CN117858382A - 一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，包括以下步骤：S1、芯板层依次经过贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜流程，完成芯板层图形转移；S2、芯板进行铣槽处理；S3、芯板Top面需要封装位置贴保护胶带；S4、芯板层背面用贴胶机贴高温胶带；S5、贴元器件，元件通过通槽底部胶带固定；S6、芯板层Top面排板，盖上粘结片及铜箔，经高温压合后粘结片的流胶将通槽与元器件之间的缝隙填满；S7、撕掉芯板层背面的高温胶带。本发明通过阶梯槽的方式嵌入元件，可以从根因上解决元件受结构不对称产生的应力影响而造成元件弯折甚至开裂的风险，达到堆叠封装的效果，使封装体的立体空间更薄。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片及被动元器件封装技术领域，特别涉及一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法。
背景技术
目前嵌埋元器件的PCB板，内埋元件类型包括存储芯片、功率芯片、逻辑芯片这样的主动元器件，并且元件埋入时PCB叠构为对称叠构，但是实际应用上，个别的元件只需嵌入Top面或Bot面中即可。
现有的内埋多种元器件的PCB板，根据元器件的厚度，采用的是通过铣槽的方式埋入的制作工艺流程，如图2所示；
S1、芯板层经贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜的加工流程，完成芯板层图形转移，其中内层芯板的厚度(含铜)比最大的元件厚度大15－20um；
S2、芯板铣槽，铣槽加工方式可以是机械铣或钻、CO2镭射密钻及UV切割等；
S3、芯板层背面用贴胶机贴高温胶带，胶带为25um厚的聚酰亚胺层+25um厚的亚克力胶层；
S4、贴元器件，对称结构埋入Core板，元件通过通槽底部胶带固定。元器件包括各种类型的芯片，贴片式的电容、电阻和电感等
S5、芯板层Top面排板，盖上粘结片及铜箔，经高温压合后粘结片的流胶将通槽填满，粘结包括PP、ABF等半固化粘结片材，铜箔厚度及类型不限；
S6、撕掉芯板层背面的高温胶带；
S7、芯板层Bottom面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第一增层；
S8、第一增层做激光钻孔；
S9、第一增层做填孔电镀，填平激光钻盲孔；
S10、第一增层经贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜加工流程，完成第一增层图形转移；
S11、增层铣槽，铣槽加工方式可以是机械铣，孔深钻等；
S12、贴元器件，单面埋嵌元件，非对称结构；
S13、上下两面排板，埋元件面朝上，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第二增层
S14、外层经镭射钻孔、机械钻孔、电镀、图形转移、阻焊加工、表面处理和切割成形；
以上现有流程加工形成的产品结构有以下缺点：
1、在现有产品结构中，叠构不对称，单面嵌入的元件受结构不对称产生的应力影响，造成元件弯折甚至开裂，最终导致产品报废；
2、增层铣槽使用控深锣或控深钻的方式，最好精度只能满足+/－0.01mm，因机加工的方式控深精度差，如槽深度浅，那么元件凸出PCB板板面，在增层压合过程中，会压碎元件导致产品失效；
3、因使用机械加工的方式进行控深铣槽，对阶梯槽的深度要求至少≥0.01mm，限制了芯片的厚度要求，不符合PCB产品薄、平的发展趋势；
4、增层单面内埋元件，因盲槽底部为PP或铜箔，无法起到固定元件的作用，压合过程中，元件在熔融的半固化片中因受到高温高压的作用，会出现无规律的偏移，精度差，无法确保盲孔与元件的对准度，导致出现导通不良的品质问题；
5、在图3中，增层通过盲槽的方式单面埋嵌元件，空腔底部因填胶不足的因素导致出现元件与PCB板，为此，提出一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例希望提供一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，包括以下步骤：
S1、芯板层依次经过贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜流程，完成芯板层图形转移；
S2、芯板进行铣槽处理；
S3、芯板Top面需要封装位置贴保护胶带；
S4、芯板层背面用贴胶机贴高温胶带；
S5、贴元器件，元件通过通槽底部胶带固定；
S6、芯板层Top面排板，盖上粘结片及铜箔，经高温压合后粘结片的流胶将通槽与元器件之间的缝隙填满；
S7、撕掉芯板层背面的高温胶带；
S8、芯板层Bottom面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第一增层；
S9、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜的加工流程，完成第一增层流程制作；
S10、上下两面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第二增层；
S11、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻、褪膜和防焊进行加工处理；
S12、激光烧蚀，通过激光烧蚀的方式进行控深，使揭盖废料区与PCB板分离；
S13、废料区域贴附胶带，因保护胶带与PCB基本无粘结力，故通过胶带的黏附的方式可将废料剥离PCB，形成阶梯槽，展现出需要单面封装的图形Pad；
S14、用点胶机在第一芯板上点导电胶；
S15、用高精度贴片机将各种元器件封装到阶梯槽的图形Pad上。
在一些实施例中，在所述S2中，铣槽加工方式包括钢模冲切、机械铣或钻、CO2镭射钻和UV切割。
在一些实施例中，在所述S4中，高温胶带为25um厚的聚酰亚胺层和25um厚的亚克力胶层组成。
在一些实施例中，在所述S5中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感。
在一些实施例中，在所述S5中，元器件厚度比芯板层(含铜)薄5－20um。
在一些实施例中，在所述S6中，粘结片包括PP和ABF半固化粘结片材。
在一些实施例中，在所述S12中，激光烧蚀的操作方式为CO2镭射钻或UV切割。
在一些实施例中，在所述S13中，胶带由0.09mm胶厚、0.05mm PET膜和0.13mm纸厚组成。
在一些实施例中，在所述S14中，导电胶包括烧结银银浆和锡膏。
在一些实施例中，在所述S15中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感，同时元器件的尺寸比阶梯槽的尺寸单边小30－50um。
本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
一、本发明通过阶梯槽的方式嵌入元件，可以从根因上解决元件受结构不对称产生的应力影响而造成元件弯折甚至开裂的风险，达到堆叠封装的效果，使封装体的立体空间更薄。
二、本发明通过阶梯槽的方式进行封装，深度公差可控制在+/－10um，封装后元件与PCB板面基本是在一个水平面，规避了因元件凸出板面导致压合过程中压碎元件的风险。
三、本发明使用揭盖的方式漏出需要贴装图形Pad，阶梯槽的深度最小可控制在30um+/－10um，可嵌埋的芯片更薄，理论上可封装厚度30um的元件，成品板厚可以更薄，最小板厚可满足0.28mm+/－0.040。
四、本发明通过阶梯槽+贴片的封装方式实现单面嵌入元器件，PCB板与元器件的对准度可达到+/－25um，保证了PCB板与元件的导通可靠性。
五、本发明通过点胶工艺实现PCB板与元件的导通，不存在因填胶不足导致元件与PCB板之间的分层或爆板。
六、本发明实现了芯片在PCB板中的堆叠封装，封装密度更高，传输路径更短。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图；
图2为现有技术的流程图；
图3为现有技术填胶不足的示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
需要注意的是，术语“第一”、“第二”、“对称”、“阵列”等仅用于区分描述与位置描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“对称”等特征的可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；同样，对于未以“两个”、“三只”等文字形式对某些特征进行数量限制时，应注意到该特征同样属于明示或者隐含地包括一个或者更多个特征数量；
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体成型；可以是机械连接，可以是直接相连，可以是焊接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据说明书附图结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，包括以下步骤：
S1、芯板层依次经过贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜流程，完成芯板层图形转移；
S2、芯板进行铣槽处理；
S3、芯板Top面需要封装位置贴保护胶带；
S4、芯板层背面用贴胶机贴高温胶带；
S5、贴元器件，元件通过通槽底部胶带固定；
S6、芯板层Top面排板，盖上粘结片及铜箔，经高温压合后粘结片的流胶将通槽与元器件之间的缝隙填满；
S7、撕掉芯板层背面的高温胶带；
S8、芯板层Bottom面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第一增层；
S9、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜的加工流程，完成第一增层流程制作；
S10、上下两面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第二增层；
S11、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻、褪膜和防焊进行加工处理；
S12、激光烧蚀，通过激光烧蚀的方式进行控深，使揭盖废料区与PCB板分离；
S13、废料区域贴附胶带，因保护胶带与PCB基本无粘结力，故通过胶带的黏附的方式可将废料剥离PCB，形成阶梯槽，展现出需要单面封装的图形Pad；
S14、用点胶机在第一芯板上点导电胶；
S15、用高精度贴片机将各种元器件封装到阶梯槽的图形Pad上。
本实施例中，具体的，在S2中，铣槽加工方式包括钢模冲切、机械铣或钻、CO2镭射钻和UV切割。
本实施例中，具体的，在S4中，高温胶带为25um厚的聚酰亚胺层和25um厚的亚克力胶层组成，通过以上设置聚酰亚胺指主链上含有酰亚胺环(－CO－NR－CO－)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一，其耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃，部分无明显熔点，高绝缘性能，10赫兹下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘。
本实施例中，具体的，在S5中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感，通过以上设置可以降低生产成本，没有特定的芯片、电容、电阻和电感的型号。
本实施例中，具体的，在S5中，元器件厚度比芯板层(含铜)薄5－20um。
本实施例中，具体的，在S6中，粘结片包括PP和ABF半固化粘结片材。
本实施例中，具体的，在S12中，激光烧蚀的操作方式为CO2镭射钻。
本实施例中，具体的，在S13中，胶带由0.09mm胶厚、0.05mm PET膜和0.13mm纸厚组成。
本实施例中，具体的，在S14中，导电胶包括烧结银银浆和锡膏。
本实施例中，具体的，在S15中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感，同时元器件的尺寸比阶梯槽的尺寸单边小30－50um。
实施例二
如图1所示，本发明实施例提供了一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，包括以下步骤：
S1、芯板层依次经过贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜流程，完成芯板层图形转移；
S2、芯板进行铣槽处理；
S3、芯板Top面需要封装位置贴保护胶带；
S4、芯板层背面用贴胶机贴高温胶带；
S5、贴元器件，元件通过通槽底部胶带固定；
S6、芯板层Top面排板，盖上粘结片及铜箔，经高温压合后粘结片的流胶将通槽与元器件之间的缝隙填满；
S7、撕掉芯板层背面的高温胶带；
S8、芯板层Bottom面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第一增层；
S9、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜的加工流程，完成第一增层流程制作；
S10、上下两面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第二增层；
S11、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻、褪膜和防焊进行加工处理；
S12、激光烧蚀，通过激光烧蚀的方式进行控深，使揭盖废料区与PCB板分离；
S13、废料区域贴附胶带，因保护胶带与PCB基本无粘结力，故通过胶带的黏附的方式可将废料剥离PCB，形成阶梯槽，展现出需要单面封装的图形Pad；
S14、用点胶机在第一芯板上点导电胶；
S15、用高精度贴片机将各种元器件封装到阶梯槽的图形Pad上。
本实施例中，具体的，在S2中，铣槽加工方式包括钢模冲切、机械铣或钻、CO2镭射钻和UV切割。
本实施例中，具体的，在S4中，高温胶带为25um厚的聚酰亚胺层和25um厚的亚克力胶层组成，通过以上设置聚酰亚胺指主链上含有酰亚胺环(－CO－NR－CO－)的一类聚合物，是综合性能最佳的有机高分子材料之一，其耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃，部分无明显熔点，高绝缘性能，10赫兹下介电常数4.0，介电损耗仅0.004～0.007，属F至H级绝缘。
本实施例中，具体的，在S5中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感，通过以上设置可以降低生产成本，没有特定的芯片、电容、电阻和电感的型号。
本实施例中，具体的，在S5中，元器件厚度比芯板层(含铜)薄5－20um。
本实施例中，具体的，在S6中，粘结片包括PP和ABF半固化粘结片材。
本实施例中，具体的，在S12中，激光烧蚀的操作方式为UV切割。
本实施例中，具体的，在S13中，胶带由0.09mm胶厚、0.05mm PET膜和0.13mm纸厚组成。
本实施例中，具体的，在S14中，导电胶包括烧结银银浆和锡膏。
本实施例中，具体的，在S15中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感，同时元器件的尺寸比阶梯槽的尺寸单边小30－50um。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、芯板层依次经过贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜流程，完成芯板层图形转移；
S2、芯板进行铣槽处理；
S3、芯板Top面需要封装位置贴保护胶带；
S4、芯板层背面用贴胶机贴高温胶带；
S5、贴元器件，元件通过通槽底部胶带固定；
S6、芯板层Top面排板，盖上粘结片及铜箔，经高温压合后粘结片的流胶将通槽与元器件之间的缝隙填满；
S7、撕掉芯板层背面的高温胶带；
S8、芯板层Bottom面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第一增层；
S9、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻和褪膜的加工流程，完成第一增层流程制作；
S10、上下两面排板，盖上粘结片及铜箔，然后进压机高温压合形成第二增层；
S11、经镭射钻孔、电镀、贴膜、曝光、显影、蚀刻、褪膜和防焊进行加工处理；
S12、激光烧蚀，通过激光烧蚀的方式进行控深，使揭盖废料区与PCB板分离；
S13、废料区域贴附胶带，因保护胶带与PCB基本无粘结力，故通过胶带的黏附的方式可将废料剥离PCB，形成阶梯槽，展现出需要单面封装的图形Pad；
S14、用点胶机在第一芯板上点导电胶；
S15、用高精度贴片机将各种元器件封装到阶梯槽的图形Pad上。
2.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S2中，铣槽加工方式包括钢模冲切、机械铣或钻、CO2镭射钻和UV切割。
3.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S4中，高温胶带为25um厚的聚酰亚胺层和25um厚的亚克力胶层组成。
4.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S5中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感。
5.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S5中，元器件厚度比芯板层(含铜)薄5－20um。
6.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S6中，粘结片包括PP和ABF半固化粘结片材。
7.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S12中，激光烧蚀的操作方式为CO2镭射钻或UV切割。
8.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S13中，胶带由0.09mm胶厚、0.05mm PET膜和0.13mm纸厚组成。
9.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S14中，导电胶包括烧结银银浆和锡膏。
10.根据权利要求1所述的一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法，其特征在于：在所述S15中，元器件包括芯片、贴片式电容、贴片式电阻和贴片式电感，同时元器件的尺寸比阶梯槽的尺寸单边小30－50um。
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| CN202311577786.9A CN117858382A (zh) | 2023-11-23 | 2023-11-23 | 一种有阶梯槽及嵌埋内置元件的封装方法 |
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| CN117858382A true CN117858382A (zh) | 2024-04-09 |
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Family Applications (1)
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2023
- 2023-11-23 CN CN202311577786.9A patent/CN117858382A/zh active Pending
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