CN102573335B - 起始层芯板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种起始层芯板的制作方法，其中，包括：在载板上制备至少一层种子层、至少一层线路层、铜柱层和半固化片叠层，得到起始层芯板；将所述起始层芯板与所述载板分离；所述载板由不锈钢或铝合金或钛合金制成。本发明提供的起始层芯板的制作方法，通过选用表面抛光的不锈钢材质的载板，避免材质为铜的载板表面的粗糙度高而影响线路层的品质，有利于减少种子层的厚度，降低起始层芯板的制造成本，再通过超声波分离技术来分离载板和起始层芯板，避免通过蚀刻来分离载板和起始层芯板时造成对线路层的侧蚀，从而提高起始层芯板的成品率。
Description
技术领域
本发明涉及制造印刷电路板的技术领域，具体地，涉及一种起始层芯板的方法和用于制作电路板起始层芯板的载板。
背景技术
电子技术的快速发展使得半导体器件的集成度越来越高，使封装基板逐渐由单层板向多层板发展，例如高密度PCB(印刷电路板)封装基板。为了提高PCB封装基板的集成度，采用层间连接技术将多层板连接，以在有限的空间获得较多可利用的布线面积。
目前，制作PCB封装基板的方法包括有核增层法和无核增层法。然而，利用有核增层法制作的有核封装基板的厚度较厚，不利于封装基板向高集成化发展。而且，当需要加工厚度在60μm以下的有核封装基板时，其成品率较低。因此，在实际应用中，广泛采用无核增层法来制作封装基板。
无核增层法是在起始层芯板表面制作一层或多层线路层，从而形成封装基板。起始层芯板的具体制作过程如下：首先采用电镀工艺在铜载板表面制作一层镍层作为为保护层；然后在镍层的表面电镀一层铜膜种子层；再利用图像转移方法在种子层上电镀初始线路层以及层间铜柱层；之后依次进行层压、磨板、种子层溅射镀膜、种子层电镀以及镍保护层电镀；最后通过蚀刻的方法将铜载板和保护层去除掉，从而获得用于无核封装基板的起始层芯板。图像转移法的主要过程为：在制造半导体芯片时，首先在基板上覆盖一层干膜，如光阻等，然后对干膜进行曝光、显影得到电路图案，再在电路图案上电镀一层铜、铝或金等金属，然后去除干膜，就可得到按照电路图案的形状连接的电路。
然而，采用上述工艺制作起始层芯板时存在以下缺点：
第一，由于铜载板表面粗糙度高以及电镀工艺制作的镍层保护层存在镍层疏孔问题，导致镍层保护层无法完全覆盖线路层，在最后的化学蚀刻铜载板工艺时，容易造成线路层缺口，从而导致起始层芯板的报废；
第二，需要电镀的种子层较厚，大约在5-7μm，而且需要蚀刻次数较多，容易造成线路层的侧蚀(Undercut)，导致线路层的宽度不易剥控制，容易发生线路层剥离的问题；
第三，起始层芯板的制作成本较高，进而导致整个封装基板的制作成本较高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种起始层芯板的制作方法，用于现有技术中起始层芯板的成品率低、成本高的问题。
为此，本发明提供一种起始层芯板的制作方法，其中，包括：在载板上制备至少一层种子层、至少一层线路层、铜柱层和半固化片叠层，得到起始层芯板；
将所述起始层芯板与所述载板分离；
所述载板由不锈钢或铝合金或钛合金制成。
优选地，所述第一种子层的厚度为1.8-2.2μm，优选2.0μm；和/或所述第二种子层的厚度在0.8-1.2μm，优选1.0μm。
优选地，所述将所述起始层芯板与所述载板分离包括：
利用超声波将所述起始层芯板与所述载板分离。
优选地，在所述在不锈钢材质的载板上制备第一种子层、起始线路层、铜柱层、半固化片叠层和第二种子层之前还包括：
将所述载板进行抛光处理，且优选地使所述载板的粗糙度在0.01-0.1mm之间。
优选地，在用于制作所述起始层芯板之后，所述载板经过清洗后重复使用。
优选地，所述载板用于层压处理。
优选地，在所述种子层、线路层和铜柱层的表面覆盖半固化片叠层，所述半固化片叠层的高度高于铜柱层的高度，然后对半固化片叠层进行研磨得到所述半固化片叠层和铜柱层组成的平面。
优选地，在所述种子层、线路层和铜柱层的表面覆盖所述半固化片叠层之前包括：
对所述种子层、线路层和铜柱层的表面进行棕化处理。
优选地，通过闪镀、沉铜、喷溅、电镀或蒸镀方式在所述载板上制备所述种子层中的第一种子层。
优选地，通过闪镀、沉铜、喷溅、电镀或蒸镀的方式在所述半固化片叠层和铜柱层组成的平面上制备所述种子层中的第二种子层。
本发明还提供了一种用于制作电路板起始层芯板的载板，其中，所述载板由不锈钢或铝合金或钛合金制成。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的起始层芯板的制作方法中，通过选用表面抛光的不锈钢材质的载板，避免材质为铜的载板表面的粗糙度高而影响线路层的品质，有利于减少种子层的厚度，降低起始层芯板的制造成本，再通过超声波分离技术来分离载板和起始层芯板，避免通过蚀刻来分离载板和起始层芯板时造成对线路层的侧蚀，从而提高起始层芯板的成品率。
附图说明
图1为本发明提供的起始层芯板的制作方法第一实施例的流程图；
图2为本发明提供的起始层芯板的制作方法第二实施例的流程图；
图3a-3j为本发明提供的起始层芯板的制作方法中产品的剖面示意图。
具体实施方式
本发明提供一种起始层芯板的制作方法，其特征在于，包括：
在载板上制备至少一层种子层、至少一层线路层、铜柱层和半固化片叠层，得到起始层芯板；
将所述起始层芯板与所述载板分离；
所述载板由不锈钢或铝合金或钛合金制成。
优选地，在本发明的各实施例中，
所述第一种子层的厚度为1.8-2.2μm，优选2.0μm；和/或
所述第二种子层的厚度在0.8-1.2μm，优选1.0μm。
优选地，在本发明的各实施例中，所述将所述起始层芯板与所述载板分离包括：利用超声波将所述起始层芯板与所述载板分离。
优选地，在本发明的各实施例中，在所述在不锈钢材质的载板上制备第一种子层、起始线路层、铜柱层、半固化片叠层和第二种子层之前还包括：将所述载板进行抛光处理，且优选地使所述载板的粗糙度在0.01-0.1mm之间。
优选地，在本发明的各实施例中，在用于制作所述起始层芯板之后，所述载板经过清洗后重复使用。
优选地，在本发明的各实施例中，所述载板用于层压处理。
优选地，在本发明的各实施例中，在所述种子层、线路层和铜柱层的表面覆盖半固化片叠层，所述半固化片叠层的高度高于铜柱层的高度，然后对半固化片叠层进行研磨得到所述半固化片叠层和铜柱层组成的平面。
优选地，在本发明的各实施例中，在所述种子层、线路层和铜柱层的表面覆盖所述半固化片叠层之前包括：对所述种子层、线路层和铜柱层的表面进行棕化处理。
优选地，在本发明的各实施例中，通过闪镀、沉铜、喷溅、电镀、或蒸镀方式在所述载板上制备所述种子层中的第一种子层。
优选地，在本发明的各实施例中，通过闪镀、沉铜、喷溅、电镀、或蒸镀的方式在所述半固化片叠层和铜柱层组成的平面上制备所述种子层中的第二种子层。
在实施本发明时，除了第一层线路层(及第一种子层)、第二线路层(及第二种子层)以外，还可进一步依次设置更多的线路层(及种子层)。
本发明提供一种用于制作电路板起始层芯板的载板，其特征在于，所述载板由不锈钢或铝合金或钛合金制成。
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的起始层芯板的制作方法进行详细描述。
图1为本发明提供的起始层芯板的制作方法第一实施例的流程图。如图1所示，本实施例起始层芯板的方法包括如下步骤：
步骤101、在载板上制备至少一层种子层、至少一层线路层、铜柱层和半固化片叠层，得到起始层芯板。
本实施例中，不锈钢材质的载板101经过镜面抛光处理，在载板的上表面上通过闪镀、沉铜、喷溅、电镀或蒸镀等方式制备种子层中的第一种子层，第一种子层的材质可以选用铜，优选地，第一种子层的厚度约为2μm。通过选用材质为不锈钢的载板，并对载板表面进行抛光处理，使载板地粗糙度在0.01-0.1mm之间，减少因载板的表面粗糙而导致的第一线路层的发生缺口或断裂等现象，同时，表面抛光的载板也有利于起始层芯板从载板上分离下来。
在本实施例中，通过图像转移法制备线路层中的起始线路层和用于层间连接的铜柱层，然后对第一种子层、起始线路层和铜柱层的表面进行棕化处理，接着再经过棕化处理的各线路层的表面上覆盖一层半固化片叠层，再经过层压处理，然后研磨半固化片叠层，层压处理用于提高各金属层之间的紧密度，避免金属层脱落，研磨处理使铜柱层露出并确保半固化片叠层与铜柱层上表面组成的平面平整，使后续的线路层能够制备在平整平面上，提高后续的线路层的成品率；再通过闪镀、水平沉铜、金属喷溅、电镀或蒸镀的方式在半固化片叠层与铜柱层组成的平面上镀种子层中的第二种子层，第二种子层的厚度约为0.8-1.2μm，优选的为1.0μm；然后再通过图像转移法在第一种子层上制备线路层中的次级线路层，从而得到具有两层线路层的起始层芯板。
重复上述的步骤，可得到更多线路层的起始层芯板。
步骤102、将起始层芯板与载板分离。
将起始层芯板与载板分离以得到独立的起始层芯板。本实施例中，可以通过超声波分离技术等非蚀刻的方法来分离起始层芯板与载板，超声波分离起始层芯板与载板有利于减少起始层芯板的制造过程中的蚀刻次数，避免出现多次蚀刻对线路层造成的严重侧蚀(Undercut)，从而可以提高各线路层的品质和稳定性。与起始芯层分离后的载板可以在清洗之后重复使用，而且载板还可以用于层压处理，从而还节省了成本。
在实际应用中，载板可以采用致密性高的金属材质来制备，例如采用不锈钢、钛合金或铝合金等材质制备，上述致密性高的材质能有效避免铜质载板的疏孔问题。
本实施例通过选用表面抛光的不锈钢材质的载板，避免材质为铜的载板表面的粗糙度高而影响线路层的品质，有利于减少种子层的厚度，降低起始层芯板的制作成本，再通过超声波分离技术来分离载板和起始层芯板，避免通过蚀刻来分离载板和起始层芯板时造成对线路层的侧蚀，从而提高起始层芯板的成品率。
图2为本发明提供的起始层芯板的制作方法第二实施例的流程图。如图2示，本实施例起始层芯板的方法包括如下步骤：
步骤201、在载板上制备第一种子层。
图3a-3j为本发明提供的起始层芯板的制作方法中产品的剖面示意图。参阅图3a，在本实施例中，不锈钢材质的载板101经过镜面抛光处理，表面光滑；参阅图3b，在载板101的上表面上闪镀、沉铜、喷溅、电镀或蒸镀的防治在载板上制备种子层中的第一种子层201，第一种子层201材质的为铜，第一种子层201的厚度在1.8-2.2μm之间，优选的为2μm，同时，在载板101的下表面覆盖一层干膜202作为抗电镀保护层，干膜202可以为光刻胶，然后进入步骤102。
步骤202、在第一种子层上制备起始线路层；
参阅图3c，通过图像转移法在第一种子层201覆盖一层干膜，经过曝光、显影后得到具有起始线路层图案的干膜302，然后再第一种子层201上电镀线路层中的起始线路层301，然后进入步骤203。
步骤203，在起始线路层上制备铜柱层。
参阅图3d和图3e，在起始电线路层301和第一种子层201的表面上覆盖一层干膜，然后通过曝光、显影后得到具有铜柱层图案的干膜402，再在铜柱层图案上电镀铜得到铜柱层401，然后将干膜302和干膜402蚀刻去除，进入步骤204。
步骤204、对载板上的各层线路层进行层压、研磨处理。
在本步骤中，参阅图3f和图3g，首先对载板上的第一种子层201、起始线路层301和铜柱层401进行棕化处理以提高其表面粗糙度，棕化处理时，将会蚀刻到第一种子层201、起始线路层301和铜柱层401表面的铜，蚀刻铜的厚度应该控制在0.7-1.0μm；接着在第一线路层上覆盖一层半固化片叠层601并进行层压处理，然后研磨半固化片叠层，研磨处理使铜柱层露出并确保半固化片叠层601与铜柱层401上表面组成的平面平整，其中，半固化片叠层601既保证种子层201、起始线路层301和后续的线路层之间的隔离，又能使后续的线路层能够制备在平整平面上并与铜柱层401充分接触，提高后续的线路层的成品率。
步骤205、在半固化片叠层与铜柱层组成的平整平面上制备第二种子层。
参阅图3h，在半固化片叠层601与铜柱层401组成的平整平面上通过闪镀、沉铜(Plating Through Hole，PTH)或喷溅(Sputer)、电镀或蒸镀的方式制备第二种子层801，第二种子层801的厚度在0.8-1.2μm之间，优选的为1.0μm。
步骤206、在第二种子层上制备次级线路层。
参阅图3i，通过图像转移法在第二种子层801制备次级线路层901，从而在载板101上制备得到起始层芯板111。
重复上述步骤，可以制备更多线路层的起始层芯板。
步骤207、将载板与起始层芯板分离。
在本实施例中，参阅图3j，可以通过超声波分离技术等非蚀刻方式将起始层芯板111和载板101分离，从而减少在制备起始层芯板111过程中的蚀刻次数。
本实施例通过选用表面抛光的例如为不锈钢材质的载板，防止了疏孔现象，避免材质为铜的载板表面的粗糙度高而影响线路层的品质，同时减少了种子层的厚度，降低了成本，再通过超声波分离技术来分离载板和起始层芯板，避免通过蚀刻来分离载板和起始层芯板时造成对线路层的严重侧蚀，从而提高了起始层芯板的品质。
本发明还提供了一种用于制作电路板起始层芯板的载板，载板的致密度高，可以有效避免载板的疏孔问题，载板可以为铝合金载板、钛合金载板和不锈钢载板等。优选地，载板的粗糙度在0.01-0.1mm之间，易于通过超声波技术等非蚀刻技术使载板与起始层芯板分离。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种起始层芯板的制作方法，其特征在于，包括：
在载板上制备至少一层种子层、至少一层线路层、铜柱层和半固化片叠层，得到起始层芯板；所述种子层包括第一种子层和第二种子层，所述第一种子层的厚度为1.8-2.2μm；
利用超声波将所述起始层芯板与所述载板分离；
所述载板由铝合金或钛合金制成。
2.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于，
所述第一种子层的厚度为2.0μm；
所述第二种子层的厚度在0.8-1.2μm。
3.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于，在所述铝合金或钛合金材质的载板上制备第一种子层、起始线路层、铜柱层、半固化片叠层和第二种子层之前还包括：
将所述载板进行抛光处理，且使所述载板的粗糙度在0.01-0.1mm之间。
4.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于，在用于制作所述起始层芯板之后，所述载板经过清洗后重复使用。
5.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于，
所述载板用于层压处理。
6.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于，
在所述种子层、线路层和铜柱层的表面覆盖半固化片叠层，所述半固化片叠层的高度高于铜柱层的高度，然后对半固化片叠层进行研磨得到所述半固化片叠层和铜柱层组成的平面。
7.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于，在所述种子层、线路层和铜柱层的表面覆盖所述半固化片叠层之前包括：
对所述种子层、线路层和铜柱层的表面进行棕化处理。
8.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于：
通过闪镀、沉铜、喷溅、电镀、或蒸镀方式在所述载板上制备所述种子层中的第一种子层。
9.根据权利要求1所述的起始层芯板的制作方法，其特征在于，
通过闪镀、沉铜、喷溅、电镀、或蒸镀的方式在所述半固化片叠层和铜柱层组成的平面上制备所述种子层中的第二种子层。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的制作方法制作的起始层芯板。
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