[發(fā)明專利]一種基于鋁陽極氧化技術的基板及其制造方法

有效

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• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104125710B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 劉凱;王盈瑩;王立春
• 申請（專利權）人: 上海航天電子通訊設備研究所
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;H05K3/46;H05K7/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明公開了一種基于鋁陽極氧化技術的基板及其制造方法。該基板包括：有多孔氧化鋁介質的鋁合金基板；位于鋁合金基板第一表面的第一布線層；埋置于鋁合金基板中的第二布線層；位于鋁合金基板第二表面的第三布線層；以及貫穿鋁合金基板第一表面及第二表面的鋁全通柱和/或未貫穿鋁合基板的鋁半通柱。該基板制造方法包括以下步驟：對鋁合金基板進行預處理、第一步光刻涂膠；第一步光刻；致密型陽極氧化、第一次去膠；第二步光刻涂膠、第二步光刻；穿透型陽極氧化、第二次去膠。本發(fā)明提供的基于鋁陽極氧化技術的基板及其制作方法，制作流程簡潔，基板熱導率高，熱膨脹系數(shù)可調，提高了三維封裝的可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及微電子三維封裝基板領域，特別涉及一種基于鋁陽極氧化技術的基板及其制造方法。

背景技術

隨著微電子技術的不斷發(fā)展，微電子封裝基板不但直接影響著集成電路本身的電性能、機械性能、熱性能，還在很大程度上決定著電子整機系統(tǒng)的微型化、功能化、可靠性以及成本。目前，傳統(tǒng)的二維封裝基板越來越難以滿足新一代的封裝需求，三維封裝基板因其近乎理想的封裝密度和優(yōu)越的電學性能(信號路徑短，寄生電感和電容小)，而被認為是未來最有希望的封裝基板。

三維封裝基板的類型主要有：P型(塑封型)和C型(陶瓷型)等。P型基板多采用FR-4、BT樹脂基板，基板材料成本相對較低，但其制作工藝采用傳統(tǒng)的層壓、鉆孔、化學鍍銅、電鍍銅、光刻、腐蝕等工藝，工藝步驟多，流程長，其基板材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)與芯片的熱膨脹系數(shù)失配，并且散熱型能差，不適用于大功率封裝。C型基板多為HTCC或LTCC基板，其制作工藝采用漿料流延、絲網(wǎng)印刷、疊層、沖孔、燒成、濺射銅、光刻、腐蝕、電鍍填充銅和減薄等多種工藝，雖然解決了與芯片CTE的匹配性，但對于大功率芯片封裝和高頻器件封裝來說，散熱特性差和收縮率較大是其主要特征，尤其在實際封裝中，還會遇到焊點產生應力較大，熱疲勞壽命短等問題。

散熱性能好的基板材料包括硅、金屬(鋁、銅)、和復合材料等。其中，鋁基襯底具有熱導率高[238W/(m·K)]、易加工成型、成本低的優(yōu)點，成為散熱基板的首選材料之一，但鋁基板與硅芯片間存在CTE的匹配問題，鋁硅合金材料可通過調整配比，將金屬材料(鋁)的高導熱性和熱匹配材料(硅)的低熱脹系數(shù)結合起來,使得基板具有熱導率高、CTE可調、制造成本低等優(yōu)點,從而滿足封裝需求。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提出一種基于鋁陽極氧化技術的基板及其制造方法，克服了現(xiàn)有三維封裝基板散熱性能差、熱膨脹失配、工藝流程復雜等不利因素。

為解決上述技術問題，本發(fā)明是通過如下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種基于鋁陽極氧化技術的基板，該基板包括：鋁合金基板、第一層布線、第二層布線、第三層布線以及鋁全通柱和/或鋁半通柱。其中：所述鋁合金基板含有多孔氧化鋁介質，具有兩相對的第一表面及第二表面；所述第一層布線位于所述鋁合金基板的第一表面上；所述第二層布線埋置于所述鋁合金基板中；所述第三層布線位于所述鋁合金基板的第二表面上；所述鋁全通柱貫穿所述鋁合金基板的第一表面及第二表面，所述鋁半通柱未貫穿所述鋁合金基板。

其中，所述鋁全通柱和鋁半通柱既可以連通三層布線，還可以在鋁通柱表面植球后安放芯片；同時還起到加強基板機械強度和提供散熱通道的作用。熱量通過鋁全通柱和/或鋁半通柱和多孔氧化鋁介質散出，使得散熱路徑大幅縮短，散熱效果好。

較佳地，所述鋁合金基板含有一定比例的硅、鎂、鐵元素，所述鋁合金基板的厚度為0.1mm至0.3mm。

本發(fā)明還提供一種基于鋁陽極氧化技術的基板制造方法，包括以下步驟：

對含有多孔鋁介質的鋁合金基板進行預處理，再進行第一步光刻涂膠；

對第一步光刻涂膠后的所述鋁合金基板進行第一步光刻，形成第二層布線的初步掩膜圖形；