高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品及其制備方法，該制備方法包括如下步驟：烘板、制作定位孔、激光鉆孔、微蝕、沉銅、圖形轉(zhuǎn)移、電鍍填孔、退膜蝕刻即得所述高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品。本發(fā)明利用薄銅基板保護(hù)膜層的作用，克服了以往薄銅加工過(guò)程中底部銅箔貫通問(wèn)題，在薄銅基板上制作出完整的半貫通孔結(jié)構(gòu)；同時(shí)該技術(shù)利用直接激光加工技術(shù)，不影響銅箔厚度，與MSAP工藝很好的匹配，可制作出具有高平整度孔上盤(pán)結(jié)構(gòu)的高密度Flip-chip產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及印制線(xiàn)路板制作【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn) 品及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為半導(dǎo)體芯片的載體，封裝基板的主要功能之一是芯片和線(xiàn)路板之間的過(guò)度結(jié) 構(gòu)。為適應(yīng)更高密度封裝要求，超薄Flip-chip結(jié)構(gòu)的封裝產(chǎn)品已引起業(yè)內(nèi)的廣泛興趣并 在近年得到迅速發(fā)展。與傳統(tǒng)Wire-bonding結(jié)構(gòu)相比，F(xiàn)lip-chip結(jié)構(gòu)封裝基板的特點(diǎn)是 連接點(diǎn)由周邊分布變?yōu)槠矫骊嚵蟹植?，與芯片連接方式也由傳統(tǒng)的金/銅線(xiàn)變?yōu)樾〕叽珏a 球。這種陣列式面分布錫球直接與芯片連接的技術(shù)對(duì)封裝基板的平整度要求非常高，也對(duì) 封裝基板的制作工藝提出了很多新的挑戰(zhàn)，其中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)就是高平整度焊接面的制 作。
[0003] 孔上盤(pán)結(jié)構(gòu)因其非常低的導(dǎo)通孔位置占比優(yōu)勢(shì)已在更高互聯(lián)產(chǎn)品中大量使用。而 目前業(yè)內(nèi)使用的孔上盤(pán)結(jié)構(gòu)大多基于塞孔或電鍍填孔工藝，其中塞孔工藝需使用機(jī)械研 磨，難以對(duì)應(yīng)厚度0. 1_及以下的產(chǎn)品；電鍍填孔工藝雖可對(duì)應(yīng)薄板加工，但其層間導(dǎo)通結(jié) 構(gòu)受MSAP(改良半加成）制程的限制，雙層產(chǎn)品通常僅限于通孔結(jié)構(gòu)，在電鍍填充時(shí)孔口不 可避免的存在凹陷或凸起，也難以滿(mǎn)足焊接面高平整度的要求。
[0004] 盲孔底部平整性不受孔結(jié)構(gòu)的影響，如使用半貫通的盲孔取代通孔進(jìn)行電鍍填 充，有望解決焊盤(pán)平整性問(wèn)題。但MSAP制程使用的薄銅基板在加工過(guò)程中底部銅箔極易被 貫通，很難保證平整度，且具備貫穿孔更容易導(dǎo)致電鍍不良，影響產(chǎn)品可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，本發(fā)明的目的是提供一種高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品的制備方法。
[0006] 具體的技術(shù)方案如下：
[0007] -種高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 烘板：將薄銅基板進(jìn)行烘烤，所述薄銅基板的厚度為< 0. 1mm，所述薄銅基板的銅 箔表面粘覆有保護(hù)膜層；
[0009] 烘板操作可以提高產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。
[0010] 制作定位孔：在所述薄銅基板的非功能區(qū)域制作至少一組定位通孔；
[0011] 激光鉆孔：移除所述薄銅基板一側(cè)的保護(hù)膜層，露出激光加工區(qū)域，采用激光進(jìn)行 鉆孔操作，形成半貫通孔，所述半貫通孔的深度為薄銅基板一側(cè)的銅箔的厚度與薄銅基板 介質(zhì)層的厚度的總和；
[0012] 由于銅面激光反射能力很強(qiáng)，通常二氧化碳激光加工前需對(duì)銅面進(jìn)行1-2μπι的 粗化處理，以提高銅面的吸光率。但由于基板本身是薄銅，難以進(jìn)行有效粗化，因而本發(fā)明 控制微蝕量為〇. 5-1 μ m之間，然后使用短脈沖激光參數(shù)使能量集中以去除表面銅箔。此 夕卜，為避免過(guò)高的能量損壞底銅的完整性，加工所用激光的能量為1. 5-15毫焦，激光的脈 沖寬度控制在5-12 μ S，控制脈沖次數(shù)為3-8次，可以盡量使激光能量逐次快速的消除銅箔 和樹(shù)脂，而不至于局部過(guò)熱導(dǎo)致底銅損傷；
[0013] 微蝕：將激光鉆孔后的薄銅基板進(jìn)行蝕刻操作，控制微蝕量為0. 5-1 μ m ;
[0014] 控制合適的微蝕量，即消除孔口的殘留銅，同時(shí)避免底銅過(guò)度蝕刻；微蝕步驟后還 可以進(jìn)行除膠操作，清理整平孔內(nèi)樹(shù)脂，去除孔底雜物，提高孔的導(dǎo)通性；
[0015] 沉銅：移除所述薄銅基板另一側(cè)的保護(hù)膜層，然后進(jìn)行全板沉銅操作；
[0016] 圖形轉(zhuǎn)移：將全板沉銅后的線(xiàn)路板進(jìn)行貼干膜、曝光顯影操作，露出電鍍區(qū)域和所 述半貫通孔；
[0017] 電鍍填孔：將圖形轉(zhuǎn)移后的線(xiàn)路板進(jìn)行電鍍銅操作，使所述半貫通孔中填滿(mǎn)銅；
[0018] 退膜蝕刻：將進(jìn)行電鍍銅操作后的線(xiàn)路板進(jìn)行退膜、蝕刻操作，然后再進(jìn)行后工序 (所述后工序可以包括阻焊制作、表面處理的工序）制作即得所述高密度封裝基板孔上盤(pán) 產(chǎn)品。
[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述薄銅基板的銅箔厚度為2_4μπι，所述保護(hù)膜層的厚度 為 18-35 μ m。
[0020] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述烘烤的工藝參數(shù)為：在150_190°C條件下烘烤2_4h。
[0021] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激光鉆孔步驟中，采用的激光的能量為1.5-15毫焦， 激光的脈沖寬度控制在5-12 μ S，控制脈沖次數(shù)為3-8次，所述鉆孔操作還包括對(duì)銅面進(jìn)行 0. 5-1 μ m的粗化處理。
[0022] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述激光鉆孔步驟中，所述半貫通孔的開(kāi)口端孔徑與底部 孔徑比為1:0. 6-0. 8,開(kāi)口端孔徑與孔深度比為1:0. 3-1。
[0023] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述沉銅步驟中，全板沉銅的銅厚為0. 5-1 μ m。
[0024] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電鍍銅步驟中，電鍍銅的電流密度為3-20ASF (安培/ 平方英尺），電流時(shí)間為30-120min，電鍍銅的銅厚為5-25 μ m。
[0025] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電鍍銅步驟中，電鍍銅的電流密度為3-12ASF，電流時(shí) 間為80-120min，電鍍銅的銅厚為5-15 μ m。
[0026] 本發(fā)明的另一目的是提供一種高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品。
[0027] 具體的技術(shù)方案如下：
[0028] 上述制備方法制備得到的高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品。
[0029] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0030] 本發(fā)明使用一種帶保護(hù)膜層的薄銅基板，采用分批次去除保護(hù)層的方式，優(yōu)化了 激光加工流程，形成了完整的半貫通孔結(jié)構(gòu)，再經(jīng)電鍍填充后實(shí)現(xiàn)層間互聯(lián)，可按照正常 MSAP制作出焊接面非常平整的孔上盤(pán)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品。
[0031] 本發(fā)明巧妙的利用薄銅基板保護(hù)膜層的作用，一方面保護(hù)膜層可抵擋成孔時(shí)對(duì)底 銅的沖擊，起到一定的強(qiáng)度支撐作用，另一方面也可以及時(shí)將底部多余的熱量向四周傳遞。 因而本發(fā)明克服了以往薄銅加工過(guò)程中底部銅箔貫通問(wèn)題，在薄銅基板上制作出完整的半 貫通孔結(jié)構(gòu)；同時(shí)該技術(shù)利用直接激光加工技術(shù)，不影響銅箔厚度，與MSAP工藝很好的匹 配，可制作出具有高平整度孔上盤(pán)結(jié)構(gòu)的高密度Flip-chip產(chǎn)品。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所使用的基板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例激光鉆孔后得到的線(xiàn)路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例全板沉銅操作后得到的線(xiàn)路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例圖形轉(zhuǎn)移操作后得到的線(xiàn)路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例電鍍銅操作后得到的線(xiàn)路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例退膜操作后得到的線(xiàn)路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例蝕刻操作后得到的線(xiàn)路板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖8為本發(fā)明后工序制作后的廣品結(jié)構(gòu)不意圖；
[0040] 圖9為現(xiàn)有的通孔制作方法得到的產(chǎn)品示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041] 以下結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的闡述。
[0042] 參考圖1-7,一種高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品的制備方法，包括如下步驟：
[0043] 開(kāi)料一烘板--制作定位孔--移除上表面保護(hù)層--激光鉆孔--微蝕-- 移除下表面保護(hù)層--除膠--沉化學(xué)銅--MSAP流程--電鍍填孔--MSAP退膜-- MSAP蝕刻--后工序。
[0044] 其中開(kāi)料使用的基板材料如圖1所示（薄銅基板包括介質(zhì)層101、銅箔102和保護(hù) 膜層103)。與傳統(tǒng)的覆銅基板材料不同，該基板的厚度為0. 1mm，其銅箔（厚度為2-4 μ m) 的外側(cè)帶有一層厚度約18-35 μ m的保護(hù)銅箔。保護(hù)層與銅箔之間通過(guò)極薄的粘結(jié)劑連接， 可以利用機(jī)械方式將其與基板分離。粘結(jié)劑極易被除膠藥水去除，不會(huì)在基板表面殘留。
[0045] 薄銅基板材料是制作精細(xì)線(xiàn)路必不可少的原材料，通常銅厚越薄，其線(xiàn)路制作能 力越高，可對(duì)應(yīng)更高布線(xiàn)密度的封裝基板。但由于銅箔的厚度僅2-4 μ m，鉆孔操作中極易貫 穿。
[0046] 烘板：將薄銅基板在150-190°C條件下烘烤2_4h ;烘板操作可以提高產(chǎn)品的尺寸 穩(wěn)定性。
[0047] 制作定位孔：在所述薄銅基板的非功能區(qū)域制作至少一組定位通孔；每組定位通 孔由至少四個(gè)孔徑為0. 5-3. 5mm的機(jī)械通孔組成。所述非功能區(qū)域即封裝基板的邊緣部分 或板面無(wú)圖形部分，在封裝基板非功能區(qū)域制作定位通孔，最大限度的降低定位通孔對(duì)封 裝基本線(xiàn)路和功能的影響，并且直型的機(jī)械通孔可以減小定位靶標(biāo)位置偏差對(duì)正反面對(duì)準(zhǔn) 度的影響，能夠得到更加準(zhǔn)確的定位效果。
[0048] 激光鉆孔：移除所述薄銅基板一側(cè)的保護(hù)膜層（移除上表面保護(hù)層工序需以均勻 的速度從一側(cè)或一角開(kāi)始，防止基板損傷。此外，由于基板薄，移除上表面銅箔后會(huì)形成不 對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)很容易翹曲，為避免產(chǎn)生翹曲，用鋼板壓板烘烤半小時(shí)以上，使基板恢復(fù)平整），露 出激光加工區(qū)域，采用激光進(jìn)行鉆孔操作，形成半貫通孔107 (如圖2所示），所述半貫通孔 的深度為銅箔的厚度與薄銅基板介質(zhì)層的厚度的總和，保留另一側(cè)的銅箔；
[0049] 由于銅面激光反射能力很強(qiáng)，通常二氧化碳激光加工前需對(duì)銅面進(jìn)行1_2μπι的 粗化處理，以提高銅面的吸光率。但由于基板本身是薄銅，一般控制微蝕量為0. 5-1 μ m，然 后使用短脈沖的高能激光加工。此外，為避免過(guò)高的能量損壞底銅的完整性，加工所用激光 的能量為1. 5-15毫焦，激光的脈沖寬度控制在5-12 μ s，控制脈沖次數(shù)為3-8次，可盡量使 激光能量逐次快速的消除銅箔和樹(shù)脂，而不至于局部過(guò)熱導(dǎo)致底銅損傷。
[0050] 采用不同激光參數(shù)鉆孔的效果比較如下表：
[0051]

【權(quán)利要求】
1. 一種高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 烘板：將薄銅基板進(jìn)行烘烤，所述薄銅基板的厚度為< 0. 1mm，所述薄銅基板的銅箔表 面粘覆有保護(hù)膜層； 制作定位孔：在所述薄銅基板的非功能區(qū)域制作至少一組定位通孔； 激光鉆孔：移除所述薄銅基板一側(cè)的保護(hù)膜層，露出激光加工區(qū)域，采用激光進(jìn)行鉆孔 操作，形成半貫通孔，所述半貫通孔的深度為薄銅基板一側(cè)的銅箔的厚度與薄銅基板介質(zhì) 層的厚度的總和； 微蝕：將激光鉆孔后的薄銅基板進(jìn)行蝕刻操作； 沉銅：移除所述薄銅基板另一側(cè)的保護(hù)膜層，然后進(jìn)行全板沉銅操作； 圖形轉(zhuǎn)移：將全板沉銅后的線(xiàn)路板進(jìn)行貼干膜、曝光顯影操作，露出電鍍區(qū)域和所述半 貫通孔； 電鍍填孔：將圖形轉(zhuǎn)移后的線(xiàn)路板進(jìn)行電鍍銅操作，使所述半貫通孔中填滿(mǎn)銅； 退膜蝕刻：將進(jìn)行電鍍銅操作后的線(xiàn)路板進(jìn)行退膜、蝕刻操作，然后再進(jìn)行后工序制作 即得所述高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述薄銅基板的銅箔厚度為2-4 μ m， 所述保護(hù)膜層的厚度為18-35 μ m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述烘烤的工藝參數(shù)為：在 150-190°C條件下烘烤2-4h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述激光鉆孔步驟中，采用的激光的 能量為1. 5-15毫焦，激光的脈沖寬度控制在5-12 μ s，控制脈沖次數(shù)為3-8次，所述鉆孔操 作還包括對(duì)銅面進(jìn)行0. 5-1 μ m的粗化處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述激光鉆孔步驟中，所述半貫通孔 的開(kāi)口端孔徑與底部孔徑比為1:0. 6-0. 8,開(kāi)口端孔徑與孔深度比為1:0. 3-1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述微蝕步驟中，控制微蝕量為 0· 5-1 μ m〇
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述沉銅步驟中，全板沉銅的銅厚為 0· 5-1 μ m〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述電鍍銅步驟中，電鍍銅的電流密 度為3-20ASF，電流時(shí)間為30-120min，電鍍銅的銅厚為5-25 μ m。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述電鍍銅步驟中，電鍍銅的電流密 度為3-12ASF，電流時(shí)間為80-120min，電鍍銅的銅厚為5-15 μ m。
10. 權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述制備方法制備得到的高密度封裝基板孔上盤(pán)產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】H05K1/11GK104270888SQ201410512534
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】王名浩, 謝添華, 李志東 申請(qǐng)人:廣州興森快捷電路科技有限公司, 宜興硅谷電子科技有限公司, 深圳市興森快捷電路科技股份有限公司