CN107146774A - 一种ic封装用载板及其封装工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种IC封装用载板及其封装工艺，工艺过程包括：（a）在合金铝基片上真空镀铜,（b）在铜上涂覆感光材料,（c）在感光材料上进行图形转移,（d）在所需图形的非覆盖感光材料区电镀底电极，（e）在底电极上继续电镀铜，（f）在电镀铜上电镀顶电极，（g）去除感光材料，（h）在电镀铜层修饰有机金属转化膜，（i）成型得到所需外形的载板，后固晶封装，再去除合金铝层及种子铜层完成封装。本发明可解决线宽设计，布线设计以及孤岛电极设计自由性差的缺点，可显著增加集成电路封装I/0数，另外，通过对电极铜表面进行黑氧化或棕氧化，增强了与封装树脂材料的结合力，提升了封装散热能力与封装电路可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种IC封装用载板及其封装工艺，本发明属于电子技术领域。
背景技术
集成电路产业是信息化社会的基础性和先导性产业，集成电路封装测试是整个产业链中的重要一环，表面贴装技术 (ＳＭＴ)是目前广泛采用的中高端封装技术，也是许多先进封装技术的基础。
方形扁平无引脚封装（Quad Flat No-lead Package，QFN）技术是一种重要的集成电路封装工艺，具有表面贴装式封装，焊盘尺寸小、体积小、占有PCB区域小、元件厚度薄、非常低的阻抗、自感，可满足高速或者微波的应用等优点。由于底部中央的大面积裸露焊盘被焊接到PCB的散热焊盘上，使得QFN具有极佳的电和热性能。但缺点在于QFN中部向四周连续布线，线宽受限于铜厚、且难以设计孤岛电极，增加I/0数会带来的生产成本和可靠性问题，限制了芯片和PCB板的设计自由度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种IC封装用载板及其封装工艺，所制得的IC封装用载板增加了集成电路封装I/0数，提高了封装散热能力与封装电路可靠性。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种IC封装用载板，包括有一合金铝基片，所述合金铝基片上依次设计有种子铜层、底电极、电镀铜层、顶电极。
作为一种优选方案，所述电镀铜层可设计有有机金属转化膜。
作为一种优选方案，所述合金铝基片优选2系铝片、3系铝片、5系铝片或其它硬度较好的铝片。
作为一种优选方案，所述种子铜层是通过真空磁控溅射铜形成或真空磁控溅射铜后再电镀加厚铜形成。
作为一种优选方案，所述底电极为标准电极电势高于铜的金属材料，优选金、银、镍、钯或其合金，或在上述金属材料上电镀镍。
作为一种优选方案，所述顶电极为标准电极电势高于铜且易于焊接的金属，优选金、银、钯或其合金。
作为一种优选方案，所述有机金属转化膜优选棕氧化膜和黑氧化膜。
一种IC封装用载板的封装工艺，其特征在于：工艺过程包括：（a）在合金铝基片上真空溅镀铜，得到有种子铜层覆铜基片；（b）在覆铜基片上涂覆感光材料；（c）在感光材料上进行图形转移，形成所需图形；（d）在所需图形的非覆盖感光材料区的电镀底电极；（e）在底电极上继续电镀铜，形成电镀铜层；（f）在电铜层上电镀顶电极；（g）去除感光材料；（h）在电镀铜层修饰有机金属转化膜；（i）成型得到所需外形的载板；（j）将芯片邦定在载板顶电极上并灌注封装树脂材料；（k）树脂固化成型后去除掉合金铝基片及种子铜层，露出底电极，完成封装。
作为一种优选方案，所述感光材料优选聚丙烯酸酯类的干膜、湿膜。
作为一种优选方案，所述在电镀铜层修饰有机金属转化膜，优选采用棕氧化
或黑氧化工艺在铜的表面反应来获取。
作为一种优选方案，所述封装树脂材料优选环氧树脂。
作为一种优选方案，所述树脂固化成型后去除合金铝基片及种子铜层，优选
氢氧化钠溶液和硫酸溶液。
本发明相比于目前的QFN封装工艺，保留了原有QFN的优势，同时解决线宽设计，布线设计以及孤岛电极设计自由性的缺点，可显著增加集成电路封装I/0数，另外，通过顶电极和底电极之间的电镀铜表面黑氧化或棕氧化，大大增强了与封装树脂材料的结合，提升封装散热能力与封装电路可靠性。
附图说明
图1本发明金属镀层结构示意图。
1-合金铝基片；2-种子铜层；3-底电极；4-电镀铜层；5-顶电极。
图2 本发明工艺流程图。
a-在合金铝基片上真空溅镀铜；b-在种子铜层上涂覆感光材料；c-形成所需图形；d-镀底电极；e-电镀铜层；f-镀顶电极；g-去除感光材料；h-在电镀铜层修饰有机金属转化膜；i-成型；j-贴芯片、邦线、封装树脂；k-去除掉合金铝基片及种子铜层。
具体实施方式
实施例1：在3系合金铝基片1 上真空溅镀铜，得到其铜厚大于5纳米的种子铜层；在种子铜层2 上贴覆聚丙烯酸酯干膜，通过曝光图形转移，形成所需线路图形；在未覆盖聚丙烯酸酯干膜的种子铜层2 上镀3μm厚的银作为底电极3 ，在银底电极3 上继续电镀40μm的电镀铜层4 ；在电镀铜层上4 再镀3μm银作为顶电极5 ，金属层侧面结构如图1所示。去除聚丙烯酸酯干膜，将全部材料浸入硫酸-过氧化氢棕氧化溶液中使得种子铜层2 表面生成有机金属转化膜，按设计要求成型得到所需载板的外形。在芯片邦定在载板顶电极5 上后灌注环氧封装树脂材料，最后，将合金铝基片1 及种子铜层2 以氢氧化钠溶液+硫酸溶液完全腐蚀掉露出银底电极3 完成封装。工艺流程如图2所示。
实施例2：在3系合金铝基片1 上真空溅镀铜，再通过硫酸铜镀铜得到其铜厚大于5微米的种子铜层2 ；在种子铜层2 上涂覆聚丙烯酸酯湿膜，通过曝光图形转移，形成所需线路图形；在未覆盖聚丙烯酸酯湿膜的种子铜层2 上镀0.1μm厚的金，金上丙电镀15um的镍，形成底电极3 ，在底电极3 上继续电镀40μm的电镀铜层4 ；在电镀铜层上4 再镀0.1μm金作为顶电极5 ，金属层侧面结构如图1所示。去除聚丙烯酸酯湿膜，将全部材料浸入硫酸-过氧化氢棕氧化溶液中使得种子铜层2 表面生成有机金属转化膜，按设计要求成型得到所需载板的外形。在芯片邦定在载板顶电极5 上后灌注环氧封装树脂材料，最后，将合金铝基片1及种子铜层2 以氢氧化钠溶液+硫酸溶液完全腐蚀掉露出银底电极3 完成封装。工艺流程如图2所示。
实施例3：
在6系合金铝基片1 上真空溅镀铜，得到其铜厚大于5纳米的种子铜层；在种子铜层2上贴覆聚丙烯酸酯干膜，通过曝光图形转移，形成所需线路图形；在未覆盖聚丙烯酸酯干膜的种子铜层2 上镀3μm厚的银作为底电极3 ，在银底电极3 上继续电镀40μm的电镀铜层4 ；在电镀铜层上4 再镀3μm银作为顶电极5 ，金属层侧面结构如图1所示。去除聚丙烯酸酯干膜，将全部材料浸入硫酸-过氧化氢棕氧化溶液中使得种子铜层2 表面生成有机金属转化膜，按设计要求成型得到所需载板的外形。在芯片邦定在载板顶电极5 上后灌注环氧封装树脂材料，最后，将合金铝基片1 及种子铜层2 以氢氧化钠溶液+硫酸溶液完全腐蚀掉露出银底电极3 完成封装。工艺流程如图2所示。
Claims (12)
1.一种IC封装用载板，其特征在于：包括有一合金铝基片，所述合金铝基片上依次设置有种子铜层、底电极、电镀铜层、顶电极。
2.所述电镀铜层可设置有有机金属转化膜。
3.根据权利要求1所述一种IC封装用载板，其特征在于：所述合金铝基片优选2系铝片、3系铝片、5系铝片或其它硬度较好的铝片。
4.根据权利要求1所述一种IC封装用载板，其特征在于：所述种子铜层是通过真空磁控溅射铜形成或真空磁控溅射铜后再电镀加厚铜形成。
5.根据权利要求1所述一种IC封装用载板，其特征在于：所述底电极为标准电极电势高于铜的金属材料，优选金、银、镍、钯或其合金，或在上述金属材料上再电镀镍。
6.根据权利要求1所述一种IC封装用载板，其特征在于：顶电极为标准电极电势高于铜且易于焊接的金属，优选金、银、钯或其合金。
7.根据权利要求2所述一种IC封装用载板，其特征在于：所述有机金属转化膜优选棕氧化膜和黑氧化膜。
8.一种IC封装用载板的封装工艺，其特征在于：工艺过程包括：（a）在合金铝基片上真空溅镀铜，得到有种子铜层覆铜基片；（b）在覆铜基片上涂覆感光材料；（c）在感光材料上进行图形转移，形成所需图形；（d）在所需图形的非覆盖感光材料区的电镀底电极；（e）在底电极上继续电镀铜，形成电镀铜层；（f）在电铜层上电镀顶电极；（g）去除感光材料；（h）在电镀铜层修饰有机金属转化膜；（i）成型得到所需外形的载板；（j）将芯片邦定在载板顶电极上并灌注封装树脂材料；（k）树脂固化成型后去除掉合金铝基片及种子铜层，露出底电极，完成封装。
9.根据权利要求8所述一种IC封装用载板的封装工艺，其特征在于：所述感光材料优选聚丙烯酸酯类的干膜、湿膜。
10.根据权利要求8所述一种IC封装载板的封装工艺，其特征在于：所述在电镀铜层修饰有机金属转化膜，优选采用棕氧化或黑氧化工艺在铜的表面反应来获取。
11.根据权利要求8所述一种IC封装用载板的封装工艺，其特征在于：所述封装树脂材料优选环氧树脂。
12.根据权利要求8所述一种IC封装用载板的封装工艺，其特征在于：所述树脂固化成型后去除合金铝基片及种子铜层，优选氢氧化钠溶液和硫酸溶液。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170908 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |