CN1278400C - 在单面柔性基板背面形成凸点的方法 - Google Patents

在单面柔性基板背面形成凸点的方法 Download PDF

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Abstract

在单面柔性基板背面形成凸点的方法，属于印刷电路和微电子元件封装领域，其目的是在单面柔性基板的背面引入凸点，为MEMS等技术提供柔性化封装器件，且有效简化制备过程、节约时间并维持固态作业。本发明采用包括柔性基板及合成胶带表层构成的复合柔性基板，其正面固定焊盘、电极或元器件，加工步骤为：(1)在复合柔性基板上用激光打盲孔，(2)利用刷板将焊膏填入盲孔，(3)高温回流焊将焊膏熔成焊锭，(4)除去合成胶带表层，(5)第二次高温回流焊形成凸点。本发明减少多道工序，节省时间并维持固态作业，所得凸点互连强度好，接触电阻小。

Description

在单面柔性基板背面形成凸点的方法
技术领域
本发明属于印刷电路和微电子元件封装领域，特别涉及在单面柔性基板背面引入凸点的封装结构以及凸点的成形方法。
背景技术
新一代的高密度封装技术以面阵列结构的封装为主流，包括球栅阵列封装Ball-Grid-Array，BGA)、芯片尺寸封装(Chip-Scale-Package，CSP)、倒装芯片(Flip-Chip)技术等。广义的倒装芯片封装技术指将芯片翻转后，以面朝下的方式通过金属导体与基板进行接合，实现互连。该技术也引入到微机电系统(MEMS)的互连封装中。MEMS器件很多时候要采用BGA形式的柔性基板结构(FlexSubstrate)，以满足实际应用的需要。柔性基板的一面可以是焊盘、电极、电路或敏感元件等，也可以连接另一MEMS器件；而其背面一般是光面，没有任何元器件，本发明将在单面柔性基板的背面引入互连的金属导体。一般而言，互连金属导体以面阵列的金属凸点(Metal Bump)技术较为先进。现有广泛使用的制备凸点的技术是先采用化学镀或电镀镍/金(Ni/Au)形成凸点底部金属层(Under BumpMetallurgy，UBM)再配合焊膏印刷的方式植球，如专利号01115321.0“形成无铅凸点互连的方法”，其凸点的主要制造过程如下：
先在晶圆(Wafer)表面的铝(Al)上采用化学镀或电镀镍/金来形成UBM层；在晶圆表面敷上一层光阻剂(photo-resist)并予以预热；在晶圆上方以适当的掩模(Mask)阻隔并曝光显影成像，使在UBM层位置上形成盲孔；然后利用刷板将焊膏填入盲孔内，经高温回流焊使焊膏熔成焊锭，再将该光阻剂以化学试剂去除后并清洗，仅留下晶圆上凸起的焊锭，经第二次高温回流焊处理后该焊锭即形成球形的焊球。此种凸点制备方法存在如下缺点：光阻剂覆盖后需要花费干硬时间；显影成像过程必须另外制作掩模，增加了制造成本；第一次回流处理后光阻剂须以化学或物理方式去除，整个过程繁琐而费时。而且，对于MEMS封装有时根本不可能采用这种工艺，因为某些MEMS敏感元件要求维持固态作业。
发明内容
本发明提供一种在单面柔性基板的背面形成凸点的方法，其目的是在单面柔性基板的背面引入凸点，为MEMS等技术提供柔性化的封装器件，且有效地简化制备过程，节省时间并维持固态作业。
本发明的一种在单面柔性基板背面形成凸点的方法，通过刷板填入焊膏、两次高温回流焊形成凸点，依序包括下述步骤：
(1)加工对象为复合柔性基板，包括柔性基板及合成胶带表层，柔性基板正面固定有焊盘、电极或元器件；
(2)在复合柔性基板上用激光打盲孔，孔深至柔性基板正面的焊盘、电极或元器件为止；
(3)利用刷板将焊膏填入盲孔位置；
(4)高温回流焊将焊膏熔成焊锭；
(5)除去合成胶带表层；
(6)第二次高温回流焊形成凸点。
本发明提供了一种在单面柔性基板的背面引入凸点的封装结构，该封装结构可用于单面封装，也可进行双面封装，为MEMS等应用技术提供了一种柔性化的、高密度封装结构。本发明还提供了一种单面柔性基板背面形成凸点的方法，采用复合柔性基板，其表层耐热性好的合成胶带取代了传统光阻剂，并以程序控制激光定位打孔，经印刷焊膏、高温回流后，直接撕去胶带即可进行第二次回流，可有效地减少多道工序，节省时间并维持固态作业，无需浪费时间等待化学药剂的清洗、风干时间。所得凸点直接与柔性基板正面的焊盘/电极相连，互连强度好，接触电阻小。
附图说明
图1-图6为本方法形成凸点过程示意图，其中
图1为本方法采用的一种三层复合柔性基板，
图2为在单面柔性基板背面激光打孔示意图，
图3为利用刷板在盲孔中刷入焊膏示意图，
图4为经高温回流将焊膏熔成焊锭示意图，
图5为将表层合成胶带撕开示意图，
图6为经第二次高温回流形成凸点示意图。
图中符号为：
焊盘(可为其他电极、敏感元件等)1、柔性基板2、刚性树脂板3、合成胶带4、激光所打盲孔5a、填满焊膏后的盲孔5b、焊锭5c、焊膏6、刷板7、凸点8。
具体实施方式
参照图1-图6所示的在单面柔性基板的背面形成凸点的过程示意图。本发明一种实施方式所采用的基板为三层复合柔性基板，如图1所示。在最底层的柔性基板2正面上固定有焊盘1或其他电极、电路以及元器件，中间层3为刚性树脂板，它能增强整个基板的刚性，从而使基板有较好的可操作性。基板的最表层为合成胶带4，合成胶带4与中间层接合紧密，但又比较容易直接撕去，且具有好的耐热性和稳定性。参照图2-图6，具体制造过程为：
a、采用程序控制激光定位打孔技术，在图1中虚线所示位置打孔。打孔将三层复合柔性基板2、3、4完全打穿，而由于激光对材料的选择性，打孔不会对焊盘1或其他元器件造成损害。打孔完成后，形成图2所示的盲孔5a。
b、利用刷板7将焊膏6填入盲孔中，形成填满焊膏的盲孔5b，如图3所示。
c、经高温回流使盲孔中的焊膏熔成焊锭5c，如图4所示。
d、再将合成胶带4直接撕去，仅留下基板上凸起的焊锭5c，如图5所示。
e、经第二次高温回流处理后，该焊锭5c在刚性树脂板3上形成球形的凸点8，如图6所示。

Claims (1)

1.一种在单面柔性基板背面形成凸点的方法，通过刷板填入焊膏、两次高温回流焊形成凸点，依序包括下述步骤：
(1)加工对象为复合柔性基板，包括柔性基板及合成胶带表层，柔性基板正面固定有焊盘、电极或元器件；
(2)在复合柔性基板上用激光打盲孔，孔深至柔性基板正面的焊盘、电极或元器件为止；
(3)利用刷板将焊膏填入盲孔位置；
(4)高温回流焊将焊膏熔成焊锭；
(5)除去合成胶带表层；
(6)第二次高温回流焊形成凸点。
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