CN103400774B - 先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板及工艺方法,所述结构包括金属基板框(1),所述金属基板框(1)内设置有引脚(3),所述引脚(3)正面设置有导电柱子(4),所述金属基板框(1)正面或引脚(3)与引脚(3)之间正装有芯片(5),所述芯片(5)正面与引脚(3)正面之间通过金属线(6)相连接,所述引脚(3)、导电柱子(4)、芯片(5)和金属线(6)外围区域包封有塑封料(8),所述金属基板框(1)、引脚(3)和导电柱子(4)露出塑封料(8)的表面设置有抗氧化层(7),所述导电柱子(4)顶部设置有金属球(16)。本发明的有益效果是:它能够解决传统金属引线框无法埋入物件而限制金属引线框的功能性和应用性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板及工艺方法,属于半导体封装技术领域。
背景技术
传统金属引线框架的基本制作工艺方法有以下方式:
1、取一金属片利用机械上下刀具冲切的技术使得以纵向方式由上而下或是由下而上进行冲切(参见图94),促使引线框架能在金属片内形成有承载芯片的基岛以及信号传输用的内引脚与外界PCB连接的外引脚,之后再进行内引脚及(或)基岛的某些区域进行金属电镀层被覆而形成真正可以使用的引线框架(参见图95、96);
2、取一金属片利用化学蚀刻的技术进行曝光、显影、开窗、化学蚀刻(参见图97),促使引线框架能在金属片内形成有承载芯片的基岛以及信号传输用的内引脚与外界PCB连接的外引脚,之后再进行内引脚及(或)基岛的某些区域进行金属电镀层被覆而形成真正可以使用的引线框架(参见图98);
3、另一种方式就是利用方法一或是方法二的基础上,在已经附有芯片承载的基岛、信号传输的内引脚、与外界PCB连接的外引脚以及在内引脚及(或)基岛的某些区域进行金属电镀层被覆形成的引线框背面再贴上一层可抗260摄氏度的高温胶膜,成为可以使用在四面无引脚封装以及缩小塑封体积封装的引线框(参见图99);
4、另一种方式就是利用方法一或是方法二,将附有芯片承载的基岛、信号传输的内引脚、与外界PCB连接的外引脚以及在内引脚及(或)基岛的某些区域进行金属电镀层被覆所形成的引线框进行预包封,在金属片被冲切或是被化学蚀刻的区域填充热固型环氧树脂,使其成为可以使用在四面无引脚封装、缩小塑封体积以及铜线键合能力封装用的预填料型引线框(参见图100)。
上述传统工艺方法的缺点:
1、机械冲切式引线框:
A)机械冲切是利用上下刀具由上而下或是由下而上进行冲切形成垂直断面,所以完全无法在引线框内部再进行其他功能或物件埋入的利用,如系统物件集成在金属引线框本身;
B)机械冲压是利用上下刀具将金属片边缘进行相互挤压而沿伸出金属区域,而被挤压所沿伸出的金属区域长度最多只能是引线框厚度的80%(参见图101)。如果超过引线框厚度80%以上时,其被挤压所延伸出的金属区域很容易发生翘曲、隐裂、断裂、不规则形状以及表面孔洞等问题,而超薄引线框更是容易产生以上问题(参见图102);
C)机械冲压所沿伸出的金属区域长度如果比引线框厚度少于80%以下或是刚刚好80%,又会造成因为沿伸的长度不足而无法在所延伸的金属区域内再放入相关对象,尤其是厚度需要超薄引线框更是无法做到(参见图103);
2、化学蚀刻技术方式引线框:
A)减法蚀刻可以采用半蚀刻技术将需要埋入物件的空间蚀刻出来,但是最大的缺点就是蚀刻深度尺寸与蚀刻后平面的平整度较难控制(参见图104);
B)金属板完成很多需要埋入物件的半蚀刻区域后,引线框的结构强度会变得相当的软,会直接影响到后续再埋入对象所需要工作条件(如取放、运输、高温、高压以及热应力收缩)的难度。
C)化学蚀刻技术方式的引线框顶多只能呈现出引线框正面与背面的外脚或是内脚型态,完全无法呈现出多层三维线路的系统级金属引线框。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板及工艺方法,它能够解决传统金属引线框无法埋入物件而限制金属引线框的功能性和应用性能。
本发明的目的是这样实现的:一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板的工艺方法,所述方法包括以下步骤:
步骤一、取金属基板
步骤二、金属基板表面预镀铜材
在金属基板表面预镀一层铜材;
步骤三、贴光阻膜作业
在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀金属线路层
在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上金属线路层,金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚;
步骤六、贴光阻膜作业
在步骤五完成电镀金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤八、电镀导电柱子
在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子;
步骤九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十、装片
在步骤五形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤十一、金属线键合
在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤十二、环氧树脂塑封
在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护;
步骤十三、环氧树脂表面研磨
在步骤十二完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤十四、贴光阻膜作业
在步骤十三完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十五、金属基板背面去除部分光阻膜
参利用曝光显影设备将步骤十四完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤十六、蚀刻
在步骤十五中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤十七、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十八、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂(OSP)
在步骤十七中去除光阻膜后金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀或是抗氧化剂披覆(OSP);
步骤十九、植球
在步骤十八完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的导电柱子顶部植入金属球。
一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板的工艺方法,所述方法包括以下步骤:
步骤一、取金属基板
步骤二、金属基板表面预镀铜材
在金属基板表面预镀一层铜材,
步骤三、贴光阻膜作业
在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀金属线路层
在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上金属线路层,金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚;
步骤六、贴光阻膜作业
在步骤五完成电镀金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤八、电镀导电柱子
在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子;
步骤九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十、装片
在步骤五形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤十一、金属线键合
在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤十二、环氧树脂塑封
在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护;
步骤十三、环氧树脂表面研磨
在步骤十二完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤十四、贴光阻膜作业
在步骤十三完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十五、金属基板背面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤十四完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤十六、蚀刻
在步骤十五中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤十七、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十八、金属基板背面披覆绿漆
在步骤十七去除光阻膜后的金属基板背面进行绿漆或可感光的不导电胶材的披覆;
步骤十九、曝光开窗显影
利用曝光显影设备对金属基板背面披覆的绿漆或可感光的不导电胶材进行曝光显影开窗,以露出金属基板背面后续需要进行高导电金属层电镀的区域;
步骤二十、电镀高导电金属层
在步骤十九中金属基板背面绿漆或可感光的不导电胶材的开窗区域内电镀上高导电金属层;
步骤二十一、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂(OSP)
在金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀或抗氧化剂披覆(OSP);
步骤二十二、植球
在步骤二十一完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的高导电金属层上植入金属球。
一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板的工艺方法,所述方法包括以下步骤:
步骤一、取金属基板
步骤二、金属基板表面预镀铜材
在金属基板表面预镀一层铜材;
步骤三、贴光阻膜作业
在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行第一金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀第一金属线路层
在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上第一金属线路层;
步骤六、贴光阻膜作业
在步骤五完成电镀第一金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行第二金属线路层电镀的区域;
步骤八、电镀第二金属线路层
在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上第二金属线路层作为用以连接第一金属线路层与第三金属线路层的导电柱子;
步骤九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十、贴压不导电胶膜
在金属基板正面贴压一层不导电胶膜;
步骤十一、研磨不导电胶膜表面
在步骤十完成不导电胶膜贴压后进行表面研磨;
步骤十二、不导电胶膜表面金属化预处理
对不导电胶膜表面进行金属化预处理,使其表面附着上一层金属化高分子材料或表面粗糙化处理;
步骤十三、贴光阻膜作业
在步骤十二完成金属化的金属基板正面及背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤十三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行蚀刻的区域图形;
步骤十五、蚀刻
将步骤十四中的金属基板正面光阻膜开窗后的区域进行蚀刻作业;
步骤十六、去除光阻膜
去除金属基板正面的光阻膜;
步骤十七、电镀第三金属线路层
在步骤十五中金属基板正面经蚀刻后保留的金属化预处理区域电镀上第三金属线路层,第三金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚;
步骤十八、贴光阻膜作业
在步骤十七完成电镀第三金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十九、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤十八完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤二十、电镀导电柱子
在步骤十九中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子;
步骤二十一、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤二十二、装片
在步骤十七形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤二十三、金属线键合
在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤二十四、环氧树脂塑封
在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护;
步骤二十五、环氧树脂表面研磨
在步骤二十四完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤二十六、贴光阻膜作业
在步骤二十五完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤二十七、金属基板背面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤二十六完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤二十八、蚀刻
在步骤二十七中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤二十九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤三十、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂(OSP)
在步骤二十九中去除光阻膜后金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀或披覆抗氧化剂(OSP);
步骤三十一、植球
在步骤三十完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的导电柱子顶部植入金属球。
所述步骤六~步骤十七在步骤五与步骤十八之间重复进行多次。
一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,它包括金属基板框,所述金属基板框内设置有基岛和引脚,所述引脚正面设置有导电柱子,所述基岛正面通过导电或不导电粘结物质正装有芯片,所述芯片正面与引脚正面之间通过金属线相连接,所述基岛、引脚、导电柱子、芯片和金属线外围区域包封有塑封料或环氧树脂,所述塑封料或环氧树脂与导电柱子顶部齐平,所述金属基板框、基岛、引脚和导电柱子露出塑封料或环氧树脂的表面设置有抗氧化层,所述导电柱子顶部设置有金属球。
所述导电柱子有多圈。
所述引脚与引脚之间跨接有无源器件。
所述基岛与引脚之间设置有静电释放圈,所述芯片正面与静电释放圈正面之间通过金属线相连接。
所述基岛有多个,所述多个基岛上均设置有芯片,所述芯片正面与芯片正面之间通过金属线相连接。
所述芯片正面正装有第二芯片,所述第二芯片与引脚之间通过金属线相连接。
一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,它包括金属基板框,所述金属基板框内设置有引脚,所述引脚正面设置有导电柱子,所述金属基板框正面或引脚与引脚之间通过导电或不导电粘结物质正装有芯片,所述芯片正面与引脚正面之间通过金属线相连接,所述引脚、导电柱子、芯片和金属线外围区域包封有塑封料或环氧树脂,所述塑封料或环氧树脂与导电柱子顶部齐平,所述金属基板框、引脚和导电柱子露出塑封料或环氧树脂的表面设置有抗氧化层,所述导电柱子顶部设置有金属球。
一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,它包括金属基板框,所述金属基板框内设置有基岛和引脚,所述引脚正面设置有导电柱子,所述基岛正面通过导电或不导电粘结物质正装有芯片,所述芯片正面与引脚正面之间通过金属线相连接,所述基岛、引脚、导电柱子、芯片和金属线外围区域包封有塑封料或环氧树脂,所述塑封料或环氧树脂与导电柱子顶部齐平,所述基岛和引脚背面设置有高导电金属层,所述高导电金属层与高导电金属层之间填充有绿漆或可感光的不导电胶材,所述金属基板框、导电柱子和高导电金属层露出塑封料或环氧树脂和绿漆或可感光的不导电胶材的表面设置有抗氧化层,所述高导电金属层上设置有金属球。
所述三维系统级金属线路板结构切割后作为转换器使用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、目前金属引线框均采用机械冲切或是化学蚀刻方式,无法制作出多层金属线路层,而冲切式金属引线框中间的夹层中无法埋入任何的对象,而本发明的三维金属线路复合式基板可以在基板中间的夹层中埋入对象;
2、三维金属线路复合式基板中的夹层可以因为导热或是散热需要而在需要的位置或是区域内埋入导热或是散热对象,成为一个热性能系统级的金属引线框(参见图105);
3、三维金属线路复合式基板中的夹层可以因为系统与功能的需要而在需要的位置或是区域内埋入主动元件或是组件或是被动的组件,成为一个系统级的金属引线框;
4、从三维金属线路复合式基板成品的外观完全看不出来内部夹层已埋入了因系统或是功能需要的对象,尤其是硅材的芯片的埋入连X光都无法检视,充分达到系统与功能的隐密性及保护性;
5、三维金属线路复合式基板成品本身就富含了各种的组件,如果不再进行后续第二次封装的其况下,只要将三维金属线路复合式基板依照每一格单元切开,本身就可成为一个超薄的封装体;
6、三维金属线路复合式基板除了本身内含对象的埋入功能之外还可以进行二次封装,充份的达到系统功能的整合;
7、三维金属线路复合式基板除了本身内含对象的埋入功能之外还可以在封装体外围再叠加不同的单元封装或是系统级封装,充分达到双系统或是多系统级的封装技术能力。
8、三维金属线路基板可以应用于多芯片模组(MCM)封装(参见图106、图107),且三维金属线路基板比常规的MCM基板底材成本低、韧性大。
附图说明
图1~图19为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板工艺方法实施例1的各工序示意图。
图20为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例1的示意图。
图21~图42为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板工艺方法实施例2的各工序示意图。
图43为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例2的示意图。
图44~图86为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板工艺方法实施例3的各工序示意图。
图87为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例3的示意图。
图88为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例4的示意图。
图89为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例5的示意图。
图90为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例6的示意图。
图91为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例7的示意图。
图92、图93为本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板实施例8的示意图。
图94为金属片利用机械上下冲切的结构示意图。
图95为经冲切后的条型金属片的结构示意图。
图96为经冲切形成的引线框正面结构示意图。
图97为金属片利用化学蚀刻技术进行曝光、显影、开窗的结构示意图。
图98为经化学蚀刻后形成的引线框正面结构示意图。
图99为可以使用在四面无引脚封装以及缩小塑封料体积封装的引线框结构示意图。
图100为可以使用在四面无引脚封装、缩小塑封料体积以及铜线键合能力封装用的预填塑封料型引线框的结构示意图。
图101为上下挤压刀具形成垂延伸金属区域的剖面图。
图102为上下挤压刀具形成延伸金属区域所产生的隐裂、断裂、翘曲的剖面图。
图103为上下挤压刀具形成延伸金属区域长度不足引线框厚度的80%所产生埋入对象困难的剖面结构图。
图104为蚀刻深度不均匀与平面不平整度的剖面结构图。
图105为热性能系统级的金属引线框的结构示意图。
图106、图107为三维金属线路基板应用于多芯片模组(MCM)封装的结构示意图。
其中:
金属基板框1
基岛2
引脚3
导电柱子4
芯片5
金属线6
抗氧化层7
塑封料或环氧树脂8
高导电金属层9
绿漆或可感光不导电胶材10
无源器件11
静电释放圈12
第二芯片13
第二导电柱子14
导电物质15
金属球16。
具体实施方式
本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板及工艺方法如下:
实施例1:单层线路单芯片正装单圈引脚(1)
参见图20,本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,它包括金属基板框1,所述金属基板框1内设置有基岛2和引脚3,所述引脚3正面设置有导电柱子4,所述基岛2正面通过导电或不导电粘结物质正装有芯片5,所述芯片5正面与引脚3正面之间通过金属线6相连接,所述基岛2、引脚3、导电柱子4、芯片5和金属线6外围区域包封有塑封料或环氧树脂8,所述塑封料或环氧树脂8与导电柱子4顶部齐平,所述金属基板框1、基岛2、引脚3和导电柱子4露出塑封料或环氧树脂8的表面设置有抗氧化层7,所述导电柱子4顶部设置有金属球16。
其工艺方法如下:
步骤一、取金属基板
参见图1,取一片厚度合适的金属基板,金属基板的材质可以是铜材、铁材、镀锌材、不锈钢材、铝材或可以达到导电功能的金属物质或非金属物质,厚度的选择可依据产品特性进行选择;
步骤二、金属基板表面预镀铜材
参见图2,在金属基板表面预镀一层铜材,铜层厚度为2~10微米,依据功能需要也可以减薄或是增厚,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤三、贴光阻膜作业
参见图3,在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为了后续金属线路图形的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图4,利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀金属线路层
参见图5,在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上金属线路层,金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚,金属线路层的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金或镍钯金等,金属线路层厚度为5~20微米,可以根据不同特性变换电镀的厚度,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤六、贴光阻膜作业
参见图6,在步骤五完成电镀金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为后续导电柱子的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图7,利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤八、电镀导电柱子
参见图8,在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子,导电柱子的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金、镍钯金或可以达到导电功能的金属物质等材料,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤九、去除光阻膜
参见图9,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十、装片
参见图10,在步骤五形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤十一、金属线键合
参见图11,在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤十二、环氧树脂塑封
参见图12,在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护,环氧树脂材料可以依据产品特性选择有填料或是没有填料的种类;
步骤十三、环氧树脂表面研磨
参见图13,在步骤十二完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤十四、贴光阻膜作业
参见图14,在步骤十三完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十五、金属基板背面去除部分光阻膜
参见图15,利用曝光显影设备将步骤十四完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤十六、蚀刻
参见图16,在步骤十五中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤十七、去除光阻膜
参见图17,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十八、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂(OSP)
参见图18,在步骤十七中去除光阻膜后金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀,如金、镍金、镍钯金、锡或是被覆抗氧化剂(OSP);
步骤十九、植球
参见图19,在步骤十八完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的导电柱子顶部植入金属球。
实施例2:单层线路单芯片正装单圈引脚(2)
参见图43,本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,它包括金属基板框1,所述金属基板框1内设置有基岛2和引脚3,所述引脚3正面设置有导电柱子4,所述基岛2正面通过导电或不导电粘结物质正装有芯片5,所述芯片5正面与引脚3正面之间通过金属线6相连接,所述基岛2、引脚3、导电柱子4、芯片5和金属线6外围区域包封有塑封料或环氧树脂8,所述塑封料或环氧树脂8与导电柱子4顶部齐平,所述基岛2和引脚3背面设置有高导电金属层9,所述高导电金属层9与高导电金属层9之间填充有绿漆或可感光不导电胶材10,所述金属基板框1、导电柱子4和高导电金属层9露出塑封料或环氧树脂8和绿漆或可感光不导电胶材10的表面设置有抗氧化层7,所述高导电金属层9上设置有金属球16。
实施例2与实施例1的区别在于:实施例2中导电柱子4实际作为内引脚使用,后续塑封过程在金属基板框正面进行;而实施例1中导电柱子4实际作为外引脚使用,后续塑封过程在金属基板框背面进行。
其工艺方法如下:
步骤一、取金属基板
参见图21,取一片厚度合适的金属基板,金属基板的材质可以是铜材、铁材、镀锌材、不锈钢材或铝材或可以达到导电功能的金属物质等,厚度的选择可依据产品特性进行选择;
步骤二、金属基板表面预镀铜材
参见图22,在金属基板表面预镀一层铜材,铜层厚度为2~10微米,依据功能需要也可以减薄或是增厚,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤三、贴光阻膜作业
参见图23,在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为了后续金属线路图形的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图24,利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀金属线路层
参见图25,在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上金属线路层,金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚,金属线路层的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金或镍钯金或可以达到导电功能的金属物质等,金属线路层厚度为5~20微米,可以根据不同特性变换电镀的厚度,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤六、贴光阻膜作业
参见图26,在步骤五完成电镀金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为后续导电柱子的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图27,利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤八、电镀导电柱子
参见图28,在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子,导电柱子的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金、镍钯金或可以达到导电功能的金属物质等材料,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤九、去除光阻膜
参见图29,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十、装片
参见图30,在步骤五形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤十一、金属线键合
参见图31,在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤十二、环氧树脂塑封
参见图32,在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护,环氧树脂材料可以依据产品特性选择有填料或是没有填料的种类;
步骤十三、环氧树脂表面研磨
参见图33,在步骤十二完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤十四、贴光阻膜作业
参见图34,在步骤十三完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十五、金属基板背面去除部分光阻膜
参见图35,利用曝光显影设备将步骤十四完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤十六、蚀刻
参见图36,在步骤十五中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤十七、去除光阻膜
参见图37,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十八、金属基板背面披覆绿漆
参见图38,在步骤十七去除光阻膜后的金属基板背面进行绿漆的披覆;
步骤十九、曝光开窗显影
参见图39,利用曝光显影设备对金属基板背面披覆的绿漆进行曝光显影开窗,以露出金属基板背面后续需要进行高导电金属层电镀的区域;
步骤二十、电镀高导电金属层
参见图40,在步骤十九中金属基板背面绿漆的开窗区域内电镀上高导电金属层;
步骤二十一、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂(OSP)
参见图41,在金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀,如金、镍金、镍钯金、锡或是披覆抗氧化剂(OSP);
步骤二十二、植球
参见图42,在步骤二十一完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的高导电金属层上植入金属球。
实施例3:多层线路单芯片正装单圈引脚
参见图87,本发明一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,它包括金属基板框1,所述金属基板框1内设置有基岛2和引脚3,所述引脚3正面设置有导电柱子4,所述基岛2正面通过导电或不导电粘结物质正装有芯片5,所述芯片5正面与引脚3正面之间通过金属线6相连接,所述基岛2、引脚3、导电柱子4、芯片5和金属线6外围区域包封有塑封料或环氧树脂8,所述塑封料或环氧树脂8与导电柱子4顶部齐平,所述金属基板框1、基岛2、引脚3和导电柱子4露出塑封料或环氧树脂8的表面设置有抗氧化层7,所述导电柱子4顶部设置有金属球16。
实施例3与实施例1的区别在于:所述基岛2和引脚3均由多层金属线路层组成,金属线路层与金属线路层之间通过导电柱子相连接。
其工艺方法如下:
步骤一、取金属基板
参见图44,取一片厚度合适的金属基板,金属基板的材质可以是铜材、铁材、镀锌材、不锈钢材、铝材或可以达到导电功能的金属物质或非金属物质,厚度的选择可依据产品特性进行选择;
步骤二、金属基板表面预镀铜材
参见图45,在金属基板表面预镀一层铜材,铜层厚度为2~10微米,依据功能需要也可以减薄或是增厚,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤三、贴光阻膜作业
参见图46,在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为了后续金属线路图形的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图47,利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行第一金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀第一金属线路层
参见图48,在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上第一金属线路层,第一金属线路层的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金或镍钯金等,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤六、贴光阻膜作业
参见图49,在步骤五完成电镀第一金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为后续金属线路图形的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图50,利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行第二金属线路层电镀的区域;
步骤八、电镀第二金属线路层
参见图51,在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上第二金属线路层作为用以连接第一金属线路层与第三金属线路层的导电柱子,第二金属线路层的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金、镍钯金或可以达到导电功能的金属物质等材料,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤九、去除光阻膜
参见图52,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十、贴压不导电胶膜
参见图53,在金属基板正面(有线路层的区域)贴压一层不导电胶膜,其目的是为第一金属线路层与第三金属线路层进行绝缘;贴压不导电胶膜的方式可以采用常规的滚压设备,或是在真空环境下进行贴压,以防止贴压过程产生空气的残留;不导电胶膜主要是贴压式热固型环氧树脂,而环氧树脂中可以依据产品特性采用没有填料或是有填料的不导电胶膜;
步骤十一、研磨不导电胶膜表面
参见图54,在步骤十完成不导电胶膜贴压后进行表面研磨,目的是露出第二金属线路层、维持不导电胶膜与第二金属线路层的平整度以及控制不导电胶膜的厚度;
步骤十二、不导电胶膜表面金属化预处理
参见图55,对不导电胶膜表面进行金属化预处理,使其表面附着上一层金属化高分子材料或表面粗糙化处理,目的是作为后续金属材料能够镀上去的触媒转换,附着金属化高分子材料可以采用喷涂、等离子震荡、表面粗化等再行烘干即可;
步骤十三、贴光阻膜作业
参见图56,在步骤十二完成金属化的金属基板正面及背面贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为后续金属线路图形的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤十四、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图57,利用曝光显影设备将步骤十三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行蚀刻的区域图形;
步骤十五、蚀刻
参见图58,将步骤十四中的金属基板正面光阻膜开窗后的区域进行蚀刻作业,其目的是利用腐蚀技术腐蚀去除后续不需要进行电镀第三金属线路层的金属化预处理区域,进行蚀刻的方法可以是氯化铜或是氯化铁的工艺方式;
步骤十六、去除光阻膜
参见图59,去除金属基板正面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十七、电镀第三金属线路层
参见图60,在步骤十五中金属基板正面经蚀刻后保留的金属化预处理区域电镀上第三金属线路层,第三金属线路层的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金或镍钯金等,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤十八、贴光阻膜作业
参见图61,在步骤十八完成电镀第三金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为后续金属线路图形的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤十九、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图62,利用曝光显影设备将步骤十八完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行第四金属线路层电镀的区域;
步骤二十、电镀第四金属线路层
参见图63,在步骤十九中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上第四金属线路层作为用以连接第三金属线路层与第五金属线路层的导电柱子,第四金属线路层的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金、镍钯金或可以达到导电功能的金属物质等材料,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤二十一、去除光阻膜
参见图64,去除金属基板正面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤二十二、贴压不导电胶膜
参见图65,在金属基板正面(有线路层的区域)贴压一层不导电胶膜,其目的是为第三金属线路层与第五金属线路层进行绝缘;贴压不导电胶膜的方式可以采用常规的滚压设备,或是在真空环境下进行贴压,以防止贴压过程产生空气的残留;不导电胶膜主要是贴压式热固型环氧树脂,而环氧树脂中可以依据产品特性采用没有填料或是有填料的不导电胶膜;
步骤二十三、研磨不导电胶膜表面
参见图66,在步骤二十二完成不导电胶膜贴压后进行表面研磨,目的是露出第四金属线路层、维持不导电胶膜与第四金属线路层的平整度以及控制不导电胶膜的厚度;
步骤二十四、不导电胶膜表面金属化预处理
参见图67,对不导电胶膜表面进行金属化预处理,使其表面附着上一层金属化高分子材料或表面粗糙化处理,目的是作为后续金属材料能够镀上去的触媒转换,附着金属化高分子材料可以采用喷涂、等离子震荡、表面粗化等再行烘干即可;
步骤二十五、贴光阻膜作业
参见图68,在步骤二十四完成金属化的金属基板正面及背面贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为后续金属线路图形的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤二十六、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图69,利用曝光显影设备将步骤二十五完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行蚀刻的区域图形;
步骤二十七、蚀刻
参见图70,将步骤二十六中的金属基板正面光阻膜开窗后的区域进行蚀刻作业,其目的是利用腐蚀技术腐蚀去除后续不需要进行电镀第五金属线路层的金属化预处理区域,进行蚀刻的方法可以是氯化铜或是氯化铁的工艺方式;
步骤二十八、去除光阻膜
参见图71,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤二十九、电镀第五金属线路层
参见图72,在步骤二十七中金属基板正面经蚀刻后保留的金属化预处理区域电镀上第五金属线路层,第五金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚,第五金属线路层的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金或镍钯金等,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤三十、贴光阻膜作业
参见图73,在步骤二十九完成电镀第五金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜,目的是为后续导电柱子的制作,光阻膜可以是干式光阻膜也可以是湿式光阻膜;
步骤三十一、金属基板正面去除部分光阻膜
参见图74,利用曝光显影设备将步骤三十完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤三十二、电镀导电柱子
参见图75,在步骤三十一中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子,导电柱子的材质可以是铜、铝、镍、银、金、铜银、镍金、镍钯金或可以达到导电功能的金属物质等材料,电镀方式可以是电解电镀也可以采用化学沉积的方式;
步骤三十三、去除光阻膜
参见图76,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤三十四、装片
参见图77,在步骤二十九形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤三十五、金属线键合
参见图78,在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤三十六、环氧树脂塑封
参见图79,在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护,环氧树脂材料可以依据产品特性选择有填料或是没有填料的种类;
步骤三十七、环氧树脂表面研磨
参见图80,在步骤三十六完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤三十八、贴光阻膜作业
参见图81,在步骤三十七完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤三十九、金属基板背面去除部分光阻膜
参见图82,利用曝光显影设备将步骤三十八完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤四十、蚀刻
参见图83,在步骤三十九中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤四十一、去除光阻膜
参见图84,去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤四十二、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂(OSP)
参见图85,在步骤四十一中去除光阻膜后金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀,如金、镍金、镍钯金、锡或是被覆抗氧化剂(OSP);
步骤四十三、植球
参见图86,在步骤四十二完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的导电柱子顶部植入金属球。
实施例4:单芯片正装多圈引脚+无源器件+静电释放圈
参见图85,实施例4与实施例1的区别在于:所述导电柱子4有多圈,所述引脚3正面与引脚3正面之间跨接有无源器件11,所述基岛2与引脚3之间设置有静电释放圈12,所述芯片5正面与静电释放圈12正面之间通过金属线6相连接。
实施例5:多芯片平铺
参见图86,实施例5与实施例1的区别在于:所述基岛2有多个,所述多个基岛2上均设置有芯片5,所述芯片5正面与芯片5正面之间通过金属线6相连接。
实施例6:多芯片堆叠正正装
参见图87,实施例6与实施例1的区别在于:所述芯片5正面正装有第二芯片13,所述第二芯片13与引脚3之间通过金属线6相连接。
实施例7:多芯片堆叠正倒装
参见图88,实施例7与实施例1的区别在于:所述引脚3正面设置有第二导电柱子14,所述第二导电柱子14上通过导电物质15倒装有第二芯片13,所述第二芯片13位于芯片5上方,所述第二导电柱子14和第二芯片13位于塑封料或环氧树脂8的内部。
所述第二芯片13可以采用无源器件11代替。
实施例8:无基岛单芯片正装
参见图89、90,实施例8与实施例1的区别在于所述金属线路板结构不包括基岛2,所述芯片5正装于金属基板框1正面或引脚3正面与引脚3正面之间。
Claims (41)
1.一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板的工艺方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:
步骤一、取金属基板
步骤二、金属基板表面预镀铜材
在金属基板表面预镀一层铜材;
步骤三、贴光阻膜作业
在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀金属线路层
在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上金属线路层,金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚;
步骤六、贴光阻膜作业
在步骤五完成电镀金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤八、电镀导电柱子
在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子;
步骤九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十、装片
在步骤五形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤十一、金属线键合
在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤十二、环氧树脂塑封
在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护;
步骤十三、环氧树脂表面研磨
在步骤十二完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤十四、贴光阻膜作业
在步骤十三完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十五、金属基板背面去除部分光阻膜
参利用曝光显影设备将步骤十四完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤十六、蚀刻
在步骤十五中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤十七、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜,去除光阻膜的方法采用化学药水软化并采用高压水冲洗即可;
步骤十八、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂
在步骤十七中去除光阻膜后金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀或是抗氧化剂披覆;
步骤十九、植球
在步骤十八完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的导电柱子顶部植入金属球。
2.一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板的工艺方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:
步骤一、取金属基板
步骤二、金属基板表面预镀铜材
在金属基板表面预镀一层铜材,
步骤三、贴光阻膜作业
在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀金属线路层
在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上金属线路层,金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚;
步骤六、贴光阻膜作业
在步骤五完成电镀金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤八、电镀导电柱子
在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子;
步骤九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十、装片
在步骤五形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤十一、金属线键合
在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤十二、环氧树脂塑封
在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护;
步骤十三、环氧树脂表面研磨
在步骤十二完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤十四、贴光阻膜作业
在步骤十三完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十五、金属基板背面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤十四完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤十六、蚀刻
在步骤十五中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤十七、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十八、金属基板背面披覆绿漆
在步骤十七去除光阻膜后的金属基板背面进行绿漆的披覆;
步骤十九、曝光开窗显影
利用曝光显影设备对金属基板背面披覆的绿漆进行曝光显影开窗,以露出金属基板背面后续需要进行高导电金属层电镀的区域;
步骤二十、电镀高导电金属层
在步骤十九中金属基板背面绿漆的开窗区域内电镀上高导电金属层;
步骤二十一、电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂
在金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀或抗氧化剂披覆;
步骤二十二、植球
在步骤二十一完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的高导电金属层上植入金属球。
3.一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板的工艺方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:
步骤一、取金属基板
步骤二、金属基板表面预镀铜材
在金属基板表面预镀一层铜材;
步骤三、贴光阻膜作业
在步骤二完成预镀铜材的金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行第一金属线路层电镀的区域;
步骤五、电镀第一金属线路层
在步骤四中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上第一金属线路层;
步骤六、贴光阻膜作业
在步骤五完成电镀第一金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤七、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤六完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行第二金属线路层电镀的区域;
步骤八、电镀第二金属线路层
在步骤七中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上第二金属线路层作为用以连接第一金属线路层与第三金属线路层的导电柱子;
步骤九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十、贴压不导电胶膜
在金属基板正面贴压一层不导电胶膜;
步骤十一、研磨不导电胶膜表面
在步骤十完成不导电胶膜贴压后进行表面研磨;
步骤十二、不导电胶膜表面金属化预处理
对不导电胶膜表面进行金属化预处理,使其表面附着上一层金属化高分子材料或表面粗糙化处理;
步骤十三、贴光阻膜作业
在步骤十二完成金属化的金属基板正面及背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十四、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤十三完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行蚀刻的区域图形;
步骤十五、蚀刻
将步骤十四中的金属基板正面光阻膜开窗后的区域进行蚀刻作业;
步骤十六、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤十七、电镀第三金属线路层
在步骤十五中金属基板正面经蚀刻后保留的金属化预处理区域电镀上第三金属线路层,第三金属线路层电镀完成后即在金属基板正面形成相应的基岛和引脚;
步骤十八、贴光阻膜作业
在步骤十七完成电镀第三金属线路层的金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤十九、金属基板正面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤十八完成贴光阻膜作业的金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板正面后续需要进行导电柱子电镀的区域;
步骤二十、电镀导电柱子
在步骤十九中金属基板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上导电柱子;
步骤二十一、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤二十二、装片
在步骤十七形成的基岛正面涂覆导电或不导电粘结物质进行芯片的植入;
步骤二十三、金属线键合
在芯片正面与步骤五形成的引脚之间进行键合金属线作业;
步骤二十四、环氧树脂塑封
在完成装片打线后的金属基板正面进行环氧树脂塑封保护;
步骤二十五、环氧树脂表面研磨
在步骤二十四完成环氧树脂塑封后进行表面研磨;
步骤二十六、贴光阻膜作业
在步骤二十五完成环氧树脂表面研磨后的金属基板正面和背面贴上可进行曝光显影的光阻膜;
步骤二十七、金属基板背面去除部分光阻膜
利用曝光显影设备将步骤二十六完成贴光阻膜作业的金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜,以露出金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域;
步骤二十八、蚀刻
在步骤二十七中金属基板背面去除部分光阻膜的区域进行化学蚀刻;
步骤二十九、去除光阻膜
去除金属基板表面的光阻膜;
步骤三十、电镀抗氧化金属层或抗氧化剂披覆
在步骤二十九中去除光阻膜后金属基板表面裸露在外的金属表面进行抗氧化金属层电镀或抗氧化剂披覆;
步骤三十一、植球
在步骤三十完成电镀抗氧化金属层或披覆抗氧化剂的导电柱子顶部植入金属球。
4.根据权利要求3所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板的工艺方法,其特征在于:所述步骤五~步骤十七在步骤八与步骤十八之间重复进行多次。
5.一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:它包括金属基板框(1),所述金属基板框(1)内设置有基岛(2)和引脚(3),所述引脚(3)正面设置有导电柱子(4),所述基岛(2)正面通过导电或不导电粘结物质正装有芯片(5),所述芯片(5)正面与引脚(3)正面之间通过金属线(6)相连接,所述基岛(2)、引脚(3)、导电柱子(4)、芯片(5)和金属线(6)外围区域包封有塑封料或环氧树脂(8),所述塑封料或环氧树脂(8)与导电柱子(4)顶部齐平,所述金属基板框(1)、基岛(2)、引脚(3)和导电柱子(4)露出塑封料或环氧树脂(8)的表面设置有抗氧化层(7),所述导电柱子(4)顶部设置有金属球(16)。
6.根据权利要求5所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述导电柱子(4)有多圈。
7.根据权利要求5或6所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)与引脚(3)之间跨接有无源器件(11)。
8.根据权利要求5或6所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述基岛(2)与引脚(3)之间设置有静电释放圈(12),所述芯片(5)正面与静电释放圈(12)正面之间通过金属线(6)相连接。
9.根据权利要求7所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述基岛(2)与引脚(3)之间设置有静电释放圈(12),所述芯片(5)正面与静电释放圈(12)正面之间通过金属线(6)相连接。
10.根据权利要求5或6所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述基岛(2)有多个,所述多个基岛(2)上均设置有芯片(5),所述芯片(5)正面与芯片(5)正面之间通过金属线(6)相连接。
11.根据权利要求7所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述基岛(2)有多个,所述多个基岛(2)上均设置有芯片(5),所述芯片(5)正面与芯片(5)正面之间通过金属线(6)相连接。
12.根据权利要求8所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述基岛(2)有多个,所述多个基岛(2)上均设置有芯片(5),所述芯片(5)正面与芯片(5)正面之间通过金属线(6)相连接。
13.根据权利要求9所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述基岛(2)有多个,所述多个基岛(2)上均设置有芯片(5),所述芯片(5)正面与芯片(5)正面之间通过金属线(6)相连接。
14.根据权利要求5或6所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
15.根据权利要求7所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
16.根据权利要求8所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
17.根据权利要求9所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
18.根据权利要求10所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
19.根据权利要求11所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
20.根据权利要求12所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
21.根据权利要求13所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述芯片(5)正面正装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)与引脚(3)之间通过金属线(6)相连接。
22.根据权利要求5或6所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
23.根据权利要求7所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
24.根据权利要求8所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
25.根据权利要求9所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
26.根据权利要求10所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
27.根据权利要求11所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
28.根据权利要求12所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
29.根据权利要求13所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
30.根据权利要求14所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
31.根据权利要求15所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
32.根据权利要求16所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
33.根据权利要求17所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
34.根据权利要求18所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
35.根据权利要求19所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
36.根据权利要求20所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
37.根据权利要求21所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
38.根据权利要求22所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述引脚(3)正面设置有第二导电柱子(14),所述第二导电柱子(14)上倒装有第二芯片(13),所述第二芯片(13)位于芯片(5)上方,所述第二导电柱子(14)和第二芯片(13)位于塑封料或环氧树脂(8)的内部。
39.根据权利要求22所述的一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:所述第二芯片(13)采用无源器件(11)代替。
40.一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:它包括金属基板框(1),所述金属基板框(1)内设置有引脚(3),所述引脚(3)正面设置有导电柱子(4),所述金属基板框(1)正面或引脚(3)与引脚(3)之间通过导电或不导电粘结物质正装有芯片(5),所述芯片(5)正面与引脚(3)正面之间通过金属线(6)相连接,所述引脚(3)、导电柱子(4)、芯片(5)和金属线(6)外围区域包封有塑封料或环氧树脂(8),所述塑封料或环氧树脂(8)与导电柱子(4)顶部齐平,所述金属基板框(1)、引脚(3)和导电柱子(4)露出塑封料或环氧树脂(8)的表面设置有抗氧化层(7),所述导电柱子(4)顶部设置有金属球(16)。
41.一种先封后蚀芯片正装凸点三维系统级金属线路板,其特征在于:它包括金属基板框(1),所述金属基板框(1)内设置有基岛(2)和引脚(3),所述引脚(3)正面设置有导电柱子(4),所述基岛(2)正面通过导电或不导电粘结物质正装有芯片(5),所述芯片(5)正面与引脚(3)正面之间通过金属线(6)相连接,所述基岛(2)、引脚(3)、导电柱子(4)、芯片(5)和金属线(6)外围区域包封有塑封料或环氧树脂(8),所述塑封料或环氧树脂(8)与导电柱子(4)顶部齐平,所述基岛(2)和引脚(3)背面设置有高导电金属层(9),所述高导电金属层(9)与高导电金属层(9)之间填充有绿漆(10),所述金属基板框(1)、导电柱子(4)和高导电金属层(9)露出塑封料或环氧树脂(8)和绿漆(10)的表面设置有抗氧化层(7),所述高导电金属层(9)上设置有金属球(16)。
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