CN111755424A - 一种在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺 - Google Patents

一种在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其包括以下步骤：S1、获取SIP封装体；S2、在SIP封装体上形成半切割道沟槽；S3、通过低温磁控离子溅射，在SIP封装体外表面及半切割道沟槽镀膜以形成金属覆层，以形成共形屏蔽、区域屏蔽；S4、以激光除去SIP封装体外表面待除去的金属覆层，以裸露出未屏蔽区，形成局部屏蔽采用激光和低温磁控离子溅射工艺，可以同时形成共形屏蔽、区域屏蔽以及局部屏蔽；可以提高工艺流程的简洁化程度。另外，能够解决金属屏蔽层内的子系统共振问题，局部屏蔽则是进一步划分屏蔽区及非屏蔽区，如此可以提高SIP封装技术的应用空间。

Description

一种在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺
技术领域
本发明属于电磁屏蔽技术领域，特别涉及一种实现选择性电磁屏蔽的工艺。
背景技术
移动设备是向着轻薄短小的趋势发展的，特别在手机及智能穿戴产品的应用上，尤其是随着5G、物联网的普及，会将这一发展方向推向极致。
系统级封装(SIP)，是将多种功能的芯片或者无源器件在三维空间内组装到一起，如处理器、存储器、传感器等功能芯片混合搭载于同一封装体之内，实现一定功能的单个标准封装件，形成一个系统或者子系统的封装技术。
因封装体内有诸多如PA，WiFi/BT、Memory等，为了防止封装模组受到外部干扰或者模组内芯片之间的相互干扰，电磁屏蔽(EMI)设计是必要的。传统的电磁屏蔽是采用金属屏蔽罩，但屏蔽罩在横向上要占用宝贵的PCB面积，纵向上也要占用设备内部的立体空间，是设备小型化的一大障碍。另外，对于复杂的系统级封装，封装内部各子系统之间除了会相互干扰，且整个屏蔽结构的电磁谐振频率较低，加上数字系统本身的噪声带宽很宽，容易在SiP内部形成共振，导致系统无法正常工作。
目前用于系统级封装的电磁屏蔽设计中，通常包括有共形屏蔽(conformalshielding)和区域屏蔽(compartment shielding)两种技术。
共形屏蔽通常是将屏蔽层和封装完全融合在一起，模组自身就带有屏蔽功能，芯片贴装在PCB上后，不再需要外加屏蔽罩，不占用额外的设备空间。
区域屏蔽技术普遍采用激光先打穿封装塑封体，露出封装基板上的接地铜箔，再灌入导电银浆形成屏蔽墙，并与封装表面的屏蔽层一起将各子系统完全隔离开，能够解决SiP内部形成共振问题，可以形成对封装内部各子系统模块间实现隔离区域，达到区域屏蔽的效果；另外，区域屏蔽将屏蔽腔划分成小腔体，减小了屏蔽腔的尺寸，其谐振频率远高于系统噪声频率，避免了电磁共振，从而使得系统更稳定。这两种传统的电磁屏蔽方式由于结构不同、位置也不同，常常需要单独作业。
专利申请CN201911136734.1公开了一种用于线路板的新的电磁屏蔽的实现方法，包括以下步骤：Sp1：将产品按照正常的生产工艺加工电磁屏蔽膜之前对其进行处理；Sp2：对Sp1中的产品表面需要做电磁屏蔽的区域进行溅射，通过溅射工艺形成具有电磁屏蔽作用的电磁屏蔽金属层；该发明中方法得到的电磁屏蔽膜实际为两层结构，同样能实现电磁屏蔽的功能，相对于传统贴合方法形成三层结构的电磁屏蔽膜生产工艺，简化了原有的生产工艺步骤，大大降低了人工和材料的成本，有利于提高生产作业效率，并且不会出现人工作业造成的不良影响，也不会因为线路的段差而造成屏蔽膜破损。但是依然不能同时形成共形屏蔽、区域屏蔽以及局部屏蔽。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺，采用激光和低温磁控离子溅射工艺，可以同时形成共形屏蔽、区域屏蔽以及局部屏蔽；可以提高工艺流程的简洁化程度。另外，能够解决金属屏蔽层内的子系统共振问题，局部屏蔽则是进一步划分屏蔽区及非屏蔽区，如此可以提高SIP封装技术的应用空间。
本发明的另一个目的在于提供一种在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺，该工艺简化了设备及工艺流程，可以连续、大批量的制作，提高了制造的效率，降低了生产的成本。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其包括以下步骤：
S1、获取SIP封装体；
S2、在SIP封装体上形成半切割道沟槽；
S3、通过低温磁控离子溅射，在SIP封装体外表面及半切割道沟槽镀膜以形成金属覆层，以形成共形屏蔽、区域屏蔽；
S4、以激光除去SIP封装体外表面待除去的金属覆层，以裸露出未屏蔽区，形成局部屏蔽。
在本发明中，采用激光和低温磁控离子溅射工艺，不仅可以减少使用导电银浆的工艺成本及改善其操作缺点，并同时形成共形屏蔽、区域屏蔽以及局部屏蔽；而且共形屏蔽、区域屏蔽可以使用相同的屏蔽金属材料，并在相同的工序完成，可以提高工艺流程的简洁化程度。另外，在本发明中，结合区域屏蔽技术的应用，在SIP封装体上实现局部屏蔽，其他区域以金属覆层形成金属屏蔽层，可以使其它未有金属屏蔽层的区域不受金属覆层屏蔽属性的影响，能够解决金属屏蔽层内的子系统共振问题，局部屏蔽则是进一步划分屏蔽区及非屏蔽区，如此可以提高SIP封装技术的应用空间。
其中，步骤S1具体包括：通过激光切割基板，获取单一完整的SIP封装体。
其中，步骤S2具体包括：在SIP封装体上，以激光切割SIP封装体中的EMC塑封体直达封装基板上的接地铜箔，形成半切割道沟槽。
其中，在步骤S3中，位于SIP封装体外表面和半切割道沟槽位置的金属覆层构成共形屏蔽；位于半切割道沟槽位置的金属覆层构成区域屏蔽。
在本发明中，共形屏蔽、区域屏蔽在相同的工序完成，还能使用相同的设备工序完成后续的局部屏蔽，简化了设备及工艺流程，可以连续、大批量的制作，提高了制造的效率，降低了生产的成本。
本发明的优势在于：
相比于现有技术，本发明的在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺，采用激光和低温磁控离子溅射工艺，可以同时形成共形屏蔽、区域屏蔽以及局部屏蔽；且共形屏蔽、区域屏蔽可使用相同的屏蔽金属材料，并在相同的工序完成，还能使用相同的设备工序完成后续的局部屏蔽，可以提高工艺流程的简洁化程度。另外，能够解决金属屏蔽层内的子系统共振问题，局部屏蔽则是进一步划分屏蔽区及非屏蔽区，如此可以提高SIP封装技术的应用空间。
该选择性屏蔽工艺简化了设备及工艺流程，可以连续、大批量的制作，提高了制造的效率，降低了生产的成本；其具有以下优点：
1)减少SIP封装中的杂散和EMI辐射；
2)减少系统中相邻器件间的干扰；
3)可使器件封装横向和纵向尺寸增加几乎为零；
4)节省系统特殊屏蔽部件的加工和组装成本；
5)节省PCB面积和设备内部空间；
6)低温磁控离子溅镀制程的膜质致密性高，性能佳；
7)减少使用导电银浆工艺制作的设备及材料成本；
8)减少在芯片局部镀膜定位治具的设计制作及组装难度；
9)可以快速反应局部电镀的开发周期及设计变更；
10)结合激光及低温离子溅射镀膜技术，可以实现各种不同EMI工艺要求。
附图说明
图1是本发明所实施的工艺中获得的产品效果展示结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1，本发明所实施的在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其包括以下步骤：
S1、获取SIP封装体：通过激光切割基板，获取单一完整的SIP封装体；
S2、在SIP封装体上形成半切割道沟槽：在SIP封装体上，以激光切割SIP封装体中的EMC塑封体直达封装基板上的接地铜箔，形成半切割道沟槽；
S3、通过低温磁控离子溅射，在SIP封装体外表面及半切割道沟槽镀膜以形成金属覆层，以形成共形屏蔽、区域屏蔽；其中，位于SIP封装体外表面和半切割道沟槽位置的金属覆层构成共形屏蔽；位于半切割道沟槽位置的金属覆层构成区域屏蔽；
S4、以激光除去SIP封装体外表面待除去的金属覆层，以裸露出未屏蔽区，形成局部屏蔽。
如图1，在SIP封装体1上形成了半切割道沟槽2，半切割道沟槽2可呈T字形，在进行低温磁控离子溅射镀上金属覆层后，A、B、C、D、E五个区分别形成了区域屏蔽，此时，A、B、C、D、E五个区合起来形成了共形屏蔽。再以激光除去SIP封装体外表面待除去的金属覆层，如除去SIP封装体外表面四个角落3处的金属覆层，四个角落3就是未屏蔽区，此时整个SIP封装体可形成局部屏蔽，只在A、B、C、D、E五个区上进行屏蔽。
在本发明中，采用激光和低温磁控离子溅射工艺，不仅可以减少使用导电银浆的工艺成本及改善其操作缺点，并同时形成共形屏蔽、区域屏蔽以及局部屏蔽；而且共形屏蔽、区域屏蔽可以使用相同的屏蔽金属材料，并在相同的工序完成，可以提高工艺流程的简洁化程度。另外，在本发明中，结合区域屏蔽技术的应用，在SIP封装体上实现局部屏蔽，其他区域以金属覆层形成金属屏蔽层，可以使其它未有金属屏蔽层的区域不受金属覆层屏蔽属性的影响，能够解决金属屏蔽层内的子系统共振问题，局部屏蔽则是进一步划分屏蔽区及非屏蔽区，如此可以提高SIP封装技术的应用空间。
本发明的优势在于：
相比于现有技术，本发明所实施的在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺，采用激光和低温磁控离子溅射工艺，可以同时形成共形屏蔽、区域屏蔽以及局部屏蔽；且共形屏蔽、区域屏蔽可使用相同的屏蔽金属材料，并在相同的工序完成，还能使用相同的设备工序完成后续的局部屏蔽，可以提高工艺流程的简洁化程度。另外，能够解决金属屏蔽层内的子系统共振问题，局部屏蔽则是进一步划分屏蔽区及非屏蔽区，如此可以提高SIP封装技术的应用空间。
该选择性屏蔽工艺简化了设备及工艺流程，可以连续、大批量的制作，提高了制造的效率，降低了生产的成本；其具有以下优点：
1)减少SIP封装中的杂散和EMI辐射；
2)减少系统中相邻器件间的干扰；
3)可使器件封装横向和纵向尺寸增加几乎为零；
4)节省系统特殊屏蔽部件的加工和组装成本；
5)节省PCB面积和设备内部空间；
6)低温磁控离子溅镀制程的膜质致密性高，性能佳；
7)减少使用导电银浆工艺制作的设备及材料成本；
8)减少在芯片局部镀膜定位治具的设计制作及组装难度；
9)可以快速反应局部电镀的开发周期及设计变更；
10)结合激光及低温离子溅射镀膜技术，可以实现各种不同EMI工艺要求
以上列举了本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取SIP封装体；
S2、在SIP封装体上形成半切割道沟槽；
S3、通过低温磁控离子溅射，在SIP封装体外表面及半切割道沟槽镀膜以形成金属覆层，以形成共形屏蔽、区域屏蔽；
S4、以激光除去SIP封装体外表面待除去的金属覆层，以裸露出未屏蔽区，形成局部屏蔽。
2.如权利要求1所述的在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其特征在于，所述步骤S1具体包括：通过激光切割基板，获取单一完整的SIP封装体。
3.如权利要求1所述的在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其特征在于，所述步骤S2具体包括：在SIP封装体上，以激光切割SIP封装体中的EMC塑封体直达封装基板上的接地铜箔，形成半切割道沟槽。
4.如权利要求1所述的在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其特征在于，在所述步骤S3中，位于SIP封装体外表面和半切割道沟槽位置的金属覆层构成共形屏蔽。
5.如权利要求1所述的在系统级封装实现选择性电磁屏蔽的工艺,其特征在于，在所述步骤S3中，位于半切割道沟槽位置的金属覆层构成区域屏蔽。
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