CN116581033B - 一种Micro-LED MIP灯珠载板制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种Micro‑LED MIP灯珠载板制作方法，涉及半导体器件制造技术领域，制作方法依次包括开料、减铜、钻孔、对穿镭射、AOI检查、脉冲电镀、外层线路蚀刻、镭射雕刻焊盘间距、阻焊印刷、Bottom面曝光开窗、TOP面机械开窗、压烤、沉金、AVI。钻孔时在set周边钻四个镭射定位孔；对穿镭射时加工出直壁镭射孔；为保证后续焊盘形状为方形，在BT板四个角形成角度45°、宽度30μm的补偿角；采用皮秒激光雕刻工艺将整个焊盘雕刻成多个小焊盘，小焊盘间距25μm±2μm，研磨后得到35μm×17.5μm的方形小焊盘。与现有技术相比，本方法可以得到间距更小，尺寸更小的焊盘。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种Micro-LED MIP灯珠载板制作方法。
背景技术
Micro-LED与Mini-LED相比，灯珠晶元长度宽度≤50μm，其优点：1、可以高精度显示影像，显示精度可以做到P0.5以下；2、晶元尺寸缩减50%以上，节约显示晶元原料，节约成本，便于从商用转为民用；3、由于晶元尺寸缩减后，整体显示单元重量降低，便于室内与户外安装；4、Micro-LED可以用于智能穿戴等Mini-LED不具备的高精密显示使用场景。
与Mini-LED焊盘相比，加工Micro-LED焊盘时，焊盘尺寸由85μmx85μm缩小到35μmx17.5μm，焊盘间距由65μm-80μm缩小到25μm，盲孔尺寸由100μm缩小到30μm，整体难度几何倍增。Micro-LED作为下一代高清显示的关键产品，为进行技术储备，特此开发一种Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，此类型载板作为Micro-LED灯珠与PCB板之间的桥接层，可以有效降低PCB板的制作难度，提升其产品良率。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，可以加工出更小尺寸的焊盘。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，包括以下步骤：
S1、开料：采用BT板，如BT树脂基覆铜板。
S2、减铜：将BT板的铜箔厚度减至3μm-4μm，减铜时注意：反向多次，保证铜箔均匀性控制在1μm以内。
S3、钻孔：每个set周边钻四个镭射定位孔，便于后续进行镭射分割；常规做法是在panel大板（本方案中指的是BT板）周边钻定位孔，set指的是BT板中间的单元，本方案采用set定位孔可以有效提高后续镭射孔的精度。
S4、对穿镭射：定位之后进行镭射分割，先从Top面（指的是BT板顶面）开始镭射，再从bottom面（指的是BT板底面）镭射形成通孔，镭射孔形设置为直壁孔径，禁止打成X型孔，因为X型孔中间≤20μm，在通电高热情况下容易孔铜断裂。
S5、AOI检查：AOI全称Automatic Optical Inspection, 即自动光学检测设备，对穿镭射后形成通孔结构，由于盲孔AOI设备只适用于检查镭射形成的盲孔，而常规通孔验孔机精确度无法达到要求，因此本方案采用以下检测方法对镭射孔进行检查：
将一张铜板平铺在盲孔AOI设备光台表面，然后将镭射后的BT板铺在铜板表面，BT板四周用胶布贴在光台上，因为对于单面盲孔，一般抽真空可以固定板面，而本方案的镭射对穿孔无法按照常规方法进行固定，因此采用底部铺铜板模拟常规盲孔的方式检测镭射孔的品质问题。
S6、脉冲电镀：沉铜两次，第二次沉铜从微蚀缸后面进行放板，防止微蚀时将第一次沉铜层咬蚀掉；沉铜后会在镭射孔内形成铜柱，整体面铜厚度控制在18μm±2μm。
S7、外层线路蚀刻：为保证后续焊盘形状达到方形，需要先在BT板的四个角形成补偿角；蚀刻时TOP面向下，蚀刻后得到焊盘，铜柱在蚀刻后有部分露出。
S8、镭射雕刻焊盘间距：需要在焊盘上加工出25μm±2μm的间距，普通的tenting（负片工艺）无法实现以上间距，因此采用皮秒激光雕刻工艺将整个焊盘雕刻成多个小焊盘，小焊盘间距25μm±2μm；然后采用微蚀整理焊盘的毛边，微蚀厚度0.5μm-1μm以内。
S9、阻焊印刷：镭射雕刻后，在焊盘间距形成的同时，底部有部分基材被激光烧灼，形成5μm-10μm的凹陷，需要阻焊油墨进行填充凹陷；然后对TOP面进行切片，焊盘上油墨厚度控制在10μm以内。
S10、Bottom面曝光开窗：bottom按照正常流程进行曝光开窗。
S11、TOP面机械开窗：阻焊后整体板属于超薄板，因此采用底部托板的形式进行单面研磨，研磨时将bottom面用水沾湿紧密贴合托板，然后通过磨板磨刷TOP面。注意：先镭射雕刻焊盘间距、阻焊印刷之后，再进行机械开窗，因为油墨填充焊盘微小间距，可以实现小间距沉金。
S12、压烤：注意当超薄板单面受力，会有一定的板翘。
S13、沉金：消除焊盘由于研磨造成的磨痕印，注意控制镍厚控制。
S14、AVI：AVI是Automatic Vision Inspection的缩写，即自动视觉检测，检测之后出货。
进一步的，步骤S1开料中，BT板包括基板和覆于基板表面的铜箔，基板厚0.1mm，铜箔为3μm-15μm厚的RTF铜箔，BT板XY方向CTE（热膨胀系数）≤10ppm/℃，Z方向CTE≤15ppm/℃，Tg值（玻璃化转变温度）为300℃，Rz值（表面粗糙度评定参数）≤2μm。
进一步的，步骤S4对穿镭射中，镭射参数为：光圈0.8mm，基础能量4mj，第一枪脉宽4ms，第二枪脉宽2ms，第三枪脉宽2ms。
进一步的，步骤S6脉冲电镀中，电流密度≤5ASF，时间90min。
进一步的，步骤S7外层线路蚀刻中，补偿角的角度45°，宽度30μm；蚀刻后得到的焊盘公差在±10μm以内，TOP面的焊盘长度155μm，宽度60μm。
进一步的，步骤S9阻焊印刷中，TOP面采用77T网版印刷三刀，对凹陷处反复填充，印刷后TOP面向上，静止20min后进行预烤；bottom面采用77T网版印刷1刀，控制油墨厚度≤15μm。
进一步的，步骤S11 TOP面机械开窗中，底部托板规格：厚度0.5mm，公差±20μm，材质采用FR-4，FR-4为无铜结构，且具有高Tg值；磨板材质为不织布或陶瓷，其中不织布采用800#或1000#，陶瓷采用2000#或3000#；刷磨参数为：电流0.5A-1.0A，轻刷，速度控制2m/min-3m/min；研磨后得到多个35μm×17.5μm的焊盘。
进一步的，步骤S12压烤：采用温度200℃，时间2h，压强1.5kg/cm2的参数进行压烤。
进一步的，步骤S13沉金：喷砂一次，沉镍厚度5μm-8μm，金厚0.025μm-0.05μm。
本发明的有益效果在于：
1、依次通过开料、减铜、钻孔、对穿镭射、AOI检查、脉冲电镀、外层线路蚀刻、镭射雕刻焊盘间距、阻焊印刷、Bottom面曝光开窗、TOP面机械开窗、压烤、沉金、AVI检测等步骤，可以加工出35μmx17.5μm的焊盘，其中焊盘间距缩小至25μm，镭射孔缩小至30μm，从而满足Micro-LED的产品需求。
2、以下操作都具有有益效果：选用具有特定参数的BT板；在set周边钻四个镭射定位孔，便于后续进行镭射分割并提高镭射孔的精度；选择特定参数，加工出直壁镭射孔，防止在通电高热情况下孔铜出现断裂；采用底部铺铜板模拟常规盲孔的方式检测镭射孔的品质问题；沉铜时采用特定的电镀参数以解决电镀填孔孔洞问题，并且第二次沉铜从微蚀缸后面进行放板，防止微蚀时将第一次沉铜层咬蚀掉；为保证后续焊盘形状达到方形，在BT板的四个角形成角度45°、宽度30μm的补偿角；采用皮秒激光雕刻工艺将整个焊盘雕刻成多个小焊盘，小焊盘间距25μm±2μm；采用特定的阻焊印刷方式，控制bottom面油墨厚度≤15μm，TOP面焊盘上油墨厚度控制在10μm以内；选用特定的托板和磨板，以底部托板的形式单面研磨TOP面，研磨后得到35μm×17.5μm的小焊盘。
附图说明
图1为实施例的制作方法流程图；
图2为实施例的载板叠层结构示意图；
图3为实施例的定位孔示意图；
图4为实施例的镭射孔示意图；
图5为实施例的补偿角图；
图6为实施例的外层线路蚀刻后的焊盘示意图；
图7为实施例的镭射雕刻焊盘间距后的焊盘示意图；
图8为实施例的TOP面机械开窗后的焊盘示意图；
附图标记：Top面阻焊层-11、芯板-12、铜层-13、bottom面阻焊层-14、铜柱-15、补偿角宽度-L1、纵向间距-L2、横向间距-L3。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供了一种Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，依次包括开料、减铜、钻孔、对穿镭射、AOI检查、脉冲电镀、外层线路蚀刻、镭射雕刻焊盘间距、阻焊印刷、Bottom面曝光开窗、TOP面机械开窗、压烤、沉金、AVI、出货。
载板叠层结构如图2所示，包括Top面阻焊层11、芯板12、铜层13、bottom面阻焊层14、铜柱15。具体制作工艺如下：
S1、开料：采用生益电子SI07NR BT板，BT板包括基板和覆于基板表面的铜箔，基板（即芯板）厚0.1mm，铜箔为3μm-15μm厚的RTF铜箔，比如选用三分之一盎司厚的RTF铜箔，铜箔经过后续一系列处理形成载板中的铜层13；BT板XY方向CTE（热膨胀系数）≤10ppm/℃，Z方向CTE≤15ppm/℃，Tg值（玻璃化转变温度）为300℃，Rz值（表面粗糙度评定参数）≤2μm。
S2、减铜：将BT板的铜箔厚度减至3μm-4μm，减铜时注意：反向多次，保证铜箔均匀性控制在1μm以内。
S3、钻孔：如图3所示，每个set周边钻四个0.2mm镭射定位孔，便于后续进行镭射分割；常规做法是在panel大板（本方案中指的是BT板）周边钻定位孔，set指的是BT板中间的单元，本方案采用set定位孔可以有效提高后续镭射孔的精度。
S4、对穿镭射：定位之后进行镭射分割，先从Top面（指的是BT板顶面）开始镭射，再从bottom面（指的是BT板底面）镭射形成通孔，镭射参数为：光圈0.8mm，基础能量4mj，第一枪脉宽4ms，第二枪脉宽2ms，第三枪脉宽2ms，镭射孔形设置为直壁孔径，结果如图4所示。禁止打成X型孔，因为X型孔中间≤20μm，在通电高热情况下容易孔铜断裂。
S5、AOI检查：AOI全称Automatic Optical Inspection, 即自动光学检测设备，对穿镭射后形成通孔结构，由于盲孔AOI设备只适用于检查镭射形成的盲孔，而常规通孔验孔机精确度无法达到要求，因此本方案采用以下检测方法对镭射孔进行检查：
将一张铜板平铺在盲孔AOI设备光台表面，然后将镭射后的BT板铺在铜板表面，BT板四周用胶布贴在光台上，因为对于单面盲孔，一般抽真空可以固定板面，而本方案的镭射对穿孔无法按照常规方法进行固定，因此采用底部铺铜板模拟常规盲孔的方式检测镭射孔的品质问题。
S6、脉冲电镀：沉铜两次，第二次沉铜从微蚀缸后面进行放板，防止微蚀时将第一次沉铜层咬蚀掉；注意电镀填孔孔洞问题，采用电流密度≤5ASF，时间90min的参数，沉铜后会在镭射孔内形成铜柱15，整体面铜厚度控制在18μm±2μm。
S7、外层线路蚀刻：为保证后续焊盘形状达到方形，需要先在BT板的四个角形成补偿角，补偿角的角度45°（对应图5中的α角），宽度30μm（对应图5中的L1）；蚀刻时TOP面向下，蚀刻后得到焊盘，焊盘公差在±10μm以内，TOP面的焊盘长度155μm，宽度60μm，铜柱15在蚀刻后有部分露出，如图6所示。
S8、镭射雕刻焊盘间距：需要在焊盘上加工出25μm±2μm的间距，普通的tenting（负片工艺）无法实现以上间距，因此采用皮秒激光雕刻工艺将整个焊盘雕刻成六个小焊盘，如图7所示，小焊盘间距分为纵向间距L2和横向间距L3，纵向间距L2和横向间距L3都是25μm±2μm；然后采用微蚀整理焊盘的毛边，微蚀厚度0.5μm-1μm以内。如图7所示，小焊盘的尺寸为35μm×17.5μm，每个小焊盘还包含有露出的铜柱15。
S9、阻焊印刷：镭射雕刻后，在焊盘间距形成的同时，底部有部分基材被激光烧灼，形成5μm-10μm的凹陷，需要阻焊油墨进行填充凹陷；具体阻焊印刷方式如下：
TOP面采用77T网版印刷三刀，对凹陷处反复填充，印刷后TOP面向上，静止20min后进行预烤；bottom面采用77T网版印刷1刀，控制油墨厚度≤15μm；然后对TOP面进行切片，焊盘上油墨厚度控制在10μm以内。
S10、Bottom面曝光开窗：bottom按照正常流程进行曝光开窗。
S11、TOP面机械开窗：阻焊后整体板厚0.15mm,属于超薄板，因此采用底部托板的形式进行单面研磨，底部托板规格：厚度0.5mm，公差±20μm，材质采用FR-4，FR-4为无铜结构，且具有高Tg值（玻璃化转变温度）。研磨时将bottom面用水沾湿紧密贴合托板，然后通过磨板磨刷TOP面，磨板材质为不织布或陶瓷，其中不织布采用800#或1000#，陶瓷采用2000#或3000#，刷磨参数为：电流0.5A-1.0A，轻刷，速度控制2m/min-3m/min；如图8所示，研磨后得到六个35μm×17.5μm的小焊盘，研磨后磨掉了每个小焊盘原先露出的铜柱15，得到方形的小焊盘。注意：先镭射雕刻焊盘间距、阻焊印刷之后，再进行机械开窗，因为油墨填充焊盘微小间距，可以实现小间距沉金。
S12、压烤：注意当超薄板单面受力，会有一定的板翘，采用温度200℃，时间2h，压强1.5kg/cm2的参数进行压烤。
S13、沉金：喷砂一次，消除焊盘由于研磨造成的磨痕印，沉镍厚度5μm-8μm，金厚0.025μm-0.05μm。
S14、AVI：AVI是Automatic Vision Inspection的缩写，即自动视觉检测，检测之后出货。
以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、开料：采用BT板;
S2、减铜：将BT板的铜箔厚度减至3μm-4μm，均匀性控制在1μm以内；
S3、钻孔：每个set周边钻四个镭射定位孔；
S4、对穿镭射：先从Top面开始镭射，再从bottom面镭射形成通孔，镭射孔形设置为直壁孔径；
S5、AOI检查：将一张铜板平铺在盲孔AOI设备光台表面，然后将镭射后的BT板铺在铜板表面，BT板四周用胶布贴在光台上，开始AOI检查；
S6、脉冲电镀：沉铜两次，第二次沉铜从微蚀缸后面进行放板；镭射孔内形成铜柱，整体面铜厚度控制在18μm±2μm；
S7、外层线路蚀刻：先在BT板的四个角形成补偿角；蚀刻时TOP面向下，蚀刻后得到焊盘，铜柱在蚀刻后有部分露出；
S8、镭射雕刻焊盘间距：采用皮秒激光雕刻工艺将整个焊盘雕刻成多个小焊盘，小焊盘间距25μm±2μm；然后采用微蚀整理焊盘的毛边，微蚀厚度0.5μm-1μm以内；
S9、阻焊印刷：焊盘间距形成的同时，其底部形成5μm-10μm的凹陷，利用阻焊油墨填充所述凹陷；然后对TOP面进行切片，焊盘上油墨厚度控制在10μm以内：
S10、Bottom面曝光开窗；
S11、TOP面机械开窗：采用底部托板的形式进行单面研磨，研磨时将bottom面用水沾湿紧密贴合托板，然后通过磨板磨刷TOP面；
S12、压烤；
S13、沉金；
S14、AVI：进行自动视觉检测。
2.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S1开料中，BT板包括基板和覆于基板表面的铜箔，基板厚0.1mm，铜箔为3μm-15μm厚的RTF铜箔，BT板XY方向CTE≤10ppm/℃，Z方向CTE≤15ppm/℃，Tg值300℃，Rz值≤2μm。
3.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S4对穿镭射中，镭射参数为：光圈0.8mm，基础能量4mj，第一枪脉宽4ms，第二枪脉宽2ms，第三枪脉宽2ms。
4.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S6脉冲电镀中，电流密度≤5ASF，时间90min。
5.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S7外层线路蚀刻中，补偿角的角度45°，宽度30μm；蚀刻后得到的焊盘公差在±10μm以内，TOP面的焊盘长度155μm，宽度60μm。
6.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S9阻焊印刷中，TOP面采用77T网版印刷三刀，对凹陷处反复填充，印刷后TOP面向上，静止20min后进行预烤；bottom面采用77T网版印刷1刀，控制油墨厚度≤15μm。
7.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S11 TOP面机械开窗中，底部托板规格：厚度0.5mm，公差±20μm，材质采用FR-4；磨板材质为不织布或陶瓷，其中不织布采用800#或1000#，陶瓷采用2000#或3000#；刷磨参数为：电流0.5A-1.0A，轻刷，速度控制2m/min-3m/min；研磨后得到35μm×17.5μm的焊盘。
8.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S12压烤：采用温度200℃，时间2h，压强1.5kg/cm2的参数进行压烤。
9.根据权利要求1所述的Micro-LED MIP灯珠载板制作方法，其特征在于，步骤S13沉金：喷砂一次，沉镍厚度5μm-8μm，金厚0.025μm-0.05μm。
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