一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，首先通过介质层光刻、腐蚀、去胶，在基板的一侧形成第一电路布线层，再采用激光纳米加工技术在基板上的相应位置处开设盲孔，再将基板置于电沉积液中进行电沉积，填充盲孔，最后再通过介质层光刻、腐蚀、去胶，在基板的另一侧形成第二电路布线层，本制造方法流程简洁，激光纳米加工技术精度高，通孔内部无空洞，互连可靠，提高了LCP柔性基板三维封装的密度和可靠性，同时，采用金属化通孔，实现LCP双面电路布线层之间的垂直互连，可有效缩短互连距离，降低信号延时，减小了寄生电感和电容，改善高频特性，从而提高系统集成性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板及其制造方法
本专利技术属于电子封装
，尤其涉及一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板及其制造方法。
技术介绍
随着电子产品向轻薄化、可穿戴化和多功能化方向发展，对封装基板在小型化、柔性化、高密度化方面提出了更高的要求。目前用于微波/毫米波的柔性基板材料主要有：聚酰亚胺(PI)、聚乙烯(PE)、热塑性聚合物(PEN、PET)和液晶聚合物(LiquidCrystalPolymer，LCP)等。相比其它柔性材料，LCP分子结构对称性高，偶极极化弱，是一种高性能的柔性基板材料。LCP材料能在极宽的频率内，保持较低的介电常数和正切损耗(31.5GHz～104.6GHz的微波毫米波频段，测得εr＝3.15±0.05，tanθ<0.005)；LCP在固态时高度结晶，因此热稳定性良好，其介电常数温度系数明显优于PTFE和氧化铝陶瓷材料，因此在温度变化时LCP的微波性能更加稳定；LCP流动方向的线膨胀系数一般为10-5/℃，比一般工程塑料小一个数量级，故加工尺寸精度高；LCP分子还具有“自增强”的效应，强度达到200Mpa，因此LCP基板一般很薄，常见的厚度有25μm/50μm/100μm。而传统的纯PTFE材料的强度较低，必须填充增强材料比如玻璃纤维等，才可能作为基板使用。LCP作为一种新型微波/毫米波基板材料，不仅能满足高性能微波/毫米波系统要求，基于LCP的微波器件还可以在弯曲甚至折叠环境下使用，因此在系统集成应用研究中得到广泛的关注，但现有的用于电子封装的LCP基板还存在信号延时较长、寄生电感和电容较大及系统集成度低的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板及其制造方法，采用金属化通孔，实现LCP双面电路布线层之间的垂直互连，可有效缩短互连距离，降低信号延时，减小了寄生电感和电容，改善高频特性，从而提高系统集成性能。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，包括如下步骤：S1：提供一基板，所述基板包括LCP基材及覆于所述LCP基材两侧的第一金属层和第二金属层；S2：将所述第一金属层通过介质层光刻、腐蚀、去胶，形成第一电路布线层；S3：根据通孔在所述第一电路布线层中的预设位置，采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔，所述盲孔的底部与所述第二金属层相连，清除所述盲孔内残屑和氧化层，并对所述盲孔的孔壁进行活化处理；S4：在所述第二金属层上预留电沉积触点后，对所述第二金属层的剩余区域通过设置介质层进行保护；S5：将所述基板置于电沉积液中进行电沉积，直至所述盲孔填充满，所述盲孔内形成实心金属通柱；S6：将所述第一电路布线层通过设置介质层进行保护；S7：将所述第二金属层通过介质层光刻、腐蚀、去胶，形成第二电路布线层，所述第一电路布线层与所述第二电路布线层通过所述实心金属通柱垂直互连；S8：除去所述第一电路布线层上的保护介质。优选地，所述步骤S3中的采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔进一步包括如下步骤：S311：通过介质层光刻、腐蚀、去胶将所述盲孔对应位置处的位于所述第一电路布线层上的金属除去；S312：采用激光将所述盲孔对应位置处的LCP基材烧蚀除去，并保留所述盲孔对应位置处的所述第二金属层上的金属。优选地，所述步骤S3中的采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔，所述盲孔的尺寸与导带的宽度和间距相匹配。优选地，所述基板上设有镂空的对准标记，用于确保所述第一电路布线层与所述第二电路布线层之间的通孔互连精度。基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板，所述基板通过上述的基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法制得，所述基板包括至少一个实心金属通柱、第一电路布线层、LCP基材及第二电路布线层，所述第一电路布线层和所述第二电路布线层分别覆于所述LCP基材两侧，所述实心金属通柱在所述基板内垂直互连所述第一电路布线层和所述第二电路布线层的金属导体。基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，包括如下步骤：S1：提供一基板，所述基板包括LCP基材及覆于所述LCP基材两侧的第一金属层和第二金属层；S2：根据通孔在所述第一金属层中的预设位置，采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔，所述盲孔的底部与所述第二金属层相连，清除所述盲孔内残屑和氧化层，并对所述盲孔的孔壁进行活化处理；S3：在所述第二金属层上预留电沉积触点后，对所述第二金属层的剩余区域通过设置介质层进行保护；S4：将所述基板置于电沉积液中进行电沉积，直至所述盲孔填充满，所述盲孔内形成实心金属通柱；S5：将所述第一金属层及所述第二金属层通过介质层光刻、腐蚀、去胶，在所述第一金属层上形成第一电路布线层，在所述第二金属层上形成第二电路布线层，所述第一电路布线层与所述第二电路布线层通过所述实心金属通柱垂直互连。优选地，所述步骤S2中的采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔进一步包括如下步骤：S211：通过介质层光刻、腐蚀、去胶将所述盲孔对应位置处的位于所述第一金属层上的金属除去；S212：采用激光将所述盲孔对应位置处的LCP基材烧蚀除去，并保留所述盲孔对应位置处的所述第二金属层上的金属。优选地，所述步骤S2中的采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔，所述盲孔的尺寸与导带的宽度和间距相匹配。优选地，所述基板上设有镂空的对准标记，用于确保所述第一电路布线层与所述第二电路布线层之间的通孔互连精度。基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板，所述基板通过上述的基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法制得，所述基板包括至少一个实心金属通柱、第一电路布线层、LCP基材及第二电路布线层，所述第一电路布线层和所述第二电路布线层分别覆于所述LCP基材两侧，所述实心金属通柱为所述基板内用于垂直互连所述第一电路布线层和所述第二电路布线层的金属导体。本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：1)本专利技术提供了一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，首先通过介质层光刻、腐蚀、去胶，在基板的一侧形成第一电路布线层，再采用激光纳米加工技术在基板上的相应位置处开设盲孔，再将基板置于电沉积液中进行电沉积，填充盲孔，最后再通过介质层光刻、腐蚀、去胶，在基板的另一侧形成第二电路布线层，本制造方法流程简洁，激光纳米加工技术精度高，通孔内部无空洞，互连可靠，提高了LCP柔性基板三维封装的密度和可靠性，同时，采用金属化通孔，实现LCP双面电路布线层之间的垂直互连，可有效缩短互连距离，降低信号延时，减小了寄生电感和电容，改善高频特性，从而提高系统集成性能。2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1：提供一基板，所述基板包括LCP基材及覆于所述LCP基材两侧的第一金属层和第二金属层；/nS2：将所述第一金属层通过介质层光刻、腐蚀、去胶，形成第一电路布线层；/nS3：根据通孔在所述第一电路布线层中的预设位置，采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔，所述盲孔的底部与所述第二金属层相连，清除所述盲孔内残屑和氧化层，并对所述盲孔的孔壁进行活化处理；/nS4：在所述第二金属层上预留电沉积触点后，对所述第二金属层的剩余区域通过设置介质层进行保护；/nS5：将所述基板置于电沉积液中进行电沉积，直至所述盲孔填充满，所述盲孔内形成实心金属通柱；/nS6：将所述第一电路布线层通过设置介质层进行保护；/nS7：将所述第二金属层通过介质层光刻、腐蚀、去胶，形成第二电路布线层，所述第一电路布线层与所述第二电路布线层通过所述实心金属通柱垂直互连；/nS8：除去所述第一电路布线层上的保护介质。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：提供一基板，所述基板包括LCP基材及覆于所述LCP基材两侧的第一金属层和第二金属层；
S2：将所述第一金属层通过介质层光刻、腐蚀、去胶，形成第一电路布线层；
S3：根据通孔在所述第一电路布线层中的预设位置，采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔，所述盲孔的底部与所述第二金属层相连，清除所述盲孔内残屑和氧化层，并对所述盲孔的孔壁进行活化处理；
S4：在所述第二金属层上预留电沉积触点后，对所述第二金属层的剩余区域通过设置介质层进行保护；
S5：将所述基板置于电沉积液中进行电沉积，直至所述盲孔填充满，所述盲孔内形成实心金属通柱；
S6：将所述第一电路布线层通过设置介质层进行保护；
S7：将所述第二金属层通过介质层光刻、腐蚀、去胶，形成第二电路布线层，所述第一电路布线层与所述第二电路布线层通过所述实心金属通柱垂直互连；
S8：除去所述第一电路布线层上的保护介质。


2.根据权利要求1所述的基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔进一步包括如下步骤：
S311：通过介质层光刻、腐蚀、去胶将所述盲孔对应位置处的位于所述第一电路布线层上的金属除去；
S312：采用激光将所述盲孔对应位置处的LCP基材烧蚀除去，并保留所述盲孔对应位置处的所述第二金属层上的金属。


3.根据权利要求1或2所述的基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的采用激光纳米加工技术在所述基板上的相应位置处开设盲孔，所述盲孔的尺寸与导带的宽度和间距相匹配。


4.根据权利要求1所述的基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法，其特征在于，所述基板上设有镂空的对准标记，用于确保所述第一电路布线层与所述第二电路布线层之间的通孔互连精度。


5.一种基于激光纳米加工技术的垂直互连基板，其特征在于，所述基板通过权利要求1至4任一项所述的基于激光纳米加工技术的垂直互连基板制造方法制得，所述基板包括至少一个实心金属通柱、第一电路布线层、LCP基材及第二电路布线层，所述第一电路布线层和所述第二电路布线层分别覆于所述LCP基材两侧，所述实心金属通柱在所述基板内垂直互连所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，张诚，丁蕾，罗燕，任卫朋，王立春，
申请(专利权)人：上海航天电子通讯设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31