CN112349697B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种六层布线LCP封装基板、制造方法及多芯片系统级封装结构，所述LCP封装基板包括：从表面至底面分布的6层图形化金属线路层，第一层图形化金属线路层的最外围至少一条边上，分布有所述LCP封装基板对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形；位于相邻图形化金属线路层之间的5层绝缘介质层；位于第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层之间的绝缘介质层中，且开口朝向所述第一层图形化金属线路层的多个盲槽；位于图形化金属线路层与绝缘介质层之间的多个盲孔。本发明实现了一种能够满足多芯片、高气密要求、高电磁屏蔽、高可靠互联的系统级封装要求的气密封装结构的LCP封装基板。

Description

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
技术领域
本发明涉及集成电路、芯片封装技术领域，尤其是一种六层布线LCP封装基板、制造方法及多芯片系统级封装结构，用于面向射频、微波、毫米波等高频应用的高可靠系统级封装。
背景技术
随着半导体及集成电路技术进步，系统集成要求进一步提升，当前的电子电路设计和制造，都朝着尺寸更小、集成密度更高方向发展，相当大的工作都在多芯片封装领域进行。在先进的封装形式中，通过SIP技术，将多个射频(RF)芯片、数字集成电路(IC)芯片、微小型片式元器件等，组装在封装基板上，然后集成于一个封装体中。这种多芯片的封装形式，缩短了芯片之间的引脚距离，大大提高了封装密度，一定程度可以满足系统级封装的需求。
根据封装基板材料的不同，封装方式通常又可分为两种：一种是采用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。
陶瓷封装基板具有高集成密度、高可靠性、高气密性、高热导率、优良的耐腐蚀性等优点。但受制于陶瓷材料与PCB电路板材料的热失配，无法进行大尺寸的封装，同时陶瓷封装存在制造成本极高的问题。
塑料封装基板具有成本低，工艺相对简单，互联密度较高的特点，且可通过BGA等形式，实现与PCB母板的二次高密度互联。其最大不足是普通PCB材料吸湿率高、阻挡水汽性能较差，无法做到气密封装；同时受限一般树脂材料的介电特性(介电常数、介质损耗)，无法应用于射频/微波传输。这些不足限制了塑料封装在高可靠、高性能芯片封装中的应用，目前其主要应用领域是消费类电子。
液晶聚合物(LCP)材料，由于具有优异的介电传输特性，极低的吸湿率、透水性和氧透过率，与铜匹配的平面热膨胀系数，高的耐热性和耐化学腐蚀性等突出优点，契合了射频/微波芯片对封装基板材料的严苛要求，是高可靠、高性能芯片封装应用领域潜力巨大、应用前景广阔的新一代基板材料。
中国专利CN106486427A、CN206259334U，公开了一种基于LCP基板的封装外壳及制备方法，以LCP基板作为芯片安装的衬底层，辅以芯片组装、金属围框、盖板焊接等技术，提供一个芯片气密封装的解决方案。该封装形式中，没有给出作为封装基板的具体结构和制造方法；其封装形式缺少对外互联接口，无法实现封装体的二次级联；LCP基板不具备电路分区特征，无法为多芯片复杂系统提供的良好电磁屏蔽基础，电路串扰问题难以规避。
中国专利CN102593077A，公开了一种液晶聚合物的封装结构，采用高熔点LCP复合盖板和低熔点LCP管壳热熔组合在一起，形成一种用于芯片气密封装的结构。该封装结构过于简单，没有涉及基板的具体结构特征和实现方法。
中国专利CN104282632B，公开了一种基于LCP基板的封装外壳及制备方法，利用LCP多层基板为载板，进行芯片的气密封装。其将LCP封装基板结构，按照表面密封层、芯片安装层、焊接层、互联层等进行划分，对各个组成结构特征进行限定，并提供了一种实现方法。在该基板结构中，线路互联层的孔，位于芯片密封区的四周，由于通孔的存在，芯片的外围是非气密的，这种基板结构，减少了基板的有效气密封装区域，对各层的线路互联设计有一定限制；其表面层定义为密封区，与内层键合层分开设计，电气互不连接或仅有接地连接，此种结构只适合单颗芯片的简单封装，不适用多芯片封装、多电磁屏蔽要求的复杂的系统级应用场合。而且，其公开的实现方法，采用的是多次叠层、热压的方式制作。LCP粘接膜材料本质是热塑性的，理论上无法进行多次层压的操作，故该结构的工艺实现实际还是非常困难、不现实的。
中国专利CN107324273B，公开了一种基于LCP多层堆叠技术的MEMS器件的封装方法，采用多层LCP堆叠层压方式制备MEMS器件所用的盖帽，将LCP材料直接应用于单芯片的塑料封装。在该发明中，LCP材料仅起到封装盖帽的作用，应用领域不涉及封装基板，也无法进行布线设计。
中国专利CN102683220B，公开了一种制作多层有机液晶聚合物基板结构的方法，可同时将有源和无源器件埋置到多层液晶聚合物基板中，实现芯片的气密封装。其利用倒装焊技术将带有凸点的有源器件连接到LCP基板上，然后对LCP粘接膜开窗，层压，最后通过金属化通孔进行互联，最终形成封装结构体。此种封装结构，采用芯片内埋基板的制造路线，主要面向单芯片封装，对高电磁屏蔽要求的多芯片封装应用不适用；基板的互联孔通过一次钻孔金属化制作完成，基板互联功能简单，无法满足多芯片封装所需的复杂互联要求。
中国专利CN106252339B，公开了一种高密度射频多芯片封装结构，采用多层基片和壳体作为载体，将多个芯片和器件以在垂直方向上堆叠进行三维高密度混合集成。该种多芯片的封装，本质是多芯片封装体形式的混合集成，电磁屏蔽性能有限，且涉及多温度梯度及焊料的选择，工艺实现性困难。
中国专利CN103165479B，公开了一种多芯片系统级封装结构的制作方法，通过多芯片垂直堆叠的方式，将多个芯片集成于转接板上，形成系统封装的结构。该结构适用于IC芯片的高密度集成，但对多射频芯片的电磁屏蔽要求，则不再适用。
中国专利CN103930989B，公开了一种射频层叠封装电路，通过两个射频封装体的垂直堆叠，形成了射频层叠封装(PoP)电路的两级封装。该种结构封装体，没有详细涉及单个封装体内芯片的电磁屏蔽问题，且基板功能简单，基板结构方面也没有具体描述。
美国专利US2019/0080817Al，公开了一种LCP树脂多层基板的制造方法，通过特殊的LCP膏料，作为LCP多层基板粘合层和厚度调整层，可以起到提高平整度，避免缺胶引起的翘曲等制造问题。该基板结构的互联孔，采用导电浆料填充制作，由于导电浆料的粘接剂成分，高温下会有挥发造成基板起层、鼓泡甚至爆板风险，此种方式制作的基板，无法承受高温应用场合。且LCP膏料与LCP层、LCP膏料与导电浆料的附着力，理论比常规LCP粘接膜层压方法要差很多。此种方式制作的多层LCP基板，不适用高互联孔可靠性的射频芯片封装应用场合。
现有已公开的技术，还没有利用LCP实现满足多芯片、高气密要求、高电磁屏蔽、高可靠互联的系统级封装要求的封装基板及系统级封装结构的技术解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种六层布线LCP封装基板、制造方法及基于该基板的多芯片系统级封装结构，以满足多芯片、高气密要求、高电磁屏蔽、高可靠互联的系统级封装要求。
本发明提供的一种六层布线LCP封装基板，包括：
从表面至底面分布的6层图形化金属线路层，依次为第一层图形化金属线路层、第二层图形化金属线路层、第三层图形化金属线路层、第四层图形化金属线路层、第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层；所述第一层图形化金属线路层的最外围至少一条边上，分布有所述LCP封装基板对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形；
位于相邻图形化金属线路层之间的5层绝缘介质层；
位于第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层之间的绝缘介质层中，且开口朝向所述第一层图形化金属线路层的多个盲槽；
位于图形化金属线路层与绝缘介质层之间的多个盲孔；所述盲孔根据在6层图形化金属线路层中的位置分为五类：
第一类盲孔贯穿并连接第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层；
第二类盲孔贯穿并连接第一层图形化金属线路层至第三层图形化金属线路层；
第三类盲孔贯穿并连接第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层；
第四类盲孔贯穿并连接第四层图形化金属线路层至第六层图形化金属线路层；
第五类盲孔贯穿并连接第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层；
其中有若干第一类盲孔或第二类盲孔分布在所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形上。
进一步地，所述第一层图形化金属线路层包括在最外围的对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形，内侧的环绕金属层，以及在环绕金属层内侧的多组芯片I/O焊接及信号传输线路层，每组芯片I/O焊接及信号传输线路层的形状为矩形或异形的孤岛，且每组芯片I/O焊接及信号传输线路层经一个电绝缘区域与环绕金属层相接；该环绕金属层的电学属性为接地层、工艺属性为气密焊接层；所述第一层图形化金属线路层上表面依次设有涂覆层和上表面阻焊层；所述涂覆层覆盖所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形、环绕金属层和每组芯片I/O焊接及信号传输线路层；所述上表面阻焊层包括第一环绕阻焊层和多个第二环绕阻焊层，其中，每个第二环绕阻焊层对应围绕每个电绝缘区域，所述第一环绕阻焊层围绕所有第二环绕阻焊层；
每组芯片I/O焊接及信号传输线路层内，包含芯片I/O焊盘及信号传输线路，以及一个或多个盲槽；每组芯片I/O焊接及信号传输用线路层内信号的传输，通过该组芯片I/O焊接及信号传输用线路层内的芯片I/O焊盘及信号传输线路，或者经由各层盲孔及下层图形化金属线路层中对应部分共同完成；两组及以上芯片I/O焊接及信号传输层之间，以及多组芯片I/O焊接及信号传输层与对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形之间的信号传输，由各层盲孔及下层图形化金属线路层中对应部分共同完成。
进一步地，位于第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层之间的绝缘介质层，由LCP基板构成；位于第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层之间、第二层图形化金属线路层和第三层图形化金属线路层之间、第四层图形化金属线路层和第五层图形化金属线路层之间、以及第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层之间的绝缘介质层，由LCP基板和LCP粘接膜构成；所述LCP粘接膜的熔点比LCP基板的熔点低10～60℃。
进一步地，所述盲槽底部为第二层图形化金属线路层的大面积金属接地层，并具有涂覆层；所述盲槽在第一层图形化金属线路层的开口周围是芯片I/O焊盘或图形；所述盲槽的数量和大小根据安装芯片的数量和大小确定。
进一步地，所有盲孔在垂直方向上可对正或错排堆叠，用于实现6层图形化金属线路层中任意层互联要求；每个盲孔的直径相同，且盲孔深径比≤1，盲孔内填充实心电镀铜。
进一步地，所述第六层图形化金属线路层的工艺属性和电学属性为大面积金属地层。
本发明还提供一种六层布线LCP封装基板的制造方法，所述制造方法用于制造上述的LCP封装基板，包括如下步骤：
S1，在双面覆铜LCP基板上激光钻盲孔，形成贯穿并连接第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层的第三类盲孔；
S2，盲孔金属化，形成填充实心电镀铜的第三类盲孔；
S3，在双面覆铜LCP基板上表面和下表面制造第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层；
S4，取第二单面覆铜LCP基板、第三单面覆铜LCP基板分别制作第二层图形化金属线路层和第五层图形化金属线路层；
S5，取第一单面覆铜LCP基板、第四单面覆铜LCP基板、第一LCP粘接膜、第二LCP粘接膜、第三LCP粘接膜和第四LCP粘接膜，然后从上到下按照第一单面覆铜LCP基板、第一LCP粘接膜、S4处理后的第二单面覆铜LCP基板、第二LCP粘接膜、S3处理后的双面覆铜LCP基板、第三LCP粘接膜、S4处理后的第三单面覆铜LCP基板、第四LCP粘接膜、第四单面覆铜LCP基板的顺序，对位叠层后压合形成LCP多层基板；其中，第一单面覆铜LCP基板和第二单面覆铜LCP基板的覆铜面朝上，第三单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板的覆铜面朝下；所述第一LCP粘接膜、第二LCP粘接膜、第三LCP粘接膜和第四LCP粘接膜的熔点比第一单面覆铜LCP基板、第二单面覆铜LCP基板、双面覆铜LCP基板、第三单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板的熔点低；
S6，在LCP多层基板的第一单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板上激光钻盲孔，分别形成贯穿并连接第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层的第一类盲孔；贯穿并连接第一层图形化金属线路层至第三层图形化金属线路层的第二类盲孔；贯穿并连接第四层图形化金属线路层至第六层图形化金属线路层的第四类盲孔；贯穿并连接第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层的第五类盲孔；
S7，盲孔金属化，形成填充实心电镀铜的第一类盲孔、第二类盲孔、第四类盲孔、第五类盲孔；
S8，在第一单面覆铜LCP基板的上表面制造第一层图形化金属线路层，在第四单面覆铜LCP基板的下表面制造第六层图形化金属线路层；并去除第一层图形化金属线路层中盲槽开槽区域的铜；
S9，采用激光加工手段对盲槽开槽区域进行开槽，形成安装芯片的盲槽，并对盲槽的底部和侧壁进行去污处理；
S10，在第一层图形化金属线路层以及盲槽底部进行涂覆层制造，并在相应部分的涂覆层上制作上表面阻焊层后，得到LCP封装基板；
S11，若是以拼接形式经步骤S1～S10制造LCP封装基板，则对以拼接形式制造的LCP封装基板进行铣切，形成单个的LCP封装基板。
进一步地，盲孔深径比≤1。
进一步地，所述第一LCP粘接膜、第二LCP粘接膜、第三LCP粘接膜和第四LCP粘接膜的熔点比第一单面覆铜LCP基板、第二单面覆铜LCP基板、双面覆铜LCP基板、第三单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板的熔点低10～60℃。
本发明还提供一种多芯片系统级封装结构，包括：如上述的LCP封装基板，以及芯片、金属围框和金属盖板；
所述多芯片系统级封装结构以导电胶粘接或焊接的方式固定于PCB母板上，以位于所述LCP封装基板上的对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形作为该多芯片系统级封装结构对外的二次级联I/O接口；
所述金属围框中分布有金属隔筋；所述金属围框和金属隔筋焊接于LCP封装基板上表面并使所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形在金属围框之外，所述金属盖板焊接于金属围框和金属隔筋上，使LCP封装基板和金属盖板之间，通过金属围框和金属隔筋形成具有气密封装性能和电磁屏蔽性能的多个空腔结构；每个空腔结构中包含一个或多个盲槽；每个盲槽用于安装一个芯片，当安装的芯片无电磁屏蔽要求时，则安装在同一空腔结构中，当安装的芯片有电磁屏蔽要求时，则安装在不同空腔结构中；所述芯片通过导电胶粘接于盲槽中，并通过金丝键合的方式与第一层图形化金属线路层中的芯片I/O焊接及信号传输用线路层实现电气互连。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明利用了液晶聚合物(LCP)材料优异的高频传输特性、极低的吸湿和透水性和氧透过率，实现了一种用于多芯片气密封装的全LCP材料体系封装基板。
2.该封装基板可实现6层图形线路的任意层互联布线，含有多个芯片安装用盲槽，配合基板表层线路的电磁兼容性和工艺兼容性设计，是一种能够满足多芯片、高电磁屏蔽、高可靠的系统级封装要求的封装基板。
3.传统积层法制备6层布线任意层互联基板时，需经历两次压合过程，而LCP粘接膜材料为热塑性，理论上无法进行多次压合。本发明所述的LCP封装基板，采用单面、双面混合布线的LCP基板和粘接膜叠层压合、同时制作一阶/二阶混合基本盲孔的方式，一次层压即可实现6层布线任意层互联基板的制造，为高密度集成提供了简单、高效、可靠的解决方案。
4.采用本发明的封装基板实现的多芯片系统级封装结构，以导电胶粘接或焊接方式固定于PCB母板上，以位于封装基板最外围的对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形，作为该多芯片系统级封装结构对外部的二次级联I/O接口，与PCB母板兼容性良好，且封装使用简单、组装效率高，可进行大尺寸、高集成密度的系统级封装。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1的LCP封装基板结构示意图；
其中：1-LCP封装基板；11-图形化金属线路层；111-第一层图形化金属线路层；112-第二层图形化金属线路层；113-第三层图形化金属线路层；114-第四层图形化金属线路层；115-第五层图形化金属线路层；116-第六层图形化金属线路层；12-盲槽；13-涂覆层；14-盲孔；141-第一类盲孔；142-第二类盲孔；143-第三类盲孔；144-第四类盲孔；145-第五类盲孔；15-绝缘介质层；151-第一单面覆铜LCP基板；152-第一LCP粘接膜；153-第二单面覆铜LCP基板；154-第二LCP粘接膜；155-双面覆铜LCP基板；156-第三单面覆铜LCP基板；157-第三LCP粘接膜；158-第四单面覆铜LCP基板；159-第四LCP粘接膜；16-基板内信号传输路径；17-上表面阻焊层；1111-对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形。
图2为本发明实施例1的第一层图形化金属线路层结构示意图；
其中，21、22、23-芯片I/O焊接及信号传输用线路层；211、221、231-芯片安装盲槽位置；212、222、232-芯片I/O焊盘及信号传输线路；213、223、233-电绝缘区域；171、172、173-第二环绕阻焊层；24-环绕金属层；174-第一环绕阻焊层；16-基板内信号传输路径；1111-对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形。
图3为本发明实施例2的LCP封装基板制造方法的流程框图。
图4a～4j为本发明实施例2的LCP封装基板制造方法流程中分步骤的结构示意图：
图4a为双面覆铜LCP基板激光钻盲孔形成第三类盲孔的结构示意图；
图4b为对第三类盲孔进行盲孔金属化的结构示意图；
图4c为制造第三层、第四层图形化金属线路层后的结构示意图；
图4d为制造LCP多层基板的对位叠层的结构示意图；
图4e为制造LCP多层基板的层压后的结构示意图；
图4f为LCP多层基板激光钻盲孔形成第一类盲孔、第二类盲孔、第四类盲孔、第五类盲孔的结构示意图；
图4g为对第一类盲孔、第二类盲孔、第四类盲孔、第五类盲孔进行盲孔金属化的结构示意图；
图4h为制造第一层、第六层图形化金属线路层后的结构示意图；其中：121-盲槽开槽区域。
图4i为制作盲槽后的结构示意图；
图4j为制作涂覆层和阻焊层后得到的LCP封装基板的结构示意图。
图5为本发明实施例3的基于LCP封装基板的多芯片系统级封装结构的示意图；
其中：1-LCP封装基板；2-多芯片系统级封装结构；3-芯片；4-金丝；5-金属围框；51-金属隔筋；6-金属盖板；7-空腔结构；12-盲槽；16-基板内信号传输路径。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种六层布线LCP封装基板，包括：
从表面至底面分布的6层图形化金属线路层，依次为第一层图形化金属线路层、第二层图形化金属线路层、第三层图形化金属线路层、第四层图形化金属线路层、第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层；所述第一层图形化金属线路层的最外围至少一条边上，分布有所述LCP封装基板对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形；
位于相邻图形化金属线路层之间的5层绝缘介质层；
位于第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层之间的绝缘介质层中，且开口朝向所述第一层图形化金属线路层的多个盲槽；
位于图形化金属线路层与绝缘介质层之间的多个盲孔；所述盲孔根据在6层图形化金属线路层中的位置分为五类：
第一类盲孔贯穿并连接第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层；
第二类盲孔贯穿并连接第一层图形化金属线路层至第三层图形化金属线路层；
第三类盲孔贯穿并连接第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层；
第四类盲孔贯穿并连接第四层图形化金属线路层至第六层图形化金属线路层；
第五类盲孔贯穿并连接第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层；
其中有若干第一类盲孔或第二类盲孔分布在所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形上。
1、6层图形化金属线路层：
如图2所示，所述第一层图形化金属线路层111包括在最外围的对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形1111，内侧的环绕金属层24，以及在环绕金属层24内侧的多组芯片I/O焊接及信号传输线路层21、22、23，每组芯片I/O焊接及信号传输线路层21、22、23的形状为矩形或异形的孤岛，且每组芯片I/O焊接及信号传输线路层21、22、23经一个电绝缘区域213、223、233与环绕金属层24相接；该环绕金属层24的电学属性为接地层、工艺属性为气密焊接层；所述第一层图形化金属线路层111上表面依次设有涂覆层13和上表面阻焊层17；所述涂覆层13覆盖所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形1111、环绕金属层24和每组芯片I/O焊接及信号传输线路层21、22、23；所述上表面阻焊层17包括第一环绕阻焊层174和多个第二环绕阻焊层171、172、173，其中，每个第二环绕阻焊层171、172、173对应围绕每个电绝缘区域213、223、233，所述第一环绕阻焊层174围绕所有第二环绕阻焊层171、172、173；
每组芯片I/O焊接及信号传输线路层21、22、23内，包含芯片I/O焊盘及信号传输线路212、222、223，以及一个或多个盲槽12；每组芯片I/O焊接及信号传输用线路层21、22、23内信号的传输，通过该组芯片I/O焊接及信号传输用线路层21、22、23内的芯片I/O焊盘及信号传输线路212、222、223，或者经由各层盲孔14(141、142、143、144、145)及下层图形化金属线路层(第二层图形化金属线路层112、第三层图形化金属线路层113、第四层图形化金属线路层114、第五层图形化金属线路层115、第六层图形化金属线路层116)中对应部分共同完成；两组及以上芯片I/O焊接及信号传输层之间，以及多组芯片I/O焊接及信号传输层21、22、23与对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形1111之间的信号传输，由各层盲孔14(141、142、143、144、145)及下层图形化金属线路层(第二层图形化金属线路层112、第三层图形化金属线路层113、第四层图形化金属线路层114、第五层图形化金属线路层115、第六层图形化金属线路层116)中对应部分共同完成，如图2中的传输路径16。
第二层图形化金属线路层112至第五层图形化金属线路层115包括多组芯片I/O焊接及信号传输线路层、电绝缘区域和环绕金属层，均为常规的图形化金属线路层，其具体结构在此不再赘述。第6层图形化金属线路层116的工艺属性和电学属性为大面积金属地层。
2、绝缘介质层
所述6层图形化金属线路层11中，位于第三层图形化金属线路层113和第四层图形化金属线路层114之间绝缘介质层15，由LCP基板(双面覆铜LCP基板155的介质部分)构成；位于第一层图形化金属线路层111和第二层图形化金属线路层112之间、第二层图形化金属线路层112和第三层图形化金属线路层113之间、第四层图形化金属线路层114和第五层图形化金属线路层115之间、以及第五层图形化金属线路层115和第六层图形化金属线路层116之间的绝缘介质层，由LCP基板(第一单面覆铜LCP基板151、第二单面覆铜LCP基板153、第三单面覆铜LCP基板157和第四单面覆铜LCP基板159的介质部分)和LCP粘接膜(第一LCP粘接膜152、第二LCP粘接膜154、第三LCP粘接膜156和第四LCP粘接膜158)构成；所述LCP粘接膜的熔点比LCP基板的熔点低10～60℃；采用LCP基板和LCP粘接膜混合介质，是因为多层基板层压制造过程中，需要用到低熔点的LCP粘接膜，作为LCP基板的粘合层。
3、盲槽
所述盲槽12(211、221、231)底部为第二层图形化金属线路层112中的大面积金属接地层，并具有涂覆层；所述盲槽12在第一层图形化金属线路层111的开口周围是芯片I/O焊盘或图形(即芯片I/O焊盘及信号传输线路212、222、223中的芯片I/O焊盘或图形)；所述盲槽12的数量和大小根据安装芯片的数量和大小确定。
4、盲孔
以上五类的所有盲孔14在垂直方向上可对正或错排堆叠，用于实现6层图形化金属线路层11中任意层互联要求。另外，每个盲孔14的直径相同，且盲孔深径比≤1，盲孔14内填充实心电镀铜。五类盲孔14的直径相同，一方面是为了后期填充实心电镀铜可以统一制作完成；更重要地，可以在后期高温组装过程中均匀形变，从而提升整体封装基板互联可靠性。而盲孔深径比≤1，可以实现盲孔填孔实心电镀铜的过程更好实现，避免电镀铜空洞缺陷的出现。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种如实施例1所述的六层布线LCP封装基板1的制造方法，包括如下步骤：
S1，如图4a所示，在双面覆铜LCP基板155上激光钻盲孔，形成贯穿并连接第三层图形化金属线路层113和第四层图形化金属线路层114的第三类盲孔143，盲孔深径比≤1；
S2，如图4b所示，盲孔金属化，形成填充实心电镀铜的第三类盲孔143；进行盲孔金属化前，需要先进行盲孔去钻污、等离子活化等前处理；盲孔金属化通过填孔电镀铜工艺实现，填孔电镀后，对表面的镀铜层减薄处理，形成填充实心电镀铜的第三类盲孔143；
S3，如图4c所示，可以通过印制板的贴膜→曝光→显影→蚀刻等常规工艺流程，在双面覆铜LCP基板上表面和下表面制造第三层图形化金属线路层113和第四层图形化金属线路层114；
S4，如图4d所示，可以采用与步骤S3相同的方法，取第二单面覆铜LCP基板153、第三单面覆铜LCP基板157分别制作第二层图形化金属线路层112和第五层图形化金属线路层115；
S5，取第一单面覆铜LCP基板151、第四单面覆铜LCP基板159、第一LCP粘接膜152、第二LCP粘接膜154、第三LCP粘接膜156和第四LCP粘接膜158，然后从上到下按照第一单面覆铜LCP基板151、第一LCP粘接膜152、S4处理后的第二单面覆铜LCP基板153、第二LCP粘接膜154、S3处理后的双面覆铜LCP基板155、第三LCP粘接膜156、S4处理后的第三单面覆铜LCP基板157、第四LCP粘接膜158、第四单面覆铜LCP基板159的顺序，进行如图4d所示的对位叠层，然后压合形成如图4e所示的LCP多层基板；其中，第一单面覆铜LCP基板151和第二单面覆铜LCP基板153的覆铜面朝上，第三单面覆铜LCP基板157和第四单面覆铜LCP基板159的覆铜面朝下；所述第一LCP粘接膜152、第二LCP粘接膜154、第三LCP粘接膜156和第四LCP粘接膜158的熔点比第一单面覆铜LCP基板151、第二单面覆铜LCP基板153、双面覆铜LCP基板155、第三单面覆铜LCP基板157、第四单面覆铜LCP基板159的熔点低，一般低10～60℃；
S6，如图4f所示，在LCP多层基板的第一单面覆铜LCP基板151和第四单面覆铜LCP基板159上激光钻盲孔，分别形成贯穿并连接第一层图形化金属线路层111和第二层图形化金属线路层112的第一类盲孔141；贯穿并连接第一层图形化金属线路层111至第三层图形化金属线路层113的第二类盲孔142；贯穿并连接第四层图形化金属线路层114至第六层图形化金属线路层116的第四类盲孔144；贯穿并连接第五层图形化金属线路层115和第六层图形化金属线路层116的第五类盲孔145，盲孔深径比≤1；
S7，如图4g所示，盲孔金属化，形成填充实心电镀铜的第一类盲孔141、第二类盲孔142、第四类盲孔144、第五类盲孔145；
S8，如图4h所示，可以采用与步骤S3相同的方法，在第一单面覆铜LCP基板151的上表面制造第一层图形化金属线路层111，在第四单面覆铜LCP基板159的下表面制造第六层图形化金属线路层116；并去除第一层图形化金属线路层111中盲槽开槽区域121的铜；盲槽开槽区域121是根据设计确定的位置，该区域为非金属区域，可以采用蚀刻铜工艺加工，将盲槽开槽区域121铜层去除，以方便后续激光开槽处理；
S9，如图4i所示，采用激光加工手段对盲槽区域进行开槽，形成安装芯片的盲槽12，并对盲槽12的底部和侧壁进行去污处理；所述激光加工手段，其激光光源为固体紫外激光或气体二氧化碳激光；
S10，如图4j所示，在第一层图形化金属线路层111以及盲槽12底部进行涂覆层制造，并在相应部分的涂覆层13上制作上表面阻焊层17后，得到LCP封装基板1。所述涂覆层13材料，包含但不限于电镀金、化学镍金、化学镍钯金。
S11，若是以拼接形式经步骤S1～S10制造LCP封装基板，则对以拼接形式制造的LCP封装基板进行铣切，形成单个的LCP封装基板1。
也就是说，当直接采用单个LCP基板经步骤S1～S10制造LCP封装基板，得到的LCP封装基板1即是需要的结构；当以拼接形式经步骤S1～S10制造LCP封装基板，得到的LCP封装基板1需要经过铣切才是需要的结构。
实施例3
如图5所示，基于实施例1-2所述的LCP封装基板，本实施例提供一种多芯片系统级封装结构2，包括：如实施例1-2所述的LCP封装基板1，以及芯片3、金属围框5和金属盖板6；
所述多芯片系统级封装结构2以导电胶粘接或焊接的方式固定于PCB母板上，以位于所述LCP封装基板1上的对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形1111作为该多芯片系统级封装结构2对外的二次级联I/O接口；
所述金属围框5中分布有金属隔筋51；所述金属围框5和金属隔筋51焊接于LCP封装基板1上表面并使所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形1111在金属围框5之外，所述金属盖板6焊接于金属围框5和金属隔筋51上，使LCP封装基板1和金属盖板6之间，通过金属围框5和金属隔筋51形成具有气密封装性能和电磁屏蔽性能的多个空腔结构7；每个空腔结构7中包含一个或多个盲槽12；每个盲槽12用于安装一个芯片3，当安装的芯片3无电磁屏蔽要求时，则可以安装在同一空腔结构7中，当安装的芯片3有电磁屏蔽要求时，则安装在不同空腔结构7中；所述芯片3通过导电胶粘接于盲槽12中，并通过金丝4键合的方式与第一层图形化金属线路层111中的芯片I/O焊接及信号传输用线路层21、22、23实现电气互连；
每组芯片I/O焊接及信号传输用线路层21、22、23内信号的传输，通过该组芯片I/O焊接及信号传输用线路层21、22、23内的芯片I/O焊盘及信号传输线路212、222、223，或者经由各层盲孔14(141、142、143、144、145)及下层图形化金属线路层(第二层图形化金属线路层112、第三层图形化金属线路层113、第四层图形化金属线路层114、第五层图形化金属线路层115、第六层图形化金属线路层116)中对应部分共同完成；两组及以上芯片I/O焊接及信号传输层21、22、23之间，以及多组芯片I/O焊接及信号传输层21、22、23与对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形1111之间的信号传输，由各层盲孔14(141、142、143、144、145)及下层图形化金属线路层(第二层图形化金属线路层112、第三层图形化金属线路层113、第四层图形化金属线路层114、第五层图形化金属线路层115、第六层图形化金属线路层116)中对应部分共同完成，如图5中的传输路径16。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种六层布线LCP封装基板，其特征在于，包括：
从表面至底面分布的6层图形化金属线路层，依次为第一层图形化金属线路层、第二层图形化金属线路层、第三层图形化金属线路层、第四层图形化金属线路层、第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层；所述第一层图形化金属线路层的最外围至少一条边上，分布有所述LCP封装基板对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形；
位于相邻图形化金属线路层之间的5层绝缘介质层；
位于第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层之间的绝缘介质层中，且开口朝向所述第一层图形化金属线路层的多个盲槽；
位于图形化金属线路层与绝缘介质层之间的多个盲孔；所述盲孔根据在6层图形化金属线路层中的位置分为五类：
第一类盲孔贯穿并连接第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层；
第二类盲孔贯穿并连接第一层图形化金属线路层至第三层图形化金属线路层；
第三类盲孔贯穿并连接第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层；
第四类盲孔贯穿并连接第四层图形化金属线路层至第六层图形化金属线路层；
第五类盲孔贯穿并连接第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层；
其中有若干第一类盲孔或第二类盲孔分布在所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形上；
所述第一层图形化金属线路层包括在最外围的对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形，内侧的环绕金属层，以及在环绕金属层内侧的多组芯片I/O焊接及信号传输线路层，每组芯片I/O焊接及信号传输线路层的形状为矩形或异形的孤岛，且每组芯片I/O焊接及信号传输线路层经一个电绝缘区域与环绕金属层相接；该环绕金属层的电学属性为接地层、工艺属性为气密焊接层；所述第一层图形化金属线路层上表面依次设有涂覆层和上表面阻焊层；所述涂覆层覆盖所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形、环绕金属层和每组芯片I/O焊接及信号传输线路层；所述上表面阻焊层包括第一环绕阻焊层和多个第二环绕阻焊层，其中，每个第二环绕阻焊层对应围绕每个电绝缘区域，所述第一环绕阻焊层围绕所有第二环绕阻焊层；
每组芯片I/O焊接及信号传输线路层内，包含芯片I/O焊盘及信号传输线路，以及一个或多个盲槽；每组芯片I/O焊接及信号传输用线路层内信号的传输，通过该组芯片I/O焊接及信号传输用线路层内的芯片I/O焊盘及信号传输线路，或者经由各层盲孔及下层图形化金属线路层中对应部分共同完成；两组及以上芯片I/O焊接及信号传输层之间，以及多组芯片I/O焊接及信号传输层与对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形之间的信号传输，由各层盲孔及下层图形化金属线路层中对应部分共同完成。
2.根据权利要求1所述的LCP封装基板，其特征在于，位于第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层之间的绝缘介质层，由LCP基板构成；位于第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层之间、第二层图形化金属线路层和第三层图形化金属线路层之间、第四层图形化金属线路层和第五层图形化金属线路层之间、以及第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层之间的绝缘介质层，由LCP基板和LCP粘接膜构成；所述LCP粘接膜的熔点比LCP基板的熔点低10～60℃。
3.根据权利要求1所述的LCP封装基板，其特征在于，所述盲槽底部为第二层图形化金属线路层中的大面积金属接地层，并具有涂覆层；所述盲槽在第一层图形化金属线路层的开口周围是芯片I/O焊盘或图形；所述盲槽的数量和大小根据安装芯片的数量和大小确定。
4.根据权利要求1所述的LCP封装基板，其特征在于，所有盲孔在垂直方向上对正或错排堆叠，用于实现6层图形化金属线路层中任意层互联要求；每个盲孔的直径相同，且盲孔深径比≤1，盲孔内填充实心电镀铜。
5.根据权利要求1所述的LCP封装基板，其特征在于，所述第六层图形化金属线路层的工艺属性和电学属性为大面积金属地层。
6.一种六层布线LCP封装基板的制造方法，其特征在于，所述制造方法用于制造如权利要求1-5任一项所述的LCP封装基板，包括如下步骤：
S1，在双面覆铜LCP基板上激光钻盲孔，形成贯穿并连接第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层的第三类盲孔；
S2，盲孔金属化，形成填充实心电镀铜的第三类盲孔；
S3，在双面覆铜LCP基板上表面和下表面制造第三层图形化金属线路层和第四层图形化金属线路层；
S4，取第二单面覆铜LCP基板、第三单面覆铜LCP基板分别制作第二层图形化金属线路层和第五层图形化金属线路层；
S5，取第一单面覆铜LCP基板、第四单面覆铜LCP基板、第一LCP粘接膜、第二LCP粘接膜、第三LCP粘接膜和第四LCP粘接膜，然后从上到下按照第一单面覆铜LCP基板、第一LCP粘接膜、S4处理后的第二单面覆铜LCP基板、第二LCP粘接膜、S3处理后的双面覆铜LCP基板、第三LCP粘接膜、S4处理后的第三单面覆铜LCP基板、第四LCP粘接膜、第四单面覆铜LCP基板的顺序，对位叠层后压合形成LCP多层基板；其中，第一单面覆铜LCP基板和第二单面覆铜LCP基板的覆铜面朝上，第三单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板的覆铜面朝下；所述第一LCP粘接膜、第二LCP粘接膜、第三LCP粘接膜和第四LCP粘接膜的熔点比第一单面覆铜LCP基板、第二单面覆铜LCP基板、双面覆铜LCP基板、第三单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板的熔点低；
S6，在LCP多层基板的第一单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板上激光钻盲孔，分别形成贯穿并连接第一层图形化金属线路层和第二层图形化金属线路层的第一类盲孔；贯穿并连接第一层图形化金属线路层至第三层图形化金属线路层的第二类盲孔；贯穿并连接第四层图形化金属线路层至第六层图形化金属线路层的第四类盲孔；贯穿并连接第五层图形化金属线路层和第六层图形化金属线路层的第五类盲孔；
S7，盲孔金属化，形成填充实心电镀铜的第一类盲孔、第二类盲孔、第四类盲孔、第五类盲孔；
S8，在第一单面覆铜LCP基板的上表面制造第一层图形化金属线路层，在第四单面覆铜LCP基板的下表面制造第六层图形化金属线路层；并去除第一层图形化金属线路层中盲槽开槽区域的铜；
S9，采用激光加工手段对盲槽开槽区域进行开槽，形成安装芯片的盲槽，并对盲槽的底部和侧壁进行去污处理；
S10，在第一层图形化金属线路层以及盲槽底部进行涂覆层制造，并在相应部分的涂覆层上制作上表面阻焊层后，得到LCP封装基板；
S11，若是以拼接形式经步骤S1～S10制造LCP封装基板，则对以拼接形式制造的LCP封装基板进行铣切，形成单个的LCP封装基板。
7.根据权利要求6所述的LCP封装基板的制造方法，其特征在于，盲孔深径比≤1。
8.根据权利要求6所述的LCP封装基板的制造方法，其特征在于，所述第一LCP粘接膜、第二LCP粘接膜、第三LCP粘接膜和第四LCP粘接膜的熔点比第一单面覆铜LCP基板、第二单面覆铜LCP基板、双面覆铜LCP基板、第三单面覆铜LCP基板和第四单面覆铜LCP基板的熔点低10～60℃。
9.一种多芯片系统级封装结构，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的LCP封装基板，以及芯片、金属围框和金属盖板；
所述多芯片系统级封装结构以导电胶粘接或焊接的方式固定于PCB母板上，以位于所述LCP封装基板上的对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形作为该多芯片系统级封装结构对外的二次级联I/O接口；
所述金属围框中分布有金属隔筋；所述金属围框和金属隔筋焊接于LCP封装基板上表面并使所述对外二次级联I/O焊接用焊盘或图形在金属围框之外，所述金属盖板焊接于金属围框和金属隔筋上，使LCP封装基板和金属盖板之间，通过金属围框和金属隔筋形成具有气密封装性能和电磁屏蔽性能的多个空腔结构；每个空腔结构中包含一个或多个盲槽；每个盲槽用于安装一个芯片，当安装的芯片无电磁屏蔽要求时，则安装在同一空腔结构中，当安装的芯片有电磁屏蔽要求时，则安装在不同空腔结构中；所述芯片通过导电胶粘接于盲槽中，并通过金丝键合的方式与第一层图形化金属线路层中的芯片I/O焊接及信号传输用线路层实现电气互连。
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