CN117577541A - 一种芯片封装基板制作方法及封装方法 - Google Patents

一种芯片封装基板制作方法及封装方法 Download PDF

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CN117577541A CN202311613623.1A CN202311613623A CN117577541A CN 117577541 A CN117577541 A CN 117577541A CN 202311613623 A CN202311613623 A CN 202311613623A CN 117577541 A CN117577541 A CN 117577541A
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申广
祁山
何懿德
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Abstract

本申请提供了一种芯片封装基板制作方法及封装方法，制备方法包括在第一基板表面依次制备紫外解胶层和种子层；通过增材制造方式在所述种子层表面制备电路层；在所述电路层的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极；其中，所述电极与所述电路层的预设区域导通；去除所述紫外解胶层和所述种子层，并在所述电路层的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层，得到目标封装基板。本申请直接电镀生长出一层铜线路，无需在基板上热压、覆铜再刻蚀出线路，减少基板的制备步骤，降低制备难度，提高了生产精度和产品的可靠性。

Description

一种芯片封装基板制作方法及封装方法
技术领域
本申请涉及封装基板领域，特别是一种芯片封装基板制作方法及封装方法。
背景技术
在芯片封装中，基板(也称为载板或者载体板)是一个非常重要的组成部分。基板的主要作用是提供一个平台，使得芯片能够与外部设备进行物理和电气连接。
基板上的导电路径(通常是铜线)为芯片与外部设备之间提供了电气连接。这些连接可以是电源、信号或者地线。传统基板的制备需要多个步骤，包括热压、覆铜、刻蚀等，具体为在基板上热压等工艺做一层覆铜板，再把铜层刻蚀出线路。每个步骤都需要精确的控制，增加了生产的复杂性和难度，刻蚀过程中可能会出现精度问题，导致线路的宽度和间距不准确，影响电路的性能。以及在热压和刻蚀过程中，如果控制不当，可能会导致基板的损坏，影响产品的可靠性。
发明内容
鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种芯片封装基板制作方法及封装方法，包括：
一种芯片封装基板制作方法，包括步骤：
在第一基板表面依次制备紫外解胶层和种子层；
通过增材制造方式在所述种子层表面制备电路层；
在所述电路层的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极；其中，所述电极与所述电路层的预设区域导通；
去除所述紫外解胶层和所述种子层，并在所述电路层的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层，得到目标封装基板。
进一步地，所述通过增材制造方式在所述种子层表面制备电路层的步骤，包括：
在所述种子层的表面涂覆光刻胶，并进行曝光和显影，使需要制备所述电路层对应的区域露出；
通过增材制造方式在对应的区域制备所述电路层；
将所述光刻胶去除。
进一步地，所述在所述种子层的表面涂覆光刻胶，并进行曝光和显影，使需要制备所述电路层对应的区域露出的步骤，包括：
在所述种子层的表面涂覆光刻胶，在所述光刻胶的所述电路层对应的区域设置光罩，并进行曝光；
通过显影去除对应位置的所述光刻胶，使需要制备所述电路层对应的区域露出。
进一步地，所述电路层的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极的步骤，包括：
在所述电路层的第一表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第一目标区域露出；
通过增材制造方式在所述第一目标区域使所述电极从所述电路层表面生长至所述感光绝缘层的高度；其中，所述电极与所述电路层的预设区域导通。
进一步地，所述在所述电路层的第一表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第一目标区域露出的步骤，包括：
在所述电路层的第一表面涂覆感光绝缘层，形成第一光敏掩膜层并进行曝光，形成所述第一目标区域；
通过显影去除对应位置的所述第一光敏掩膜层，露出所述第一目标区域。
进一步地，所述去除所述紫外解胶层和所述种子层，并在所述电路层的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层，得到目标封装基板的步骤，包括：
在第二基板表面制备紫外解胶层，并将所述第一基板的电极与所述第二基板的紫外解胶层胶联；
去除所述第一基板及第一基板表面的紫外解胶层和种子层；
在所述电路层的第二表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第二目标区域露出，得到所述目标封装基板。
进一步地，所述在所述电路层的第二表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第二目标区域露出，得到所述目标封装基板的步骤，包括：
在所述电路层的第二表面涂覆感光绝缘层，形成第二光敏掩膜层并进行曝光，形成所述第二目标区域；
通过显影去除所述第二目标区域的所述第二光敏掩膜层，露出部分所述电路层，得到所述目标封装基板。
进一步地，所述种子层制备方式包括蒸发、溅射、涂覆、电镀或化学镀。
进一步地，所述增材制造方式包括化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、溅射、蒸发、电镀和化学镀中的一种或几种。
一种芯片封装基板的封装方法，所述芯片封装基板依据上述的芯片封装基板制作方法制备得到，包括步骤；
将芯片放置于目标封装基板的第二目标区域表面，并在所述芯片的周侧和目标封装基板的周侧用封装胶制备封装外壳；其中，所述芯片的电极朝向所述第二目标区域内的电路层；
将所述封装胶烘干固化；
去除第二基板和第二基板表面的紫外解胶层，切割得到目标封装件。
本申请具有以下优点：
在本申请的实施例中，相对于传统基板的制备过程复杂、精度低的问题，本申请提供了载板电路层和载板电极及两面绝缘层制备的解决方案，具体为：在第一基板表面依次制备紫外解胶层和种子层；通过增材制造方式在所述种子层表面制备电路层；在所述电路层的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极；其中，所述电极与所述电路层的预设区域导通；去除所述紫外解胶层和所述种子层，并在所述电路层的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层，得到目标封装基板。本申请直接电镀生长出一层铜线路，无需在基板上热压、覆铜再刻蚀出线路，减少基板的制备步骤，降低制备难度，提高了生产精度和产品的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的一种芯片封装基板制作方法的步骤流程图；
图2是本申请一实施例提供的一种芯片封装基板制作方法的电路层制备工艺流程图；
图3是本申请一实施例提供的一种芯片封装基板制作方法的电极制备工艺流程图；
图4是本申请一实施例提供的一种芯片封装基板的封装方法的工艺流程图。
说明书附图中的附图标记如下：
1、第一基板；2、紫外解胶层；3、种子层；4、光刻胶；5、电路层；6、感光绝缘层；7、电极；8、第二基板；9、芯片；10、封装胶。
具体实施方式
为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细地说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参照图1，示出了本申请一实施例提供的一种芯片封装基板制作方法；
所述方法包括：
S110、在第一基板1表面依次制备紫外解胶层2和种子层3；
S120、通过增材制造方式在所述种子层3表面制备电路层5；
S130、在所述电路层5的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层6，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极7；其中，所述电极7与所述电路层5的预设区域导通；
S140、去除所述紫外解胶层2和所述种子层3，并在所述电路层5的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层6，得到目标封装基板。
在本申请的实施例中，相对于传统基板的制备过程复杂、精度低的问题，本申请提供了载板电路层和载板电极及两面绝缘层制备的解决方案，具体为：在第一基板1表面依次制备紫外解胶层2和种子层3；通过增材制造方式在所述种子层3表面制备电路层5；在所述电路层5的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层6，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极7；其中，所述电极7与所述电路层5的预设区域导通；去除所述紫外解胶层2和所述种子层3，并在所述电路层5的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层6，得到目标封装基板。本申请直接电镀生长出一层铜线路，无需在基板上热压、覆铜再刻蚀出线路，减少基板的制备步骤，降低制备难度，提高了生产精度和产品的可靠性。
下面，将对本示例性实施例中一种芯片封装基板制作方法作进一步的说明。
如所述步骤S110所述，在第一基板1表面依次制备紫外解胶层2和种子层3。
作为一种示例，参照图2，芯片载板电路铜层制备的前置流程，先取一块玻璃基板，对该玻璃基板进行检验和表面处理。首先，检查第一基板1是否有明显的缺陷，如划痕、破损、污渍等；其次，检验第一基板1的电气性能(如电阻、电容、电感等)和机械性能(如基板的硬度和厚度)是否符合设计要求，然后取合规的玻璃基板进行表面处理，如清洗、抛光、镀层等，以提高基板的表面质量和耐腐蚀性。
对第一基板1表面处理完毕后，开始在玻璃基板表面制备紫外解胶层2，再在紫外解胶层2表面通过蒸发、溅射、涂覆、电镀或化学镀的方式制备种子层3。在微电子制造中，紫外解胶层2被用作光阻，可以通过紫外线照射后产生化学反应，从而改变其性质。这种性质的改变可以用来形成电路图案。种子层主要用于电镀过程中。种子层3则通常是一层非常薄的金属层，它的主要作用是为电镀过程提供一个“种子”或者说是起始点。在种子层3上进行电镀，可以确保新生长的金属层有良好的附着力和连续性。
如所述步骤S120所述，通过增材制造方式在所述种子层表面制备电路层。
在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S120所述“通过增材制造方式在所述种子层3表面制备电路层5”的具体过程。
S121、在所述种子层3的表面涂覆光刻胶4，并进行曝光和显影，使需要制备所述电路层5对应的区域露出。
在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S121“在所述种子层3的表面涂覆感光材料，并进行曝光和显影，使需要制备所述电路层5对应的区域露出”的具体过程。
在本实施例中，在所述种子层3的表面涂覆光刻胶4，在所述光刻胶4的所述电路层5对应的区域设置光罩，并进行曝光；通过显影去除对应位置的所述光刻胶4，使需要制备所述电路层5对应的区域露出。
作为一种示例，参照图2，在所述种子层3的表面涂覆光刻胶4，使光刻胶4形成光敏掩膜层，并进行曝光和显影，使需要制备所述电路层5对应的区域露出。具体地，在所述种子层3的表面涂覆光刻胶4，并在光刻胶4的对应位置设置光罩，从光罩的方向采用曝光和显影制程将电镀的图形显现出来，显影后先将未发生光聚合反应的光刻胶4(即被光罩罩住位置的光刻胶)经电浆清洗，以避免因残留的光阻或异物造成电镀缺陷，完成此道程序后即进入后续步骤中的金属电镀程序。
S122、通过增材制造方式在对应的区域制备所述电路层5。
需要说明的是，增材制造(Additive Manufacturing，AM)又称3D打印，是以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料或医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。具体地，本申请中涉及的增材制造方式可以是化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、电镀和化学镀中的一种或几种。
作为一种示例，采用增材制造的方法，在显影后的区域，在种子层3表面对应位置制备所述电路层5，使电路层5生长至光刻胶4表面的位置。在金属电镀过程中，操作参数包括电流密度、镀液流量以及镀液温度等，不同的操作参数组合具有不同的电镀速率，本实施例中可根据实际情况选择操作参数。电镀程序完成后，去除所述感光材料，并再次以电浆清洗的方式将表面残留的感光材料移除。
S123、将所述光刻胶4去除。
作为一种示例，通过去胶剂去除种子层3表面的光刻胶4，并再次对该基板进行表面处理和质量检验。
如所述步骤S130所述，在所述电路层5的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层6，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极7；其中，所述电极7与所述电路层5的预设区域导通。
在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S130所述“在所述电路层5的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层6，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极7；其中，所述电极7与所述电路层5的预设区域导通”的具体过程。
S131、在所述电路层5的第一表面铺设所述感光绝缘层6，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层6内的第一目标区域露出。
在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S131“在所述电路层5的第一表面铺设所述感光绝缘层6，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层6内的第一目标区域露出”的具体过程。
在本实施例中，在所述电路层5的第一表面涂覆感光绝缘层6，形成第一光敏掩膜层并进行曝光，形成所述第一目标区域；通过显影去除对应位置的所述第一光敏掩膜层，露出所述第一目标区域。
作为一种示例，参照图3，检验电路基板的品质，检验合格后，在所述电路层5的第一表面涂覆感光绝缘材料，并在感光绝缘层6的第一目标区域设置光罩，从光罩的方向采用曝光和显影制程将电镀的图形显现出来，显影后先将未发生光聚合反应的感光绝缘材料(即被光罩罩住的感光绝缘材料，也即所述感光绝缘层的第一目标区域内的感光绝缘材料)经电浆清洗，以避免因残留的光阻或异物造成电镀缺陷，完成此道程序后即进入电极制备程序。显影后，露出的第一目标区域内的电路层5，并进行表面清洗。
S132、通过增材制造方式在所述第一目标区域使所述电极7从所述电路层5表面生长至所述感光绝缘层6的高度；其中，所述电极与所述电路层的预设区域导通。
需要说明的是，本实施例的涉及的增材制造方式可以是化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、电镀和化学镀中的一种或几种。
作为一种示例，参照图3，采用增材制造的方法，在感光绝缘层6的第一目标区域内生长电极7至感光绝缘层6的高度，所述电极7与所述电路层5的预设区域导通。此时，所述电路层5的第一表面和所述电极7的两侧均设有所述感光绝缘层6。
如所述步骤S140所述，去除所述紫外解胶层2和所述种子层3，并在所述电路层5的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层6，得到目标封装基板。
在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S140所述“去除所述紫外解胶层2和所述种子层3，并在所述电路层5的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层6，得到目标封装基板”的具体过程。
S141、在第二基板8表面制备紫外解胶层2，并将所述第一基板的电极7与所述第二基板8的紫外解胶层2胶联。
作为一种示例，参照图3，另取一块玻璃基板，同样对该基板进行检验和表面处理。首先，检查第二基板8是否有明显的缺陷，如划痕、破损、污渍等；其次，检验基板的电气性能(如电阻、电容、电感等)和机械性能(如基板的硬度和厚度)是否符合设计要求，然后取合规的玻璃基板进行表面处理，如清洗、抛光、镀层等，以提高基板的表面质量和耐腐蚀性。
表面处理完毕后，在第二基板8表面制备紫外解胶层2。然后将第一基板1翻转，使第一基板1的电极7朝向第二基板8的紫外解胶层2进行胶联。
S142、去除所述第一基板1及第一基板1表面的紫外解胶层2和种子层3。
作为一种示例，用紫外灯照射第一基板1的玻璃面，将第一基板1与电路层5解连，随后去除原本第一基板1表面的紫外解胶层2和种子层3，使电路层5的第二表面露出。
S143、在所述电路层5的第二表面铺设所述感光绝缘层2，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层2内的第二目标区域露出，得到所述目标封装基板。
在本实施例中，在所述电路层5的第二表面涂覆感光绝缘层6，形成第二光敏掩膜层并进行曝光，形成所述第二目标区域；通过显影去除所述第二目标区域的所述第二光敏掩膜层，露出部分所述电路层5，得到所述目标封装基板。
作为一种示例，参照图3，在所述电路层5的第二表面涂覆感光绝缘材料，并在感光绝缘材料的对应位置放置光罩，使感光绝缘材料形成第二光敏掩膜层，并进行曝光和显影，使第二目标区域露出，用于在第二目标区域内放置芯片9，使芯片9电极与第二目标区域内的电路层5形成电连接，然后进行封装。具体地，在所述电路层5的第二表面涂覆感光绝缘材料，并在感光绝缘材料的对应位置设置光罩，从光罩的方向采用曝光和显影制程将电镀的图形显现出来，显影后先将未发生光聚合反应的感光绝缘材料(即被光罩罩住位置的感光绝缘材料，也即感光绝缘层内第二目标区域的感光绝缘材料)经电浆清洗，以避免因残留的光阻或异物造成电镀缺陷。
最后对制备好的目标封装基板进行表面处理和品质检验。
本申请还提供一种上述的芯片封装基板的封装方法，所述芯片封装基板依据上述的芯片封装基板制作方法制备得到，包括步骤：
将芯片9放置于目标封装基板的第二目标区域表面，并在所述芯片9的周侧和目标封装基板的周侧用封装胶10制备封装外壳；其中，所述芯片9的电极朝向所述第二目标区域内的电路层5；
将所述封装胶10烘干固化；
去除第二基板和第二基板表面的紫外解胶层2，切割得到目标封装件。
作为一种示例，参照图4，将芯片9的电极朝向封装基板第二目标区域放置，使芯片9电极与电路层5形成电连接，然后采用封装胶10将第二基板8和芯片9进行封装，烘干所述封装胶10，形成封装胶层。通过紫外灯照射玻璃基板的玻璃面，将第二基板8解联，并去除紫外解胶层2，最后切割得到目标封装件。
尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种芯片封装基板制作方法及封装方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种芯片封装基板制作方法，其特征在于，包括步骤：
在第一基板表面依次制备紫外解胶层和种子层；
通过增材制造方式在所述种子层表面制备电路层；
在所述电路层的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极；其中，所述电极与所述电路层的预设区域导通；
去除所述紫外解胶层和所述种子层，并在所述电路层的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层，得到目标封装基板。
2.根据权利要求1所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述通过增材制造方式在所述种子层表面制备电路层的步骤，包括：
在所述种子层的表面涂覆光刻胶，并进行曝光和显影，使需要制备所述电路层对应的区域露出；
通过增材制造方式在对应的区域制备所述电路层；
将所述光刻胶去除。
3.根据权利要求2所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述在所述种子层的表面涂覆光刻胶，并进行曝光和显影，使需要制备所述电路层对应的区域露出的步骤，包括：
在所述种子层的表面涂覆光刻胶，在所述光刻胶的所述电路层对应的区域设置光罩，并进行曝光；
通过显影去除对应位置的所述光刻胶，使需要制备所述电路层对应的区域露出。
4.根据权利要求1所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述电路层的第一表面制备带有第一目标区域的感光绝缘层，并通过增材制造方式在所述第一目标区域内制备电极的步骤，包括：
在所述电路层的第一表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第一目标区域露出；
通过增材制造方式在所述第一目标区域使所述电极从所述电路层表面生长至所述感光绝缘层的高度；其中，所述电极与所述电路层的预设区域导通。
5.根据权利要求4所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述在所述电路层的第一表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第一目标区域露出的步骤，包括：
在所述电路层的第一表面涂覆感光绝缘层，形成第一光敏掩膜层并进行曝光，形成所述第一目标区域；
通过显影去除对应位置的所述第一光敏掩膜层，露出所述第一目标区域。
6.根据权利要求1所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述去除所述紫外解胶层和所述种子层，并在所述电路层的第二表面制备带有第二目标区域的感光绝缘层，得到目标封装基板的步骤，包括：
在第二基板表面制备紫外解胶层，并将所述第一基板的电极与所述第二基板的紫外解胶层胶联；
去除所述第一基板及第一基板表面的紫外解胶层和种子层；
在所述电路层的第二表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第二目标区域露出，得到所述目标封装基板。
7.根据权利要求6所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述在所述电路层的第二表面铺设所述感光绝缘层，并进行曝光和显影，使所述感光绝缘层内的第二目标区域露出，得到所述目标封装基板的步骤，包括：
在所述电路层的第二表面涂覆感光绝缘层，形成第二光敏掩膜层并进行曝光，形成所述第二目标区域；
通过显影去除所述第二目标区域的所述第二光敏掩膜层，露出部分所述电路层，得到所述目标封装基板。
8.根据权利要求2所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述种子层制备方式包括蒸发、溅射、涂覆、电镀或化学镀。
9.根据权利要求1所述的芯片封装基板制作方法，其特征在于，所述增材制造方式包括化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、溅射、蒸发、电镀和化学镀中的一种或几种。
10.一种芯片封装基板的封装方法，所述芯片封装基板依据权利要求1-9任一项所述的芯片封装基板制作方法制备得到，其特征在于，包括步骤；
将芯片放置于目标封装基板的第二目标区域表面，并在所述芯片的周侧和目标封装基板的周侧用封装胶制备封装外壳；其中，所述芯片的电极朝向所述第二目标区域内的电路层；
将所述封装胶烘干固化；
去除第二基板和第二基板表面的紫外解胶层，切割得到目标封装件。
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