雙向集成芯片重布線埋入式基板結構及其制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構及其制作方法，所述結構包括第二線路層（8），第二線路層（8）外圍包覆有感光材料（9），第二線路層（8）背面的開孔（10）內設置有金屬球（11），第二線路層（8）正面設置有第一連接銅柱（1）和第一元器件（2），第一連接銅柱（1）和第一元器件（2）外圍包封有第一絕緣材料（3），所述第一絕緣材料（3）正面設置有第一線路層（4），第一線路層（4）正面設置有第二連接銅柱（5）和第二元器件（6），第二連接銅柱（5）和第二元器件（6）外圍包封有第二絕緣材料（7）。本發明能夠多層雙向埋入，無源器件貼裝個數更多，有效地節約了基板空間提高了封裝工藝的集成度。
【專利說明】
雙向集成芯片重布線埋入式基板結構及其制作方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構及其制作方法，屬于半導體封裝技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著電子器件向著高功能化、微型化方向發展，電子系統中無源器件占比也來越多。目前無源器件主要采用表面貼裝的方式，不僅占據了基板表面大量的空間，而且表面焊點數量多及互連長度較長，大大降低了系統的電性能、可靠性等等。為節省電路板/基板表面空間，以及提供更輕薄、性能更好、可靠性更強的電子系統，將表面貼裝型無源器件轉變為可埋入式無源器件，連同有源元件全部埋置于基板內部的終極三維封裝技術被視為解決問題的趨勢。目前傳統的三維封裝結構如圖1所示，其制作方式是在基板的一面埋入無源、有源元件，壓合或涂布絕緣材料，通過鐳射鉆孔電鍍盲孔技術將底層功能引到第二連接層再制作線路層，其仍然存在以下缺點:常規基板易變形且厚度較厚，不利于提高封裝集成度;鐳射鉆孔電鍍盲孔工藝精度不高且散熱性、電性不佳，尤其是對于高頻高功率的產品。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構及其制作方法，它能夠多層雙向埋入元器件，有效地節約了基板空間提高了封裝工藝的集成度。
[0004]本發明解決上述問題所采用的技術方案為:一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構，它包括第二線路層，所述第二線路層外圍包覆有感光材料，所述第二線路層背面的感光材料處設置有開孔，所述開孔內設置有金屬球，所述第二線路層正面設置有第一連接銅柱和第一元器件，所述第一連接銅柱和第一元器件外圍包封有第一絕緣材料，所述第一絕緣材料正面設置有第一線路層，所述第一線路層正面設置有第二連接銅柱和第二元器件，所述第二連接銅柱和第二元器件外圍包封有第二絕緣材料。
[0005]—種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的制造方法，所述方法包括如下步驟: 步驟一、取一金屬載板
步驟二、金屬載板正面電鍍第一連接銅柱步驟三、在金屬載板正面貼裝第一元器件步驟四、金屬載板正面覆蓋第一層絕緣材料
在金屬載板正面覆蓋第一層絕緣材料，在第一層絕緣材料表面進行研磨，直到露出第一連接銅柱為止；
步驟五、第一層絕緣材料正面電鍍第一線路層步驟六、第一線路層正面電鍍第二連接銅柱步驟七、第一線路層正面貼裝第二元器件步驟八、第一層絕緣材料正面覆蓋第二層絕緣材料在第一層絕緣材料正面覆蓋第二層絕緣材料在第二層絕緣材料表面進行研磨，直到露出第二連接銅柱為止；
步驟九、去除金屬載板
步驟十、第一層絕緣材料背面電鍍第二線路層
在第一層絕緣材料背面電鍍上第二線路層，第二線路層將第一連接銅柱和第一元器件連接起來，從而完成第一元器件背面的重布線；
步驟i^一、涂覆感光材料
在第二線路層表面涂覆感光材料，利用曝光顯影設備進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形的感光材料，以露出后續需要進行植球的圖形區域；
步驟十二、植球、切割
在步驟十一露出的植球圖形區域植入金屬球，將植好金屬球的半成品切割成單顆產品O
[0006]所述步驟五?步驟八重復進行多次。
[0007]所述第一層絕緣材料和第二層絕緣材料通過注塑、熱壓、或噴涂的方式實現。
[0008]所述第一元器件和第二元器件是有源或無源器件。
[0009]所述第一元器件和第二元器件的貼裝方式采用表面貼裝、點膠、甩膠、鉛錫焊料或倒裝的方式。
[0010]與現有技術相比，本發明的優點在于:
1、隨著產品小、薄、高密度的要求不斷提高，引線框架或者基板要求小而薄，傳統基板易變形且厚度較厚，只能單面封裝且制作難度較大，而本發明附帶金屬載板支撐強度大，且可雙向進行埋入封裝，基板制作薄且集成度更高，產品性能更佳；
2、常規鐳射鉆孔填盲孔工藝精度不高，而本發明使用純電鍍工藝制作連接金屬柱可達至IjFine pitch的設計與制造且產品可靠性，尤其是高頻高功率、電性及散熱性能更佳；
3、本發明在芯片重布線工藝基礎上通過連接金屬柱形成重布線技術與堆疊技術的融合，有效地縮短芯片與元件及至外部輸出端的導通距離，可降低電性損耗、縮短傳輸時間，并提高散熱性和結構的空間利用率，充分利用雙重技術結合的優勢實現高集成度及高性能的結構；
4、本發明多層雙向埋入，無源器件貼裝個數更多，有效地節約了基板空間提高了封裝工藝的集成度。
【附圖說明】
[0011]圖1為目前傳統的三維封裝結構的示意圖。
[0012]圖2為本發明一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的示意圖。
[0013]圖3?圖14為本發明一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的制作方法的各工序流程圖。
[0014]其中:
第一連接銅柱I 第一元器件2 第一絕緣材料3 第一線路層4 第二連接銅柱5 第二元器件6 第二絕緣材料7 第二線路層8 感光材料9 開孔1 金屬球11。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0016]如圖2所示，本實施例中的一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構，它包括第二線路層8，所述第二線路層8外圍包覆有感光材料9，所述第二線路層8背面的感光材料9處設置有開孔10，所述開孔10內設置有金屬球11，所述第二線路層8正面設置有第一連接銅柱I和第一元器件2，所述第一連接銅柱I和第一元器件2外圍包封有第一絕緣材料3，所述第一絕緣材料3正面設置有第一線路層4，所述第一線路層4正面設置有第二連接銅柱5和第二元器件6，所述第二連接銅柱5和第二元器件6外圍包封有第二絕緣材料7。
[0017]其制作方法如下:
步驟一、取一金屬載板
參見圖3，取一片厚度合適的金屬載板，在金屬載板表面預鍍一層銅材薄膜；
步驟二、金屬載板正面電鍍第一連接銅柱
參見圖4，在完成預鍍銅材薄膜的金屬載板表面貼上光阻膜，利用曝光顯影設備進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜，在露出金屬載板的正面區域電鍍第一連接銅柱，完成后將金屬載板表面的光阻膜去除；
步驟三、貼裝第一元器件
參見圖5，在金屬載板正面貼裝第一元器件，所述第一元器件可以是有源或無源器件，貼裝方式可采用表面貼裝、點膠、甩膠、鉛錫焊料或倒裝等；
步驟四、金屬載板正面覆蓋第一層絕緣材料
參見圖6，在金屬載板正面覆蓋第一層絕緣材料(可通過注塑、熱壓、噴涂等方式實現)，在第一層絕緣材料表面進行研磨，直到露出第一連接銅柱為止；
步驟五、第一層絕緣材料正面電鍍第一線路層
參見圖7，在第一層絕緣材料正面進行金屬化處理，再在表面進行光阻膜壓膜顯影露出局部區域，在露出區域電鍍上第一線路層，最后在第一層絕緣材料正面進行快速蝕刻，去除第一線路層以外的金屬化層；
步驟六、第一線路層正面電鍍第二連接銅柱
參見圖8，在第一線路層表面貼上光阻膜，利用曝光顯影設備進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜，在露出的正面區域進行電鍍第二連接銅柱，完成后將第一線路層表面的光阻膜去除；
步驟七、第一線路層正面貼裝第二元器件參加圖9，在第一線路層正面貼裝第一元器件，所述第一元器件可以是有源或無源器件，貼裝方式可采用表面貼裝、點膠、甩膠、鉛錫焊料或倒裝等；
步驟八、第一層絕緣材料正面覆蓋第二層絕緣材料
參加圖10，在第一層絕緣材料正面覆蓋第二層絕緣材料(可通過注塑、熱壓、噴涂等方式實現)，在第二層絕緣材料表面進行研磨，直到露出第二連接銅柱為止；
步驟九、去除金屬載板
參見圖11，采用蝕刻工藝去除金屬載板；
步驟十、第一層絕緣材料背面電鍍第二線路層
參見圖12，在第一層絕緣材料背面進行金屬化處理，再在表面進行光阻膜壓膜顯影露出局部區域，在露出區域電鍍上第二線路層，第二線路層將第一連接銅柱和第一元器件連接起來，從而完成第一元器件背面的重布線，使第一元器件的功能在縱向延伸，最后在第一層絕緣材料背面進行快速蝕刻，去除第二線路層以外的金屬化層；
步驟^^一、涂覆感光材料
參見圖13，在第二線路層表面涂覆感光材料，利用曝光顯影設備進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形的感光材料，以露出后續需要進行植球的圖形區域；
步驟十二、植球、切割
參見圖14，在步驟十一露出的植球圖形區域植入金屬球，將植好金屬球的半成品切割成單顆產品。
[0018]所述步驟五?步驟八可重復進行多次，從而實現多層元器件的貼裝埋入。
[0019]除上述實施例外，本發明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本發明權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構，其特征在于:它包括第二線路層(8)，所述第二線路層(8)外圍包覆有感光材料(9)，所述第二線路層(8)背面的感光材料(9)處設置有開孔(10)，所述開孔(10)內設置有金屬球(11)，所述第二線路層(8)正面設置有第一連接銅柱(I)和第一元器件(2)，所述第一連接銅柱(I)和第一元器件(2)外圍包封有第一絕緣材料(3)，所述第一絕緣材料(3)正面設置有第一線路層(4)，所述第一線路層(4)正面設置有第二連接銅柱(5)和第二元器件(6)，所述第二連接銅柱(5)和第二元器件(6)外圍包封有第二絕緣材料(7)。2.—種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的制造方法，其特征在于所述方法包括如下步驟: 步驟一、取一金屬載板 步驟二、金屬載板正面電鍍第一連接銅柱 步驟三、在金屬載板正面貼裝第一元器件 步驟四、金屬載板正面覆蓋第一層絕緣材料 在金屬載板正面覆蓋第一層絕緣材料，在第一層絕緣材料表面進行研磨，直到露出第一連接銅柱為止； 步驟五、第一層絕緣材料正面電鍍第一線路層 步驟六、第一線路層正面電鍍第二連接銅柱 步驟七、第一線路層正面貼裝第二元器件 步驟八、第一層絕緣材料正面覆蓋第二層絕緣材料 在第一層絕緣材料正面覆蓋第二層絕緣材料在第二層絕緣材料表面進行研磨，直到露出第二連接銅柱為止； 步驟九、去除金屬載板 步驟十、第一層絕緣材料背面電鍍第二線路層 在第一層絕緣材料背面電鍍上第二線路層，第二線路層將第一連接銅柱和第一元器件連接起來，從而完成第一元器件背面的重布線； 步驟^^一、涂覆感光材料 在第二線路層表面涂覆感光材料，利用曝光顯影設備進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形的感光材料，以露出后續需要進行植球的圖形區域； 步驟十二、植球、切割 在步驟十一露出的植球圖形區域植入金屬球，將植好金屬球的半成品切割成單顆產品O3.根據權利要求2所述的一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的制造方法，其特征在于:所述步驟五?步驟八重復進行多次。4.根據權利要求2所述的一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的制造方法，其特征在于:所述第一層絕緣材料和第二層絕緣材料通過注塑、熱壓、或噴涂的方式實現。5.根據權利要求2所述的一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的制造方法，其特征在于:所述第一元器件和第二元器件是有源或無源器件。6.根據權利要求2所述的一種雙向集成芯片重布線埋入式基板結構的制造方法，其特征在于:所述第一元器件和第二元器件的貼裝方式采用表面貼裝、點膠、甩膠、鉛錫焊料或倒裝的方式。
【文檔編號】H01L23/367GK106098643SQ201610651526
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月10日 公開號201610651526.5, CN 106098643 A, CN 106098643A, CN 201610651526, CN-A-106098643, CN106098643 A, CN106098643A, CN201610651526, CN201610651526.5
【發明人】王新潮, 陳靈芝, 張凱, 郁科鋒
【申請人】江陰芯智聯電子科技有限公司