CN115500020A - 一种ic封装载板填孔无凹陷制作方法 - Google Patents

一种ic封装载板填孔无凹陷制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种IC封装载板填孔无凹陷制作方法，包括：步骤S1.分别在IC封装载板两侧外层压干膜后在两侧干膜上按激光孔径开设窗孔，两侧干膜上的窗孔沿CORE层对称；步骤S2.蚀刻去除两侧窗孔下方铜层后进行退膜；步骤S3.对经蚀刻裸露出的CORE层的部位，使用激光钻孔工制作通孔，并控制通孔的腰深孔径及腰深；步骤S4.对通孔进行水平沉铜后进行闪镀；步骤S5.对闪镀完成的通孔进行填孔电镀；步骤S6.对填孔电镀后的通孔物理铲平凹陷；步骤S7.对IC封装载板进行减薄铜，在其上通过图像转移完成外层线路制作。本发明的制作方法可以实现填孔无凹陷的加工能力,满足行业凹陷要求高(如凹3凸5um)产品需求，解决现有工艺的弊端，节约成本，提升产品竞争力。

Description

一种IC封装载板填孔无凹陷制作方法
技术领域
本发明涉及一种IC封装载板填孔无凹陷制作方法。
背景技术
由于电子产品的薄型化需求，其核心的IC封装也越来越薄，布线越来越密集，激光钻孔应用越来越多，封装应用RF类产品、FCCSP、FCBGA类等产品，而在RF类产品全系列射频芯片产品，市场前景大，不论双面板或者多层板，多采用激光钻孔设计，作用为导通及芯片散热，根据产品设计可知，邦定手指或焊接Pad均有孔设计，故对填孔凹陷要求高，行业标准要求一般为凹3凸5um，甚至要求孔口完全平整，现状珠海越亚采用镀铜柱的工艺实现，其他传统加工方式一般满足±10um凹陷要求。
目前镀铜柱工艺因产权保护仅越亚具备加工，其他载板厂商采用传统的激光钻孔填孔方式制作，因填孔受孔型、孔径、药水、设备多制程影响，加工良率较低，成本较高，不利于市场竞争。
发明内容
本发明目的在于解决现有工艺的弊端，节约成本，提升产品竞争力。
为此，提供一种IC封装载板填孔无凹陷制作方法，包括：
步骤S1.分别在IC封装载板两侧外层压干膜后在两侧干膜上按激光孔径开设窗孔，IC封装载板至少包括CORE层和分别附在CORE层两侧的铜层，两侧干膜上的窗孔沿CORE层对称；
步骤S2.蚀刻去除两侧窗孔下方的IC封装载板外侧的铜层后进行退膜；
步骤S3.对经蚀刻裸露出的CORE层的部位，使用激光钻孔工制作通孔，并控制通孔的腰深孔径及腰深以使之形成X型；
步骤S4.对通孔进行水平沉铜后进行闪镀；
步骤S5.对闪镀完成的通孔进行填孔电镀；
步骤S6.使用研磨工艺对填孔电镀后的通孔物理铲平凹陷；
步骤S7.对IC封装载板进行减薄铜直至获得所需铜厚后，在其上通过图像转移完成外层线路制作。
作为改进的，步骤S1在对IC封装载板压干膜之前，还执行有：
在IC封装载板上通过机械钻孔开钻出图形对位孔和方向孔进行各层板体的对位。
作为改进的，在IC封装载板上通过机械钻孔开钻出图形对位孔和方向孔，进一步包括：
采用包边工艺将垫板、IC封装载板、铝片装配一起后利用钻机实施机械钻孔。
作为改进的，步骤S3进一步包括：控制通孔的腰深孔径为目标孔径的50％-70％，腰深深度为CORE层的介厚*1/2-15％至CORE层的介厚*1/2+15％。
作为改进的，步骤S1在干膜上开设窗孔的方式进一步包括：使用DF前处理后自动压膜，然后通过LDI曝光，再进行MSAP垂直显影。进一步的，步骤S1在开设窗孔之后，还执行有：通过AOI检查两侧对称的窗孔的孔径是否一致，并在一致情况下蚀刻去除两侧窗孔下方的铜层。进一步的，步骤S2中去除去除窗孔下方铜层的方式进一步被配置为等离子蚀刻。
作为改进的，步骤S7对IC封装载板进行减薄铜的方式，进一步包括：
使用化学微蚀药水进行水平线清洗IC封装载板从而对IC封装载板外层铜厚进行减薄。
本发明针对行业填孔凹陷要求高(如凹3凸5um)产品，通过加工制程工艺方法来满足要求：先通过开窗的方式来控制激光孔径大小，再通过调整激光参数来控制孔深及腰深，电镀采用闪镀+填孔电镀，填孔电镀后采用研磨的方式降低填孔凹陷Dimple，再通过减薄铜的方式控制线路铜厚，来制作线路加工，此方式可以实现填孔无凹陷的加工能力,满足行业凹陷要求高(如凹3凸5um)产品需求，解决现有工艺的弊端，节约成本，提升产品竞争力。
附图说明
图1示出了本实施例的压膜开窗孔的加工流程，其中图1a示出了IC封装载板结构，图1b示出了自动压膜，图1c示出了LDI曝光，图1d示出了显影。
图2示出了本实施例的蚀刻退膜的加工流程，其中图2a示出了等离子蚀刻，图2b示出了褪去干膜后的IC封装载板结构。
图3示出了本实施例激光钻孔对腰深孔径及腰深的控制。
图4示出了本实施例的填孔加工流程，其中，图4a示出了水平沉铜，图4b示出了闪镀，图4c示出了填孔电镀。
图5示出了研磨、减薄铜后制作线路的过程，其中，图5a示出了整板填孔电镀后的IC封装载板结构，图5b示出了研磨后的IC封装载板结构，图5c示出了化学微蚀减薄铜后的IC封装载板结构，图5d示出了制作线路后的IC封装载板结构。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
本实施例所指的IC封装载板结构如图1a所示，至少包括CORE层1和分别附在CORE层两侧的铜层21、22，本实施例中，IC封装载板填孔无凹陷制作方法，包括以下步骤：
步骤S1.如图1b，分别在IC封装载板两侧外层压干膜3后，在两侧干膜3上按激光孔径开设窗31，公差控制±5um，其中，两侧干膜3上的窗孔31沿CORE层1对称设置，如图1d所示。
本实施例中，为提升干膜开孔精度，干膜上开孔的方式设置为使用DF前处理后自动压膜，然后通过LDI曝光，再进行MSAP垂直显影，如图1c所示。
在干膜6开好窗孔后，通过AOI检查两侧对称的窗孔的孔径是否一致，若发现不一致则停止工序，如一致，才进行蚀刻去除两侧窗孔下方的铜层，降低加工不良率产生。
步骤S2.如图2a，蚀刻去除两侧窗孔31下方的IC封装载板外侧的铜层21、22，从而裸露出蚀刻处下方的CORE层1，然后进行退膜，退膜后结构如图2b所示。
进一步的，选用为以等离子蚀刻方式两侧窗孔31下方的铜层，用等离子蚀刻时垂直方向的刻蚀速率远大于侧向的特点，改善侧蚀现象。
步骤S3.对经蚀刻裸露出的CORE层1的部位，使用激光钻孔工制作通孔4，并控制通孔4的腰深孔径41及腰深42，如图3所示，以使之形成X型。
其中，作为改进的是，窗孔的参数可以控制为腰深孔径为目标孔径的40％-80％，腰深深度为CORE层的介厚*1/2-20％至CORE层的介厚*1/2+20％，或者是腰深孔径为目标孔径的45％-75％，腰深深度为CORE层的介厚*1/2-15％至CORE层的介厚*1/2+15％，其中作为最优区间，可以将腰深孔径配置为目标孔径的50％-70％，腰深深度为CORE层的介厚*1/2-15％至CORE层的介厚*1/2+15％，以达到良好填孔效果。
由于通孔填充过程中铜优先沉积在孔中心而不是孔口，填孔凹陷控制根据填孔药水反应原理，凹陷与孔型有关，本实施例中，通过控制孔径和腰深更好的控制孔型，使之利于沉铜，达到电镀药水交换反应效果好目的。
步骤S4.对通孔4进行水平沉铜，如图4a所示，然后进行闪镀，如图4b所示。
由于水平沉铜形成的化学铜镀层的厚度、均匀性都影响填孔性能，化学铜镀层过薄或厚度不均，其填孔效果较差，因此，本实施例设计使用闪镀打底，闪镀打底可以增加底铜厚度和均匀性，达到更好的填孔效果。
步骤S5.对闪镀完成的通孔进行填孔电镀制作，如图4c，其中，采用“闪镀+填孔”方式加工，降低填孔凹陷Dimple大小。
步骤S6.使用研磨工艺，利用研磨设备研磨如图5a中填孔电镀后的通孔，以对通孔处的凹陷进行物理铲平，去除凹陷Dimple，研磨后的结构如图5b所示。
步骤S7.对IC封装载板进行减薄铜直至获得所需铜厚，其中，进行减薄铜的方式进一步包括使用化学微蚀药水进行水平线清洗IC封装载板以获得均匀厚度，如图5c所示，然后，在IC封装载板的外层铜层上通过图像转移完成外层线路制作，如图5d所示。
本实施例的方法，针对行业填孔凹陷要求高(如凹3凸5um)产品，通过先通过开窗的方式来控制激光孔径大小，再通过调整激光参数来控制孔深及腰深，电镀采用闪镀打底后填孔电镀，填孔电镀后采用研磨的方式降低填孔凹陷Dimple，再通过减薄铜的方式控制线路铜厚，然后制作线路加工，可以实现填孔无凹陷的加工能力,满足行业凹陷要求高(如凹3凸5um)产品需求，解决现有工艺的弊端，节约成本，提升产品竞争力。
本实施例中，孔径的大小决定着填孔的品质，凹陷或空洞，开窗的方式制作可以实现激光孔径大小的均匀性，公差控制在±5um，更好的实现填孔。
作为改进方案，步骤S1在对IC封装载板压干膜之前，还在IC封装载板上通过机械钻孔开钻出图形对位孔和方向孔进行各层板体的对位，其中，使用高精度机械锣板机或钻孔机，以一致涨缩方式进行钻孔，保证不同板之间的一致性。进一步的，一致涨缩实现方式采用德国Schmoll大理石钻机，通过包边工艺将垫板、IC封装载板、铝片装配一起后利用钻机加工，确保不同板之间的相同精度，曝光采用LDI曝光，实现产品一致涨缩。
作为另一种改进方案，步骤S7进行减薄铜的方式进一步配置为使用化学微蚀药水进行水平线清洗IC封装载板，以获得均匀厚度。
上述具体实施例仅仅是本发明的几种优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合。

Claims (8)

1.一种IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，包括：
步骤S1.分别在IC封装载板两侧外层压干膜后在两侧干膜上按激光孔径开设窗孔，所述IC封装载板至少包括CORE层和分别附在CORE层两侧的铜层，所述两侧干膜上的窗孔沿所述CORE层对称；
步骤S2.蚀刻去除两侧窗孔下方的IC封装载板外侧的铜层后进行退膜；
步骤S3.对经蚀刻裸露出的CORE层的部位，使用激光钻孔工制作通孔，并控制所述通孔的腰深孔径及腰深以使之形成X型；
步骤S4.对所述通孔进行水平沉铜后进行闪镀；
步骤S5.对闪镀完成的所述通孔进行填孔电镀；
步骤S6.使用研磨工艺对填孔电镀后的通孔物理铲平凹陷；
步骤S7.对IC封装载板进行减薄铜直至获得所需铜厚后，在其上通过图像转移完成外层线路制作。
2.根据权利要求1所述的IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，所述步骤S1在对IC封装载板压干膜之前，还执行有：
在IC封装载板上通过机械钻孔开钻出图形对位孔和方向孔进行各层板体的对位。
3.根据权利要求2所述的IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，所述在IC封装载板上通过机械钻孔开钻出图形对位孔和方向孔，进一步包括：
采用包边工艺将垫板、IC封装载板、铝片装配一起后利用钻机实施所述机械钻孔。
4.根据权利要求1所述的IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，所述步骤S3进一步包括：
控制所述通孔的腰深孔径为目标孔径的50％-70％，腰深深度为CORE层的介厚*1/2-15％至CORE层的介厚*1/2+15％。
5.根据权利要求1所述的IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，所述步骤S1在干膜上按激光孔径开设窗孔的方式进一步包括：
使用DF前处理后自动压膜，然后通过LDI曝光，再进行MSAP垂直显影。
6.根据权利要求5所述的IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，所述步骤S1在开设窗孔之后，还执行有：
通过AOI检查两侧对称的窗孔的孔径是否一致，并在一致情况下蚀刻去除两侧窗孔下方的铜层。
7.根据权利要求6所述的IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，所述步骤S2中去除去除窗孔下方铜层的方式进一步被配置为等离子蚀刻。
8.根据权利要求1所述的IC封装载板填孔无凹陷制作方法，其特征在于，步骤S7对IC封装载板进行减薄铜的方式，进一步包括：
使用化学微蚀药水进行水平线清洗IC封装载板从而对IC封装载板外层铜厚进行减薄。
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