CN103929896A - 一种内埋芯片的印制电路板制造方法 - Google Patents

Abstract

一种内埋芯片的印制电路板制造方法，包括如下步骤：a)在芯片表面贴异向导电材料；b)将铜箔贴在支撑板表面；然后进行钻孔，制作具有对位功能的工具孔；c)使用芯片自动贴片机将贴好异向导电材料的芯片贴在具有支撑板的铜箔表面目标位置处，通过加热和加压，使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通；d)在芯片上面层压介质层和铜箔，将芯片内埋于双面覆铜板中；e)用激光钻孔、去钻污、化学铜和电镀铜，实现双面覆铜板的层间导通；f)将支撑板去除，得到埋芯片的双面覆铜板。在此基础上，根据线路精度要求采用减成法或半加成法进行印制电路板制作。本发明可以制作更薄、更高密度的埋芯片的印制线路板或集成电路封装基板。

Description

一种内埋芯片的印制电路板制造方法

技术领域

本发明涉及印制电路板或集成电路封装基板的制造方法，特别涉及一种内埋芯片的印制电路板制造方法。

背景技术

随着电子产品功能化、智能化的发展，高集成度、薄型化、微型化已成主流趋势，印制电路板在满足电子产品良好的电、热性能的前提下，也必然的朝着薄型化，高密度，三维结构等的方向发展，从而满足现代电子产品微型化、高集成度的设计需求。这就意味着电路板封装设计必须满足如下要求：降低封装高度、提高封装密度。

埋芯片工艺成为一个重要的发展方向。所谓埋芯片工艺，就是在印制电路板的制作过程中，把芯片埋在介质层中，再通过金属化微孔，或导电金属凸块，或其它方式实现外部图形和内层芯片的导通互连。

埋芯片技术将芯片内置于电路板内部，有效的降低了封装高度；同时，埋芯片技术使得设计上有更大的空间和自由度，它将电路板表面原先放置芯片的位置空出来，可用于组装更多的元件，从而大大提高了封装密度。

目前，埋芯片工艺技术众多，但仍存在着诸多技术或制程工艺问题，表1针对目前芯片内埋电路板互连技术的优缺点作了详细对比。

表1

发明内容

本发明目的在于提供一种内埋芯片的印制电路板制造方法，可以制作高精度的内埋芯片的印制电路板或集成电路封装基板，而且印制电路板或集成电路封装基板的厚度可以更薄，线路更加精细。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

在芯片表面贴异向导电材料，将其贴在具有支撑板的铜箔表面，通过加热和加压使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通，然后在芯片上面层压介质层和铜箔，将芯片内埋于双面覆铜板中，再根据线路精度的要求，用减成法或半加成方法制作印制电路板或集成电路封装基板。

具体的，本发明内埋芯片的印制电路板制造方法包括如下步骤：

a)在芯片表面贴异向导电材料；

b)将铜箔贴在支撑板表面；然后进行钻孔，制作具有对位功能的工具孔；

c)使用芯片自动贴片机将贴好异向导电材料的芯片贴在具有支撑板的铜箔表面目标位置处，通过加热、加压，使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通；

d)在芯片上面层压介质层和铜箔，使芯片内埋于双面覆铜板中；

e)用激光钻孔、去钻污、化学铜和电镀铜，实现双面覆铜板的层间导通；

f)将支撑板去除，得到内埋芯片的双面覆铜板；

g)根据完成线路的线宽、间距的要求，选择减成法或半加成法在内埋芯片的双面覆铜板上完成铜线路制作，得到内埋芯片的印制电路板。

进一步，如果需要制作双面印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距分别在30μm以上时，则在完成步骤(f)后，采用减成法制作；首先，在内埋芯片的双面覆铜板的铜表面，采用图形转移技术制作铜线路图形；芯片的焊盘通过异向导电材料与双面覆铜板上的铜线路图形相连，形成电性能的导通；然后，完成线路图形后进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的双面印制电路板。

更进一步，如果需要制作多层印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距分别在30μm以上时，则在完成步骤(f)后，进行减成法制作，并进行多次层压和层间互联的制作；具体步骤为：第一步，在内埋芯片的双面覆铜板的铜表面，采用图形转移技术制作铜线路图形，芯片的焊盘通过异向导电材料与双面覆铜板上的铜线路图形相连，形成电性能的导通；第二步，层压介质层和铜箔、用激光钻孔或机械钻孔形成层间孔，经过去钻污、化学铜、电镀铜和图形转移工序，形成铜线路图形并实现印制电路板的层间导通；第三步，进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的多层印制线路板。

又，如果需要制作双面印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距分别在30μm以下时，则在完成步骤(f)后，采用半加成法制作；具体步骤为：第一步，将在埋芯片的双面覆铜板上进行图形转移，图形电镀，去膜和闪蚀；第二步，完成线路图形后进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的双面印制电路板。

再有，如果需要制作多层印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距分别在30μm以下时，则在完成步骤(f)后，采用半加成法制作，并进行多次层压和层间互联的制作，具体步骤为：第一步，将在埋芯片的双面覆铜板上进行图形转移，图形电镀，去膜和闪蚀；第二步，层压介质层、用激光钻孔或机械钻孔形成层间孔，经过去钻污、化学铜、图形转移、图形电镀、去膜和闪蚀，形成铜线路图形并实现印制电路板的层间导通；第三步，进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的多层印制线路板。

另外，在步骤a)中，所述的异向导电材料可以为异向导电膏、异向导电膜或异向导电的液态材料；异向导电材料的主要成分为高分子聚合物与导电的金属颗粒的混合体。高分子聚合物是指热塑性树脂或热固性树脂，热塑性树脂是指聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或橡胶；热固性树脂是指环氧树脂或聚酰亚胺。导电的金属颗粒是指金属镍、金、银、锡及锡合金。

优选地，在步骤c)通过加热和加压，使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通，其中，加热温度为50～300℃，压力为0.01MPa～100MPa。

优选地，在步骤d)在芯片上面层压介质层和铜箔，其中层压的介质层材料是指半固化片或ABF，其中半固化片的树脂为环氧树脂，聚马来酰亚胺三嗪树脂，聚酰亚胺，聚苯醚或聚四氟乙烯。

优选地，所述的激光钻孔采用二氧化碳激光或UV激光对印制电路板或集成电路封装基板进行钻孔；所述的去钻污是用碱性高锰酸钾溶液或碱性高锰酸钠溶液对钻孔后的孔壁的钻污进行去除，或采用等离子体去除孔内钻污。

优选地，所述的电镀铜是用电镀填孔药水或传统的板面电镀药水进行电镀，使印制电路板层间实现电性能的导通。

优选地，所述的图形电镀铜是采用电镀填孔药水或传统的板面电镀药水进行图形电镀，将干膜没有覆盖的区域电镀铜，使印制电路板层间实现电性能的导通。

本发明的优点在于：

本发明在芯片表面贴异向导电材料，并将其贴在有支撑板的铜箔表面，然后进行加热、加压使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通，再进行层压，得到埋芯片的双面覆铜板，在此基础上，根据线路精度要求采用减成法或半加成法进行印制电路板制作。本发明有以下四个好处：

第一，产品更薄。

本发明将芯片直接贴在铜箔表面，实现无芯板工艺的制作，印制电路板的总厚度明显降低，这符合现在消费类电子产品追求的更薄的要求；使用本发明提供的方法，可以制作总厚度为0.1mm-0.15mm产品。

第二，线路更精细。

本发明可以在埋芯片的同时，采用半加成方法制作线路，获得30/30μm以下的精细线路。

第三，对位精度高。

与已有技术相比，本发明中，通过异向导电材料实现内埋芯片与外层电路导通的互连方式，没有传统工艺中导通孔加工过程中的对位精度问题，仅要求外层线路与内埋芯片I/O盘间的对位，从而减少了互连错位风险的导入制程，有效的规避了芯片I/O焊盘和外层图形因对位问题而产生的连接盘尺寸与间距的限制，对整个芯片内埋电路板的导通对位问题有很大的改善和提高。此结构芯片内埋电路板的最小互连间距主要由异向导电材料最小的绝缘间距决定的。

第四，成本低。

已有技术中使用激光或机械开槽的方法进行埋芯片的制作，不仅成本高，而且由于内层的线路已经完成，因此芯片需要采用高精度对位和贴装系统才能准确地与已有的线路连接和导通，这样制作不仅成本高，而且良率低。

在本发明中，芯片上的I/O焊盘与外部图形是通过异向导电材料进行互连导通，此结构利用异向导电材料中的导电粒子的异向导电性，即实现内埋芯片与外层图形的有效导通，也同时确保了芯片上的I/O焊盘之间，以及外层图形导通焊盘之间的绝缘。此工艺方法即能很好的实现内部芯片与外层图形之间的互连导通，也极大的节约了常规的激光微孔加工与微孔电镀导通等繁琐流程，减少了过程中过多品质风险的导入，从而降低了过程难度和成本消耗。

附图说明

图1～图12是本发明实施例1和实施例2中使用的流程图。其中：

图1是将铜箔贴在支撑板表面的示意图；

图2是使用芯片自动贴片机将贴好异向导电材料的芯片贴在具有支撑板的铜箔表面目标位置处，通过加热和加压，使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通的示意图；

图3是在芯片上面层压介质层和铜箔，将芯片内埋于双面覆铜板中的示意图；

图4是用激光钻孔、去钻污、化学铜和电镀铜，实现双面覆铜板的层间导通的示意图；

图5是将支撑板去除，得到内埋芯片的双面覆铜板的示意图；

图6是通过图形转移技术，制备内埋芯片电路板的外层图形的示意图；

图7是对完成外层线路的电路板进行阻焊油墨涂覆、可焊性涂覆层，后续的外型加工等，最终得到内埋芯片电路板的示意图；

图8是去除内埋芯片的双面覆铜板的铜箔的示意图；

图9是采用半加成工艺，进行化学铜制作的示意图；

图10是采用干膜做抗电镀层，进行图形转移制作的示意图；

图11是图形电镀铜的示意图；

图12是去膜、闪蚀去除化学铜，形成精细线路的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。

实施例1

参见图1～图7，本发明所述的埋芯片的印制电路板制作过程如下：

a)在芯片103表面贴异向导电材料104；

b)将第一层铜箔101贴在支撑板102表面，然后进行钻孔，制作具有对位功能的工具孔，如图1所示；

c)使用芯片自动贴片机将贴好异向导电材料104的芯片103贴在具有支撑板102的第一层铜箔101表面目标位置处，通过加热(温度为160度)、加压(压力为10MPa)，使芯片端的焊盘1031和铜箔101之间的异向导电材料104导通，如图2所示；

d)在贴好异向导电材料104的芯片103上面层压第二层铜箔105和介质层106，使芯片103内埋于双面覆铜板中，如图3所示；

e)采用激光钻孔得到盲孔107，去钻污、化学铜和电镀铜，实现双面覆铜板的层间导通，如图4所示；

f)将支撑板102去除，得到埋芯片103的双面覆铜板，如图5所示；

g)在埋芯片103的双面覆铜板的铜表面，采用图形转移技术制作铜线路图形，得到第一层铜线路图形108和第二层铜线路图形109。芯片103的焊盘1031通过异向导电材料104与第二层铜线路图形109中的对接盘1091相连，形成电性能的导通，如图6所示；

h)在第一层铜线路图形108和第二层铜线路图形109上面进行阻焊油墨层110的制作、可焊性涂覆层111的制作，再进行外层加工如机械或激光切割后，得到内埋芯片103的双面印制电路板，如图7所示。

i)用以上方法可以获得线路的线宽、间距分别在30μm以上的内埋芯片的印制电路板。

实施例2

参见图1～图5，图8～图12，本发明所述的埋芯片的印制电路板制作过程如下：

a)在芯片103表面贴异向导电材料104；

b)将第一层铜箔101贴在支撑板102表面，然后进行钻孔，制作具有对位功能的工具孔，如图1所示；

c)使用芯片自动贴片机将贴好异向导电材料104的芯片103贴在具有支撑板102的第一层铜箔101表面目标位置处，通过加热(温度为160度)、加压(压力为10MPa)，使芯片端的焊盘1031和铜箔101之间的异向导电材料104导通，如图2所示；

d)在贴好异向导电材料104的芯片103上面层压第二层铜箔105和介质层106，使芯片103内埋于双面覆铜板中，如图3所示；

e)采用激光钻孔得到盲孔107，去钻污、化学铜和电镀铜，实现双面覆铜板的层间导通，如图4所示；

f)将支撑板102去除，得到埋芯片103的双面覆铜板，如图5所示；

g)采用蚀刻的方法，将埋芯片103的双面覆铜板两面的铜箔蚀光，露出介质层106，如图8所示；

h)在介质层106上进行化学铜112，进行半加成工艺的制作，如图9所示；

i)在化学铜112的表面贴干膜，进行图形转移，得到抗电镀层113，如图10所示；

j)使用陶氏化学电镀药水进行图形电镀，形成图形电镀铜114，如图11所示；

k)使用三菱瓦斯化学去膜药水进行去膜工艺，去除抗电镀层113；采用三菱瓦斯化学闪蚀药水去除化学铜，形成线宽、间距分别在30μm以下的精细线路115，芯片103的焊盘1031通过异向导电材料104与铜线路图形115中的对接盘1151相连，形成电性能的导通如图12所示；

l)进行阻焊油墨层、可焊性涂覆层的制作，并进行外层加工如机械或激光切割后，可以获得线路的线宽、间距分别在30μm以下的内埋芯片的印制电路板。

综上所述，本发明通过在芯片表面贴异向导电材料，将其贴在具有支撑板的铜箔表面，经加热和加压使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通，然后在芯片上面层压介质层和铜箔，将芯片内埋于双面覆铜板中，再根据线路精度的要求，用减成法或半加成方法制作印制电路板或集成电路封装基板，而且，印制电路板或集成电路封装基板的厚度可以更薄，线路更加精细。

Claims (12)

1.一种内埋芯片的印制电路板制造方法，包括如下步骤： 

a)在芯片表面贴异向导电材料； 

b)将铜箔贴在支撑板表面，然后进行钻孔，制作具有对位功能的工具孔； 

c)使用芯片自动贴片机将贴好异向导电材料的芯片贴在具有支撑板的铜箔表面目标位置处，通过加热、加压，使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通； 

d)在芯片上面层压介质层和铜箔，使芯片内埋于双面覆铜板中； 

e)用激光钻孔、去钻污、化学铜和电镀铜，实现双面覆铜板的层间导通； 

f)将支撑板去除，得到内埋芯片的双面覆铜板； 

g)根据完成线路的线宽、间距的要求，选择减成法或半加成法在内埋芯片的双面覆铜板上完成铜线路制作，得到内埋芯片的印制电路板。 

2.如权利要求1所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，如果需要制作双面印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距分别在30μm以上时，则在完成步骤(f)后，采用减成法，首先，在埋芯片的双面覆铜板的铜表面，采用图形转移技术制作铜线路图形；芯片的焊盘通过异向导电材料与双面覆铜板上的铜线路图形相连，形成电性能的导通；然后，完成线路图形后进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的双面印制电路板。 

3.如权利要求1所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，如果需要制作多层印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距在分别在30μm以上时，则在完成步骤(f)后，进行减成法制作，并进行多次层压和层间互联的制作；具体步骤为：第一步，在埋芯片的双面覆铜板的铜表面，采用图形转移技术制作铜线路图形；芯片的焊盘通过异向导电材料与双面覆铜板上的铜线路图形相连，形成电性能的导通；第二步，层压介质层和铜箔，用激光钻孔或机械钻孔形成层间孔，经过去钻污、化学铜、电镀铜和图形转移工序，形成铜线路图形，并实 现印制电路板的层间导通；第三步，进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的多层印制线路板。 

4.如权利要求1所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，如果需要制作双面印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距分别在30μm以下时，则在完成步骤(f)后，采用半加成法制作；具体步骤为：第一步，将在埋芯片的双面覆铜板上进行图形转移，图形电镀，去膜和闪蚀；第二步，完成线路图形后进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的双面印制电路板。 

5.如权利要求1所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，如果需要制作多层印制电路板，并且电路板上线路的线宽、间距分别在30μm以下时，则在完成步骤(f)后，采用半加成法制作，并进行多次层压和层间互联的制作；具体步骤为：第一步，将在埋芯片的双面覆铜板上进行图形转移，图形电镀，去膜和闪蚀；第二步，层压介质层、用激光钻孔或机械钻孔形成层间孔，经过去钻污、化学铜、图形转移、图形电镀、去膜和闪蚀，形成铜线路图形，并实现印制电路板的层间导通；第三步，进行阻焊、可焊性涂覆层和机械或激光切割后，得到内埋芯片的多层印制线路板。 

6.如权利要求1所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，所述的异向导电材料为异向导电膏、异向导电膜或异向导电的液态材料。 

7.如权利要求6所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，所述的异向导电材料为高分子聚合物与导电的金属颗粒的混合体；高分子聚合物为热塑性树脂或热固性树脂；热塑性树脂是指聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或橡胶；热固性树脂是指环氧树脂或聚酰亚胺；导电的金属颗粒为金属镍、金、银、锡或锡合金。 

8.如权利要求1所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，在步骤c)通过加热和加压使芯片端的焊盘和铜箔之间的异向导电材料导通，其中，加热温度为50～300℃，压力为0.01MPa～100MPa。 

9.如权利要求1所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，在步骤d)中，在芯片上面层压介质层和铜箔；其中，层压的介质层材料是指半固化片和ABF，其中半固化片的树脂为环氧树脂、聚马来酰亚 胺三嗪树脂、聚酰亚胺、聚苯醚或聚四氟乙烯。 

10.如权利要求1或3或5所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，所述的激光钻孔为采用二氧化碳激光或UV激光对印制电路板或集成电路封装基板进行钻孔；所述的去钻污是采用碱性高锰酸钾溶液或碱性高锰酸钠溶液对钻孔后的孔壁的钻污进行去除，或采用等离子体去除孔内钻污。 

11.如权利要求1或3所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，所述的电镀铜采用电镀填孔药水或传统的板面电镀药水进行电镀，使印制电路板层间实现电性能的导通。 

12.如权利要求4或5所述的内埋芯片的印制电路板制造方法，其特征是，所述的图形电镀铜是采用电镀填孔药水或传统的板面电镀药水进行图形电镀，将干膜没有覆盖的区域电镀铜，使印制电路板层间实现电性能的导通。