制造裝配載體的系統和方法
【專利說明】制造裝配載體的系統和方法
相關申請
[0001]本申請要求2014年12月06日提交的美國專利申請61/912，755的優先權，要求此較早提交的申請的優先權，并且該較早提交的申請的內容的全部作為參考包含于此。
發明領域
[0002]本發明一般涉及集成電路封裝，更具體地涉及用于制造裝配載體的系統和方法。
【背景技術】
[0003]存在各種方法用于形成裝配載體(fabricated carrier) ο例如，可通過借助于粘合劑裝配層疊金屬箔的聚酰亞胺載體的方式來裝配，接著圖案化該金屬以及選擇性電鍍金屬部分。這不是一個經濟有效的方法，因為聚酰亞胺是相對昂貴的。備選的裝配可以基于多層PCB疊層的方法。實施這些方法是相對昂貴的，需要長的周期時間工藝，因為需要通過激光或機械鉆的方式執行鉆孔的操作。
【發明內容】
[0004]本發明的目的的一方面是提供一種新穎的裝配(fabricate)載體的系統和方法，其消除和減輕至少一種現有技術的上述確定的缺點。
[0005]根據更全面地在下文中描述并要求保護的結構和操作上的細節，這些方面和優點隨后將是明顯的，參照的附圖構成本發明的一部分，其中相似的標號通篇指代相似的部件。
【附圖說明】
[0006]圖1示出了根據本發明的一個方面的載體裝配的系統的側視圖；
[0007]圖2示出了根據本發明的一個方面的載體裝配的方法的流程圖；
[0008]圖3中，包括圖3(a)_(c)，示出了用于根據本發明的一個方面的載體裝配的系統的仰視圖；
[0009]圖4中，包括圖4 (a)_(C)，示出了根據本發明的一個方面的載體；
[0010]圖5示出了根據本發明的一個方面的載體的側視圖；
[0011]圖6，包括圖6(a)和(b)，示出了根據本發明的一個方面的載體；
[0012]圖7，包括圖7(a)和(b)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0013]圖8，包括圖8(a)_(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0014]圖9，包括圖9 (a)-(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0015]圖10，包括圖10(a)和(b)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0016]圖11，包括圖11(a)和(b)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0017]圖12，包括圖12(a)_(c)，示出了根據本發明的一個方面的用于模制載體的介電部分的模具的框圖；
[0018]圖13，包括圖13(a)和(b)，示出了根據本發明的一個方面的載體的剖視圖；
[0019]圖14，包括圖14(a)_(d)，示出了根據本發明的一個方面的載體的剖視圖；
[0020]圖15，包括圖15(a)和(b)，示出了根據本發明的一個方面的載體的剖視圖；
[0021]圖16中，包括圖16(a)_(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的剖視圖；
[0022]圖17，包括圖17(a)_(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0023]圖18，包括圖18 (a)-(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0024]圖19，包括圖19 (a)-(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0025]圖20，包括圖20 (a)-(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0026]圖21，包括圖21 (a)-(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；
[0027]圖22，包括圖22 (a) - (c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖；以及
[0028]圖23，包括圖23 (a)-(c)，示出了根據本發明的一個方面的載體的示圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1示出了根據一個實施方式的裝配載體的系統100的側視圖。系統100是僅用于示例性說明的簡化的例子，而不應被解釋為限制的實施。導電部分105，可以是由金屬如銅制成的箔，從纏繞筒110進料。導電部分105的厚度可以改變，例如18微米，10微米或更薄。導電部分105被饋送進模制成型工具115，模制成型工具115選擇性地在導電部105上特定位置處沉積特定厚度和形狀的介電材料，在此被稱為介電部分120。介電部分120可以由聚合化模制化合物(polymerized molding compound)形成，聚合化模制化合物例如基于諸如環氧樹脂的粘結材料并填充如二氧化硅或碳化硅的無機填料，或者它可以是任何合適的塑料化合物。在一些實施方式中，介電部分120由模制化合物(molding compound)組成，其可以通過暴露于高溫被模制，以降低粘度，允許模制化合物通過模制工具115模制。進一步的實施方式中，介電部分120可以直接與導電部分105結合，其中，介電部分120可以直接與導電部分105粘結而不需要借助于介電部分120和導電部分105之間的附加粘合劑層。例如，在變型中，包含在模制材料中的粘結材料可以有助于介電部分120和導電部分105的直接粘結。
[0030]介電部分120可以形成為任何預定的厚度。介電部分120的一個例子的厚度為大約0.1毫米。在一些實施方式中，介電部分120可以被沉積為具有完全或部分填充的(populated)腔和/或微腔130，示于圖1。腔可以是預定的形狀，如梯形或錐形的。例如，并如圖1所示，腔可以是錐形的，頂表面135上有較小的開口，底表面140上有較大的開口。
[0031]在通過模制工具115結合了介電部分和導電部分之后，進行下游加工例如金屬化和蝕刻，如在下面更詳細地描述。雖然進行下游加工的實施例的細節，例如金屬化和蝕刻在下面描述，在此不提供進行這種下游加工處理的裝置的細節，但其被本領域技術人員所知，并且由圖1中下游加工系統117代表。
[0032]現在參照圖2，載體裝配的方法一般表示為200。為了有助于該方法的解釋，將假定方法200使用如圖1所示的系統100操作。此外，方法200的以下討論引出對系統100的進一步理解。然而，可以理解的是，系統100和方法200可以改變，并且不必精確地如本文所討論的那樣彼此結合工作，并且這些改變在所附的權利要求書所限定的本發明范圍內。
[0033]在210，介電部分通過例如模制工具115與導電部分結合。參照圖3，導電部分105被顯示為當退出(exit)所述模制工具115時的仰視圖，示出了通過模制工具115沉積到導電部分105上的介電部分120的示例性形狀和放置。圖3(a)示出模制的面板形式的介電部分120，圖3(b)示出模制的帶狀形式的介電部分120，及圖3(c)示出片狀(wafer)形式的模制的面板形式的介電部分120。本領域技術人員將理解，其它的形狀和布置是可能的。
[0034]現在參照圖4，導電部分105和介電部分120的結合的部件125從不同的視圖示出。示出的部件125表示導電部分105和介電部分120的帶狀/面板狀或片狀的組裝件的一部分(其已經通過已知的方法，如鋸切單分離或激光切割，在例如過程結束時單體化(Singulated))。圖4(a)是部件125底表面140的視圖。圖4(b)是部件125的頂表面135的視圖，并且圖4(c)是沿A-A的剖面圖。如圖4(a)和圖4(c)所示，介電部分120包括接觸島腔130。實際上，如上述那樣，在變型中，模制過程可以被調整為沉積介電材料120，使得它包括不同數目、形狀和大小的腔。
[0035]現在參照圖5，在一些實施方式中，在步驟220，介電部分120的暴露表面的至少一部分，包括腔130的表面，可被金屬化以形成金屬化部分145。金屬化可以通過在介電部分120上濺射金屬籽層(例如鉻或鈦)或通過在熔融金屬例如銅中浸漬部件125來實現。在引晶(seeding)或浸鍍電鍍之后可進行進一步的電解電鍍來達到預定的厚度。
[0036]參考圖6，在步驟230中，接觸島腔130 (按照步驟220被任選地金屬化)被填充金屬焊料147。使用的金屬焊料可包括材料如SnAg、SnAgCu> SnCu以及本領域技術人員想到的其他材料。一些實施方式中，為施加焊料金屬，腔130可以由具有預定的組合物的模版印刷(stencil print)焊料膏填充到介電部分120的暴露側上。然后介電部分120可以用預印制的焊料膏回流(reflow)。焊料島隨后可以在回流后弄扁平，例如通過加壓軋制(pressurized rolling)或模壓(coining)方式。
[0037]在235，銅箔105的暴露部分，即部件125的頂表面135可以被選擇性地電鍍，如圖6所示，其中所述選擇性電鍍被示出在155處。圖6(a)示出部件125的底表面140的視圖，圖6(b)示出部件125的頂表面140的視圖。如圖6(b)所示，金屬電鍍155按照規定的形狀和/或圖案可選擇性地沉積在導電部分105的至少一部分上。在一些實施方式中，為進行選擇性電鍍，可光成像的抗電鍍劑被施加到載體125的頂側和底側。然后頂表面135暴露于預定的圖像形狀和/或圖案。接著，將抗電鍍劑顯影，并且特定的金屬形狀和/或圖案被電鍍，如在155所標示的。使用的金屬可以是Ag，Ni/Au，Pd以及本領域技術人員想到的其他金屬。最后，抗電鍍劑被剝除。
[0038]在一些實施方式中，方法200可以變化以施加替代的電鍍圖案，如圖7中的155’所標示。圖7(a)示出部件125的底表面140的視圖，圖7 (b)示出部件125的頂表面135的視圖。在圖7(b)中可以看出，金屬電鍍155’可選擇性地沉積在導電部分105的預定部分上。在此變型中，為進行選擇性電鍍，可光成像的抗電鍍劑被施加到載體125的頂表面135和底表面140。然后頂表面135暴露于選擇的圖像圖案。接著，將抗電鍍劑顯影，并且特定金屬的圖案被電鍍，如在155’所標示的。使用的金屬可以是Ag，Ni/Au，Pd以及本領域技術人員想到的其他金屬。最后，抗電鍍劑被剝除。
[0039]繼續進行制造過程200，在240，箔105的至少一部分被選擇性地蝕刻掉。參看圖8，顯示了導電部分105被部分蝕刻掉后的部件125。蝕刻可以根據預定的形狀和/或圖案來完成。圖8(a)是部件125底表面140的視圖。圖8 (b)是部件125的頂表面135的視圖，并且圖8(c)是部件125沿A-A的剖面圖。如圖8(b)和圖8(c)所示，在這個例子中，導電部分105的沒有被電鍍155所電鍍的所有部分均已被蝕刻掉，在頂面135處暴露介電部分120。
[0040]在一些實施方式中，為了根據預定的形狀和/或圖案進行導電部分105的選擇性蝕刻，光致成像抗蝕劑被施加到頂表面135，并且預定的圖像圖案被暴露。抗蝕劑被顯影并且由抗蝕劑限定的形狀和成圖案被曝光。最后，將頂表面135上的抗蝕劑剝除。在形成底表面140的介電部分120已經被金屬化的實施方式中，如上述那樣，底表面140上的金屬化部分除焊料以外也可以被蝕刻掉；焊料是抗蝕劑。
[0041]在250，阻焊劑按照所選的形狀和圖案可以使用傳統方法選擇性地施加在金屬圖案的頂部。圖9示出了阻焊劑施加