高密度集成电路有机封装材料
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2.3.4 积层多层基板制造

积层多层封装基板技术是在电镀通孔多层互连基板的基础上发展出来的。积层多层基板是以多层互连基板作为芯板,在其单面或双面上将绝缘层与导电线路层进行逐步积层,构成更高密度的多层立体布线结构。20世纪90年代后期,这种技术达到了实用化水平。为了实现良好的立体电气连接,积层多层基板不再采用机械方式制作通孔,取而代之的是诸如光刻、等离子、激光和喷砂等新技术。这些新的制孔技术可以在每一层线路上制作大量致密的微细孔,为实现高密度层间互连打下良好的基础。积层布线法根据设计要求,可合理安排电路各层互连孔的位置,实现最佳立体互连,布线自由度高,非常适合高密度布线。

积层多层基板可以分为两部分,包括中间的芯板部分和上下的积层部分。芯板作为积层的载体和支撑,本身就是高密度互连电路板,可采用双面通孔印制电路板、多层印制电路板等制作。积层部分通过绝缘层和导体层交替堆叠积层来制作。为了提高层与层之间的黏结强度,每层积层前都需要进行表面处理。积层布线法按照材料、积层方式及制孔方法不同,主要有3种工艺方法:①附树脂铜箔方法;②热固性树脂方法;③感光性树脂方法(见图2.22)[27]

图2.22 3种积层多层基板制造工艺方法比较

1)附树脂铜箔方法

采用附树脂铜箔进行积层时,主要通过热压、辊压等方式将其黏附在双面或多层芯板上,电镀通孔中需要填充树脂或导电浆料。为了增强表面与树脂的黏结性,需要对铜箔进行粗化,主要是对铜线路图形的表面进行电镀或刻蚀处理后,在表面黏结附树脂铜箔。一般情况下,可以采用较为传统的真空积层热压法,完成积层制作,再以此铜箔作为激光打孔的掩模进行激光打孔。化学镀铜既可以采用全板电镀法,也可以采用图形电镀法。全板电镀法是在铜箔的整个表面沉积一层铜。这样做的问题是,在制作表面线路图形时,既需要刻蚀去除电镀铜层,也需要刻蚀去掉铜箔,刻蚀量较大,制作难度也大。在完成一层导电线路层制作后,如果需要进一步制作另一层积层导电线路层,则可以在该层上再贴敷一层附树脂铜箔,再按上述过程重复即可。

2)热固性树脂方法

将液态热固性树脂或干膜状热固性树脂胶膜作为绝缘层涂敷或黏压在双层或多层高密度芯板表面上形成绝缘层膜后,通过激光蚀孔、表面粗化、化学电镀、刻蚀线路图形等形成一层导电线路层。在完成一层导电线路层制作后,如果需要进一步制作另一层积层导电线路层,则可再贴热固性树脂,重复上述过程即可。

3)感光性树脂方法

将液态感光性树脂或干膜状感光性树脂胶膜作为绝缘层涂敷或黏压在双层或多层高密度芯板表面上形成绝缘层膜后,通过光刻蚀孔、表面粗化、化学电镀、刻蚀线路图形等形成一层导电线路层。在完成一层导电线路层制作后,如果需要进一步制作另一层积层导电线路层,则可再涂敷感光性树脂或黏压感光性树脂胶膜,重复上述过程即可(见图2.23)。

图2.23 采用感光性树脂制备积层多层基板过程