CN104282632A - 基于lcp基板的封装外壳及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于LCP基板的封装外壳，包括一个多层LCP基板组成层层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层之间通过各中间粘结层结合；LCP基板组成层包括位于层压结构最底层的底部焊盘层，位于层压结构中部的芯片装片层，位于层压结构顶层的密封层，密封层之下的键合层；LCP基板组成层还包括设在底部焊盘层和芯片装片层之间的至少一层布线互联层，设在键合层与芯片装片层之间的至少一层布线互联层；该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接；在芯片装片层上具有一块芯片粘接区，在芯片装片层上方的各层与芯片粘接区对应位置设有开口，共同叠加形成容纳芯片的空腔。本外壳具有优异的高频特性和气密性。
Description
技术领域
本发明属于集成电路制造技术领域，涉及一种在高密度封装中的塑料封装空腔型外壳，用于微波、毫米波等高频应用的高可靠封装，具体地说是一种具有空腔结构、密封区的LCP封装外壳。
背景技术
目前，集成电路高密度封装主要有两种技术方式：一种是采用高温共烧陶瓷技术的具有空腔结构的多层陶瓷封装，另一种是采用多层PCB基板作为芯片衬底材料的塑料封装。二者均采用了多层布线技术，都可以实现较高的封装密度。由于采用的是不同的封装介质材料及不同的工艺途径，二者有各自的特点，其应用领域也不尽相同。
陶瓷封装的最大优点是可靠性高，由于陶瓷具有高气密性、高机械强度、高的热导率、优良的耐腐蚀性等优点，广泛应用于航空、航天、军用、工业控制等领域。但陶瓷材料的高频特性并不理想，其介电常数较高，是普通PCB材料的两倍左右，因此在微波、毫米波等高频电路使用中受到很大限制。另外，陶瓷材料密度较大，而且陶瓷外壳制造工艺较复杂，加工周期、成本都远高于塑料封装，不容易实现小型化、轻量化及低成本化。
塑料封装的优点是成本低，工艺相对简单，容易实现大规模化生产。而且由于基于环氧树脂的PCB基板具有较低的介电常数，其高频性能要优于陶瓷外壳。其最大不足是普通PCB材料的渗水汽性能较差，无法做到气密封装，而且普通PCB材料的耐高温性能也远低于陶瓷材料。这些不足限制了塑料封装在高可靠集成电路封装中的应用。其主要应用领域是消费类电子。
发明内容
本发明的目的在于弥补高温共烧陶瓷外壳在高频性能方面的不足、以及普通塑料封装基板无法实现较高气密性的不足，通过提供一种基于LCP基板的封装外壳，满足微波、毫米波等高频器件的较高气密性封装要求。本发明采用的技术方案是：
一种基于LCP基板的封装外壳，包括一个多层LCP基板组成层层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层之间通过各中间粘结层结合；
LCP基板组成层包括位于层压结构最底层的底部焊盘层，位于层压结构中部的芯片装片层，位于层压结构顶层的密封层，密封层之下与密封层结合的键合层；
LCP基板组成层还包括设在底部焊盘层和芯片装片层之间的至少一层布线互联层，设在键合层与芯片装片层之间的至少一层布线互联层；
该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接；
在芯片装片层上具有一块芯片粘接区，在芯片装片层上方的各层与芯片粘接区对应位置设有开口；其中，键合层及键合层至芯片装片层之间的各层上的开口与用于封装的芯片尺寸相匹配，共同叠加形成容纳芯片的空腔；
键合层上的开口周围设有键合指；密封层及密封层与键合层间的第一中间粘结层上的开口围绕键合指设置，并且在密封层的开口周围设有一圈密封区。
进一步地，所述密封层上的密封区镀有镍金镀层。
进一步地，所述键合层上的键合指镀有镍金镀层。
进一步地，所述芯片装片层上的芯片粘接区镀有镍金镀层。
进一步地，LCP基板组成层采用LCP单层覆铜基板。
进一步地，中间粘结层采用LCP薄膜基板。
本发明还附带提出了一种基于LCP基板的封装外壳的制备方法，包括下述步骤：
步骤一，采用LCP单层覆铜基板分别制作所有的LCP基板组成层，包括：底部焊盘层、芯片装片层、密封层、键合层和各布线互联层；
步骤二，采用熔点比LCP单层覆铜基板低的LCP薄膜制作与LCP基板组成层尺寸相同的多个中间粘接层；
步骤三，对需要进行开口的LCP基板组成层和中间粘接层进行对位开口；按照层间所需的电气连接关系在各LCP基板组成层和中间粘接层上冲孔；
步骤四，在底部焊盘层上制作底部焊盘，在芯片装片层上制作芯片粘接区，芯片粘接区与步骤三中的各层开口位置相对应；在密封层的开口周围制作金属密封区，在键合层上的开口周围制作键合指；在各布线互联层上制作电源线、地线及互连线；
步骤五，最底下的相邻两个LCP基板组成层通过一层中间粘接层进行叠层、热压；然后通过激光钻孔工艺对热压后的两个LCP基板组成层和层间的中间粘接层的通孔再次进行穿透并扩孔；然后进行镀通孔；
步骤六，上方的另一层LCP基板组成层通过另一层中间粘接层与上述已完成镀通孔的两层LCP基板组成层进行叠层、热压及镀通孔；
步骤七，采用步骤六相同的方法完成所有LCP基板组成层的叠层、热压及镀通孔制作；
步骤八，进行电镀，在密封层上的密封区、键合层上的键合指、芯片装片层上的芯片粘接区以及底部焊盘层的底部焊盘上形成镍金镀层；
步骤九，分割获得单个基于LCP基板的封装外壳。
本发明的优点在于：
（1）、与高温共烧陶瓷外壳相比，本发明外壳具有更低的介电常数和介质损耗，正常工作频率可超过40GHz；
（2）、与高温共烧陶瓷外壳相比，本发明外壳由于采用了覆铜LCP基板，其布线密度更高，可实现更高密度的封装；
（3）、与普通基于PCB材料的封装基板相比，本发明外壳由于采用了空腔结构和具有几乎气密性的LCP材料，可实现近似气密封装，能提供对所封装芯片的更好保护；
（4）、本发明外壳在相同尺寸下重量更轻，容易实现高可靠高密度封装的轻量化。
附图说明
图1为本发明的俯视示意图。
图2为本发明的成品立体图。
图3为本发明的实施例各层结构分解图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图２、图3所示：
本发明提出了一种具有空腔结构的LCP基板封装外壳。LCP即液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer)，是一种具有杰出性能的聚合物。
如图1～图3所示，基于LCP基板的封装外壳包括一个多层LCP基板组成层10层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层10之间通过各中间粘结层20结合；其中，各LCP基板组成层10采用LCP单层覆铜基板制作。各中间粘结层20采用LCP薄膜基板制作。
LCP基板组成层10包括位于层压结构最底层的底部焊盘层101，位于层压结构中部的芯片装片层102，位于层压结构顶层的密封层103，密封层103之下与密封层103结合的键合层104；LCP基板组成层10还包括设在底部焊盘层101和芯片装片层102之间的至少一层布线互联层105，设在键合层104与芯片装片层102之间的至少一层布线互联层105。
该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接。
中间粘结层20的数量取决于LCP基板组成层10的数量，本例中包括自上而下的分别位于相邻两层LCP基板组成层10间的第一中间粘结层201、第二中间粘结层202、第三中间粘结层203、第四中间粘结层204、第五中间粘结层205、第六中间粘结层206、第七中间粘结层207。
在芯片装片层102上具有一块芯片粘接区1021，在芯片装片层102上方的各层与芯片粘接区1021对应位置设有开口；其中，键合层104及键合层104至芯片装片层102之间的各层上的开口与用于封装的芯片尺寸相匹配，共同叠加形成容纳芯片的空腔30。
布线互联层105可实现较为复杂的结构内布线，以及用作电源层和地线层。
键合层104上的开口周围设有键合指1041；密封层103及密封层103与键合层104间的第一中间粘结层201上的开口围绕键合指1041设置，并且在密封层103的开口周围设有一圈金属密封区1031。密封区1031与键合指1041可以不连接，或者通过少量过孔实现电气连接，比如必要的地线连接。可在密封区1031采用焊接温度低于280度的低温焊料实现气密封帽，或采用高性能密封胶进行粘盖封帽以实现近似气密封装。
该基于LCP基板的封装外壳可采用下述制备方法制作：
步骤一，采用LCP单层覆铜基板分别制作所有的LCP基板组成层10，包括：底部焊盘层101、芯片装片层102、密封层103、键合层104和各布线互联层105；
步骤二，采用熔点比LCP单层覆铜基板低的LCP薄膜制作与LCP基板组成层10尺寸相同的多个中间粘接层20；
步骤三，对需要进行开口的LCP基板组成层10和中间粘接层20（即芯片装片层102上方的各层）进行对位开口；为实现一次生产多个封装外壳，可在需要进行开口的各LCP基板组成层10和中间粘接层20按照阵列结构开多个开口；按照层间所需的电气连接关系在各LCP基板组成层10和中间粘接层20上冲孔；
步骤四，在底部焊盘层101上制作底部焊盘，在芯片装片层102上制作芯片粘接区1021，芯片粘接区1021与步骤三中的各层开口位置相对应；在密封层103的开口周围制作金属密封区1031，在键合层104上的开口周围制作键合指1041；在各布线互联层105上制作电源线、地线及互连线等金属线条；芯片粘接区1021是一块铜箔区域。此步骤中，可采用和PCB基板制作工艺类似的工艺。
步骤五，最底下的相邻两个LCP基板组成层10通过一层中间粘接层20进行叠层、热压；然后通过激光钻孔工艺对热压后的两个LCP基板组成层10和层间的中间粘接层20的通孔再次进行穿透并扩孔；然后采用PCB沉孔工艺进行镀通孔；
此步骤中，将底部焊盘层101和其上的一层布线互联层105通过第七中间粘结层207进行叠层、热压；然后通过激光钻孔工艺对热压后的底部焊盘层101和其上的一层布线互联层105、第七中间粘结层207的通孔再次进行穿透并扩孔；再次扩孔是因为热压时，原先在步骤三中冲的孔可能会被遮盖。
步骤六，上方的另一层LCP基板组成层10通过另一层中间粘接层20与上述已完成镀通孔的两层LCP基板组成层10进行叠层、热压及镀通孔；
步骤七，采用步骤六相同的方法完成所有LCP基板组成层10的叠层、热压及镀通孔制作；层间的过孔最终形成。
步骤八，进行电镀，在密封层103上的密封区1031、键合层104上的键合指1041、芯片装片层102上的芯片粘接区1021以及底部焊盘层101的底部焊盘上形成镍金镀层；
步骤九，将呈阵列排布的LCP基板封装外壳分割成单个外壳。
本发明具有与陶瓷外壳接近的密封性能。由于LCP材料具有比高温陶瓷材料更低的介电常数，采用LCP基板制作的空腔性封装外壳具有比高温共烧陶瓷外壳更优的高频特性，同时还具备重量轻、体积小、制作周期短的优点，在微波、毫米波等电子产品中有广泛的应用前景。
Claims (7)
1.一种基于LCP基板的封装外壳，其特征在于，包括一个多层LCP基板组成层(10)层压形成的层压结构；相邻的LCP基板组成层(10)之间通过各中间粘结层(20)结合；
LCP基板组成层(10)包括位于层压结构最底层的底部焊盘层(101)，位于层压结构中部的芯片装片层(102)，位于层压结构顶层的密封层(103)，密封层(103)之下与密封层(103)结合的键合层(104)；
LCP基板组成层(10)还包括设在底部焊盘层(101)和芯片装片层(102)之间的至少一层布线互联层(105)，设在键合层(104)与芯片装片层(102)之间的至少一层布线互联层(105)；
该层压结构的各层间通过过孔实现电气连接；
在芯片装片层(102上具有一块芯片粘接区(1021)，在芯片装片层(102)上方的各层与芯片粘接区(1021)对应位置设有开口；其中，键合层(104)及键合层(104)至芯片装片层(102)之间的各层上的开口与用于封装的芯片尺寸相匹配，共同叠加形成容纳芯片的空腔(30)；
键合层(104)上的开口周围设有键合指(1041)；密封层(103)及密封层(103)与键合层(104)间的第一中间粘结层(201)上的开口围绕键合指(1041)设置，并且在密封层(103)的开口周围设有一圈密封区(1031)。
2.如权利要求1所述的基于LCP基板的封装外壳，其特征在于：
所述密封层(103)上的密封区(1031)镀有镍金镀层。
3.如权利要求1所述的基于LCP基板的封装外壳，其特征在于：
所述键合层(104)上的键合指(1041)镀有镍金镀层。
4.如权利要求1所述的基于LCP基板的封装外壳，其特征在于：
所述芯片装片层(102)上的芯片粘接区(1021)镀有镍金镀层。
5.如权利要求1所述的基于LCP基板的封装外壳，其特征在于：
LCP基板组成层(10)采用LCP单层覆铜基板。
6.如权利要求1所述的基于LCP基板的封装外壳，其特征在于：
中间粘结层(20)采用LCP薄膜基板。
7.一种基于LCP基板的封装外壳的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一，采用LCP单层覆铜基板分别制作所有的LCP基板组成层(10)，包括：底部焊盘层(101)、芯片装片层(102)、密封层(103)、键合层(104)和各布线互联层(105)；
步骤二，采用熔点比LCP单层覆铜基板低的LCP薄膜制作与LCP基板组成层(10)尺寸相同的多个中间粘接层(20)；
步骤三，对需要进行开口的LCP基板组成层(10)和中间粘接层(20)进行对位开口；按照层间所需的电气连接关系在各LCP基板组成层(10)和中间粘接层(20)上冲孔；
步骤四，在底部焊盘层(101)上制作底部焊盘，在芯片装片层(102)上制作芯片粘接区(1021)，芯片粘接区(1021)与步骤三中的各层开口位置相对应；在密封层(103)的开口周围制作金属密封区(1031)，在键合层(104)上的开口周围制作键合指(1041)；在各布线互联层(105)上制作电源线、地线及互连线；
步骤五，最底下的相邻两个LCP基板组成层(10)通过一层中间粘接层(20)进行叠层、热压；然后通过激光钻孔工艺对热压后的两个LCP基板组成层(10)和层间的中间粘接层(20)的通孔再次进行穿透并扩孔；然后进行镀通孔；
步骤六，上方的另一层LCP基板组成层(10)通过另一层中间粘接层(20)与上述已完成镀通孔的两层LCP基板组成层(10)进行叠层、热压及镀通孔；
步骤七，采用步骤六相同的方法完成所有LCP基板组成层(10)的叠层、热压及镀通孔制作；
步骤八，进行电镀，在密封层(103)上的密封区(1031)、键合层(104)上的键合指(1041)、芯片装片层(102)上的芯片粘接区(1021)以及底部焊盘层(101)的底部焊盘上形成镍金镀层；
步骤九，分割获得单个基于LCP基板的封装外壳。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106486427A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-03-08 | 成都嘉纳海威科技有限责任公司 | 一种基于lcp基板的封装外壳及制备方法 |
| CN111029326A (zh) * | 2018-10-09 | 2020-04-17 | 西安邮电大学 | 基于lcp工艺的凸点互连结构 |
| CN112349688A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-09 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种六层布线lcp封装基板、制造方法及多芯片系统级封装结构 |
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| CN112433405A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-03-02 | 中国科学技术大学 | 一种液晶高分子基板及其加工方法 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106486427A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-03-08 | 成都嘉纳海威科技有限责任公司 | 一种基于lcp基板的封装外壳及制备方法 |
| CN111029326A (zh) * | 2018-10-09 | 2020-04-17 | 西安邮电大学 | 基于lcp工艺的凸点互连结构 |
| CN112349688A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-09 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种六层布线lcp封装基板、制造方法及多芯片系统级封装结构 |
| CN112349699A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-09 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种六层布线lcp封装基板、制造方法及多芯片系统级封装结构 |
| CN112349688B (zh) * | 2020-09-28 | 2022-04-19 | 中国电子科技集团公司第二十九研究所 | 一种六层布线lcp封装基板、制造方法及多芯片系统级封装结构 |
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