專利名稱：印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印制電路板或半導體集成電路封裝基板制作過程中超薄 芯板的一種加工方法，該方法尤其適用于對含任意層互連的印制電路板或 半導體集成電路封裝基板的加工制作。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)進入功能化、智能化的研發(fā) 階段，為滿足電子產(chǎn)品高集成度、小型化、微型化的發(fā)展需要，印制電路 板或半導體集成電路封裝基板，在滿足電子產(chǎn)品良好的電、熱性能的前提 下，也朝著輕、薄、短、小的設(shè)計趨勢發(fā)展，以此來降低印制電路板或半 導體集成電路封裝基板的尺寸和整體厚度，滿足電子產(chǎn)品小型化的發(fā)展需 要。這就意味著一方面要提高線路板每層的布線密度，另一方面要盡可能 地降低絕緣介質(zhì)材料的厚度。
任意層互連技術(shù)便是該技術(shù)發(fā)展方向的一個代表，它通過可以在任意 層間實現(xiàn)電信號的連接，來最大限度的利用有限的電路布設(shè)面積，使線路 密度最大化，同時在該技術(shù)中也可以使用超薄的介質(zhì)材料來降低線路板或 封裝基板的整體厚度。
隨著任意層間互連技術(shù)的發(fā)展，其制作方法也推陳出新，不斷變化。 實現(xiàn)多層印制電路板或集成電路封裝基板任意層互連的工藝路線有日本
North Print公司的曼哈頓凸塊互連技術(shù)(NMBI ， Neo-Manhattan Bump Interconnection)、日本Toshiba公司隱埋凸塊互連技術(shù)(B2it， Buried Bump Interconnection Technology)、 曰本Panasonic公司^壬意層間)斂孑L互連手支術(shù) (ALIVH， Any Layer Interstitial Via Hole)。這些工藝都能實現(xiàn)印制電路 板或集成電路封裝基板的任意層間互連，但是上述工藝技術(shù)或者有專利保 護，或者需要使用特殊的物料或特殊的設(shè)備來配套，因此在使用上都有準 入門檻。
目前業(yè)界使用最多的制作方法是類似于日本Ibiden公司的自由疊孔結(jié)構(gòu)工藝(FVSS， Free Via Stacked Up Structure)。 參見圖l-l 圖l-7，這種工藝的流程為 第1步，采用激光燒蝕技術(shù)在芯板101上形成微孔102;
第2步，在微孔102的表面進行導電化處理，然后在板面電鍍的同時 將微孔102電鍍填平，使微孔102形成實心的導電過孔103;
第3步，采用圖形轉(zhuǎn)移(減成法)的方法在芯板表面形成需要的導體 線路圖形104;
第4歩，通過積層的方法形成絕緣介質(zhì)層105，隨后重復第1步到第 4步，最后得到需要的任意層間互連的多層印制電路板或集成電路封裝基 板。
在該方法中比較核心的問題之一是內(nèi)層芯板的加工。為了降低完成后 線路板和基板的整體厚度，當芯板介質(zhì)層較薄時，如低至50um以下，必 須使用特殊且昂貴的超薄芯板加工設(shè)備來進行加工，生產(chǎn)成本會大幅上 升。業(yè)界也有在垂直生產(chǎn)線上采用框架，在水平生產(chǎn)線上使用引導板的方 法在常規(guī)設(shè)備上進行超薄芯板的加工，以避免彎曲、折斷或卡板等問題， 但這些方法都存在操作復雜，效率和成品率都比較低的缺點。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提出一種印 制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板加工方法，不需要特殊的設(shè) 備或加工工具，如框架等，能大幅度的降低成本，提高生產(chǎn)效率和良率。
本發(fā)明采用一種特殊的疊層結(jié)構(gòu)和粘結(jié)片將兩塊薄芯板(如芯板厚度 小于50微米)粘合在一起加工，利用粘結(jié)片的厚度和剛度，降低薄芯板 加工難度。經(jīng)過一次或多次層壓、導電孔制作、圖形轉(zhuǎn)移，當粘結(jié)片兩邊 的待加工線路板或基板達到一定厚度和強度后，再將兩塊待加工線路板或 基板從粘結(jié)位置分離開來，然后再采用常規(guī)制程進行后續(xù)加工。
具體的制作步驟是
印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板加工方法，其包括如 下歩驟
a.首先將兩張銅箔和粘結(jié)片以及兩張芯板Al、 A2，按芯板Al-銅箔-
5粘接片-銅箔-芯板A2的順序進行疊層，然后進行熱壓粘接，從而得 到一個四周都有粘接、厚度、強度能夠滿足普通設(shè)備加工要求的多 層加工板B1;
b.對粘結(jié)后的多層加工板B1進行微孔加工、導電化處理、電鍍、圖形
轉(zhuǎn)移加工，在多層加工板B1表面形成需要的導體線路圖形； C.在多層加工板B1新形成的導體線路圖形表面，采用積層的方法，形
成絕緣介質(zhì)層與導電銅層；
d. 在形成的絕緣介質(zhì)層與導電銅層表面進行鉆孔、電鍍、圖形轉(zhuǎn)移，
形成導體線路圖形；
e. 重復步驟b、步驟c，形成多層加工板B2;
f. 當多層加工板B2兩邊的厚度與強度滿足普通設(shè)備加工要求的時候， 將多層加工板B2沿著芯板與粘接片粘接處靠近銅箔邊緣位置切割 分開，形成兩張新的多層加工板B3和多層加工板B4，以及一張由 銅箔和粘結(jié)片形成的新的芯板A3，這時每一張新的多層加工板B3 或多層加工板B4都有足夠的、可滿足在普通設(shè)備上加工需要的厚度 和強度；同時，新形成的芯板A3可以繼續(xù)作為芯板來使用。
g. 采用常規(guī)的層壓、鉆孔、電鍍、圖形轉(zhuǎn)移工藝對兩張多層加工板B3 和多層加工板B4分別加工，直到完成所需的線路板或封裝基板的制 作。
進一步，在步驟a中，所述芯板A1、 A2厚度是40微米 100微米。 在步驟a中，所述芯板尺寸比銅箔尺寸在長和寬方向上大0.5-3英寸。 在步驟a中，在粘合后還可以采用鉚釘固定兩張芯板Al、 A2。 在步驟b中，采用激光燒蝕或等離子體方法加工微孔，孔徑為30 200
微米，導電化處理和電鍍后再進行圖形轉(zhuǎn)移的加工。
另外，對微孔的表面進行導電化處理，形成一層導電的種子層，以此
作為基礎(chǔ)，對多層加工板進行整板電鍍。
又，本發(fā)明電鍍可以是普通的板面電鍍，將微孔孔壁的銅電鍍加厚；
也可以是在板面電鍍的同時，將微孔電鍍填平形成實心的導電過孔。
在經(jīng)過電鍍的多層加工板表面，通過貼膜、曝光、顯影和蝕刻等步驟，
在基板的兩表面形成所需要的導體線路圖形。在新形成的導體線路圖形表面，采用積層的方法，形成絕緣介質(zhì)層和 導體銅層。
步驟e中，所述的切割可以是機械切割，也可以激光切割。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下述優(yōu)點
采用本發(fā)明的方法在加工超薄芯板方面有非常大的優(yōu)勢，它不需要特 殊的設(shè)備或加工工具，如框架等，能大幅度的降低成本，提高生產(chǎn)效率和 良率。
本發(fā)明特別適用于含任意層互連的印制電路板或半導體集成電路封 裝基板的加工制作，可以進一步提高布線密度和減小線路板與基板的大小 尺寸和完成厚度。當然也適用于含超薄芯板的普通印制電路板或半導體集 成電路封裝基板的生產(chǎn)。
在本發(fā)明中由于超薄芯板經(jīng)過從粘結(jié)片或載體處分離的歩驟，因此也 可以處于完成線路板或基板的最外層，與傳統(tǒng)線路板或基板制造工藝中對 芯板的定義有所差別，但不影響其實質(zhì)。
圖l-l 圖l-7是FVSS工藝的制作流程圖2-l 圖2-13是本發(fā)明工藝實施例1的制作流程圖3-l 圖3-9是本發(fā)明工藝實施例2的制作流程其中
圖2-1是待加工的超薄芯板；
圖2-2是用小銅箔和粘接片將兩張超薄的芯板粘接在一起的疊層結(jié)構(gòu) 剖示圖2-3是用小銅箔與粘結(jié)片粘結(jié)好兩張超薄芯板后的剖示圖。
圖2-4是微孔的形成；
圖2-5是微孔的電鍍實心填孔；
圖2-5'是電鍍后的普通微孔；
圖2-6是導體線路圖形的形成；
圖2-7是多層加工板的積層結(jié)構(gòu)；
圖2-8是本發(fā)明多層加工板的結(jié)構(gòu)；
7圖2-9是將多層加工板從粘接處分離的示意圖； 圖2-10是將多層加工板從粘接處分離后的示意圖，多層加工板每一張 都有足夠的厚度和強度，可滿足在普通設(shè)備上加工的需要； 圖2-11是多層加工板形成導體線路圖形的示意圖2-12是用本發(fā)明方法制造的多層加工板示意圖。 圖2-13是本發(fā)明多層加工板的最終結(jié)構(gòu)；
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的制作方法做進一步地說明。 實施例1
圖2-13為本發(fā)明制作的任意層間互連的印制電路板或半導體集成電 路封裝基板，其中，207為導體圖形，205為實心的導電微孔，208為通過 積層方法形成的絕緣介質(zhì)材料，201為本發(fā)明方法開始階段所使用的超薄 芯板。
本發(fā)明任意層間互連印制電路板或半導體集成電路封裝基板的主要
制作過程如下
制作過程如下
第1步，將兩張超薄芯板A1、 A2 (201、 201，)、兩張銅箔203和 粘結(jié)片202按照圖2-2的結(jié)構(gòu)進行疊層，然后采用熱壓的方法，將它們粘 結(jié)在一起，形成多層加工板B1，圖2-3所示；根據(jù)芯板厚度及對壓合后多 層加工板Bl硬度和強度的要求選擇合適的粘結(jié)片203，在本實施例中采 用層壓后厚度為200um的PP片，壓合后有足夠的剛度和強度，如圖2-3;
第2步，采用C02激光燒蝕在多層加工板Bl表面形成所需要直徑的 微孔204，微孔直徑可為30 200微米，如圖2-4;
第3步，對微孔204的表面進行導電化處理，形成一層導電的種子層， 以此作為基礎(chǔ)，對多層加工板Bl進行整板電鍍。此電鍍可以是普通的板 面電鍍，將微孔孔壁的銅電鍍加厚，如圖2-5'中的盲孔206，也可以是在 板面電鍍的同時，將微孔電鍍填平形成實心的導電微孔，如圖2-5中的盲 孔205;在本實施例中采用垂直連續(xù)電鍍填孔線將微孔電鍍填平形成實心 的導電微孔205;第4步，在經(jīng)過電鍍的加工板表面，通過貼膜、曝光、顯影和蝕刻等
歩驟，在多層加工板Bl的兩表面形成所需要的導體線路圖形207，如圖
2-6所示;
第5步，在新形成的導體線路圖形表面，采用積層的方法，形成絕緣 介質(zhì)層208和導體銅層209，如圖2-7所示；
第6步，重復第2步到第5歩，形成多層加工板B2，如圖2-8所示；
第7步，將多層加工板B2從粘接處分開，如圖2-9，形成兩張一模一 樣的新的多層加工板B3 (210)和多層加工板B4 (211)，以及用于起粘 接和補強作用的芯板A3 (212)，這時每一張加工板都有足夠的厚度和強 度，可滿足在普通設(shè)備上加工的需要，參見如圖2-10;用于粘結(jié)和補強材 料的芯板A3 (212)可以繼續(xù)用做芯板使用。
第8歩，通過鉆孔、導電化處理、電鍍與圖形轉(zhuǎn)移等步驟，在新形成 的多層加工板B3、 B4兩表面形成所需要的導體線路圖形207，如圖2-ll;
第9步，在新形成的導體線路圖形207表面，采用積層的方法，形成 絕緣介質(zhì)層208與導電銅層209，如圖2-12;
第10步，重復第8步到第9步，形成所需要的含任意層互連結(jié)構(gòu)的 的高密度互連印制電路板或半導體集成電路封裝基板，如圖2-13所示。
實施例2
圖3-9為本發(fā)明制作的另一印制電路板或半導體集成電路封裝基板， 其中，207為導體線路圖形，205為實心的導電微孔，208為通過積層方法 形成的絕緣介質(zhì)材料，201為本發(fā)明方法開始階段所使用的超薄芯板，212 為機械通孔，213為機械埋孔。
制作過程如下
第1步，將兩張超薄芯板A1、 A2 (201、 201')、兩張銅箔203和 粘結(jié)片202按照圖3-1的結(jié)構(gòu)進行疊層，然后采用熱壓的方法，將它們粘 結(jié)在一起，形成多層加工板B1;根據(jù)芯板厚度及對壓合后多層加工板B1 硬度和強度的要求選擇合適的粘結(jié)片202，在本實施例中采用層壓后厚度 為200um的PP片，壓合后有足夠的剛度和強度，
第2歩，通過貼膜、曝光、顯影和蝕刻等步驟，在多層加工板B1的兩表面形成所需要的導體線路圖形207，如圖3-2;
第3步，在新形成的導體線路圖形表面，采用積層的方法，形成絕緣 介質(zhì)層208和導體銅層209，參見圖3-3;
第4歩，重復第2歩到第3歩，形成多層加工板B2，如圖3-4;
第5步，將多層加工板從粘接處分開，形成兩張一模一樣的新的多層 加工板B3 (210)和多層加工板B4 (211)，以及用于起粘接和補強作用 的芯板A3 (214)，這時每一張多層加工板210、 211都有足夠的厚度和 強度，可滿足在普通設(shè)備上加工的需要，如圖3-5所示；用于補強作用的 芯板A3 (214)可以作為芯板材料繼續(xù)使用。
第8步，通過鉆孔、導電化處理、電鍍與圖形轉(zhuǎn)移等步驟，在多層加 工板B3的兩表面形成所需要的導體線路圖形207，機械埋孔213，參見圖 3-6、圖3-7;
第9步，在新形成的導體線路圖形207表面，采用積層的方法，形成 絕緣介質(zhì)層208與導電銅層209，如圖3-8所示。
第10步，通過激光鉆孔、機械鉆孔、導電化處理、電鍍與圖形轉(zhuǎn)移 等步驟，在多層加工板B3的兩表面形成所需要的導體線路圖形207、機 械通孔212、機械埋孔213、激光盲孔205，最終形成所需要的印制電路板 或半導體集成電路封裝基板，如圖3-9所示。
權(quán)利要求
1.印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板加工方法，其包括如下步驟a.首先將兩張銅箔和粘結(jié)片以及芯板(A1)和芯板(A2)，按芯板(A1)-銅箔-粘接片-銅箔-芯板(A2)的順序疊層，然后進行熱壓粘接，從而得到一個四周都有粘接、厚度、強度能夠滿足普通設(shè)備加工要求的多層加工板(B1)；其中，所述芯板的尺寸比銅箔的尺寸在長和寬方向上大；b.對粘結(jié)后的多層加工板(B1)進行微孔加工、導電化處理、電鍍、圖形轉(zhuǎn)移加工，在多層加工板(B1)表面形成需要的導體線路圖形；c.在多層加工板(B1)新形成的導體線路圖形表面，采用積層的方法，形成絕緣介質(zhì)層與導電銅層；d.在形成的絕緣介質(zhì)層與導電銅層表面進行鉆孔、電鍍、圖形轉(zhuǎn)移，形成導體線路圖形；e.重復步驟b、步驟c，形成多層加工板(B2)；f.當多層加工板(B2)兩邊的厚度與強度滿足普通設(shè)備加工要求的時候，將多層加工板(B2)沿著芯板與粘接片粘接處靠近銅箔邊緣位置切割分開，形成兩張新的多層加工板(B3)和多層加工板(B4)，以及一張由銅箔和粘結(jié)片形成的新的芯板(A3)，這時每一張新的多層加工板(B3)或多層加工板(B4)都有足夠的、可滿足在普通設(shè)備上加工需要的厚度和強度；同時，新形成的芯板(A3)可以繼續(xù)作為芯板來使用；g.采用常規(guī)的層壓、鉆孔、電鍍、圖形轉(zhuǎn)移工藝對兩張多層加工板(B3、B4)分別加工，直到完成所需的線路板或封裝基板的制作。
2. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，步驟a中所述芯板(Al、 A2)厚度是40微米 100微米。
3. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，步驟a中所述芯板(Al、 A2)的尺寸比銅箔的 尺寸在長和寬方向上大0.5~3英寸。
4. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，在步驟a中，在粘合后可以采用鉚釘固定兩張芯板(Al、 A2)。
5. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，步驟b中，采用激光燒蝕或等離子體方法，在 多層加工板(Bl)表面加工微孔，孔徑為30 200微米，導電化處理 和電鍍后再進行圖形轉(zhuǎn)移的加工。
6. 如權(quán)利要求5所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，對微孔的表面進行導電化處理，形成一層導電 的種子層，以此作為基礎(chǔ)，對多層加工板進行整板電鍍。
7. 如權(quán)利要求6所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，電鍍可以是普通的板面電鍍，將微孔孔壁的銅 電鍍加厚；也可以是在板面電鍍的同時，將微孔電鍍填平形成實心的 導電過孔。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄 芯板加工方法，其特征是，在經(jīng)過電鍍的多層加工板表面，通過貼膜、 曝光、顯影和蝕刻等步驟，在基板的兩表面形成所需要的導體線路圖 形。
9. 如權(quán)利要求8所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，在新形成的導體線路圖形表面，采用積層的方 法，形成絕緣介質(zhì)層和導體銅層。
10. 如權(quán)利要求1所述的印制電路板或集成電路封裝基板制作中超薄芯板 加工方法，其特征是，步驟e中，所述的切割可以是機械切割，也可 以激光切割。
全文摘要
印制電路板或集成電路封裝基板制作中薄芯板加工方法，使用銅箔和粘結(jié)片、兩張芯板疊層后熱壓粘接，得到一個四周都有粘接、厚度、強度能夠滿足普通設(shè)備加工要求的加工板；對粘結(jié)后的加工板進行圖形轉(zhuǎn)移加工；在新形成的導體線路圖形表面采用積層方法，通過層壓、激光鉆孔、電鍍、圖形轉(zhuǎn)移工藝形成絕緣介質(zhì)層與導體線路；重復前述工序，形成多層加工板；當多層加工板的兩邊達到一定厚度與強度的時候，將加工板從粘接處切割開來，形成兩張加工板；采用常規(guī)層壓、鉆孔、電鍍、圖形轉(zhuǎn)移等工藝對兩張加工板分別加工，直到完成所需線路板與封裝基板的制作。本發(fā)明不需要特殊設(shè)備或加工工具來加工薄的芯板，能大幅度降低成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的良率。
文檔編號H01L21/48GK101541145SQ200910047700
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者吳金華, 羅永紅 申請人:上海美維科技有限公司