基板通孔封装结构及其制造方法与流程

本发明涉及无线通讯，尤其涉及一种基板通孔封装结构及其制造方法。

背景技术：

1、目前，在封装的基板领域，主要材料有三种，分别是bt材料、abf材料和mis材料，

2、1、bt材料：bismaleimide triazine（双马来酰亚胺三嗪树脂），由日本三菱瓦斯化学开发，具有高耐热性和尺寸稳定性。

3、2、abf材料：ajinomoto build-up film（味之素积层绝缘膜），由日本味之素公司研发，是高端中央处理器（central processing unit，简称“cpu”）/图形处理器（graphicsprocessing unit，简称“gpu”）封装的关键积层薄膜。

4、3、mis材料：molded interconnect substrate（铸模互连基板），一种包含预包封结构的新型封装基板技术，常用于功率和模拟芯片。

5、而其中，以bt材料为主的基板制程，主要有四种：减成法（tenting），改良型半加成法（modified semi-additive process，简称“msap”），嵌入式迹线基板（embedded tracesubstrate，简称“ets”），铜柱增层法（via post），而前两种为当前的主流工艺，其中对于通孔的制作：tenting采用机械钻+塞孔或棕化镭射；msap采用开窗镭射或棕化镭射；ets采用开窗镭射。

6、相关技术中，以一个常规的四层板(1+2+1叠构，bt材料，内层tenting工艺，外层msap工艺)为例，如图1所示，这个板芯01备料后进行烘烤除湿处理，然后再进行内层钻孔，包括工具孔，通孔02，接着进行微蚀刻的酸洗，增加附着力，再进行水平沉铜及垂直镀铜作业制作出通孔的铜03，完成后开始贴干膜，再进行内层线路的曝光，显影，快速蚀刻与去膜完成板芯两侧的铜层制作04，接着进行自动光学检测（automated optical inspection，简称“aoi”），层压前处理与层压，x-ray钻靶（x射线扫描系统），铣边，内层线路的制作完成。

7、完成内层线路后，开始进行外层线路的制作，同样采用机械+镭射的方式完成工具孔，通孔05的制作，在完成等离子清洗后，进行微蚀刻的酸洗，增加附着力，再进行水平沉铜作业；接着进行贴膜前处理，贴干膜，再进行外层线路的曝光，显影，垂直电镀完成通孔镀铜06及最外层铜层的制作07，再快速蚀刻与去膜，接着进行自动光学检测。

8、最后阶段：先做表面阻焊层08，接着是化镀镍09，金010层；经过裁板后进行电测，与阻焊层011有机保焊膜(organic solderability preservative，简称“osp”)的涂覆，经过外检后，良品转入打标与清洗，最后包装入库。

9、受其钻孔工艺的限制，通孔直径仍然维持＞80um，但当前 5g 通信、车载电子、高性能计算终端对印制电路板的布线密度、信号完整性与集成度提出更高要求，减少通孔孔径、增加通孔数量成为提升线路密度的核心路径。

10、然而，在基板的制作工艺上因不同材料以及制程工艺，匹配不同的钻孔工艺，如：机械钻，棕化镭射等，这些钻孔工艺存在以下方面的不足：

11、第一、物理钻孔，无法满足小孔径工艺要求；

12、虽然机械钻孔单孔成本低，但当前最小量产的钻头直径为≥80um，钻出的孔径较大，寿命短，对孔定位精准度差，也导致了在有限面积下无法满足高密集型工艺的发展。

13、第二、工艺复杂，设备投入大；

14、镭射/铜柱互连孔径小、路径短、密度高，但设备与工艺复杂度显著提升，尤其是镭射导通技术生产制作时间随孔数增加而更长，成本也高。

技术实现思路

1、针对以上现有技术的不足，本发明提出一种基板通孔封装结构的制造方法，以解决现有基板制造成本较高，制造麻烦，导致其生产效率低的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明实施例提供一种基板通孔封装结构的制造方法，所述基板通孔封装结构的制造方法包括以下步骤：

4、s1、提供可剥离载体，其包括板芯和分别覆合固定于所述板芯的两侧的两层铜层，在所述可剥离载体的上、下表面分别进行压膜处理形成两层附树脂铜皮层；

5、s2、分别对两层所述附树脂铜皮层的表面进行清洁，去除油污与氧化层，并分别在两层所述附树脂铜皮层的表面覆膜得到两层覆膜层，再分别对两层所述覆膜层进行曝光显影，得到通孔开窗；

6、s3、对所述通孔开窗位置进行钻孔得到通孔；其中，所述通孔依次贯穿对应的所述覆膜层和所述附树脂铜皮层直至所述可剥离载体的两层所述铜层的表面；

7、s4、对所述通孔内依次进行化学镀铜以及电镀铜处理，最终通过电镀铜完全填满所述通孔；

8、s5、对所述电镀铜的表面进行研磨，以使所述电镀铜的表面与所述覆膜层的表面平齐，并同时在所述电镀铜的表面与所述覆膜层的表面贴附加强层，得到基板初样；

9、s6、将所述基板初样沿其长度方向或宽度方向匀速拉扯，使得所述可剥离载体的上、下两侧的所述铜层从所述板芯分离，得到两个无芯半成品基板；

10、s7、对两个所述无芯半成品基板的所述铜层相互靠近的表面进行压合干膜，并按照msap工艺制作电路结构层，得到半成品基板；对所述半成品基板进行塑封封装，并去除所述加强层，封装后进行电性能检测，得到所述基板通孔封装结构。

11、优选的，所述附树脂铜皮层包括贴合所述铜层远离所述板芯的一侧的树脂层和贴合固定于所述树脂层远离所述可剥离载体一侧的铜皮层；

12、步骤s1具体包括以下子步骤：

13、预处理：对所述可剥离载体的上、下表面使用棕化液对两层所述铜层进行蚀刻，控制两层所述铜层去除量分别为0.2~1.5μm，形成均匀粗糙面；

14、叠层对位：将两层所述树脂层分别贴合在两层所述铜层的预定区域，完成预固定，得到初品载体；

15、真空层压：将所述初品载体放入真空层压机，依次完成升温、加压、树脂流动填充以及固化工艺的处理，得到树脂固化体；

16、后处理：将所述树脂固化体进行冷却和卸压，并冷却至室温后转入下一工序做准备。

17、优选的，所述升温工艺具体为：将室温升温至‌170℃~250℃‌，恒温固化时间为60~90分钟，升温速率‌≤5℃/min；

18、所述加压工艺的压力控制在‌15~30kg/cm²‌，真空度全程保持≤5mbar；

19、所述固化工艺的压合后厚度差≤5μm；

20、所述冷却工艺的降温速率≤3℃/min。

21、优选的，每一所述铜层皆包括相互叠设贴合的第一铜层和第二铜层，两层所述第二铜层分别贴合固定于所述板芯的上、下表面与两层所述第一铜层之间；

22、其中，所述第二铜层厚度为10~18μm，所述第一铜层的厚度为3~5μm；步骤s7为在所述第一铜层靠近所述第二铜层的表面进行。

23、优选的，步骤s2包括以下子步骤：

24、通过对所述附树脂铜皮层进行清洁，去除油污与氧化层，再在所述附树脂铜皮层的表面压合上干膜或者涂覆预设厚度的光敏材料；使用激光直接成像曝光机将图案直接转移到所述干膜或者所述光敏材料的预定位置，接着通过酸性蚀刻将预定位置处露出的所述铜皮层完全去除，露出去除的所述铜皮层的下方的所述树脂层，得到所述通孔开窗，对所述通孔开窗的开窗区域做微蚀粗化，去除蚀刻残渣；

25、其中，所述通孔开窗的尺寸比激光直接成像曝光机的激光孔的尺寸大2~5μm，侧蚀量≤12μm，所述通孔开窗与内层靶标偏差＜15μm。

26、优选的，步骤s3具体包括以下子步骤：

27、根据所述附树脂铜皮层的厚度，选择合适的激光类型及匹配对应参数，并在对位正确下，通过x射线扫描系统识别内层靶标坐标，对所述通孔开窗处露出的树脂区域完成烧蚀，形成贯通介质层的微通孔；

28、完成微通孔的开孔后，通过等离子或化学药水除胶渣去除孔内残留的树脂碳化物，再经二次元影像仪、所述x射线扫描系统全检孔径与孔壁的质量；

29、其中孔壁粗糙度ra≤0.5μm。

30、优选的，步骤s4具体为：

31、在所述通孔的孔壁沉积钯催化剂位点，通过化学镀铜形成0.5~1μm厚的导电铜层，实现所述孔壁全导通；

32、接着通过低电流整板电镀，将所述孔壁的导电铜层加厚至5~8μm，为后续塞孔提供基础导电层；

33、最后采用高分散性镀铜液，通过脉冲电镀让铜离子从所述通孔的孔底向上均匀沉积，完全填满所述通孔。

34、优选的，步骤s7具体包括以下步骤：

35、对两个所述无芯半成品基板的所述铜层相互靠近的表面进行压合干膜；并依次进行第一次曝光→第一次显影→电镀铜→去膜→闪蚀→阻焊压膜→第二次曝光→第二次显影→镍金或镍靶金表层处理→去膜→分板→电测→osp处理→打标→清洗→包装，得到所述基板通孔封装结构。

36、优选的，步骤s7具体包括以下步骤：

37、对两个所述无芯半成品基板的所述铜层相互靠近的表面进行压合干膜；并依次进行第一次曝光→第一次显影→电镀铜→去膜→闪蚀→阻焊压膜→第二次曝光→第二次显影，得到半成品基板；

38、对所述半成品基板进行塑封封装，并去除所述加强层；

39、对去除所述加强层后的所述半成品基板的表面进行镍金或镍靶金表层处理；

40、对完成表面的产品，按照封装后道工序继续完成生产；其中，所述封装后道工序依次包括产品打标、成品切割及成品检验；

41、对完成封装的单颗外观良品进行电性能的检测，对测试良品进行包装及入库，整个封装工序完成，得到所述基板通孔封装结构。

42、第二方面，本发明实施例提供一种基板通孔封装结构，运用于射频半导体，所述基板由上述的基板通孔封装结构的制造方法制得。

43、与相关技术相比，本发明的实施例中，通过上述步骤s1-s7制得的基板通孔封装结构，通过采用在可剥离式的两层铜层的可剥离载体上，先在其中一面制作出通孔层，剥离后再对另一面进行电路制作，这一过程实现了无板芯的结构，在实现相同功能下，厚度上更薄，散热距离更短，也更快；同时设备投资少，生产工艺简化，可大批量生产效率及质量。