CN113382544A - 一种使用abf增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，内层基板经过第一真空压膜处理及第一整平处理得到第一增层线路板后，包括：对第一增层线路板进行真空烘烤得到第二增层线路板；对第二增层线路板进行第二真空压膜处理及第二整平处理。或者内层基板经过第一真空压膜处理及第一整平处理得到第一增层线路板后，包括对第一增层线路板进行第三真空压膜处理及第三整平处理，得到第三增层线路板。本发明提出的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，能够有效加速ABF膜片中的高沸点溶剂的去除，在预固化后大幅度减小孔口的凹陷。

Description

一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法
技术领域
本发明涉及电路板封装技术领域，尤其涉及一种使用ABF增层膜片进行通孔塞孔的方法。
背景技术
半加成技术是现在高密度封装基板的主要加工制造技术，针对高密度封装基板技术，特别是FCBGA封装基板技术，半加成技术得到了前所未有的进展，高密度布线从线宽线距25um/25um已经降低到量产8um/8um。
ABF(Ajinomoto Build-up Film：味之素堆积膜)材料是日本味之素公司生产的用于高密度封装基板线路层间绝缘材料。ABF材料中不含有玻纤，除在高密度布线方面有重要应用外，在其他情况下也有应用。如厚基板通孔具有较高深宽比的情况下，金属化孔需要进行塞孔，ABF是一种塞孔材料。又如大功率器件封装基板或印刷线路板的多层线路结构，线路层间介质需要具有足够的树脂含量才能对厚铜线路实现良好的填充，ABF因膜片中不含玻纤，是一种用于厚铜线路的绝缘树脂材料。
ABF增层膜片是半固化状态的片状绝缘材料，当压合在内层基板上时，由于内层基板存在通孔，ABF增层膜片中ABF树脂填充通孔后，固化过程中，高温使得ABF树脂中含有的高沸点溶剂挥发，导致孔口树脂发生凹陷。
常规技术采用真空压膜机压合ABF增层膜片。真空压膜机压合ABF增层膜片通常采用两段式压合，首先在设备的真空压膜段进行真空压膜，真空压膜常规条件是在设备橡胶垫上真空压合：在100℃温度下保持真空30秒，采用7kgf/cm2压力压合30秒；再在设备的整平段进行整平：在100℃温度下，采用5.5kgf/cm2压力压合60秒。经过上述操作压合ABF增层膜片后的电路板，置于烘箱中，于100℃下烘烤60分钟，再于180℃下烘烤30分钟完成预固化。这是一个使用ABF增层膜片在带有通孔的内层基板上进行塞孔的常规操作流程。
这种塞孔技术由于只是在预固化过程中增加100℃低温烘烤来将通孔中的溶剂去除，产生的孔口凹陷仍然很大，对于如通孔直径0.25mm、厚度0.3mm的基板，实际塞孔过程中产生的孔口凹陷达到10μm。对于如通孔直径0.1mm、厚度1mm的基板来说，更高的深宽比导致孔内树脂内的溶剂更加难以挥发，孔内的树脂高度更高，产生的凹陷更深。因此，如何克服孔口凹陷，是采用ABF增层膜片进行塞孔亟待解决的重要问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，用以解决内层基板塞孔过程中产生孔口凹陷的问题。
本发明的一些实施例提供一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，内层基板经过第一真空压膜处理及第一整平处理得到第一增层线路板后，包括：
对第一增层线路板进行真空烘烤得到第二增层线路板；
对第二增层线路板进行第二真空压膜处理及第二整平处理。
进一步地，根据上述一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，真空烘烤包括将第一增层线路板置于第三温度下恒温抽至第三真空度，保持第三真空时间。
进一步地，根据上述一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，第二真空压膜处理包括在第四温度下保持真空达到第四真空时间，在第四压力下保持第四压合时间，压合第一ABF增层膜片与内层基板。
进一步地，根据上述一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，第二真空压膜处理及第二整平处理后，包括预固化，其中，预固化包括对第二增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间。
本发明的另一些实施例提供一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，内层基板经过第一真空压膜处理及第一整平处理得到第一增层线路板后，包括对第一增层线路板进行第三真空压膜处理及第三整平处理，得到第三增层线路板。
进一步地，根据上述另一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，第一真空压膜处理及第一整平处理后，包括预固化，其中，预固化包括对第一增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间。
进一步地，根据上述另一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，第三真空压膜处理及第三整平处理后，包括预固化，其中，预固化包括对第三增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间。
进一步地，根据上述另一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，第三真空压膜处理包括在第九温度下保持真空达到第九真空时间，在第九压力下保持第九压合时间，将第二ABF增层膜片压合到第一增层线路板上。
进一步地，根据上述实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，第一真空压膜处理及第一整平处理之前包括在第八温度下烘烤内层基板，烘烤持续第八时间。
本发明提出的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，能够有效促使ABF增层膜片中的高沸点溶剂挥发，暴露出通孔凹陷，并在接下来的操作中填补通孔凹陷，用以解决常规技术中采用ABF增层膜片进行塞孔导致通孔凹陷的问题。具体分析如下：
(1)在本发明的某些实施例中，在完成第一真空压膜处理及第一整平处理后，增加了真空烘烤，此步骤将通孔中的ABF树脂的溶剂尽可能抽出，促使通孔凹陷暴露出来；然后经过第二真空压膜处理及第二整平处理，其中重点是第二整平处理，选用较常规技术更高的温度进行整平，以确保通孔凹陷去除。
(2)在本发明的某些实施例中，采用了两次ABF增层膜片压合、整平，首先通过内层基板两面压合一层ABF增层膜片专用于通孔填孔，第一整平处理后，进行正常的预固化，预固化后在孔口表面形成通孔凹陷；然后在表面两侧各压合一层第二ABF增层膜片，这一层ABF增层膜片正常压合，填充表面通孔凹陷，形成完整层间绝缘介质。
附图说明
图1是本发明的一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法流程图；
图2是本发明某一实施例在真空压膜前各组成部分示意图；
图3是本发明某一实施例在真空压膜后各组成部分示意图；
图4是本发明的另一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法流程图；
图5是通孔凹陷示意图；
图6是本发明另一实施例再次压合ABF增层膜片后各组成部分示意图。
图中：
1.通孔；2.内层基板；3.金属线路；4.ABF增层膜片；5.通孔凹陷。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合实施方案、具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图I所示为本发明的一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法流程图。在这一些实施例中，实施方案如下：
S101，第一真空压膜处理：在第一温度下保持真空达到第一真空时间，在第一压力下保持压合状态达到第一压合时间，将第一ABF增层膜片压合到内层基板上，其中，第一温度为＞100℃，第一真空时间为≥1分钟，优选为2分钟，第一压力为≥5kgf/cm2，第一压合时间为≥30秒；
S102，第一整平处理：在第二温度下采用第二压力保持压合状态达到第二压合时间，将压合到内层基板上的第一ABF增层膜片整平，得到第一增层线路板，其中，第二温度为＞100℃，第二压力为≥5kgf/cm2，第二压合时间为≥30秒；
S103，真空烘烤：将第一增层线路板置于第三温度下恒温抽至第三真空度，保持第三真空时间，得到第二增层线路板，其中，第三温度为90℃-120℃，第三真空时间为5-60min，优选为＞30min，第三真空度要求优于10pa，优选为1pa；
S104，第二真空压膜处理：第二增层线路板在第四温度下保持真空达到第四真空时间，在第四压力下保持第四压合时间，压合第二增层线路板中的第一ABF增层膜片与内层基板，其中，第四温度为＞100℃，第四真空时间为30秒，第四压力为≥5kgf/cm2，第四压合时间为≥30秒；
S105，第二整平处理：在第五温度下采用第五压力保持第五压合时间，将第二增层线路板整平，其中，第五温度为＞100℃，优选为120℃，第五压力为≥7kgf/cm2，第五压合时间为≥30秒，优选为1分钟；
S106，预固化：对第二增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间，其中，第六温度为100℃-130℃，优选为110℃，第六时间为60min，第七温度为180℃，第七时间为30min。
在本实施方案中，为了防止成品板弯曲、变形、缩水，第一真空压膜处理之前还包括在第八温度下烘烤内层基板持续第八时间，其中，第八温度为130℃，第八时间为30分钟。
在该实施方案中，第一真空压膜处理过程中，采用超长的真空时间。在完成第一真空压膜处理及第一整平处理后，增加了真空烘烤，温度90-120℃，真空度为优于10pa，优选为1pa，烘烤时间为5-60min，优选为＞30min，此步骤将通孔中的ABF树脂的溶剂尽可能抽出。经过真空烘烤的第二增层线路板再次经过第二真空压膜处理及第二整平处理，其中重点是第二整平处理，优选温度120℃，选用较高温度整平，确保通孔凹陷去除。
图2是本发明某一实施例在真空压膜前各组成部分示意图，本实施例内层基板厚度0.8mm，现在要将厚度为40μm的ABF增层膜片4真空压合到内层基板2上，使ABF增层膜片4完全覆盖通孔1、内层基板2、金属线路3，真空压膜后各组成部分如图3所示。
本实施例的实施步骤具体如下：
1.内层基板烘烤：对内层基板进行烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤时间为30分钟；
2.真空压膜：在真空压膜机中，在真空压膜段将ABF增层膜片压合到内层基板上，其中，压膜温度120℃，真空时间1分钟，压力5kgf/cm2，压合时间30秒；
3.整平：在真空压膜机整平段，将压合到内层基板上的ABF增层膜片整平，其中，整平温度110℃，压力5kgf/cm2，压合时间30秒；
4.真空烘烤：将压合完成的内层基板置于真空烘箱中烘烤，首先恒温为120℃，恒温后抽真空，真空度为1pa，真空时间60min；
5.再次真空压膜：压膜温度120℃，真空时间30秒，压力5kgf/cm2，压合时间30秒；
6.再次整平：整平温度110℃，压力7kgf/cm2，压合时间30秒；
7.预固化：将完成压合的内层基板置于烘箱中烘烤以完成预固化，其中，第一阶段先于130℃下烘烤60min，第二阶段再于180℃下烘烤30min。
经过上述步骤，本实施例真空压膜后去除了通孔凹陷，得到了平整的压合基板。
如图4所示为本发明的另一些实施例提供的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法流程图。在这些实施例中，实施方案如下：
S401，第一真空压膜处理：在第一温度下保持真空达到第一真空时间，在第一压力下保持压合状态达到第一压合时间，将第一ABF增层膜片压合到内层基板上，其中，第一温度为＞100℃，第一真空时间为≥1分钟，优选为2分钟，第一压力为≥5kgf/cm2，第一压合时间为≥30秒；
S402，第一整平处理：在第二温度下采用第二压力保持压合状态达到第二压合时间，将压合到内层基板上的第一ABF增层膜片整平，得到第一增层线路板，其中，第二温度为＞100℃，第二压力为≥5kgf/cm2，第二压合时间为≥30秒；
S403，预固化：对第一增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间，其中，第六温度为100℃-130℃，优选为110℃，第六时间为60min，第七温度为180℃，第七时间为30min；
S404，第三真空压膜处理：在第九温度下保持真空达到第九真空时间，在第九压力下保持第九压合时间，将第二ABF增层膜片压合到第一增层线路板上，其中，第九温度为＞100℃，第九真空时间为30秒，第九压力为≥5kgf/cm2，第九压合时间为≥30秒；
S405，第三整平处理：在第十温度下采用第十压力保持第十压合时间，将压合到第一增层线路板上的第二ABF增层膜片整平，得到第三增层线路板，其中，第十温度为＞100℃，第十压力为≥7kgf/cm2，第十压合时间为≥30秒，优选为1分钟；
S406，预固化：对第三增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间，其中，第六温度为100℃-130℃，优选为110℃，第六时间为60min，第七温度为180℃，第七时间为30min。
在本实施方案中，为了防止成品板弯曲、变形、缩水，第一真空压膜处理之前还包括在第八温度下烘烤内层基板持续第八时间，其中，第八温度为130℃，第八时间为30分钟。
在该实施方案中，采用两次ABF增层膜片压合、整平及预固化过程，首先通过内层基板两面压合一层ABF增层膜片专用于通孔填孔，第一真空压膜处理的真空时间适当延长，确保通孔填实，第一整平处理后，进行正常的预固化。预固化后在孔口表面形成通孔凹陷5，如图5所示；在第一增层线路板表面两侧各压合一层第二ABF增层膜片，这一层ABF增层膜片可以根据电路设计要求的表面介质厚度要求选择合适的厚度，使经过两次真空压膜后内层基板表面ABF介质厚度符合基板设计线路介质厚度要求。这一层ABF增层膜片正常压合，填充表面微小凹陷，形成完整层间绝缘介质，如图6所示。
该实施方案下一个内层基板厚度0.8mm，第一ABF增层膜片厚度40μm，第二ABF增层膜片厚度10μm的实施例具体步骤如下：
1.内层基板烘烤：对内层基板进行烘烤，烘烤温度为130℃，烘烤时间为30分钟；
2.真空压膜：在真空压膜机中，在真空压膜段将第一ABF增层膜片压合到内层基板上，其中，压膜温度120℃，真空时间1分钟，压力5kgf/cm2，压合时间30秒；
3.整平：在真空压膜机整平段，将压合到内层基板上的ABF增层膜片整平，其中，整平温度110℃，压力5kgf/cm2，压合时间30秒；
4.预固化：将完成压合的内层基板置于烘箱中烘烤以完成预固化，其中，第一阶段先于130℃下烘烤60min，第二阶段再于180℃下烘烤30min；
5.再次压合ABF增层膜片：在压合了第一ABF增层膜片的内层基板表面再次压合第二ABF增层膜片，压合温度120℃，真空时间30分钟，压力5kgf/cm2，压合时间30秒；
6.再次整平：将压合到内层基板上的第二ABF增层膜片整平，其中，整平温度110℃，压力7kgf/cm2，压合时间30秒；
7.预固化：第一阶段先于130℃下烘烤60min，第二阶段再于180℃下烘烤30min。
经过上述步骤，本实施例真空压膜后也得到了平整的压合基板。
高深宽比的通孔中的ABF树脂中的溶剂在高温下快速挥发，会引起爆板，固化后的孔口凹陷，会导致电路图形变形甚至孔口焊盘短路或开路。本发明利用上述技术方案提高了孔口材料的平整度，提高了基板的可靠性。
ABF膜片中由于采用高沸点溶剂作为增塑剂，保证ABF膜片具有较好的柔韧性，ABF才能正常使用，但是，由于增塑剂的存在，在膜片的压合过程中，溶剂挥发在通孔孔口会形成凹陷。这主要是因为，在通孔中填充的全部是ABF树脂，通孔的深径比比较大，在通孔深度方向上即使只有3％的溶剂的快速挥发，在孔口也能产生几十微米的凹陷。常规的ABF真空压膜方法和烘烤方法，导致在预固化过程中，作为增塑剂的高沸点溶剂在180℃烘烤过程中快速挥发，挥发后没有交联的小分子在温度作用下，交联形成大分子，分子会填充溶剂挥发留下的空间，导致2-3％的溶剂形成孔口微小的凹陷。
本发明的一些实施例在真空压合过程中，提高真空压膜的真空时间，在真空压膜机中的真空压膜段将高沸点溶剂去除部分，在整平过程中，保证孔口平整。塞入通孔中的树脂还含有一部分高沸点溶剂，通过真空烘箱在90-120℃较低温度下抽真空，在较高的真空度下通过减压方式，高沸点溶剂的蒸汽压会大幅度提升，沸点下降，大量的溶剂会挥发掉。再经过一次压合整平，重点是整平，由于孔内树脂已经大部分挥发掉，再经过预固化，孔口就不会发生凹陷。真空烘烤去除溶剂是在较低温度90-120℃下进行，这个温度低于ABF树脂交联反应温度，所以，在真空过程中，挥发的溶剂遗留下的位置，树脂的流动性不足，树脂挥发后没有树脂流动填充溶剂挥发留下的位置，所以孔口没有凹陷。
在本发明的另一些实施例中，采用两次ABF增层膜片压合、整平及预固化过程，首先通过内层线路两面压合一层ABF增层膜片专用于通孔填孔，再次在压合ABF增层膜片后的表面两侧各压合一层ABF增层膜片，填充表面微小凹陷，形成完整层间绝缘介质。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，内层基板经过第一真空压膜处理及第一整平处理得到第一增层线路板后，包括：
对所述第一增层线路板进行真空烘烤得到第二增层线路板；
对所述第二增层线路板进行第二真空压膜处理及第二整平处理。
2.根据权利要求1所述的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，所述真空烘烤包括将所述第一增层线路板置于第三温度下恒温抽至第三真空度，保持第三真空时间。
3.根据权利要求1所述的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，所述第二真空压膜处理包括在第四温度下保持真空达到第四真空时间，在第四压力下保持第四压合时间，压合第一ABF增层膜片与内层基板。
4.根据权利要求1所述的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，所述第二真空压膜处理及第二整平处理后，包括预固化，其中，所述预固化包括对所述第二增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间。
5.一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，内层基板经过第一真空压膜处理及第一整平处理得到第一增层线路板后，包括对所述第一增层线路板进行第三真空压膜处理及第三整平处理，得到第三增层线路板。
6.根据权利要求5所述的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，所述第一真空压膜处理及第一整平处理后，包括预固化，其中，所述预固化包括对所述第一增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间。
7.根据权利要求5所述的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，所述第三真空压膜处理及第三整平处理后，包括预固化，其中，所述预固化包括对所述第三增层线路板进行烘烤，第一阶段于第六温度下烘烤第六时间，第二阶段于第七温度下烘烤第七时间。
8.根据权利要求5所述的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，所述第三真空压膜处理包括在第九温度下保持真空达到第九真空时间，在第九压力下保持第九压合时间，将第二ABF增层膜片压合到第一增层线路板上。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种使用ABF增层膜片进行内层基板通孔塞孔的方法，其特征在于，所述第一真空压膜处理及第一整平处理之前包括在第八温度下烘烤所述内层基板，所述烘烤持续第八时间。
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