專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬芯子、封裝板、及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電路板中使用的金屬芯子、一種具有金屬芯子的封裝板、以及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品制造得更小巧和更輕便，表現(xiàn)為更小、更薄、密度更高、封裝及便攜式產(chǎn)品的趨勢(shì)，多層印刷電路板也經(jīng)歷了向更精密圖案以及更小和封裝產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)。因此，隨著用于在多層印刷電路板上形成精密圖案且用于改進(jìn)可靠性及設(shè)計(jì)密度的原材料的變化，電路的成層合成(layer composition)向集成方向改變。構(gòu)成也經(jīng)歷了從DIP(雙列直插式封裝)類(lèi)型到SMT(表面安裝技術(shù))的轉(zhuǎn)變，從而也增大了安裝密度。此外，便攜式電子設(shè)備的發(fā)展，以及對(duì)于多功能、國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)使用、視頻芯片、以及高容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃枨?，形成了?duì)印刷電路板的更復(fù)雜設(shè)計(jì)以及更高級(jí)技術(shù)的需求。
有了印刷電路板上所安裝的芯片數(shù)量及密度的這種增長(zhǎng)，由于芯片產(chǎn)生的熱量，印刷電路板需要優(yōu)良的熱釋放性能。同樣，對(duì)于板上安裝的數(shù)量日益增加的元件，另一個(gè)需求是板中不發(fā)生翹曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子提供了優(yōu)良的熱釋放性能以及對(duì)于翹曲的優(yōu)良機(jī)械性能。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子可以容易地粘附到絕緣層上。
本發(fā)明的一方面提供了一種包括沿縱向形成于其表面上的多個(gè)突起的金屬芯子。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的金屬芯子可以包括一個(gè)或多個(gè)以下的特征。例如，突起可以形成在金屬芯子的兩側(cè)上。另外，金屬芯子可以包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
本發(fā)明的另一方面提供了一種封裝板，包括金屬芯子，其具有沿縱向形成于其表面上的多個(gè)突起；絕緣層，層積在金屬芯子上；以及內(nèi)層電路，形成于絕緣層上，用于芯片與外部之間的信號(hào)連接。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝板可以包括一個(gè)或多個(gè)以下的特征。例如，絕緣層可以是涂覆到樹(shù)脂涂覆銅箔上的樹(shù)脂。突起可以形成在金屬芯子的兩側(cè)上，而金屬芯子可以形成為包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
本發(fā)明的再一方面提供了一種制造封裝板的方法，包括(a)處理金屬板的至少一個(gè)表面，以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子；(b)在金屬芯子上層積至少一層絕緣層；以及(c)形成內(nèi)層電路并安裝芯片。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造封裝板的方法可以包括一個(gè)或多個(gè)以下的特征。例如，在處理金屬板的至少一個(gè)表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的操作(a)中，金屬芯子可以通過(guò)壓制處理(press processing)形成，并且突起可以形成在金屬芯子的兩側(cè)上。金屬板可以包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。另外，絕緣層可以通過(guò)在金屬芯子上層積至少一層樹(shù)脂涂覆銅箔而形成。
本發(fā)明的其它方面及優(yōu)點(diǎn)將在以下描述中部分地得到闡明，并且部分地從該描述中顯而易見(jiàn)，或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施而理解。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的金屬芯子的透視圖；圖2為沿圖1的線I-I′的金屬芯子的橫截面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝板的橫截面圖；圖4為在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制造封裝板的方法中樹(shù)脂涂覆銅箔層積到金屬芯子的兩側(cè)上之后的橫截面圖；圖5為通孔形成在圖4中示出的層積有樹(shù)脂涂覆銅箔的金屬芯子中之后的橫截面圖；
圖6為在進(jìn)行噴鍍以在圖5的層積有樹(shù)脂涂覆銅箔的金屬芯子上形成鍍層之后的橫截面圖；圖7為在形成電路圖案并選擇性地施加阻焊劑以在圖6的層積有樹(shù)脂涂覆銅箔的金屬芯子上形成導(dǎo)線焊墊和球焊墊之后的橫截面圖；圖8為在將可剝離涂層附著到圖7中示出的樹(shù)脂涂覆銅箔上的安裝有芯片的部分之后的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在參照附圖的描述中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同或相應(yīng)的元件，而與圖號(hào)無(wú)關(guān)，并且將省略多余的描述。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D1及圖2提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的金屬芯子30的詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的金屬芯子30具有沿縱向形成在金屬板的兩側(cè)上的突起31。如圖3所示，金屬芯子30，用作封裝板50的襯底，以改進(jìn)板的熱釋放性能以及對(duì)于翹曲的機(jī)械性能。金屬芯子30可以形成為包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。鋁(Al)是良好的電導(dǎo)體，具有的電阻率是銅的1.6倍，并且也是良好的熱導(dǎo)體，在安裝芯片時(shí)可以提供優(yōu)良的熱釋放作用。鋁也是輕金屬，強(qiáng)度質(zhì)量比高，從而可以減小整個(gè)板的質(zhì)量及厚度。
突起31沿金屬芯子30的縱向形成，并且增加了金屬芯子30的表面面積，以提高對(duì)絕緣層(圖3中的53)的粘附。此外，由于突起31而使得表面面積增加，熱能夠更容易地釋放。
參照?qǐng)D2，金屬芯子30具有I字梁形式的橫截面。通常，對(duì)于相同的橫截面面積，面積轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，彎曲強(qiáng)度越大。因此，I字梁具有比相同橫截面面積的方形梁更大的彎曲強(qiáng)度。突起31的高度33和寬度35可以應(yīng)需要而改變。另外，顯然，突起31可以改變?yōu)榫哂卸喾N橫截面，例如具有四邊形或錐形形狀。
盡管在圖1及圖2中，突起31形成在金屬芯子30的兩側(cè)上，但突起31也可以只形成在金屬芯子30的一側(cè)上。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D3提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝板的詳細(xì)說(shuō)明。
參照?qǐng)D3，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝板用作具有多個(gè)突起31的金屬芯子30的襯底。在金屬芯子30的每一側(cè)上，依次層積有絕緣層53及銅層壓板55，而且在銅層壓板55上形成有鍍層56。另外，阻焊劑61被填充到在金屬芯子30、絕緣層53、及銅層壓板55中形成的通孔59中，同時(shí)芯片75通過(guò)導(dǎo)線69與導(dǎo)線焊墊63連接。導(dǎo)線焊墊63通過(guò)鍍層56電連接至焊料球67。
由于根據(jù)該實(shí)施例的封裝板50使用具有多個(gè)突起31的金屬芯子30，其對(duì)于翹曲具有優(yōu)良的機(jī)械性能。另外，由于多個(gè)突起31使得表面面積增大時(shí)，由芯片75產(chǎn)生的熱能夠輕易地被釋放，并且可以更好地粘附于絕緣層53。
現(xiàn)在將提供根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝板的每個(gè)元件的詳細(xì)說(shuō)明。
絕緣層53通過(guò)層積絕緣材料(諸如環(huán)氧樹(shù)脂等等)而形成在金屬芯子30的兩側(cè)上。絕緣層53填充到金屬芯子30的突起31之間的間隙中，以附著至金屬芯子30。銅層壓板55層積在絕緣層53上，并與鍍層56共同構(gòu)成電路圖案。絕緣層53和銅層壓板55可以單獨(dú)地層積到金屬芯子30上，或者可以使用樹(shù)脂涂覆銅(RRC)箔。樹(shù)脂涂覆銅箔為板，其中鍍銅積到用作絕緣層的樹(shù)脂層的一側(cè)上。
為了電連接到封裝板50的上側(cè)和下側(cè)，通孔59穿透金屬芯子30、絕緣層53、及銅層壓板55而形成。此外，鍍層56形成在通孔59的內(nèi)周界上，以將對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線焊墊63與球焊墊65相連接。另外，阻焊劑61填充到通孔59內(nèi)部。
鍍層56為形成于通孔59的內(nèi)周界上以及銅層壓板55上的層。電路圖案通過(guò)蝕刻處理等形成在鍍層56上。另外，就電路圖案的形成而言，與導(dǎo)線69連接的導(dǎo)線焊墊63以及球焊墊65形成在鍍層56上。導(dǎo)線焊墊63和球焊墊65分別由鍍層56連接。鍍層56通常通過(guò)鍍銅或金而形成，它們都是導(dǎo)電金屬。
阻焊劑61是填充在通孔59中并形成在銅層壓板55的部分上的絕緣材料。由于阻焊劑61，導(dǎo)線焊墊63形成在鍍層56的上側(cè)上，與其它部分絕緣，同時(shí)用于附著焊料球67的球焊墊65形成在下側(cè)上。
電路圖案通過(guò)在鍍層56或銅層壓板55上進(jìn)行的蝕刻等，分別形成在封裝板50的上側(cè)和下側(cè)上。由于電路圖案的形成，分別地，導(dǎo)線焊墊63形成在封裝板50的上側(cè)上，而球焊墊65形成在下側(cè)上。電路圖案通過(guò)阻焊劑61絕緣。
由于電路圖案的形成，導(dǎo)線焊墊63形成在封裝板50上，并通過(guò)阻焊劑61與其它部分絕緣。與芯片75連接的導(dǎo)線69電連接到導(dǎo)線焊墊63。球焊墊65形成在位于封裝板50的下部上的鍍層56上，并且焊料球67附著于球焊墊65。
芯片75安裝在封裝板50的鍍層56上，并且通過(guò)導(dǎo)線69與導(dǎo)線焊墊63連接。此外，導(dǎo)線焊墊63通過(guò)在通孔59中形成的鍍層56與球焊墊65連接，而且焊料球67附著于球焊墊65，以與外部電連接。導(dǎo)線69、導(dǎo)線焊墊63、在通孔59中形成的鍍層56、以及球焊墊65構(gòu)成內(nèi)層電路，該內(nèi)層電路將芯片75與外部連接。芯片75和導(dǎo)線69通過(guò)模塑料77模塑而成，從而其不會(huì)受外部環(huán)境的影響。
參照?qǐng)D4到圖8，現(xiàn)在提供制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的封裝板的方法的詳細(xì)說(shuō)明。首先將說(shuō)明制造金屬芯子30的方法。
金屬芯子30通過(guò)壓制金屬板(未示出)使其具有一定厚度來(lái)制造，該過(guò)程中，通過(guò)在一側(cè)或兩側(cè)上應(yīng)用壓模處理，形成突起31。通過(guò)壓模來(lái)形成金屬芯子30使得制造更容易，并且在壓模期間所作用的力為金屬板提供了更緊密的結(jié)構(gòu)。用于金屬芯子30的金屬板可以包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的一種。突起31的橫截面、高度、以及間距等可以應(yīng)需要而改變。另外，突起31可以通過(guò)蝕刻而形成。
參照?qǐng)D4，在金屬芯子30的上側(cè)和下側(cè)上層積絕緣層53和銅層壓板55。絕緣層53和銅層壓板55可以利用樹(shù)脂涂覆銅(RRC)通過(guò)如下布置樹(shù)脂涂覆銅箔而形成，即使得樹(shù)脂面向金屬芯子30，并隨后進(jìn)行熱層積。
參照?qǐng)D5，形成通孔59，用于連接金屬芯子30的上側(cè)和下側(cè)。通孔59可以利用激光處理(例如YAG(釔鋁石榴石)激光或二氧化碳激光)，或者利用機(jī)械鉆孔來(lái)形成。YAG激光能夠處理金屬芯子30和銅層壓板55。
參照?qǐng)D6，在通孔59內(nèi)部及在銅層壓板55上形成鍍層56。鍍層56通過(guò)化學(xué)鍍銅或電鍍銅而形成，其中化學(xué)鍍銅是指作為用于在銅電鍍中形成所需導(dǎo)電膜的預(yù)加工步驟而進(jìn)行的鍍層。鍍層56因此而電連接到封裝板的上側(cè)及下側(cè)。
形成鍍層56之后，在鍍層56上形成電路圖案。形成電路圖案的方法包括在鍍層56上形成抗蝕圖案(未示出)，并且為了形成抗蝕圖案，印刷在底圖膜上的圖案被轉(zhuǎn)印到鍍層56上。對(duì)于這種轉(zhuǎn)印有各種方法，其中最常用的是，通過(guò)紫外線將印刷底圖膜上的電路圖案轉(zhuǎn)印到干膜上的過(guò)程中所使用的感光干膜。LPR(液態(tài)光阻)也可以替代干膜而使用。
電路圖案已經(jīng)轉(zhuǎn)印于其上的干膜或LPR，用作抗蝕劑，并且當(dāng)板被浸入到蝕刻液體中時(shí)，在未形成抗蝕圖案的區(qū)域中的鍍層被去除，從而形成了特殊的電路圖案。在形成電路圖案之后，通過(guò)例如AOI(自動(dòng)光學(xué)檢測(cè))等方法來(lái)檢測(cè)電路的外觀，以確保電路已經(jīng)正確地形成，并且進(jìn)行表面處理，例如黑色氧化處理。AOI是自動(dòng)檢測(cè)電路板外觀的方法，其通過(guò)利用圖像傳感器及計(jì)算機(jī)的圖案識(shí)別技術(shù)，來(lái)檢測(cè)電路板的外觀。圖像傳感器讀取目標(biāo)電路的圖案信息，之后與參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定是否存在缺陷。黑色氧化處理是在將形成有布線圖案的內(nèi)層與外層附著之前用于增加粘附和熱阻的工藝。
參照?qǐng)D7，將阻焊劑61施加到通孔59內(nèi)部以及鍍層56上。阻焊劑61不僅保護(hù)形成在通孔59內(nèi)周界上的鍍層56，而且還形成導(dǎo)線焊墊63及球焊墊65。
參照?qǐng)D8，將可剝離涂層73附著到圖3所示的芯片75所在的部分上。就附著的可剝離涂層73而言，在導(dǎo)線焊墊63及球焊墊65上進(jìn)行鍍金。使用可剝離涂層73的理由是，如果在芯片75所在的部分上進(jìn)行電鍍處理，芯片75可能不會(huì)牢固地附著到鍍層56上。如圖3所示，在可剝離涂層73去除之后安裝芯片75，芯片75和導(dǎo)線焊墊63都連接到導(dǎo)線69，并隨后用模塑料77進(jìn)行模塑，以便于保護(hù)芯片75。然后，在球焊墊65上形成焊料球67，以完成球柵格陣列(以下稱(chēng)為“BGA”)封裝。
雖然該實(shí)施例以BGA封裝作為實(shí)例，但本發(fā)明并不限于此，并且本發(fā)明能夠應(yīng)用到可使用金屬芯子的任何類(lèi)型的電路板。例如，金屬芯子也可以在倒裝芯片封裝中使用。
根據(jù)上述說(shuō)明所陳述的本發(fā)明，可以提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子提供了優(yōu)良的熱釋放性能以及對(duì)于翹曲的優(yōu)良機(jī)械性能。
另外，可以提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子能夠容易地粘附到絕緣層上。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該能夠理解，在不背離所附權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行大量的修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種在電路板中使用的金屬芯子，所述金屬芯子包括沿縱向在其表面上形成的多個(gè)突起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬芯子，其中，所述突起形成在所述金屬芯子的兩側(cè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬芯子，包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
4.一種封裝板，包括金屬芯子，其具有沿縱向在其表面上形成的多個(gè)突起；絕緣層，層積在所述金屬芯子上；以及內(nèi)層電路，形成在所述絕緣層上，用于芯片與外部之間的信號(hào)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝板，其中，所述絕緣層包含涂覆到樹(shù)脂涂覆銅箔上的樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝板，其中，所述突起形成在所述金屬芯子的兩側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝板，其中，所述金屬芯子形成為包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
8.一種制造封裝板的方法，所述方法包括(a)處理金屬板的至少一個(gè)表面，以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子；(b)在所述金屬芯子上層積至少一層絕緣層；以及(c)形成內(nèi)層電路并安裝芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在處理金屬板的至少一個(gè)表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的所述操作(a)中，所述金屬芯子通過(guò)壓制處理形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，處理金屬板的至少一個(gè)表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的所述操作(a)，包括在所述金屬板的兩側(cè)上形成所述突起。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在處理金屬板的至少一個(gè)表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的所述操作(a)中，所述金屬板包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述金屬芯子上層積至少一層絕緣層的所述操作(b)，包括在所述金屬芯子上層積樹(shù)脂涂覆銅箔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬芯子以及具有該金屬芯子的封裝板。該封裝板包括金屬芯子，其具有沿縱向在其表面上形成的多個(gè)突起；絕緣層，層積在金屬芯子上；以及內(nèi)層電路，形成在絕緣層上，用于芯片與外部之間的信號(hào)連接。由于這些突起使得該封裝板具有較大的表面面積，從而該封裝板在熱釋放以及與絕緣層的粘附方面表現(xiàn)優(yōu)良，并且對(duì)于翹曲具有優(yōu)良的機(jī)械性能。
文檔編號(hào)H01L23/28GK1980523SQ20061014520
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者曹承鉉, 樸大賢, 金映九 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社