普通四层板采用的流程是领料后直接内层机械钻孔、在双面的铜箔上制作内层线路、内层AOI、外层压合的流程,工艺复杂,加工效率低。
第四步:对第三步内层线路后的覆铜基板进行AOI光学扫描作业。
具体地,对内层线路作业后的基板进行AOI光学检测双面内层线路开短路处理,包括曝光不良、蚀刻不净、退膜不净、显影不净等缺陷早期发现并对不良品做报废处理,一般采用钢叉报废方式,对短路问题尽量做到修复线路处理。
第五步:将第四步AOI扫描后的覆铜基板进行棕化作业。
具体地,内层线路制作完成的覆铜基板铜面先经过酸洗液去除表面氧化,清洁铜面,再水洗预浸,活化铜面,然后基板做棕化处理,棕化的作用是:会在铜面形成一层均匀的棕色有机金属膜,可增强铜面与半固化片的结合力,同时在高温压合过程中,阻止铜与半固化片的氨基发生反应,最后水洗吹干烘干板面水分进入无尘车间内,酸洗的主要作用是去除铜表面氧化物,中和残余退膜液,粗化铜面,保证稳定的微蚀、成膜及着色。酸洗段的主要成分为过硫酸钠(NaPS)、H2SO4。
第六步:将第五步的半成品基板进行外层压合作业。
具体地:先预叠PP半固化片,PP型号根据产品要求选择合适的PP型号,其中包含半固化片厚度、含胶量、尺寸等要求,PP片从冷冻仓必须先回温8-12小时,半固化片尺寸比基板尺寸四边单边长2.5mm,叠合的过程中,最底部为承载底板,在底板上放入该规格的牛皮纸,按照钢板在牛皮纸的上方,钢板上方放上切割好的3um铜箔7,在3um铜箔7上方放入对应的回温后的半固化片6,再放上覆铜基板于中心位置,在覆铜基板上方放入半固化片6,再放上3um铜箔7于中心,在3um铜箔7的上方放入钢板,再在钢板上放入牛皮纸,再放入钢板依次叠合,按热压机容量大小决定叠压数量,最后在钢板、牛皮纸上承接盖板。
将叠好的一盒板由料车推入热压机内,按照每个段数,分别设定1-2段140℃温度压合10分钟,压力控制在7Kg/cm2,3-4段160℃预压10分钟,压力控制在16Kg/cm2,第5/6/7段温度均为220℃,压力均为35Kg/cm2,时间分别以10分钟、80分钟、60分钟,最后第8段温度在140℃,20Kg/cm2的压力,低温压20分钟即可,经过高温、高压使半固化片6溶化与芯板上层的铜箔紧密结合在一起,最后以60Kg/cm2压力冷压60分钟,将压完后的板由料车拉出进行拆开,钢板与层压后的基板、牛皮纸等都分开,基板与基板之间用胶片隔开装托盘内。
本例通过外层压合,采用3um的铜箔层压主要是为后续做MSAP工艺闪蚀线路间距做准备,MSAP工艺是可以咬蚀薄铜,不能咬蚀厚铜,所以本例外层压合同样采用的是3um薄铜箔的来做。好处是采用3um薄铜,就无需减薄铜作业,节省了减铜成本。当然,本例薄铜箔也可以为其他尺寸,能够满足MSAP工艺即可。
第七步:对第六步压合后的基板铣边作业,用于将压合后的基板尺寸外的铜箔及流胶细掉,使板边整齐光滑。
第八步:对第七步铣边后的板进行分板作业。
具体处理方法为:
先将分板台面清洁干净,准备好分板丝线;将基板按照长方向放置于台面,其中外层压合后的外层的3um铜箔面朝上,基板两端固定位置,使其基板在分板的过程中不会移动以免产生刮花,将丝线识别在基板中间的3um铜箔3与芯板18um铜箔2之间,从基板左边开始分板,左右两边的拉力为110N,按30秒一张板的速度,匀速的从左边顶端至末端分板作业,戴上一次性手套将分板出来的3um铜箔3以上的三层板放于托盘内,每分完一张三层板放1张洁净的白纸,以防擦花,白纸尺寸同基板尺寸一致。再将分过三层板的基板,自动翻转上来,3um铜箔面朝上,基板两端固定位置,将丝线识别在基板中间的3um铜箔3与芯板18um铜箔2之间,从基板左边开始分板,左右两边的拉力为110N,按30秒一张板的速度,匀速的从左边顶端至末端分板作业,戴上一次性手套将分板出来的3um铜箔以上的剩余三层板放于托盘内;分板后的三层板检查1-2层、2-3层有无分层、铜面刮花等问题;分离出的三层板结构如图3所示,其中余留的包含芯板和18um铜箔的覆铜基板可用作陪镀板用。
本例分板时采用的是鱼线,先从产品一角识别分层位置,通过拉丝线的力度、匀速的、将原材料覆铜板彻底分板成3层板结构的覆铜基板,主要控制在于丝线与力度、方向的把控,才能达到板不会翘曲的效果,本例采用3um铜箔作为外层压合,以便MSAP闪蚀工艺的闪蚀药水能力快速的咬蚀线路间距底铜,达到MSAP工艺最终的效果,线路更加精细。
本发明的三层板是无芯板材料,整个板做出来就只有中间铜,半固化片,铜箔,后续阻焊油墨、电镀金手指金厚,此产品在柔软度上及薄板上与其他三层板有很大改进,当今科技发展,这种细线路薄板要求会越来越高,能够满足各行各业越来越精细化需求。
第九步:对第八步分板后的打孔作业。
具体处理方法为:
(1)将分板后的三层板放于自动打靶机上,通过X-Ray穿射产生CCD可视影像,将所需要执行打靶的靶标显示出来,视觉系统再对靶标进行计算,计算出坐标后再讲抽控上的钻轴精确移动到靶标中心位置,将靶孔钻穿,三层板靶位孔处铜箔铣掉,露出靶环,便于后续钻外层机械钻孔定位使用;
(2)对打靶后的基板外层机械钻孔,通过对应的钻咀刀以及正确格式的钻孔程式,刀具补偿等钻孔数据设置,在三层板上钻出1-3层通孔要求的孔数,孔的大小及位置均满足要求,实现层与层之间的导通及定位,其中3um铜箔面为朝上,撕开3um铜箔面朝下;
(3)对第十步钻孔后的基板除胶渣,具体地,将三层板3um铜箔面朝上,先通过125-250mL/L浓度的水平膨松剂标准槽液,PH含量控制在10-12之间,对基板孔内胶渣进行膨胀处理,而膨胀时间在5-7分钟内,然后水洗污水,在对孔内除胶渣前,在除胶渣缸内,加入330L的DI水(超纯水),加入85L的40%浓度的高猛酸钾溶液,再加入49L的32%浓度NaOH,加热至80±3℃温度时,除去孔内因钻咀在高速运转中产生高温而使环氧树脂溶融而产生的钻孔污物,而除胶时间控制在5-10分钟,保证后续孔化时孔内导电层与铜层相结合,其中除胶渣槽液中会添加小于25g/L的MnO4 2-,利用高猛酸钾电解再生出MnO4-在阳极表面反应:MnO4 2--e→(MnO4)-;最后三层板再通过还原反应,主要成分为50%浓度的H2SO4及中和剂15-35ML/L的浓度和35%浓度的H2O2加铜离子去除氧化,使孔内亲核性增加,而处理氧化时间在4-5分钟。
(4)对第十一步除胶渣后的基板进行孔化作业。
具体地,孔化是对钻孔后的3层板用化学药水使孔内孔壁电上一层导电膜,使3层板上下两面铜箔通过过孔内的导电膜连通起来,为板电镀铜提供基础附着层。将覆铜基板平稳放置在滚轮上,先经过酸洗清除板面氧化及脏污,经过水洗除去整平的残余药水,通过药水(碳酸钠及整孔剂)使钻孔后的基材板孔壁形成一层导电膜,再经过水洗吹干烘干段清洗烘干板面水分。
第十步:对第九步孔化后的基板进行外层线路作业。
具体处理方法为:
(1)将孔化后的3层板酸洗板面,通过中粗化液药水对基板板面粗化处理,提高干膜与基板铜箔之间的结合力,再以水洗板面残留的粗化液药水,然后酸洗板面氧化,强风吹干烘干基板板面;再将29um厚度的感光干膜8压附在基板两侧的3um铜箔3、7上,在压膜时温度控制在105℃-125℃范围内,2.5米/分钟的速度传送基板,压膜时间在1.5秒。压膜后的基板静置15分钟后即可。
(2)首先将曝光玻璃台面清洁干净,除尘处理,用除尘滚轮在台面上向右滚动达到除尘效果,然后将基板放置在定位孔上,采用自动对位,将曝光机台面吸真空,对位精度确认,调节曝光能量,55-60MJ之间的曝光能量数值为准,自动进行对位,两面居中正片曝光,且曝光均匀性达到96%以上,然后一键曝光按钮激光直接成像在三层板上成像,关闭曝光门,等曝光OK后打开门并拿出曝光成像的线路图形板。
(3)曝光后的基板在显影前需静置30分钟,通过0.9±0.1%浓度的Na2CO3显影药水30±2℃的温度,基板正面朝上,按照4.5米/分钟的速度,显影喷淋压力上压力按照0.5Kg/cm2、下压力0.8Kg/cm2,当喷嘴中显影药水喷在基板板面时会发生反应,将曝光出来的部分干膜去除让基板上显示出曝光后线路图形,不需要电铜的部分干膜保留在线路图像上。
本例MSAP工艺线路制作先做压膜、线路曝光显影,不做蚀刻;显影时曝光的部分(即线路间距位置)干膜保留被硬化,后续闪蚀时咬蚀掉曝光部分铜箔,而不曝光的部分,显影出来为显影药水与干膜稀碱溶液反应溶解干膜,显露出线路图形,再后续将线路上的铜厚电铜加厚;本发明线路曝光制作方法与正常线路曝光位置相反,将曝光的位置作为要后续要闪蚀的区域,不曝光的位置为线路图形,除了要闪蚀的区域,其他全部要电铜。从而大大降低需要闪蚀的区域,满足闪蚀要求,提高加工效率。
第十一步:对第十三步显影后的基板进行电铜作业。
具体处理方法为:
首先用除油剂对三层板进行除油,本例采用型号为SE-250的除油剂,其浓度控制在0.8-1.2%、硫酸H2SO4的浓度控制在1.2-2.8%来清除板面氧化,调整孔内电荷,除油完后再水洗除去除油的残余药水;然后进入微蚀槽内微蚀剂粗化铜表面,作用是保证金属之间良好的结合力;微蚀后再经过酸洗槽H2SO4溶液,温度30℃左右(29℃至31℃)可去除铜面氧化;酸洗后的覆铜基板垂直进入镀铜槽中,镀铜喷淋流量按35-35HZ,而电流密度ASD的大小按照镀铜的厚度来决定电流密度,本例电流密度在1.0ASD,60分钟程式电铜,满足孔内、铜表面之铜厚要求。
镀完铜厚的基板以1.2-1.5m/min范围的速度水洗并烘干水分,而烘干时的温度在70℃-80℃范围内。
本例对电流密度的管控,使电铜表面铜厚均匀性好,单面铜厚R值保证在2um内,整板R值均匀性控制在4um内,同时能够保证电铜板面与铜结合力。
电流密度密度越小,速度越慢镀铜时间就越长,铜厚会更均匀,将电流密度设定在1.0ASD(安培/平方英尺),另外对电铜喷流参数设定,将喷流设定为25HZ,60分钟程式电铜,电铜均匀性能够控制在小于3um范围内。而普通的电铜,采用的喷流为30HZ,电流密度设置在3.0ASD,时长为30分钟,其电铜的均匀性达不到R值小于3um内,且存在高低夹位铜厚差异大。
本例先酸性除油,去除铜面表面的脏污,再通过微蚀液去除表面和孔内的氧化层,并将铜层咬蚀出微观上粗糙的界面,以进一步提高电铜层和基板层的结合力,电铜通过镀铜槽内药水硫酸铜、硫酸、氯离子、其他添加剂等化学反应,使其铜离子在阴极上获得沉积出铜层,优选的,铜层9的厚度比线路干膜8的厚度要低,而本例采用硫酸为溶液,由于硫酸具有导电性,使覆铜板具有优良导电性能,电铜后结构如图4所示。
本例使用的干膜厚度优选比电铜的铜厚要厚5um以上,防止电镀夹膜,因为如果电铜铜厚跟干膜相等或超过干膜,电铜铜会压到干膜覆盖的边缘地方,形成夹膜问题。此外,本例在压膜前处理对压膜结合附着力,压膜温度、时间得管控都至关重要,更加有效的避免电铜夹膜;而现有的Tenting制作工艺普通电铜都是先电铜再做线路,电铜前也不会有压干膜做线路。
第十二步:对第十四步电铜后的基板进行退膜作业。
具体地:通过盐酸酸洗清洁板面,水洗吹干烘干板面水分,经过45℃温度10.5%浓度的退膜液,基板以1.0-1.2m/min的速度退去线路间距中的干膜,针对间距小于20um以内的,本例先采用退膜液浸泡膨胀1小时后再退膜,而退膜时喷淋上下压力优选在2.0-2.5Kg/cm2范围内,直至显露出完整的线路图形并完全退膜干净,在经过水洗酸洗水洗等清洗烘干,得到外层线路图形。
第十三步:对第十五步退膜后的基板闪蚀作业。
具体处理方法为:
(1)先正面朝上放板酸洗板面氧化污物,2米/分钟的传输速度,喷嘴上下压力为1.5Kg/cm2,清洗板面足够干净;
(2)通过闪蚀液咬蚀掉线路间距底铜铜厚及不平整的部分铜,而咬蚀液药水主要采用深圳市旭村化工公司生产的105g/L的浓度铜面整平剂,还包括小于25g/L铜离子等添加剂药水,以2米/分钟的的速度,温度控制在30±5℃,药水槽上下压力为1.0-1.5kg/cm2,单次咬掉底铜铜厚为0.8-1.2um,闪蚀量同样与间距、空隙大小有关,前两遍初步处理,本例在最后一遍闪蚀时需确认侧蚀量并管控咬蚀量。
(3)通过酸洗、溢流水洗将板面清洗干净,吸水海绵先将产品表面多余水吸干,以便后续强风吹干,在通过75℃左右的强风吹干烘干残余的水分;
(4)接板后再将基板反面朝上,以同样的方法在2米/分钟的速度通过咬蚀液咬掉线路间距底铜铜厚,药水槽上下压力为1.0-1.5kg/cm2,单次咬掉底铜为0.8-1.2um;
(5)经过2遍闪蚀后再正面朝上,首先确认测量底铜,按2.0-3.0m/min速度及药水槽上下压力为1.0-1.5kg/cm2进行第三次闪蚀,控制好最终的侧蚀量要求,满足线宽间距制程要求,如果咬蚀量超过要求侧蚀量,则调快传输速度及调小压力来控制,直至彻底将3um的线路底铜铜厚咬蚀干净,最后烘干得到闪蚀后的基板,闪蚀后的三层板结构如图5所示。
本例无论是正面朝上闪蚀还是反面朝上闪蚀,均是对三层板的双面同时进行闪蚀,但是两面的闪蚀量会有差异,因此,本例分别进行正面朝上闪蚀和反面朝上闪蚀一遍,是为了保证产品正反两面的一致性,而在第三遍再次正面朝上闪蚀,根据测量咬蚀量确定最终咬蚀量,完成底铜3um彻底咬蚀完,从而保证闪蚀的精度。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式,并非以此限定本发明的具体实施范围,本发明的范围包括并不限于本具体实施方式,凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:内层压合步骤:将覆铜基板两侧通过半固化片压合第三层铜箔,所述覆铜基板包括芯板,设置在芯板两面的第一层铜箔和设置在第一层铜箔外层的第二层铜箔,其中,所述第一层铜箔的厚度大于第二层铜箔的厚度;
S2:内层线路作业步骤:在第三层铜箔上构造内层线路,对第二层铜箔不做线路作业,先压合第三层铜箔,然后在第三层铜箔上才进行第一次图形线路作业;
S3:棕化作业步骤:对内层线路构造完成的基板做棕化处理;
S4:外层压合步骤:将步骤S3处理后的基板两侧通过半固化片压合第四层铜箔;
S5:分板作业步骤:将丝线设置在第一层铜箔和第二层铜箔之间,通过一定拉力由一侧拉至另一侧,将第一层铜箔和第二层铜箔分开,得到包括第二层铜箔、第三层铜箔和第四层铜箔的三层板。
2.根据权利要求1所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:还包括步骤S6:对分板后的三层板进行打孔作业,其具体处理过程为:
S61:对分板后的三层板进行打靶;
S62:对打靶后的三层板进行机械钻孔,实现层与层之间的导通及定位;
S63:去除钻的孔内的胶渣;
S64:对去除胶渣后的三层板进行孔化作业。
3.根据权利要求2所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:还包括步骤S7:对打孔后的三层板进行外层线路作业,其处理过程为:
S71:对三层板两侧的板面进行粗化处理,然后去除表面氧化层,再将三层板的上下两面压附感光干膜;
S72:对压膜后的三层板按照线路要求曝光成像;
S73:通过显影药水,去除曝光的部分干膜,得到曝光后的外层线路图形,不需要电铜的部分干膜保留在线路图像上。
4.根据权利要求3所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:还包括步骤S8:对步骤S7处理后的三层板进行电铜作业,其处理过程为:
S81:用除油剂对三层板除油;
S82:通过微蚀液去除三层板表面和孔内的氧化层,并将铜层咬蚀出微观上粗糙的界面;
S83:微蚀后的三层板经过酸洗槽取出铜面氧化层;
S84:酸洗后的三层板进入镀铜槽,在三层板两侧镀一层设定厚度的铜层,其中,所述铜层的厚度低于所述三层板上干膜的厚度5um以上;
S85:对镀铜后的三层板水洗并烘干。
5.根据权利要求4所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:还包括步骤S9:对电铜后的三层板进行退膜作业:通过退膜液,以设定速度、设定喷淋压力退去线路间距中的干膜,直至显露出完整的线路图形并完全退膜干净,然后经过水洗酸洗水洗等清洗烘干,得到外层线路图形,其中,退膜时喷淋上下压力范围为2.0-2.5Kg/cm2。
6.根据权利要求5所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:针对干膜间距小于20um以内的三层板,先在退膜液内浸泡膨胀一定时间,再通过退膜液退膜。
7.根据权利要求5所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:还包括步骤S10:对退膜后的三层板进行闪蚀作业,得到闪蚀后的三层板。
8.根据权利要求7所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:所述闪蚀作业采用MSAP闪蚀工艺,其处理过程为:
S101:先正面朝上放三层板,设定传输速度和喷嘴压力,酸洗板面氧化污物;
S102:通过药水槽的闪蚀液咬蚀掉线路间距底铜铜厚及不平整的部分铜,其中,药水槽上下压力为1.0-1.5kg/cm2,单次咬掉底铜为0.8-1.2um;
S103:通过酸洗、溢流水洗将板面清洗干净,并除去三层板表面的水分;
S104:接板后再将三层板反面朝上,以同样的方法对三层板第二次闪蚀;
S105:第二遍闪蚀后,正面朝上,按照最终的侧蚀量要求管控咬蚀量进行第三次闪蚀,最后烘干得到闪蚀后的三层板结构。
9.根据权利要求1-8任一项所述的三层板MSAP工艺制造方法,其特征在于:所述第一层铜箔为保护铜箔,厚度为18um,所述第二层铜箔的厚度为3um的薄铜箔,所述第三层铜箔的厚度不小于10 um,所述第四层铜箔的厚度与第二次铜箔的厚度一致。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的三层板MSAP工艺制造方法制备的三层板,其特征在于:包括依次设置的第二层铜箔、第三层铜箔和第四层铜箔,其中,所述第二层铜箔与第三层铜箔之间、第三层铜箔和第四层铜箔之间分别通过半固化片固化连接,所述第三层铜箔上设有内层线路。
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