本发明属于半导体,具体为一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺。
背景技术:
1、玻璃基fcbga(f l i pch i pba l l gr i darray,即倒装芯片球栅格阵列)封装基板是一种先进的半导体封装技术,它结合了玻璃基板的独特优势与fcbga封装的高效性。
2、现有的玻璃基fcbga封装基板的制作方式有如下两种,第一种是通过在玻璃基板上制作通孔后再进行粗化,然后通过溅射的方式在表面铺设一层导电金属层,再通过电镀加厚和图形转移的方式制作出图形,其增层的方式采用abf等有机高分子薄膜做介质层进行线路层数的叠加,同时上下层互联的方式采用盲孔的设计方式;
3、其缺点在于玻璃粗化容易导致信号线在其粗糙的表面产生明显的损耗以及abf膜增层时采用压合的方式会导致玻璃基板碎裂、结合力不良等异常;
4、第二种方式采用在制作完通孔的玻璃基板上通过化学沉积的方式沉积一层有机薄膜,相较与第一种方法不需要进行粗化,增层的方式采用abf作介质层,盲孔做互联;
5、其缺点在于沉积的薄膜会在玻璃基的微孔中造成堵孔,同时采用abf作为增层也会出现玻璃基在abf压合时产生碎裂的问题;
6、因此,本技术针对存在的缺陷进行改良研发了一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,该制造工艺包括有:开料,玻璃通孔激光诱导,玻璃通孔蚀刻,pi涂布,曝光,显影,溅射,图形转移,电镀,褪膜,差分蚀刻,二次pi涂布,二次曝光,二次显影,二次溅射,二次图形转移,二次电镀,二次褪膜,二次差分蚀刻,阻焊,表面处理,字符,切割与测试,共二十三个步骤;
3、其中具体步骤为:
4、玻璃通孔激光诱导:使用脉冲激光在玻璃基板上制作通孔的位置进行镭射,使其发生连续变性形成变性区;
5、玻璃通孔蚀刻:利用含氢氟酸的蚀刻液将玻璃基板进行减薄,同时将连续变性的区域蚀刻掉,由于经过皮秒激光作用的连续变性区域蚀刻速率会比未变性区域的蚀刻速率更快,所以通孔会最先完成制作,同时玻璃基板板的板厚也会减薄至需要的厚度,蚀刻孔径的半径既是单面减薄的厚度;
6、pi涂布:在已经制作通孔了的玻璃基板上两面涂布一层pi感光层,并通过预烘烤使具有一定流动的pi感光层固化,防止变形厚度不均,涂布的厚度在5um;
7、曝光:通过光刻的方式对上述pi感光层进行曝光处理,光照到的地方会发生化学反应进一步彻底固化,未进行光照的地方不发生化学反应,由显影药水溶解掉,曝光的孔环直径比蚀刻的通孔单边直径大10um以上,防止曝光产生偏移盖住孔口;
8、显影:通过弱碱性的药水对未进行光照的pi感光层进行溶解,将底部的孔露出,便于后续孔内金属化完成上下层的导通。
9、溅射:通过物理的方式将金属离子化后沉积在加工件表面,需要先在板件表面溅射一层50nm以下的金属钛,第一层优先溅射一层薄薄的金属钛,溅射厚度在50nm以下,第二层在钛层上溅射一层铜层作为主要导电层,铜的厚度选择在400nm以内;
10、图形转移:在溅射了导电层钛和铜的板件上涂布感光抗蚀层,经过曝光的方式将线路的图形制作出来,曝光的方式采用正片的形式;
11、电镀:采用电镀的方式将孔填实并加厚线路的厚度,电镀的金属介质主要是铜金属,或锡、镍金、钯金属中的一种;
12、褪膜:通过碱性的药水将干膜溶解掉,露出底部的溅射金属层;
13、差分蚀刻:主要分两段蚀刻,第一段先使用蚀铜药水将褪膜后露出的底铜蚀刻掉,第二段再用蚀钛药水将钛层蚀刻掉,差分蚀刻后线路就完成了;
14、优选地,所述开料步骤为:准备一片玻璃基板,根据所需的尺寸进行裁切,此处的工艺采用板级工艺。
15、优选地,所述二次p i涂布的步骤为:对做好线路的玻璃基板进行p i涂布,使其均匀的分布在玻璃基板表面,厚度比线路的同厚度至少厚10um以上,防止过薄导致上下层线路短路;
16、所述二次曝光的步骤为:在进行曝光时,接受曝光的区域发生固化,未接受曝光的区域不发生固化,此层次需要将非孔区域进行曝光固化,孔区域不需要进行曝光固化,曝光的孔需要比底部线路的焊盘小25um以上,防止偏位导致后期接触不良;
17、所述二次显影的步骤为:通过碱性的药水将未曝光固化的部分进行溶解,将孔制作出来并露出孔底部的焊盘;
18、所述二次溅射的步骤为:通过物理的方式将金属离子化后沉积在加工件表面,先在板件表面溅射一层50nm以下的金属钛,第一层优先溅射一层薄薄的金属钛,溅射厚度在50nm以下,第二层在钛层上溅射一层铜层作为主要导电层,铜的厚度选择在400nm以内。
19、所述二次图形转移的步骤为:在板件上涂布感光抗蚀层,经过曝光的方式将线路的图形制作出来,曝光的方式采用正片的形式;
20、所述二次电镀的步骤为:采用电镀的方式将孔填实并加厚线路的厚度,电镀的金属介质主要是铜金属;
21、所述二次褪膜的步骤为:通过碱性的药水将干膜溶解掉,露出底部的溅射金属层。
22、所述二次差分蚀刻的步骤为:分两段蚀刻,第一段先使用蚀铜药水将褪膜后露出的底铜蚀刻掉,第二段用蚀钛药水将钛层蚀刻掉,差分蚀刻后玻璃基上下两层的线路制作完成。
23、优选地,所述阻焊的步骤为:制作完线路后在板件两侧涂布阻焊层,在涂布完阻焊的板件经过烘烤固化后再进行曝光,将线路bga区以及其他焊盘以外的区域进行固化,经过显影后焊盘上的阻焊层被溶解,其余区域的阻焊固化得到保留,在进行烘烤固化后阻焊完成。
24、优选地,所述表面处理的步骤为:选择再焊盘表面制作沉镍钯金、沉镍金、沉锡、沉银金属涂层处理,防止铜质焊盘氧化。
25、优选地,所述字符的步骤为:在板件表面喷印字符做器件、方向、文字标识;
26、所述切割的步骤为:将板件切割成独个单元的成品;
27、所述测试的步骤为:对产品的通断性、阻抗、插损进行检测。
28、优选地,所述开料步骤中的玻璃的种类选择高硼硅玻璃、高钠玻璃、无碱玻璃、碱性玻璃、石英玻璃中的一种类别。
29、优选地,所述激光孔诱导的区域图形采用环形或是点状。
30、优选地,所述曝光的方式采用正片的形式为:非线路区使用感光抗蚀层保护,线路区以及孔需要曝光后显影掉感光抗蚀层,以便电镀加厚。
31、本发明的有益效果如下:
32、本发明方案在制作完通孔的玻璃基上直接涂布一层具有极低介质损耗的pi感光层,通过曝光、显影的方式将通孔露出,再在pi介质上通过溅射或者沉铜的方式铺设导电层,经过图形转移和电镀后加厚了导线的金属厚度以孔的金属厚度,再通过褪膜蚀刻的方式将线路制作出来,第二层线路的制作只需在前面的基础上涂布p i感光膜,经过曝光显影的方式将盲孔制作出来,再通过溅射或者沉铜的方式在表面铺设一层导电金属层,通过图形转移、电镀、褪膜、蚀刻的方式制作出第二层线路,后续的线路以此制作即可;
33、此方式由于避免了采用热压等方式进行增层,有效避免了玻璃基板采用abf多次压合造成的玻璃基碎裂和应力翘曲的问题,同时p i与金属和玻璃基板良好的附着力,避免了玻璃基需要粗化导致的电路信号在玻璃基上损耗大的问题,以及线路直接在玻璃基上布线存在的结合力低的问题,保证了线路的品质。
1.一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:该制造工艺包括有:开料,玻璃通孔激光诱导,玻璃通孔蚀刻,pi涂布,曝光,显影,溅射,图形转移,电镀,褪膜,差分蚀刻,二次pi涂布,二次曝光,二次显影,二次溅射,二次图形转移,二次电镀,二次褪膜,二次差分蚀刻,阻焊,表面处理,字符,切割与测试,共二十三个步骤;
2.根据权利要求1所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述开料步骤为:准备一片玻璃基板,根据所需的尺寸进行裁切,此处的工艺采用板级工艺。
3.根据权利要求1所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述二次pi涂布的步骤为:对做好线路的玻璃基板进行pi涂布,使其均匀的分布在玻璃基板表面,厚度比线路的同厚度至少厚10um以上,防止过薄导致上下层线路短路;
4.根据权利要求1所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述阻焊的步骤为:制作完线路后在板件两侧涂布阻焊层,在涂布完阻焊的板件经过烘烤固化后再进行曝光,将线路bga区以及其他焊盘以外的区域进行固化,经过显影后焊盘上的阻焊层被溶解,其余区域的阻焊固化得到保留,在进行烘烤固化后阻焊完成。
5.根据权利要求1所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述表面处理的步骤为:选择再焊盘表面制作沉镍钯金、沉镍金、沉锡、沉银金属涂层处理,防止铜质焊盘氧化。
6.根据权利要求1所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述字符的步骤为:在板件表面喷印字符做器件、方向、文字标识;
7.根据权利要求1-2所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述开料步骤中的玻璃的种类选择高硼硅玻璃、高钠玻璃、无碱玻璃、碱性玻璃、石英玻璃中的一种类别。
8.根据权利要求1或3所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述玻璃通孔激光诱导的区域图形采用环形或是点状。
9.根据权利要求1或3所述的一种fcbga玻璃基封装基板的制造工艺,其特征在于:所述正片的曝光方式为:非线路区使用感光抗蚀层保护,线路区以及孔需要曝光后显影掉感光抗蚀层,以便电镀加厚。