CN109346432A - 一种超薄pcb基板的封装方法及其结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超薄PCB基板的封装方法及其结构,其结构包括超薄基板、黏着层、可分离铜箔、载体。超薄基板可为任何材质的已完成常规电路板流程制作的待封装基板。黏着层为产业界熟知的可作为超薄基板与可分离铜箔的黏合剂。黏着层具有可用IPA清洗剂清洗掉而无残留的特性,不对超薄基板产生任何损伤及污染。可分离铜箔为业界已熟知的铜箔,具有易于剥离,无其他品质隐患的特性。载体为常规半固化片经高温高压压合而形成,起到增强载体硬度、厚度、易操作的作用。本创作涉及超薄基板封装的全流程,在基板封装前键合完成,在基板封装后将键合层去除。
Description
技术领域
本发明涉及一种PCB基板的封装方法及其结构,特别是指一种在生产超薄PCB线路板时采用临时键合的方法进行生产的方法及其结构。
背景技术
自从封装工艺问世以来,由于其高可靠性、便捷性、易操作性等,其所应用范围已经越来越广泛,且随着对芯片散热的要求越来越高,封装则越薄越好。具体而言,封装基板逐步朝向超薄及小型密集化的方向发展,对于基板封装工艺而言,如何提高超薄基板的封装能力成为了相当重要的议题。
为了提高封装基板的散热能力,如图1所示,通常通过降低封装基板的厚度来提高封装后的基板散热能力,即降低封装基板11的厚度,在此基础上,封装晶圆12的热烈能够较快捷的通过封装基板传导出去,进而起到良好的散热作用。然而,在此结构中,由于封装基板11的厚度降低,其对应的硬度、承载力均明显下降,由此带来的封装难度不断增大,对于超薄封装基板再采用传统封装工艺加工时则无法进行加工,同时良品率直线下降,以至无法量产。
另外,由于超薄基板的硬度、承载力不足,在封装前的晶圆与超薄基板bonding焊接的过程中,焊接良率过低,bonding拉力不足问题都限制了超薄基板采用传统封装工艺量产化的进程。因此,在封装工艺中,超薄基板的封装工艺迟迟未进行量产化作业生产,而此是为传统技术的主要缺点。
发明内容
本发明提供一种超薄PCB基板的封装方法及其结构,其包括超薄基板、黏着层、可分离铜箔及载体。超薄基板为已完成所有电路板所需工艺的待封装超薄电路板,此电路板具有所有封装工艺所需的顶面、相对于顶面的底表面、所需电路图形、所需绝缘防焊层油墨及用于各层电路之间导通的过孔或盲埋孔。黏着层为产业界熟知的可作为超薄基板与可分离铜箔的黏合剂,具有易于涂覆、涂覆均匀性良好、易于退洗的特性。可分离铜箔为业界已熟知的铜箔,具有易于剥离,无其他品质隐患的特性,较易于采购,品质稳定。载体为传统多层电路板压合常规半固化片经高温高压压合而形成,起到增强载体硬度、厚度、易操作的作用。
本发明所采用的技术方案为:一种超薄PCB基板的封装方法,包括如下步骤。
第一步、制作可分离铜箔层,该可分离铜箔层包括铜箔层、剥离层以及载体铜层,其中,该载体铜层设置在该剥离层底面上,该铜箔层设置在该剥离层顶面上,在该可分离铜箔层中,该载体铜层与该剥离层紧密结合,在剥离时,该剥离层会优先黏附在该载体铜层上,而该铜箔层则会首先从该剥离层顶面上分离开来,该铜箔层厚度小于该载体铜层。
第二步、将半固化片与该可分离铜箔层压合在一起,两者形成一可分离载体。
第三步、在该铜箔层顶面上涂覆黏着层。
第四步、在该黏着层顶面贴合超薄封装基板,采用真空压机将该超薄封装基板贴合在该黏着层顶面。
第五步、在该超薄封装基板上封装晶圆芯片以及绝缘材料层。
第六步、剥离该剥离层,将该剥离层、该载体铜层以及该半固化片整体剥离下来,同时将该铜箔层裸露在外,为下一工步制作做准备。
第七步、去除该铜箔层,本步骤利用碱性蚀刻药水蚀刻掉对应的该铜箔层。
第八步、清洗去除该黏着层,得到成品。
一种超薄PCB基板的封装结构,其包括超薄封装基板、晶圆芯片以及绝缘材料层,其中,该晶圆芯片设置在该超薄封装基板顶面上,该绝缘材料层盖设在该超薄封装基板上方,该晶圆芯片嵌设在该绝缘材料层中。
该超薄封装基板底面上设置有黏着层,该黏着层下方连接有可分离铜箔层,该可分离铜箔层包括铜箔层、剥离层以及载体铜层,其中,该载体铜层设置在该剥离层底面上,该铜箔层设置在该剥离层顶面上,半固化片连接在该可分离铜箔层的该载体铜层底面上。
本发明的有益效果为:通过本发明的临时键合方法,键合后超薄封装基板能够达到常规封装基板封装前所需厚度、硬度、平整性的要求。在焊接时,由于超薄基板硬度、厚度、平整性的增加,焊接稳定性、焊接良率均得以改善和提高,避免了虚焊和焊接不良现象的发生,提高了良品率。同时,得益于超薄基板硬度、厚度、平整性的增加,再采用常规的工艺参数和条件进行封装时,能够顺利完成封装,解决了超薄基板封装难以实现的难题。
由此可见,原本超薄基板无法进行常规的封装的难题,通过本发明技术增加一个临时的键合方法之后,顺利的实现了超薄基板的封装操作。此操作相对较容易实现,控制难点较少,所需工艺材料均有成熟物料,易于取得,适合量产工艺的推广。
附图说明
图1为现有技术的工作示意图。
图2为本发明设置可分离铜箔层、半固化片的示意图。
图3为本发明剥离可分离铜箔层、半固化片的示意图。
图4为本发明基板封装结构的示意图。
具体实施方式
如图1至3所示,一种超薄PCB基板的封装方法,其包括如下步骤。
第一步、制作可分离铜箔层100。
该可分离铜箔层100包括铜箔层1、剥离层2以及载体铜层3,其中,该载体铜层3设置在该剥离层2底面上,该铜箔层1设置在该剥离层2顶面上。
在该可分离铜箔层100中,该载体铜层3与该剥离层2紧密结合,在剥离时,该剥离层2会优先黏附在该载体铜层3上,而该铜箔层1则会首先从该剥离层2顶面上分离开来,此种方式操作简便,无剥离层残留,同时,由于该铜箔层1厚度小于该载体铜层3,所以该铜箔层1易于被蚀刻药水所咬蚀掉,操作可行性高。
在具体实施的时候,该铜箔层1的厚度控制在3-5um,该载体铜层3的厚度控制在17-19um,该载体铜层3的厚度优选18um。
该剥离层2由黏合剂、黏合胶等材料制成。
第二步、将半固化片6与该可分离铜箔层100压合在一起,两者形成一可分离载体。
在具体实施的时候,该半固化片6由BT材质的树脂材料制成,但是实际操作中不仅限于此材料,类似的高TG材质、FR4等材质的半固化片均可以用于制成该半固化片6。
如下表为将该半固化片6与该可分离铜箔层100压合在一起的较佳压合参数。
第二步的目的在于将该可分离铜箔层100与该半固化片6经高温高压压合后形成一个整体,使其具有硬度高、易剥离、平整性好的特性,共同作为超薄基板的封装的临时键合载体,以增强超薄基板的承压能力与可操作性。
第三步、在该铜箔层1顶面上涂覆黏着层4。
该黏着层4的厚度为10±2um。
在具体实施的时候,该黏着层4采用77T网版进行整面丝网印刷,网版张力≥24N/cm²,刮胶硬度≥80°,第三步的操作环境洁净度需达到万级无尘室的洁净度标准及以上,车间温度控制在22±2℃,车间湿度控制在50±5RH%,以确保黏着层表面的清洁及其黏度能够满足后续操作要求。
第四步、在该黏着层4顶面贴合超薄封装基板5。
采用真空压机将该超薄封装基板5贴合在该黏着层4顶面,并确保贴合紧密、牢固、平整,确保后续的基板封装能够正常作业。
在具体进行贴合的时候,可以先在该黏着层4顶面以及该超薄封装基板5底面上设置隔离缓冲层,之后进行贴合以防止基板受到擦花等异常损伤,同时确保基板各处受力均匀一致。
该隔离缓冲层可以由PET膜或者哑光离型膜制成。
在贴合时,首先进行压合,压合参数为:抽真空时间10S,真空度≤-95kpa,压力100kg/cm²,温度140℃,压合时间4S。
压合后,将贴合有该黏着层4的该超薄封装基板5进行烘烤,温度控制在150℃,持续时间30分钟,使该黏着层4彻底烘干、固化。
上述第三步、第四步为增强超薄基板封装前提升硬度的关键键合步骤。
第五步、在该超薄封装基板5上封装晶圆芯片8以及绝缘材料层7。
本步骤与常规厚基板封装方法及参数一致,无需刻意控制某项参数。
第六步、剥离该剥离层2,将该剥离层2、该载体铜层3以及该半固化片6整体剥离下来,同时将该铜箔层1裸露在外,为下一工步制作做准备。
本步骤的实施有赖于该剥离层2优良的剥离性,实践中能够较易实现。
第七步、去除该铜箔层1。
本步骤所用原理为利用碱性蚀刻药水只与裸露在外的铜层起反应,与其他镍、金、树脂材料均不发生反应的原理进行蚀刻掉对应的该铜箔层1。
碱性蚀刻药水与铜箔层反应原理如下。
CuCl2+4NH3 →Cu(NH3)4Cl2
Cu(NH3)4Cl2+Cu →2Cu(NH3)2Cl
2Cu(NH3)2Cl+2NH4Cl+2NH3+0.5O2 →2Cu(NH3)4Cl2+H2O
本步骤在碱性蚀刻机内完成,采用水平传送式以及喷淋摇摆,确保碱性蚀刻药水与该铜箔层1的反应均匀、快速,在蚀刻完成的后段,采用5%浓度的氨水对封装后的基板进行清洗,可以去除基板表面残留的铜离子及药液。
碱性蚀刻药水与该铜箔层1蚀刻加工参数为:加工温度:50±2℃,喷洒压力:1.5kg/cm²,PH值:8.2-8.8,Cu2+浓度:120-160g/L,Cl-浓度:170-190g/L,比重:21-25Be°。
第八步、清洗去除该黏着层4,得到成品。
通过IPA清洗掉该黏着层4,通过本步骤,将超薄基板表面覆盖的该黏着层4清洗掉,使超薄基板得以还原,至此,超薄基板封装的全部工步已完成。
本步骤利用IPA清洗剂与黏着层材质相类似的相似相溶原理,使超薄基板表面的黏着层物质完全溶解到IPA清洗剂中。清洗完成后,采用常规纯水清洗残留药液后烘干即可。
如上所述,根据本发明的超薄基板封装的临时键合方法通过以上流程得以顺利实施,能够很好的解决了超薄基板封装时打线不良和封装不良的异常,使原本无法实现的超薄基板封装难题得以实现。
本发明包括超薄基板、黏着层、可分离铜箔、载体。超薄基板可为任何材质的已完成常规电路板流程制作的待封装基板。黏着层为产业界熟知的可作为超薄基板与可分离铜箔的黏合剂。黏着层具有可用IPA清洗剂清洗掉而无残留的特性,不对超薄基板产生任何损伤及污染。可分离铜箔为业界已熟知的铜箔,具有易于剥离,无其他品质隐患的特性。载体为常规半固化片经高温高压压合而形成,起到增强载体硬度、厚度、易操作的作用。本创作涉及超薄基板封装的全流程,在基板封装前键合完成,在基板封装后将键合层去除。
如图4所示,一种超薄PCB基板的封装结构,其包括超薄封装基板5、晶圆芯片8以及绝缘材料层7,其中,该晶圆芯片8设置在该超薄封装基板5顶面上,该绝缘材料层7盖设在该超薄封装基板5上方,该晶圆芯片8嵌设在该绝缘材料层7中。
该超薄封装基板5底面上设置有黏着层4,该黏着层4下方连接有可分离铜箔层100。
该可分离铜箔层100包括铜箔层1、剥离层2以及载体铜层3,其中,该载体铜层3设置在该剥离层2底面上,该铜箔层1设置在该剥离层2顶面上,半固化片6连接在该可分离铜箔层100的该载体铜层3底面上。
Claims (7)
1.一种超薄PCB基板的封装方法,其特征在于:包括如下步骤,
第一步、制作可分离铜箔层,
该可分离铜箔层包括铜箔层、剥离层以及载体铜层,其中,该载体铜层设置在该剥离层底面上,该铜箔层设置在该剥离层顶面上,在该可分离铜箔层中,该载体铜层与该剥离层紧密结合,在剥离时,该剥离层会优先黏附在该载体铜层上,而该铜箔层则会首先从该剥离层顶面上分离开来,该铜箔层厚度小于该载体铜层,
第二步、将半固化片与该可分离铜箔层压合在一起,两者形成一可分离载体,
第三步、在该铜箔层顶面上涂覆黏着层,
第四步、在该黏着层顶面贴合超薄封装基板,采用真空压机将该超薄封装基板贴合在该黏着层顶面,
第五步、在该超薄封装基板上封装晶圆芯片以及绝缘材料层,
第六步、剥离该剥离层,将该剥离层、该载体铜层以及该半固化片整体剥离下来,同时将该铜箔层裸露在外,为下一工步制作做准备,
第七步、去除该铜箔层,本步骤利用碱性蚀刻药水蚀刻掉对应的该铜箔层,
第八步、清洗去除该黏着层,得到成品。
2.如权利要求1所述的一种超薄PCB基板的封装方法,其特征在于:该铜箔层的厚度控制在3-5um,该载体铜层的厚度控制在17-19um。
3.如权利要求1所述的一种超薄PCB基板的封装方法,其特征在于:该半固化片由BT材质的树脂材料制成。
4.如权利要求1所述的一种超薄PCB基板的封装方法,其特征在于:该黏着层的厚度为10±2um。
5.如权利要求1所述的一种超薄PCB基板的封装方法,其特征在于:在该黏着层顶面以及该超薄封装基板底面上设置隔离缓冲层。
6.如权利要求5所述的一种超薄PCB基板的封装方法,其特征在于:该隔离缓冲层由PET膜或者哑光离型膜制成。
7.一种超薄PCB基板的封装结构,其特征在于:包括超薄封装基板、晶圆芯片以及绝缘材料层,其中,该晶圆芯片设置在该超薄封装基板顶面上,该绝缘材料层盖设在该超薄封装基板上方,该晶圆芯片嵌设在该绝缘材料层中,
该超薄封装基板底面上设置有黏着层,该黏着层下方连接有可分离铜箔层,该可分离铜箔层包括铜箔层、剥离层以及载体铜层,其中,该载体铜层设置在该剥离层底面上,该铜箔层设置在该剥离层顶面上,半固化片连接在该可分离铜箔层的该载体铜层底面上。
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CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 2 / F, No.26, niumianling new village, sifangpu community, Pingdi street, Longgang District, Shenzhen, Guangdong 518000 Applicant after: Shenzhen Hemei Jingyi Semiconductor Technology Co.,Ltd. Address before: 2 / F, No.26, niumianling new village, sifangpu community, Pingdi street, Longgang District, Shenzhen, Guangdong 518000 Applicant before: SHENZHEN HEMEI JINGYI TECHNOLOGY Co.,Ltd. |