1.6
多层LCP基板关键工艺技术

多层LCP基板的一种简单加工工艺是利用黏结片将多层双面覆铜LCP基板直接压合，这种工艺不仅加工简单，而且成本较低。但是直接压合2层双面覆铜LCP基板时，黏结片会越来越薄，从而导致信号传输损耗变大，各层之间的信号干扰与耦合也会变强，还会产生电磁兼容问题 ^[15] 。本课题组为解决上述问题，将双面覆铜LCP基板通过化学蚀刻制作成单面覆铜LCP基板，通过黏结片与双面覆铜LCP基板层压，制作成多层LCP基板。多层LCP基板的主要工艺流程如图1.14所示。

多层LCP基板的内层埋孔制作一直是一个难点，以往的解决方案是采用机械钻孔和铜浆填充实现埋孔，然而这种方案存在铜浆固化时间较长、工艺难度大和多层LCP基板高频下电性能较差等缺点。在工艺流程上，本课题使用的多层LCP基板先通过UV激光钻孔技术在双面覆铜LCP基板上制作内层埋孔，再通过黏结片与单面覆铜LCP基板进行压合，以及外层基板盲孔和通孔制作，从而实现多层LCP基板层间金属过孔信号互连。不仅解决了内层埋孔制作问题，还能保证多层LCP基板拥有较好的电性能。

UV激光钻孔技术利用紫外激光的光化学消融机理，通过紫外激光产生的化学能和热能破坏基板材料的化学键，实现对覆铜LCP基板的钻孔加工。覆铜LCP基板中的铜箔和LCP介质材料对于紫外光有较高的吸收率，所以通过UV激光钻孔技术可以直接对其进行一阶或多阶盲孔的制作 ^[16] 。与CO ₂ 红外激光钻孔技术相比，UV激光钻孔技术的孔径可以做到100 μm以下，加工后基板残留更少，并且可以直接对铜箔进行加工，简化了加工工艺流程。

本课题采用UV激光钻孔技术实现多层LCP基板中盲孔、埋孔和通孔的制作。图1.15所示为利用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）表征的盲孔、埋孔和通孔的切片图，图中标注了金属孔的孔口和孔底孔径、孔壁金属镀层厚度、孔壁金属在黏合层向周围扩散的距离，以及板面电镀之后基板金属板的厚度。图1.15（a）是金属板1～2之间的孔径为155 μm的盲孔，图1.15（b）是金属板1～3之间的孔径为273 μm的盲孔，图1.15（c）是金属板2～4之间的孔径为273 μm的盲孔，图1.15（d）是金属板2～3之间的孔径为110 μm的埋孔，图1.15（e）是孔径为200 μm的通孔，图1.15（f）是孔径为300 μm的通孔。从图1.15中可以看出，采用UV激光钻孔技术加工的通孔为圆柱形，盲孔和埋孔为倒梯形，孔表面镀层金属光滑，无断裂和凸起等瑕疵，非常适用于制作基于多层LCP基板的无源器件。

多层LCP基板的加工工艺流程总体分为内层加工、叠层加工、外层加工、成板加工四部分，图1.16显示了4层LCP基板的加工工艺流程。

（1）开料：根据工艺要求及尺寸规格，将完整的RF-705S型双面覆铜LCP基板裁剪成所需的尺寸大小。

（2）减铜：将裁剪好的双面覆铜LCP基板的表铜进行微蚀处理，使基板表铜的厚度变成8±1 μm。

（3）UV激光钻孔：通过UV激光钻孔机，对减铜处理后的LCP基板进行激光钻孔加工。

（4）湿法除胶：UV激光钻孔时温度较高，有些LCP介质融化附着在孔壁及孔底，采用化学调整试剂对样品板进行除胶处理，重点清洁孔底与孔壁。

（5）等离子清洗：等离子表面清洗可除去基板金属表面的胶等有机物，并可通过等离子活化、粗化等方法，有效地改善基板表面的浸润性。

（6）黑影：孔金属化前的板材黑影工艺，包括清洁孔内、孔底和金属板面，进行石墨吸附，定影，除去过多石墨，烘干，固化石墨，除去铜表面石墨，在非金属孔壁上附着一层紧密且导电性能优良的石墨。

（7）AOI测试：采用高速、高精度的视觉处理技术，对LCP基板上各种不同贴装错误及焊接缺陷进行自动检测，利用全方位高清摄像头检查LCP基板的电性能缺陷，并通过显示器反馈给工作人员。

（8）板面电镀：采用含有铜离子的化学试剂，采用电镀还原方式将铜沉积在基板表面，使孔金属化且孔内铜加厚，并使基板表面均匀镀上一层基铜。

（9）测量涨缩：测量LCP基板是否发生了涨缩现象。

（10）光致：在LCP基板不需要蚀刻图形的部分铜层表面涂覆防紫外激光的光致抗蚀剂贴膜。

（11）DES：D代表显影，把之前光致抗蚀剂贴膜上面的图形显示到LCP基板的铜层表面；E代表蚀刻，在金属铜层上蚀刻出线路；S代表褪膜，把贴膜褪掉，被贴膜遮挡的部分是不需要蚀刻的。

（12）飞针测试：使用4～8个独立控制的探针检查基板的电性能，确保电路板在最终产品中具有高性能和高可靠性。实施电气测试以发现电气和电路问题，如短路、开路等。所有这些都表明裸板或组装板是否被正确制造。

（13）叠层：将双面覆铜LCP基板采用化学蚀刻的方法加工成单面覆铜LCP基板，将其与黏结片和加工完成的内层基板通过对位压合制作成多层LCP基板。

（14）阻抗测试：通过自动阻抗测试机对多层LCP基板单端或差分线路的特性进行阻抗测试。

（15）油墨印刷：在做好线路图形的LCP基板铜表面涂覆一层永久性的保护膜层，有选择地掩蔽导线，使图形不受损伤，在阻焊时不发生短路。同时，成膜状物质具有耐化学药品性、耐溶剂性、耐热性、绝缘性良好、防潮、防盐雾的功能。

（16）喷砂：去除铜表面的氧化物和糙化铜表面，从而增加镍和金的附着力。

（17）化学镍金：又称化镍金、沉镍金或无电镍金，通过化学反应在铜表面置换钯，在钯核的基础上化学镀上一层镍磷合金层，通过置换反应在镍表面镀上一层金。

（18）激光切割：利用经聚焦的高功率密度激光束将基板切割成板框大小。

（19）成品检查：对完工后的多层LCP基板进行基板性能、精度、安全性和外观等全方面检测。

（20）抽样检查：在加工完成的基板中随机抽取部分进行检验，以判断该批基板是否合格。

（21）包装：将检查合格的多层LCP基板通过塑膜机，在基板正反表面覆盖透明塑料薄膜，完成塑封包装。

（22）光板成品仓：将塑封包装好的多层LCP基板入库成品仓库。 QMjATD7Sr7u0AfrswlJEY0gHf8STaXNYIPfGoHAhy79tOGdW+bWOrHlN3Zi/JTJ9