CN212588590U - 一种多层电孔工艺封装基板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多层电孔工艺封装基板，属于基板结构领域。本实用新型基板包括基材，所述基材包括芯板及设置在芯板表面的基铜，还包括设置在基铜表面的绝缘层，设置在绝缘层表面的铜箔层，所述铜箔层表面设有阻焊油层，所述阻焊油层上设有与铜箔层电性连接的导电焊接位，所述基铜和铜箔层上设有线路，所述基板上设有连接不同层的导电孔。本实用新型的有益效果为：提高了线路良率，蚀刻出来的基板线路更均匀，接合稳定性更好。

Description

一种多层电孔工艺封装基板

技术领域

本实用新型涉及集成电路封装技术领域，尤其涉及一种多层电孔工艺封装基板。

背景技术

近几年来，集成电路芯片制造技术已进入纳米范围，正在向物理极限挑战，集成电路的集成度越来越高，功能越来越强。集成电路的这种快步发展使得集成电路芯片封装基板面临着巨大挑战。相对于半导体集成电路技术发展，印刷线路板技术的发展却显得相对落后，二十年来的蚀刻能力的进展，集成电路功能增强,产品具备良好的导电性、散热性、耐热冲击性等特点。但是，现有的封装工艺在面铜的一致性、各层的接合力、产品可靠性等方面仍存在不足。

实用新型内容

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种多层电孔工艺封装基板。

本实用新型包括基材，所述基材包括芯板及设置在芯板表面的基铜，还包括设置在基铜表面的绝缘层，设置在绝缘层表面的铜箔层，所述铜箔层表面设有阻焊油层，所述阻焊油层上设有与铜箔层电性连接的导电焊接位，所述基铜和铜箔层上设有线路，所述基板上设有连接不同层的导电孔。

本实用新型作进一步改进，所述基铜分别设置在芯板的上下表面，所述上下表面的基铜外表面依次设置有所述绝缘层、铜箔层、阻焊油层。

本实用新型作进一步改进，所述基材为12um/12um基铜厚度，0.06mm厚度的BT芯板，所述铜箔层的厚度为12um。

本实用新型作进一步改进，所述基铜表面为具有一定粗糙度的粗糙面，所述铜箔下表面设有与绝缘层接合的氧化层。

本实用新型作进一步改进，所述基铜上表面设有若干个内层孔。

本实用新型作进一步改进，所述内层孔包括过孔、定位孔和方向孔，其中，所述过孔用于连接各线路层的导通孔；所述定位孔用于板边定位；所述方向孔用来对位识别方向。

本实用新型作进一步改进，所述基铜设有若干条间隔设置的第一导电线路，所述绝缘层嵌入所述第一导电线路间设置，并覆盖整个基铜设置。

本实用新型作进一步改进，所述铜箔上设有多条间隔设置的第二导电线路，所述导电焊接位设置在所述第二导电线路上方，并与所述第二导电线路电性连接。

本实用新型作进一步改进，所述基板的上层铜箔层、下层铜箔层之间、上层基铜、下层基板层分别设有两两之间、三者之间或四者之间连同的外层导电孔。

本实用新型作进一步改进，所述外层导电孔侧壁设有导电层，所述导电孔内设有孔铜，所述孔铜的厚度为14um。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：面铜均匀性一致，可以做更精密、更细更密的线路板；提高了线路良率，蚀刻出来的基板线路更均匀，连接稳定性更好。

附图说明

图1为本实用新型基材结构示意图；

图2为构造内层线路时，覆盖干膜结构示意图；

图3为构造内层线路时，曝光后结构示意图；

图4为构造内层线路时，显影后结构示意图；

图5为构造内层线路时，蚀刻后结构示意图；

图6为构造内层线路时，退膜后结构示意图；

图7为绝缘层压合前结构示意图；

图8为压合后结构示意图；

图9为对铜箔进行线路制作前，压膜后结构示意图；

图10为对铜箔进行线路制作时，曝光示意图；

图11为线路显影蚀刻后，基材结构示意图；

图12为防焊层设置示意图；

图13为电金后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图13所示，本例多层电孔工艺封装基板包括基材，所述基材包括芯板及设置在芯板表面的基铜，还包括设置在基铜表面的绝缘层，设置在绝缘层表面的铜箔层，所述铜箔层表面设有阻焊油层，所述阻焊油层上设有与铜箔层电性连接的导电焊接位，所述基铜和铜箔层上设有线路，所述基板上设有连接不同层的导电孔。

优选的，本例为双层设置，所述基铜分别设置在芯板的上下表面，所述上下表面的基铜外表面依次设置有所述绝缘层、铜箔层、阻焊油层。

本实用新型的制备过程如下：

第一步：选择原材料。

本例使用510×410mm规格基材，所述基材包括BT(BT树脂基板材料)芯板1和覆盖在BT芯板上下表面的基铜2，如图1所示，本例采用12um/12um基铜厚度，0.06mm厚度的BT芯板1,加工前，将基材用高温烘烤，消除板料在制作时产生的内应力，提高材料的尺寸稳定性，另外去除板料在储存时吸收的水分，增加材料的可靠性，本例在195℃高温下将基材烘烤2小时。

第二步：内层机械钻孔。

在基材上钻通孔，通过数码钻孔机的x光透射，用钻咀0.5mm钻出要求的一定数量的内层孔，所述内层孔包括过孔、定位孔和方向孔，其中，过孔：用于连接各线路层的导通孔；定位孔：用于板边定位作用；方向孔：用来对位识别方向的孔。

第三步：构造内层线路。

酸洗前处理把基铜2铜面上污染物如氧化层等杂质去除，增加铜面粗糙度，将H-Y920 干膜3与基板铜面两面热压方式贴合在一起，如图2所示。

曝光时经紫外光光源作用将原始底片上的图像转移到感光底板上，底片4内层所用底片为负片，即白色透光部分41发生聚合反应，黑色部分42则因不透光，不发生发应，结构图如图3所示。

用碱液作用将未发生化学反应的H-Y920干膜3部分冲掉，而发生聚合反应的干膜则保留在板面上作为蚀刻时之抗蚀保护层，最后进行蚀刻和退膜，具体结构如图4-6所示。

第四步：内层线路构造好后，采用AOI(自动光学检测)检测开短路。

第五步：检测合格后，进行压合前处理并棕化，具体处理方法为：

用H₂SO₄酸洗去除表面氧化，清洁铜面，碱性除油剂去除铜面氧化物、油脂，棕化通过化学方法对PCB表面12um厚的铜箔进行处理在铜箔表面生成一层氧化层，以提升多层线路板在压合时铜箔和半固化片之间的接合力，良好的结合，使层压后的基板避免产生粉红圈以及经受住热冲击。

第六步：压合，用30mm材质为PP(聚丙烯)的半固化片5将外层12铜箔6与内层连接成一个整体，利用的半固化片5的特性，在热压时间为160-185分钟，压力为60kg/cm²下，将半固化片5在一定高温条件下融化，成为液态填充图6基铜2上表面及空间处，形成绝缘层7，然后进一步加热后逐步固化，形成稳定的绝缘材料，同时将各线路各层连接成一个整体的四层板。外层铜箔为线路信号层，而绝缘层7则将内层铜与外层铜相结合。

第七步：打靶及外层铣边。

打靶的作用是将压合内层板靶位孔处铣掉并露出靶环，自动钻靶机将靶孔钻穿，便于压合后铣边及钻孔定位使用；外层铣边则是将压合后板边流胶及铜箔锣掉，使板边整齐光滑。

本例通过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；计算出坐标后再将抽控上的钻轴精确移动到靶标中心位置，再进行钻孔作业。在钻孔前还需按照尺寸要求将板边多余的铜箔修边干净。

第八步：外层机械钻孔。

钻咀在板料上钻出要求的孔径大小、孔数，层与层间的导通、定位孔、方向孔，以及后面元件插孔的作用。

第九步：除胶渣及孔化处理。

去除钻孔后残留在孔壁的胶渣，用酸洗液PSH-PIC-2600清洗板面氧化脏污，通过药水使钻孔后的基材板孔壁形成一层导电膜，使两面铜箔导电，为后续电孔提供基础附着层。

第十步：外层线路电孔压膜、曝光、显影处理。

本例使用AQ-5038干膜在115℃温度下，压在覆盖铜箔6的覆铜板上，曝光时过孔开窗与孔单边大0.015mm进行60MJ能量曝光,将板内导通孔过孔曝出来，再用2.5m/min速度显影，1.8/2.5kg/cm2的上下压力将其曝光的位置孔显影出来，没有曝光的地方仍然有抗蚀干膜，干膜盖住的地方是不需要电铜的，只有孔内需要电镀孔铜，为电孔前做好准备。

第十一步：电孔处理。

本例使用镀铜VCP线30分钟程式电孔，满足客户对孔内铜厚要求(14um),以保证其优良之导电性能,而基板表面被干膜盖住的地方，表面铜厚不会被电上，如此一来，基材面铜铜厚有12um标准的铜厚，而孔铜内有14um铜厚。

第十二步：退膜，将上一步骤电孔后的覆铜板，在温度为49.3℃，速度为1.7m/min下，用退膜机将铜面的干膜退洗干净。

第十三步：前塞处理。

采用涂布的方式塞孔，塞孔前先将面铜粘尘，将EG23油墨调制成糊状涂布塞孔段(刮刀压力：0.24kg，涂布压力：1.2kg，80℃温度)涂布与基板上，经过低温烘烤，再进行二次涂布，然后过隧道烤炉段烤板下料。

再将涂布塞孔后覆铜板放于曝光对位上450MJ曝光，在速度为1.5m/min，温度为75℃下，将未曝光部分显影出来后孔铜内油墨塞孔饱满，再经过分段烤板，固化孔口油墨。前塞刷油墨时，使用不织布刷在刷墨机的电流为0.6A，速度为1.5m/min下，将孔口边缘油墨和电孔台阶刷平。

第十四步：线路制作。

1、从上一步步骤得到基材为表铜铜厚仍为12um,孔铜14um孔内塞满油墨的覆铜板，线路制作前，将覆铜板在温度为150℃下，烘烤1小时。过中粗化时，采用铜离子、硫酸、双氧水等药水对铜面化学处理，使铜箔表面粗化，提高铜箔与干膜的结合力。

2、将感光材料RD-1215干膜8压附在铜箔6上,在115℃温度下压膜后，停留12小时再做曝光。结构如图9所示。

3、线路曝光，作业前将曝光机平台清洁干净，打开曝光系统后，将资料导入，选择定位孔对位，曝光时采用激光直接成像技术中激光11扫描的方法直接将两面线路图像在铜箔 6表面成像，如图10所示。

4、线路显影蚀刻，通过Na₂CO₃显影液药水，采用3.8m/min的速度将其曝光后的铜板上未曝光的干膜溶解，而曝光的部分则保留下来。再用3.5m/min的速度及1.2kg/cm²的蚀刻喷压，过蚀刻子液HCL等药水，去掉多余铜皮，然后采用酸洗液将板面残留酸性蚀刻药水清洗，最后水洗烘干得到完整线路图形，如图11所示。

第十五步：AOI检查，对线路蚀刻后进行光学扫描早期发现开短路等缺陷并检修处理。

第十六步：在所述铜箔表面设置防焊层，并对防焊层曝光显影处理，然后对处理后的防焊层固化处理。具体处理方法为：

1、阻焊前处理，将AOI扫描过后的覆铜板，过整平清洗并通过超粗化缸铜离子Cu²⁺等药水(38℃温度)粗化铜面，以提高阻焊与铜面结合力，并酸洗铜面防止进入无尘室氧化；

2、阻焊丝印，丝印前将油墨AUS308加开油水调制静置待用，安装网版、刮刀、垫板，将过了超粗化的覆铜板放于台面上，根据不同的产品类型选择不同的“T数”的网版，丝印参数调整后，倒入调好的AUS308油墨在网版内，丝印刮刀将油印到板上，形成一层要求 15-21um油厚的绿色防焊层；

3、阻焊真空压平，安装离型膜(贝斯特哑膜)，设定压膜机预热温度、热压温度、压力、张力、真空时间等参数进行抽真空压平，使油墨贴于铜箔上更加平整；

4、阻焊曝光显影，利用干膜具有感光性，将压平后的产品放置于ORC曝光机对位后，曝光机用曝光系统将阻焊菲林虚拟资料转移到基板上，使干膜上呈现出所需的图形。将曝光后的产品用1.8m/min的速度，上下压力为2.0/1.5kg/cm²显影，此时显影后的产品经过显影液后干膜退净，阻焊没曝光的地方显露出来，曝光的地方油墨全部盖住。

5、阻焊后烤UV，按步骤4做出来的产品，放入烤箱，使用三段烤烤板，三段的烤板参数分别为：100℃×10分钟、130℃×20分钟、155℃×60分钟，将其阻焊油墨9固化处理，再过UV(紫外线)使高温固化后的产品进行光固化保证油墨9硬化程度，如图12所示。

第十七步：引线处理。

用H₂SO₄药水酸洗板面脏污，然后采用压膜机用AQ-5038干膜压膜，压辘硬度62.5°，速度1.75m/min，压膜温度130℃等参数设定后，基板压膜后，将基板放于曝光机上对位好，将工程制作的虚拟资料采用镭射直接成像的技术转移到基板上，使干膜呈现出引线的图形，再通过显影液药水处理将产品上未曝光的干膜去除。显影机理是感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反应生成可溶性物质而溶解下来，显影时活性基团羧基一COOH与无水碳酸钠溶液中的Na+作用，生成亲水性集团一COONa。从而把未曝光的部分溶解下来，而曝光部分的干膜不被溶胀。而生产时控制好显影液的温度，传送速度，喷淋压力等显影参数，能够得到好的显影效果。

第十八步：软金处理。

本例具体处理方法为：

1、软金前整平，将引线过的产品通过整平微蚀液咬蚀掉不平整的部分铜，再清洗烘干板面，为电软金做准备；

2、把产品上板夹点，进入除油槽内清除板面氧化及油污，然后水洗后进入微蚀槽(CU-316,H₂SO₄4％,Cu²⁺)内粗化铜表面，保证铜镍之间良好的结合力,再进入酸洗槽(H₂SO₄5％浓度)活化铜表面处理，保证铜镍良好结合，水洗后进入镀镍槽内，在需要镀上镍层的部位镀上一层＞5um镍,为客户的邦定或焊接提供可靠性，然后再水洗后在镀金槽内镀上需要的金层的部位镀上一层0.3um软金10,便于客户邦定或焊接，最后水洗烘干收板，得到电金后的半成品。

第十九步：碱刻退膜，将电金后的基板半成品表面剥去板面覆盖的干膜，露出需要蚀刻的引线，采用碱刻药水在3m/min速度、0.5-1.0kg/cm²压力及45-48℃温度下，再蚀刻掉板面露出的引线，水洗后成为所需的半成品，软金处理后的结构如图13所示。

第二十步：成型，首先检查锣板资料，在钻孔机上打适合产品的销钉孔上销钉，销钉孔实为定位孔，在成型过程用来固定位置，防止锣偏的作用。通过销钉将大板管位孔固定好，钻孔钻咀表调节钻头参数、钻铣时速度及刀库设置铣刀补偿，锣出SET板边光滑的标准出货尺寸的成品。

成型为封装基板出货方式，为客户要求尺寸，本实用新型针对现有技术电孔工艺的封装基板制作方法在电孔曝光存在有偏移度，导致电孔孔口会存在台阶，需要经过刷磨流程会将孔口刷平的缺点，本实用新型成型工艺下，使本实用新型基板能够保证面铜一致性，提高了线路良率，蚀刻出来的基板线路更均匀。

第二十一步：测试，将成型后的成品，将板放在该型号测试架内，对PCB进行100﹪的open(断路/开路)、short(短路)检测。

第二十二步：终检，先用AVI机通过光学扫描测试后的产品，将功能性及外观性缺陷检测出来，由人员根据客户品质检验标准去判断产品缺陷并打叉识别，将不良品挑出报废处理，良品进入包装。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多层电孔工艺封装基板，其特征在于：包括基材，所述基材包括芯板及设置在芯板表面的基铜，还包括设置在基铜表面的绝缘层，设置在绝缘层表面的铜箔层，所述铜箔层表面设有阻焊油层，所述阻焊油层上设有与铜箔层电性连接的导电焊接位，所述基铜和铜箔层上设有线路，所述基板上设有连接不同层的导电孔。

2.根据权利要求1所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述基铜分别设置在芯板的上下表面，所述上下表面的基铜外表面依次设置有所述绝缘层、铜箔层、阻焊油层。

3.根据权利要求2所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述基材为12um/12um基铜厚度，0.06mm厚度的BT芯板，所述铜箔层的厚度为12um。

4.根据权利要求1-3任一项所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述基铜表面为具有一定粗糙度的粗糙面。

5.根据权利要求4所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述铜箔下表面设有与绝缘层接合的氧化层。

6.根据权利要求1-3任一项所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述基铜上表面设有若干个内层孔。

7.根据权利要求6所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述内层孔包括过孔、定位孔和方向孔，其中，所述过孔用于连接各线路层的导通孔；所述定位孔用于板边定位；所述方向孔用来对位识别方向。

8.根据权利要求7所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述基铜设有若干条间隔设置的第一导电线路，所述绝缘层嵌入所述第一导电线路间设置，并覆盖整个基铜设置。

9.根据权利要求8所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述铜箔上设有多条间隔设置的第二导电线路，所述导电焊接位设置在所述第二导电线路上方，并与所述第二导电线路电性连接。

10.根据权利要求9所述的多层电孔工艺封装基板，其特征在于：所述基板的上层铜箔层、下层铜箔层之间、上层基铜、下层基板层分别设有两两之间、三者之间或四者之间连同的外层导电孔，所述外层导电孔内设有孔铜，所述孔铜的厚度为14um。

Images