CN116153896A - 一种钢片可剥离式框架载板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢片可剥离式框架载板及其制备方法，其中，钢片可剥离式框架载板包括不锈钢片载体、可剥离材料涂层和电极，所述可剥离材料图层和电极均设置有多个，且可剥离材料图层的个数比电极的个数多一个；多个可剥离材料图层和多个电极交替设置在不锈钢片载体的表面；电极的厚度大于可剥离材料图层的厚度，电极的侧面下侧与可剥离材料图层接触。本发明一种钢片可剥离式框架载板，以不锈钢片为载体，使得整个载板厚度可薄至60±10um，且不锈钢片载体在封装后可进行物理脱片剥离，在用于芯片封装时，可以有效改善封装过程中的工艺，缩短工艺流程，封装后的产品良率提高，封装过程中的生产成本降低，封装产品性能提高，可以满足市场产品的需求。

Description

一种钢片可剥离式框架载板及其制备方法
技术领域
本发明涉及框架载板技术领域，特别涉及一种钢片可剥离式框架载板及其制备方法。
背景技术
框架载板的主要功能是为封装芯片提供物理支撑的载体，并作为导电模块使其封装芯片与外界封装载板形成电信号导通，以及与封装胶体一起向外有效散发芯片工作时产生热量的散热通路。目前半导体封装厂大部分采用蚀刻引线框架载板，其蚀刻引线框架载板在封装过程中还需底部焊盘表面贴胶、撕胶、除胶清洗、二次表面电镀处理等工艺流程，考虑到蚀刻引线框架非密排设计，塑封后切割效率较慢，刀具耗量上升，也会产生引线切割毛刺等不良，最重要的一点是蚀刻引线框架载板在更小的尺寸规格上(比如DFN0603系列)、I/O数任意布局设计上都有一定的局限性。随着未来5G通讯、新能源应用、消费性电子产品的市场需求，其电子元器件会往更小的封装尺寸布局，此时对应蚀刻引线框架载板已无法满足市场产品的需求。故此，我们提出一种钢片可剥离式框架载板。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种钢片可剥离式框架载板及其制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种钢片可剥离式框架载板，其技术方案为：
一种钢片可剥离式框架载板，包括不锈钢片载体、可剥离材料涂层和电极，所述可剥离材料图层和电极均设置有多个，且可剥离材料图层的个数比电极的个数多一个；多个可剥离材料图层和多个电极交替设置在不锈钢片载体的表面；电极的厚度大于可剥离材料图层的厚度，电极的侧面下侧与可剥离材料图层接触。
优选的，所述不锈钢片载体的厚度为0.15mm和0.2mm两种，所述不锈钢片载体表面粗化处理后的粗糙度Ra值在0.2-0.8um之间。
优选的，所述电极采用焊盘设计；所述电极的厚度为60±10um；所述电极由从上往下依次设置的镀银层、镀镍层、镀金层组成或者由从上往下依次设置的镀钯金层、镀镍层、镀金层组成，其中，镀金层位于不锈钢片载体表面。
优选的，所述镀金层厚度为0.05-0.2um，所述镀镍层厚度为55-65um；所述镀银层厚度为2-3um，所述镀钯金层厚度为0.05-0.2um。
优选的，所述电极呈倒凸字形结构，且单边凸出10-30um。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种制备上述钢片可剥离式框架载板的方法，其步骤为：
S1，制备具有指定表面粗糙度的不锈钢片载体，然后，在不锈钢片载体的粗糙面上涂印一层可剥离感光材料，作为可剥离材料图层，然后，在可剥离材料图层表面涂印电镀干膜，然后通过烘烤、曝光、显影、形成裸露的钢片电极图形；
S2，对裸露的钢片电极图形进行特殊蚀刻清洗，然后，在清洗后的钢片电极图形处先后镀金、镀镍、镀银或镀钯金，形成由镀金层、镀镍层和镀银层从下往上堆叠而成的电极，或形成由镀金层、镀镍层和镀钯金层从下往上堆叠而成的电极；
S3，将可剥离材料图层表面的电镀干膜去除并保留底电极之间的可剥离材料图层、最后进行激光切割成型、喷砂清洗、FQC检测、包装制作出钢片可剥离式框架载板。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明，以不锈钢片为载体，使得整个载板厚度可薄至60±10um，且不锈钢片载体在封装后可进行物理脱片剥离，在用于芯片封装时，可以有效改善封装过程中的工艺，缩短工艺流程(无需进行底部焊盘表面贴胶、撕胶、除胶清洗、二次电镀表面处理等)、封装后的产品良率提高(底电极焊盘无污染、切割无金属毛刺等)，封装过程中的生产成本降低(降低合金/铜线、塑封胶、切割刀的耗用量等)，封装产品性能提高(导热性、散热性、使用寿命性能、气密性、电气性能等均能得到提高)，封装产品体积整体缩小(进一步可以缩小对应PCB板的尺寸规格)，可以满足市场产品的需求。
附图说明
图1为本发明一种钢片可剥离式框架载板的结构示意图；
图2为本发明一种钢片可剥离式框架载板与一号固晶、二号固晶、打线通过塑封胶封装在一起后的结构示意图；
图3为本发明一种钢片可剥离式框架载板与一号固晶、二号固晶、打线通过塑封胶封装在一起后经不锈钢片载体剥离而成的结构的结构示意图。
图中：1、不锈钢片载体；2、可剥离材料图层；3、电极；4、一号固晶；5、二号固晶；6、打线；7、塑封胶。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，一种钢片可剥离式框架载板，包括不锈钢片载体1、可剥离材料涂层2和电极3，其中，可剥离材料涂层2可以耐得住封装前所有等离子清洗方式处理，且可剥离材料涂层2在被清洗后不影响产品封装后与对应不锈钢片载体1脱片剥离效果。可剥离材料图层2和电极3均设置有多个，且可剥离材料图层2的个数比电极3的个数多一个；多个可剥离材料图层2和多个电极3交替设置在不锈钢片载体1的表面；电极3的厚度大于可剥离材料图层2的厚度，电极3的侧面下侧与可剥离材料图层2接触。
不锈钢片载体1的厚度为0.15mm和0.2mm两种，不锈钢片载体1表面粗化处理后的粗糙度Ra值在0.2-0.8um之间。
电极3采用焊盘设计；电极3的厚度为60±10um；电极3由从上往下依次设置的镀银层、镀镍层、镀金层组成或者由从上往下依次设置的镀钯金层、镀镍层、镀金层组成，其中，镀金层位于不锈钢片载体1表面。
镀金层厚度为0.05-0.2um，镀镍层厚度为55-65um；镀银层厚度为2-3um，镀钯金层厚度为0.05-0.2um。
电极3呈倒凸字形结构，且单边凸出10-30um；通过上述设置，使得电极3在被塑封胶7封装后，塑封胶7会倒扣在电极3上并与电极3的侧壁结合(如图2和图三所述)，从而使得在使不锈钢片载体1剥离过程中，电极3和塑封胶7可以一起与不锈钢片载体1剥离开来，而电极3不会与塑封胶7剥离，并可以提高塑封后的气密性能。
一种制备上述钢片可剥离式框架载板的方法，包括以下步骤：
S1，制备具有指定表面粗糙度的不锈钢片载体，然后，在不锈钢片载体的粗糙面上涂印一层可剥离感光材料，作为可剥离材料图层，然后，在可剥离材料图层表面涂印干膜，然后通过烘烤、曝光、显影、形成裸露的钢片电极图形。
需要说明的是，在具体实施方式中，步骤S1的具体内容为：对厚度为0.15mm或者0.2mm及宽度为280mm的不锈钢片双面使用180-260目黑刚玉在速度1.5±0.5m/min，压力10±2kg/cm2参数下进行干喷砂表面粗化处理，随后进行机械裁切开料成尺寸为280㎜×420mm的不锈钢片体，然后，通过15％-25％比例浓度金刚砂在速度2.0±0.5m/min，压力2.0±0.5kg/cm2参数下对不锈钢片体进行二次湿喷砂粗化处理，处理后进行清洗烘干，获得粗糙度Ra值在0.2-0.8um之间的不锈钢片载体。然后，在得到的不锈钢片载体表面涂印一层1-3um厚度的可剥离感光材料，作为可剥离材料图层，然后，在可剥离材料图层表面压制一层厚度为40um的电镀干膜，然后，通过多波段LDI曝光机将不锈钢片载体上的可剥离材料图层和电镀干膜一起曝光(曝光能量为10±2格)，显影(选用碳酸钠显影液药水体系，显影温度30±2℃，显影浓度1.0±0.2％，显影速度3.0±0.5m/min，显影压力1.5±0.5kg/cm2)，烘烤(烘烤温度100±10℃，烘烤时间60min)，形成裸露的钢片电极图形。
需要进一步说明的是，在步骤S1中所使用的可剥离感光材料的原料组份质量百分比为：12％-20％硬脂酸、8％-12％辛烷、7％-9％庚烷、7.4％-9％聚乙烯醇、9.2％-10％过氧化苯甲酰、12.2％-13％丙酮、14.2％-15％MDI、6.6％-7％纳米填料、10.6％-13％交联剂、2％-5％光引发剂、1％-3％添加剂，1％-1.5％胺类化合物。
S2，对裸露的钢片电极图形进行特殊蚀刻清洗，然后，在清洗后的钢片电极图形处先后镀金、镀镍、镀银或镀钯金，形成由镀金层、镀镍层和镀银层从下往上堆叠而成的电极，或形成由镀金层、镀镍层和镀钯金层从下往上堆叠而成的电极，电极的厚度为60±10um，其中，镀金层厚度为0.05-0.2um，镀镍层厚度为55-65um；镀银层厚度为2-3um，镀钯金层厚度为0.05-0.2um。
需要说明的是，在步骤S2中，对裸露的钢片电极图形进行特殊蚀刻清洗的目的在于使电镀后形成的镀金层不会漏出来，防止出现漏金。
同时，为了有效区分封装后底部电极方向，要在电极3的底部一侧角做切角处理或在电极3底部内侧做半圆形缺角。
S3，将可剥离材料图层表面的电镀干膜去除并保留底电极之间的可剥离材料图层、最后进行激光切割成型、喷砂清洗、FQC检测、包装制作出钢片可剥离式框架载板。
需要进一步说明的是，在步骤S3中，电镀干膜的去除通过电镀干膜专用有机退膜液去除，在电镀干膜去除过程中，有机退膜液的浓度为2.5-5.0％，有机退膜液的温度为50±5℃，有机退膜液的的压力为1.5±0.5kg/cm2，电镀干膜与有机退膜液的的反应时间为90-120s。
需要进一步说明的是，在步骤S3中，喷砂清洗阶段，喷砂处理用物料为15％-25％比例浓度的金刚砂，喷砂处理时的速度为2.0±0.5m/min,压力为2.0±0.5kg/cm2，通过上述，可保证喷砂清洗后电极表面色差一致性及封装打线或贴片性能最佳。
需要说明的是，本发明中的一种钢片可剥离式框架载板与封装芯片一起，经过固晶、打线、注胶、模压、脱片剥离、切割、封测、编带、包装工艺进行半导体封装产品应用。
需要进一步说明的是，图2所示结构示意图为本发明一种钢片可剥离式框架载板与一号固晶、二号固晶、打线通过塑封胶封装在一起后的结构示意图，图3所示的结构示意图为本发明一种钢片可剥离式框架载板与一号固晶、二号固晶、打线通过塑封胶封装在一起后经不锈钢片载体剥离而成的结构的结构示意图。在图2和图3中，左侧的一号固晶4为正装芯片，右侧的二号固晶5为倒装芯片。
需要说明的是，在本发明中，不锈钢片载体1的剥离原理主要为塑封胶与不锈钢片载体1底电极之间的可剥离材料图层表层的离型性以及底电极镀金表层与钢片之间的应力差异之特点使其封装后的整块Block产品与不锈钢片载体有效脱片剥离。脱片剥离的应用需借助真空吸盘将塑封胶背面整块Block产品吸住，随后使用自动剥离机构上将其不锈钢片载体从一侧进行轻轻剥离开来。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种钢片可剥离式框架载板，包括不锈钢片载体(1)、可剥离材料涂层(2)和电极(3)，其特征在于，所述可剥离材料图层(2)和电极(3)均设置有多个，且可剥离材料图层(2)的个数比电极(3)的个数多一个；多个可剥离材料图层(2)和多个电极(3)交替设置在不锈钢片载体(1)的表面；电极(3)的厚度大于可剥离材料图层(2)的厚度，电极(3)的侧面下侧与可剥离材料图层(2)接触。
2.根据权利要求1所述的一种钢片可剥离式框架载板，其特征在于，所述不锈钢片载体(1)的厚度为0.15mm和0.2mm两种，所述不锈钢片载体(1)表面粗化处理后的粗糙度Ra值在0.2-0.8um之间。
3.根据权利要求1所述的一种钢片可剥离式框架载板，其特征在于，所述电极(3)采用焊盘设计；所述电极(3)的厚度为60±10um；所述电极(3)由从上往下依次设置的镀银层、镀镍层、镀金层组成或者由从上往下依次设置的镀钯金层、镀镍层、镀金层组成，其中，镀金层位于不锈钢片载体(1)表面。
4.根据权利要求3所述的一种钢片可剥离式框架载板，其特征在于，所述镀金层厚度为0.05-0.2um，所述镀镍层厚度为55-65um；所述镀银层厚度为2-3um，所述镀钯金层厚度为0.05-0.2um。
5.根据权利要求1所述的一种钢片可剥离式框架载板，其特征在于，所述电极(3)呈倒凸字形结构，且单边凸出10-30um。
6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的钢片可剥离式框架载板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，制备具有指定表面粗糙度的不锈钢片载体，然后，在不锈钢片载体的粗糙面上涂印一层可剥离感光材料，作为可剥离材料图层，然后，在可剥离材料图层表面涂印电镀干膜，然后通过烘烤、曝光、显影、形成裸露的钢片电极图形；
S2，对裸露的钢片电极图形进行特殊蚀刻清洗，然后，在清洗后的钢片电极图形处先后镀金、镀镍、镀银或镀钯金，形成由镀金层、镀镍层和镀银层从下往上堆叠而成的电极，或形成由镀金层、镀镍层和镀钯金层从下往上堆叠而成的电极；
S3，将可剥离材料图层表面的电镀干膜去除并保留底电极之间的可剥离材料图层、最后进行激光切割成型、喷砂清洗、FQC检测、包装制作出钢片可剥离式框架载板。
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