本發(fā)明涉及一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板的工藝方法，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

針對半導(dǎo)體封裝輕薄短小的要求，現(xiàn)在的金屬引線框或者有機(jī)基板的封裝都在朝兩個方向努力：1、降低封裝尺寸；2、功能集成。對于降低封裝尺寸部分，可以改善的空間有限，所以封裝行業(yè)內(nèi)集中于提高功能集成度，就是將部分功能元器件或者其他電子器件以埋入的方式集成于基板內(nèi)部，以擴(kuò)大整個封裝體的功能集成度，而由于埋入元器件之后的基板層間材料更加復(fù)雜多樣，并且不同材料的熱膨脹系數(shù)差異很大，導(dǎo)致整個基板的翹曲問題嚴(yán)重、分層加劇，甚至引起爆板的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板的工藝方法，它能夠埋入元器件提升整個封裝功能集成度，此工藝方法制備的線路層被包封起來，金屬載體保留，可以提供產(chǎn)品的可靠性能；同時層間導(dǎo)通采用貼裝金屬引線框架實現(xiàn)，適于板級封裝，簡化工藝。

本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板的工藝方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、取金屬載體

步驟二、金屬載體表面預(yù)鍍銅層

步驟三、電鍍金屬外引腳

在金屬載體正面通過電鍍形成金屬外引腳；

步驟四、環(huán)氧樹脂塑封

將金屬外引腳外圍區(qū)域利用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行塑封保護(hù)，并通過表面研磨使金屬外引腳頂端露出塑封料表面；

步驟五、電鍍第一金屬線路層

在步驟四的塑封料表面通過電鍍形成第一金屬線路層；

步驟六、倒裝芯片貼裝

在第一金屬線路層表面貼裝倒裝芯片；

步驟七、導(dǎo)電金屬框架貼裝

在第一金屬線路層表面貼裝導(dǎo)電金屬框架；

步驟八、塑封

將第一金屬線路層、導(dǎo)電金屬框架和芯片外圍區(qū)域采用塑封料進(jìn)行塑封，并通過表面研磨使導(dǎo)電金屬框架頂端露出塑封料表面；

步驟九、電鍍第二金屬線路層

在步驟八的塑封料表面通過電鍍形成第二金屬線路層；

步驟十、防焊

在第二金屬線路層外圍貼覆或印刷防焊材料，通過光刻作業(yè)去除部分防焊材料，以露出金屬載體表面需要進(jìn)行電鍍圖形區(qū)域。

步驟七中的導(dǎo)電金屬框架采用整片框架，導(dǎo)電金屬框架的圖案可根據(jù)需求設(shè)計變換，橫截面形狀可為規(guī)則的長方形、圓形、多邊形或其他不規(guī)則形狀。

一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板的工藝方法，它包括第一金屬線路層，所述第一金屬線路層正面設(shè)置有導(dǎo)電金屬框架，所述第一金屬線路層背面設(shè)置有金屬外引腳，所述金屬外引腳外圍區(qū)域包封有預(yù)包封料，所述第一金屬線路層上通過金屬凸點(diǎn)設(shè)置有倒裝芯片，所述第一金屬線路層、導(dǎo)電金屬框架和倒裝芯片的外圍區(qū)域包封有塑封料，所述導(dǎo)電金屬框架頂端露出塑封料，所述塑封料表面設(shè)置有第二金屬線路層，部分第二金屬線路層外圍包覆有防焊材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明的三維系統(tǒng)級線路板工藝流程，可以將線路板與封裝工藝流程進(jìn)行融合，可以在線路板中間的夾層制作過程中埋入對象，可以根據(jù)系統(tǒng)或功能需要在需要的位置或是區(qū)域埋入主動、被動元器件或散熱部件，提升載體的集成度；

2、本發(fā)明工藝流程，層間導(dǎo)通通過金屬引線框架制備，不需要電鍍單顆金屬柱，能夠很好的控制導(dǎo)通金屬的高度，簡化工藝；

3、本發(fā)明的三維系統(tǒng)級線路板結(jié)構(gòu)，上下表面都可以繼續(xù)后續(xù)的制程，可適應(yīng)不同類型的需求，暫時保留金屬板的結(jié)構(gòu)，可以平衡整個線路板的熱膨脹系數(shù)，從而牽制線路板內(nèi)部的收縮變形，保持線路板的平整度，可為后續(xù)的制程提供良好的作業(yè)環(huán)境。

附圖說明

圖1~圖22為本發(fā)明一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板的工藝方法的各工序示意圖。

圖23為本發(fā)明一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖24為本發(fā)明一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板的導(dǎo)電金屬框架的示意圖。

圖25、圖26為圖24中局部放大圖的兩個實施例圖。

其中：

金屬載體1

定位孔2

銅層3

預(yù)包封料4

金屬外引腳5

第一導(dǎo)電層6

第一金屬線路層7

金屬凸點(diǎn)8

導(dǎo)電金屬框架9

塑封料10

倒裝芯片11

第二導(dǎo)電層12

第二金屬線路層13

防焊材料14。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖23所示，本實施例中的一種貼裝金屬導(dǎo)通三維系統(tǒng)級線路板，它包括第一金屬線路層7，所述第一金屬線路層7正面設(shè)置有導(dǎo)電金屬框架9，所述第一金屬線路層7背面設(shè)置有金屬外引腳5，所述金屬外引腳5外圍區(qū)域包封有預(yù)包封料4，所述第一金屬線路層7上通過金屬凸點(diǎn)8設(shè)置有倒裝芯片11，所述第一金屬線路層7、導(dǎo)電金屬框架9和倒裝芯片11的外圍區(qū)域包封有塑封料10，所述導(dǎo)電金屬框架9頂端露出塑封料10，所述塑封料10表面設(shè)置有第二金屬線路層13，部分第二金屬線路層13外圍包覆有防焊材料14。

其工藝方法如下：

步驟一、取金屬載體

參見圖1，取一片厚度合適的金屬載體，此板材使用的目的是為線路制作及線路層結(jié)構(gòu)提供支撐，此板材的材質(zhì)主要以金屬材料為主，而金屬材料的材質(zhì)可以是銅材，鐵材，不銹鋼材或其它可導(dǎo)電功能的金屬物質(zhì)；

步驟二、金屬載體表面預(yù)鍍銅層

參見圖2，在金屬載體表面預(yù)鍍銅層，銅層厚度在2~10微米，制備方式可以是化學(xué)沉積、電沉積或者氣相沉積；

步驟三、光刻作業(yè)

參見圖3，在預(yù)鍍銅層的金屬載體正面及背面貼覆或印刷可進(jìn)行曝光顯影的光阻材料，以保護(hù)后續(xù)電鍍金屬層工藝作業(yè)，并利用曝光顯影設(shè)備對金屬載體表面的光阻材料進(jìn)行曝光、顯影與去除部分光阻材料，以露出金屬載體表面需要進(jìn)行金屬外引腳電鍍的圖形區(qū)域，光阻材料可以是光阻膜，也可以是光刻膠；

步驟四、電鍍金屬外引腳

參見圖4，在步驟四中金屬載體正面去除部分光阻材料的區(qū)域內(nèi)電鍍上金屬外引腳，金屬外引腳材料通常是銅、鋁、鎳等，也可以是其它導(dǎo)電金屬物質(zhì)；

步驟五、去除光阻材料

參見圖5，去除金屬載體表面的光阻膜，去除光阻膜的方法可以采用化學(xué)藥水軟化并采用高壓水沖洗的方法去除光阻膜；

步驟六、環(huán)氧樹脂塑封

參見圖6，在金屬載體正面的金屬外引腳外圍區(qū)域利用環(huán)氧樹脂材料進(jìn)行塑封保護(hù)，環(huán)氧樹脂材料可以依據(jù)產(chǎn)品特性選擇有填料或者沒有填料的種類，塑封方式可以采用模具灌膠方式、噴涂設(shè)備噴涂方式、貼膜方式或是刷膠的方式；

步驟七、表面研磨

參見圖7，在完成環(huán)氧樹脂塑封后進(jìn)行環(huán)氧樹脂表面研磨，目的是使金屬外引腳頂端露出塑封體表面以及控制環(huán)氧樹脂的厚度；

步驟八、環(huán)氧樹脂表面導(dǎo)電層制備

參見圖8，在研磨后的環(huán)氧樹脂表面進(jìn)行導(dǎo)電層制備；導(dǎo)電層可以是金屬類物質(zhì)，如鎳、鈦、銅、銀等，也可以使非金屬導(dǎo)電高分子材料，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。沉積方式通常為化學(xué)沉積、氣相沉積、濺射等；

步驟九、光刻作業(yè)

參見圖9，在步驟八金屬載體正面貼覆或印刷可進(jìn)行曝光顯影的光阻材料，并利用曝光顯影設(shè)備對光阻材料進(jìn)行曝光、顯影與去除部分光阻材料，以露出金屬載體表面需要進(jìn)行第一金屬線路層電鍍的圖形區(qū)域，光阻材料可以是光阻膜，也可以是光刻膠；

步驟十、電鍍第一金屬線路層

參見圖10，在步驟九中金屬載體正面去除部分光阻材料的區(qū)域內(nèi)電鍍上第一金屬線路層，金屬線路層材料通常是銅、鋁、鎳等，也可以是其它導(dǎo)電金屬物質(zhì)；

步驟十一、去除光阻材料

參見圖11，去除金屬載體表面的光阻膜，去除光阻膜的方法可以采用化學(xué)藥水軟化并采用高壓水沖洗的方法去除光阻膜；

步驟十二、快速蝕刻

參見圖12，去除金屬載體正面露出的導(dǎo)電層；

步驟十三、倒裝芯片貼裝

參見圖13，在第一金屬線路層表面貼裝倒裝芯片；

步驟十四、導(dǎo)電金屬框架貼裝

參見圖14，在第一金屬線路層表面貼裝導(dǎo)電金屬框架，導(dǎo)電金屬框架采用整片框架，導(dǎo)電金屬框架的圖案可根據(jù)需求設(shè)計變換，橫截面形狀可為規(guī)則的長方形、圓形、多邊形或其他不規(guī)則形狀；

步驟十五、塑封

參見圖15，將步驟十四中的金屬載體正面采用塑封料進(jìn)行塑封，塑封方式可以采用模具灌膠方式、壓縮灌膠、噴涂方式或是用貼膜方式，所述可以采用有填料物質(zhì)或是無填料物質(zhì)的環(huán)氧樹脂；

步驟十六、表面研磨

參見圖16，在完成環(huán)氧樹脂塑封后進(jìn)行環(huán)氧樹脂表面研磨，目的是使導(dǎo)電金屬框架頂端露出塑封體表面以及控制環(huán)氧樹脂的厚度；

步驟十七、環(huán)氧樹脂表面導(dǎo)電層制備

參見圖17，在研磨后的環(huán)氧樹脂表面進(jìn)行導(dǎo)電層制備；導(dǎo)電層可以是金屬類物質(zhì)，如鎳、鈦、銅、銀等，也可以使非金屬導(dǎo)電高分子材料，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。沉積方式通常為化學(xué)沉積、氣相沉積、濺射等；

步驟十八、光刻作業(yè)

參見圖18，在步驟八金屬載體正面貼覆或印刷可進(jìn)行曝光顯影的光阻材料，并利用曝光顯影設(shè)備對光阻材料進(jìn)行曝光、顯影與去除部分光阻材料，以露出金屬載體表面需要進(jìn)行第二金屬線路層電鍍的圖形區(qū)域，光阻材料可以是光阻膜，也可以是光刻膠；

步驟十九、電鍍第二金屬線路層

參見圖19，在步驟十八中金屬載體正面去除部分光阻材料的區(qū)域內(nèi)電鍍上第二金屬線路層，金屬線路層材料通常是銅、鋁、鎳等，也可以是其它導(dǎo)電金屬物質(zhì)；

步驟二十、去除光阻材料

參見圖20，去除金屬載體表面的光阻膜，去除光阻膜的方法可以采用化學(xué)藥水軟化并采用高壓水沖洗的方法去除光阻膜；

步驟二十一、快速蝕刻

參見圖21，去除金屬載體正面露出的導(dǎo)電層；

步驟二十二、防焊

參見圖22，在步驟二十一金屬載體正面貼覆或印刷防焊材料，利用曝光顯影設(shè)備對防焊材料進(jìn)行曝光、顯影與去除部分光阻材料，以露出金屬載體表面需要進(jìn)行電鍍圖形區(qū)域，防焊材料可以是膜狀或液態(tài)。

除上述實施例外，本發(fā)明還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術(shù)方案，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。