CN115985782A - 一种fcbga封装基板的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的FCBGA封装基板的制备方法，通过在介电层上利用激光形成多个盲孔，进而组成环状孔阵靶标，使得盲孔的孔径可控且还能够降低环状孔阵靶标的粗糙度，使得靶标孔的边缘更加光滑，从而提高了环状孔阵靶标的品质，有助于减小对位误差，提高对位精度，进一步的在封装基板的制作过程中以所述环状孔阵靶标作为定位靶点进行曝光，从而确保曝光后的图形与封装基板的内层图形不存在位置偏差，进而提高了曝光精确度，最终生产出品质更好且符合所需层数的FCBGA封装基板，还能在降低生产成本的同时又能提高产品良率且提高生产效率。

Description

一种FCBGA封装基板的制备方法

技术领域

本发明涉及半导体集成电路技术领域，特别是涉及一种FCBGA封装基板的制备方法。

背景技术

随着各类电子产品向高性能、多功能、轻且薄、高可靠性的方向发展，作为半导体集成电路中的重要组成部分，人们对FCBGA封装基板的设计要求也越来越高，但FCBGA封装基板制造工艺复杂，生产工序多，且每个工序之间关联密切并互相影响，尤其在进行层间导通时大量运用的微孔技术由于线路设计比较精细且焊盘较小等原因，从而会影响对位精度的准确性进而影响产品质量。

目前，在FCBGA封装基板制造工艺中，常用的曝光工序是使用LDI曝光机对FCBGA封装基板进行曝光。其曝光原理为：使用与预设线路图形一致的图形资料，等待LDI曝光机中的摄相机识别抓取靶标完成对位以后，再将线路图形以激光束的形式直接投射在涂有光致抗蚀剂的线路板上，从而实现图形转移。但在上述曝光工序中，需要摄相机摄取并精准识别靶标的相对位置，实现精准对位从而确保待曝光区域与预设线路图形的结构一致，通常的对位方式为：一般先使用X射线冲孔在电路基板上形成一定数量的定位通孔作为定位靶点，其次使用LDI曝光机识别定位靶点，从而确定电路基板的基准位置，并记录电路基板的位置坐标数据，然后利用计算机对电路基板和预设线路图形的坐标数据进行对齐校正，对电路基板进行大小和尺寸的计算，并输出一个比例系数，最后依据此比例系数修正电路基板的图形涨缩比例，待修正完成之后再进行曝光。但在实际制造工艺中，经X射线冲孔打靶形成的定位通孔的品质较低且会出现偏移，从而无法满足曝光的对位精度，使得曝光出来的电路基板出现图形偏移的现象，进而大幅度降低生产良率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种FCBGA封装基板的制备方法，用于解决现有技术中FCBGA封装基板在曝光工序中由于定位靶点品质低以及出现偏移造成的对位精度下降，使得曝光后电路基板出现图形偏移，从而增加生产成本、影响产品良率、降低生产效率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种FCBGA封装基板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

提供芯板，所述芯板包括第一介电层及位于所述第一介电层相对两面的芯板铜箔层，于所述芯板铜箔层上预设多个靶标中点，对所述芯板铜箔层进行图形化操作并在所述芯板铜箔层上形成多个定位pad；

于图形化后的所述芯板铜箔层压合第二介电层；

于所述第二介电层上形成第一激光孔，且以所述第一激光孔的圆心到所述靶标中点的距离为绕打半径形成环状绕打路径，并沿所述绕打路径依次形成第二激光孔……第N激光孔，且所述第一激光孔……所述第N激光孔共同形成环状孔阵靶标，其中，N大于或等于2；

去除残留胶渣；

于所述第二介电层上形成与所述芯板铜箔层电连接的图形化的金属连接层，所述金属连接层包括种子层及金属层。

可选地，所述第一激光孔……第N激光孔均为盲孔且所述盲孔贯穿所述第二介电层至所述芯板铜箔层。

可选地，所述第一激光孔……第N激光孔的直径为0.2mm～0.3mm。

可选地，所述第一激光孔……第N激光孔的直径相同。

可选地，所述绕打半径为0.5mm-1.0mm。

可选地，形成所述第一激光孔……所述第N激光孔的方法包括UV激光钻孔或CO₂激光钻孔。

可选地，N等于6～16。

可选地，去除残留胶渣的方法包括化学除胶渣法或等离子体刻蚀除胶渣法。

可选地，所述种子层包括采用化学沉铜的方法形成的Cu种子层，所述Cu种子层覆盖所述第二介电层及所述环状孔阵靶标，且所述Cu种子层的厚度为500nm-1200nm。

可选地，形成所述金属层的步骤包括于所述种子层上形成干膜层，以所述环状孔阵靶标为定位靶点进行曝光、显影、电镀、去膜及刻蚀。

可选地，重复进行图形化所述芯板铜箔层制备后的步骤，直至制备出所需层数的FCBGA封装基板。

如上所述，本发明的FCBGA封装基板的制备方法，具有以下有益效果：通过在所述第二介电层上利用激光形成多个盲孔，进而组成环状孔阵靶标，使得盲孔的孔径可控且还能够降低环状孔阵靶标的粗糙度，使得靶标孔的边缘更加光滑，从而提高了环状孔阵靶标的品质，从而有助于减小对位误差，提高对位精度，进一步的在封装基板的制作过程中以所述环状孔阵靶标作为定位靶点进行曝光，从而确保曝光后的图形与封装基板的内层图形不存在位置偏差，进而提高了曝光精确度，最终生产出品质更好且符合所需层数的FCBGA封装基板，还能在降低生产成本的同时又能提高产品良率且提高生产效率。

附图说明

图1显示为本发明FCBGA封装基板的制备方法的工艺流程图。

图2显示为本发明实施例中芯板的剖面结构示意图。

图3显示为本发明实施例中芯板的俯视以及靶标中点的结构示意图。

图4显示为本发明实施例中压合第二介电层后的剖面结构示意图。

图5显示为本发明实施例中压合第二介电层后的俯视以及环状孔阵靶标的结构示意图。

图6显示为本发明实施例中形成的环状孔阵靶标的俯视结构示意图。

图7显示为本发明实施例中形成环状孔阵靶标后的剖面结构示意图。

图8显示为为本发明实施例中形成Cu种子层后的结构示意图。

图9显示为为本发明实施例中形成干膜层后的结构示意图。

图10显示为为本发明实施例中形成的FCBGA封装基板结构示意图。

元件标号说明

101                     芯板

1011                    芯板铜箔层

1012                    第一介电层

102                     靶标中点

103                     第二介电层

104                     环状孔阵靶标

1041                    第一激光孔

1042                    第二激光孔

105                     Cu种子层

106                     干膜层

107                     铜金属层

D1                      绕打半径

D2                      激光孔的直径

S1～S5                  步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

请参阅图1至图10。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1至图10，本发明提供一种FCBGA封装基板的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：

S1：提供芯板101，所述芯板101包括第一介电层1012及位于所述第一介电层1012相对两面的芯板铜箔层1011，于所述芯板铜箔层1011上预设多个靶标中点102，对所述芯板铜箔层1011进行图形化操作并在所述芯板铜箔层1011上形成多个定位pad；

S2：于图形化后的所述芯板铜箔层1011压合第二介电层103；

S3：于所述第二介电层103上形成第一激光孔1041，且以所述第一激光孔1041的圆心到所述靶标中点102的距离为绕打半径D1形成环状绕打路径，并沿所述绕打路径依次形成第二激光孔1042……第N激光孔，且所述第一激光孔1041……所述第N激光孔共同形成环状孔阵靶标104，其中，N大于或等于2；

S4：去除残留胶渣；

S5：于所述第二介电层103上形成与所述芯板铜箔层1011电连接的图形化的金属连接层，所述金属连接层包括种子层及金属层。

以下结合附图对本实施例中所述FCBGA封装基板的制作方法做进一步的介绍，具体如下：

在步骤S1中，请参阅图1至图3，提供芯板101，所述芯板101包括第一介电层1012及位于所述第一介电层1012相对两面的芯板铜箔层1011，于所述芯板铜箔层1011上预设多个靶标中点102，对所述芯板铜箔层1011进行图形化操作并在所述芯板铜箔层1011上形成多个定位pad。

具体的，如图2所示，在本实施例中，提供一芯板101，所述芯板101包括依次叠置的所述芯板铜箔层1011、所述第一介电层1012及所述芯板铜箔层1012的三层夹心结构，其中，如图3所示，位于所述第一介电层1012的相对两面的所述芯板铜箔层1011分别设为作业板面并在所述作业板面上预设多个靶标中点102。此处的所述靶标中点102可以为实点，以使得激光打孔机在打孔之前先进行所述靶标中点102的识别再以识别到的所述靶标中点102作为基准点进行打孔，所述靶标中点102也可以为虚点，即为激光打孔机内已经设定好的用于形成环状孔阵靶标的程序所参照的圆心点在所述作业板面上的投影。对所述芯板铜箔层1011进行图形化操作形成FCBGA封装基板的内层图形，并于所述芯板铜箔层1011的边缘位置上形成多个定位pad(图中未示出)，所述定位pad的形状可以为圆形、十字形或激光钻孔机所能识别的其他形状，此处不作特别限制，所述定位pad的材质一般选择金属铜，所述定位pad可以作为激光钻孔的靶标，以防止所述芯板101在转移过程中出现无法定位所述靶标中点102位置的情况。

可选地，所述第一介电层1012的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅以及高分子聚合物等绝缘材料中的一种。

在步骤S2中，请参阅图1和图4，于图形化后的所述芯板铜箔层1011压合第二介电层103。

具体的，如图4所示，在本实施例中，将所述芯板铜箔层1011进行图形化后，采用压合法在所述芯板铜箔层1011上形成第二介电层103，所述第二介电层103可采用热分解温度在340度以上的具有感光性能的绝缘介电材料，本实施例中，所述第二介电层103采用介电损耗系数小于3.5，介电常数小于4.0的光敏材料，但所述第二介电层103的种类并非局限于此，可根据具体需要进行选择，此处不作过分限制。其中，所述压合法可采用如真空压合的方法，以于所述芯板铜箔层1011上形成具有良好结合力的所述第二介电层103，所述第二介电层103的厚度一般为35μm，当然，关于所述第二介电层103的厚度并不作过分限制。

在步骤S3中，请参阅图1和图5，于所述第二介电层103上形成第一激光孔1041，且以所述第一激光孔1041的圆心到所述靶标中点102的距离为绕打半径D1形成环状绕打路径，并沿所述绕打路径依次形成第二激光孔1042……第N激光孔，且所述第一激光孔1041……所述第N激光孔共同形成环状孔阵靶标104，其中，N大于或等于2。

具体的，如图5所示，在本实施例中，首先使用UV激光钻孔或CO₂激光钻孔工艺在所述第二介电层103打孔以形成与所述靶标中点102间隔一定距离设置的第一激光孔1041，使用激光打孔，单个所述激光孔的直径D2为0.2mm～0.3mm，单个激光孔孔径容易控制且各激光孔的孔径大小一致、使得降低了后续形成的所述环状孔阵靶标104的外缘及内缘的粗糙度，使得所述环状孔阵靶标104的边缘更加光滑，同时又避免了打孔过深，使得后续电镀过程中所述环状孔阵靶标104不易被填平，从而使得所述环状孔阵靶标104易被识别，提高了抓靶识别率，进一步的减小了对位误差，从而提高了曝光精确度。

如图6所示，在本实施例中，以所述第一激光孔1041的圆心到所述靶标中点102的距离作为绕打半径D1形成环状绕打路径，并以所述靶标中点102为圆心沿所述环状绕打路径进行打孔，从而形成多个依次排列且互不交叠的激光孔，可选地，所述绕打半径D1为0.5mm～1mm，例如，可以为0.5mm、0.75mm或1mm，具体可根据实际需要设置，此处不作限制。将多个所述激光孔按照绕打顺序分别命名为第一激光孔1041……第N激光孔，具体的，N等于6～16，例如，N可以为6、10、14、16，即形成的激光孔的数量至少为6个。其中，当激光孔的数量为6个时，第一激光孔1041至第六激光孔环绕所述靶标中点102三百六十度形成的圆环状的孔即为所述环状孔阵靶标104。

可选地，所述第一激光孔1041……第N激光孔均为盲孔且所述盲孔贯穿所述第二介电层103至所述芯板铜箔层1011。

具体的，如图7所示，所述第一激光孔1041……第N激光孔均设置为盲孔，以保证激光能够穿透所述第二介电层103且不能穿透所述芯板铜箔层1011，防止损坏所述芯板101的内层图形。由于需要所述芯板铜箔层1011上均形成有所述第二介电层103，因此，所述环状孔阵靶标104也均被设置在所述芯板101的两侧面上的所述芯板铜箔层1011，优选地，将位于所述芯板101的两侧面上所述环状孔阵靶标104正对设置，即所述芯板101的两侧面上所述环状孔阵靶标104在同一条轴线上。

接着，执行步骤S4，去除残留胶渣。

作为示例，形成盲孔之后需要还去除盲孔内的胶渣残留以降低盲孔的外缘及内缘的粗糙度，可选地，去除残留胶渣的方法可包括化学除胶渣法或等离子体刻蚀除胶渣法，本实施例中，优选等离子体刻蚀除胶渣法，以便提高后续形成的所述金属连接层与所述第二介电层103及所述芯板101之间的结合力，但并非局限于此，根据需要也可采用化学除胶渣法此处不作过分限制。

执行步骤S5，于所述第二介电层103上形成与所述芯板铜箔层1011电连接的图形化的金属连接层，所述金属连接层包括种子层及金属层。

作为示例，所述种子层包括采用化学沉铜的方法形成的Cu种子层105，所述Cu种子层105覆盖所述第二介电层103及所述环状孔阵靶标104，且所述Cu种子层105的厚度为500nm～1200nm。

具体的，如图8所示，该实施例所述种子层为采用化学沉铜的方法形成的与所述芯板铜箔层1011相连接的Cu种子层105，但并非局限于此，具体可根据需要进行选择。所述Cu种子层105的厚度为500nm～1200nm，且保持其厚度偏差<5％。所述Cu种子层105覆盖所述第二介电层103以及所述环状孔阵靶标104，且在本实施例中，由于所述环状孔阵靶标104的边缘更加光滑，使得在进行化学沉铜过程中，化学铜层与所述第二介电层103的结合力更大，进而实现更好的固定效果。

作为示例，形成所述金属层的步骤包括于所述Cu种子层105上形成干膜层106，以所述环状孔阵靶标104为定位靶点进行曝光、显影、电镀、刻蚀及去膜。

具体的，如图9所示，于所述Cu种子层105上涂覆干膜层106，一般选择具有感光性能的干膜形成感光抗蚀层，以防止电镀后的刻蚀过度，破坏所述Cu种子层105，降低其可靠性及电性能，以所述环状孔阵靶标104为定位靶点将所述干膜层106进行曝光并显影，可以确保曝光后的图形与封装基板的内层图形不存在位置偏差，提高了曝光精确度，曝光并显影后显露所述第二介电层103和所述环状孔阵靶标104，如图10所示，于图案化后的所述干膜层106上进行电镀，在显露的所述第二介电层103和所述环状孔阵靶标104上形成具有较小尺寸的所述金属连接层的铜金属层107，形成的所述铜金属层107的要尽可能的薄，从而在后续刻蚀的过程中更快，可以降低过度刻蚀对所述芯板101的危害。在形成所述金属层后，通过刻蚀去除剩余的所述干膜层106，最终形成图案化的金属连接层。

作为示例，还可包括重复进行图形化所述芯板铜箔层1011制备后的步骤，直至制备出所需层数的FCBGA封装基板。

具体的，可重复进行上述步骤S2～步骤S5，直至完成所需的叠板层数，如2层、3层、5层等，以制备多层FCBGA封装基板，在另一实施例中，所述FCBGA封装基板包括3层。当然，关于所述FCBGA封装基板的具体层数可根据需要进行选择，在此不做过分限定。

综上所述，本发明的FCBGA封装基板的制备方法，通过在介电层上利用激光形成多个盲孔，进而组成环状孔阵靶标，使得盲孔的孔径可控且还能够降低环状孔阵靶标的粗糙度，使得靶标孔的边缘更加光滑，从而提高了环状孔阵靶标的品质，有助于减小对位误差，提高对位精度，进一步的在封装基板的制作过程中以所述环状孔阵靶标作为定位靶点进行曝光，从而确保曝光后的图形与封装基板的内层图形不存在位置偏差，进而提高了曝光精确度，最终生产出品质更好且符合所需层数的FCBGA封装基板，还能在降低生产成本的同时又能提高产品良率且提高生产效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种FCBGA封装基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供芯板，所述芯板包括第一介电层及位于所述第一介电层相对两面的芯板铜箔层，于所述芯板铜箔层上预设多个靶标中点，对所述芯板铜箔层进行图形化操作并在所述芯板铜箔层上形成多个定位pad；

于图形化后的所述芯板铜箔层压合第二介电层；

于所述第二介电层上形成第一激光孔，且以所述第一激光孔的圆心到所述靶标中点的距离为绕打半径形成环状绕打路径，并沿所述绕打路径依次形成第二激光孔……第N激光孔，且所述第一激光孔……所述第N激光孔共同形成环状孔阵靶标，其中，N大于或等于2；

去除残留胶渣；

于所述第二介电层上形成与所述芯板铜箔层电连接的图形化的金属连接层，所述金属连接层包括种子层及金属层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一激光孔……第N激光孔均为盲孔且所述盲孔贯穿所述第二介电层至所述芯板铜箔层。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一激光孔……第N激光孔的直径为0.2mm～0.3mm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第一激光孔……第N激光孔的直径相同。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述绕打半径为0.5mm-1.0mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：形成所述第一激光孔……所述第N激光孔的方法包括UV激光钻孔或CO₂激光钻孔。

7.根据权利要求1至6任一项所述的制备方法，其特征在于：N等于6～16。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：去除残留胶渣的方法包括化学除胶渣法或等离子体刻蚀除胶渣法。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述种子层包括采用化学沉铜的方法形成的Cu种子层，所述Cu种子层覆盖所述第二介电层及所述环状孔阵靶标，且所述Cu种子层的厚度为500nm-1200nm。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：形成所述金属层的步骤包括于所述种子层上形成干膜层，以所述环状孔阵靶标为定位靶点进行曝光、显影、电镀、刻蚀及去膜。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：重复进行图形化所述芯板铜箔层制备后的步骤，直至制备出所需层数的FCBGA封装基板。

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