[發明專利]先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構的工藝方法

在審

• 申請號: 201611191653.8
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106601631A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 孔海申;林煜斌;沈錦新;梁新夫;周青云
• 申請（專利權）人: 江蘇長電科技股份有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/56;H01L25/16
• 代理公司: 江陰市同盛專利事務所(普通合伙)32210
• 代理人: 周彩鈞

技術領域

本發明涉及一種先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構的工藝方法，屬于半導體封裝技術領域。

背景技術

針對半導體封裝輕薄短小的要求，現在的金屬引線框或者有機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，所以封裝行業內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部，以擴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雜多樣，并且不同材料的熱膨脹系數差異很大，導致整個基板的翹曲問題嚴重、分層加劇，甚至引起爆板的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構的工藝方法，它能夠埋入元器件提升整個封裝功能集成度，且此工藝方法制備的線路層在金屬載體的一側被包封起來，在工藝流程中金屬載體保留，采用一次性包封的制程，降低整體基板的翹曲性。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構的工藝方法，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、環氧樹脂塑封

將金屬外引腳外圍區域利用環氧樹脂材料進行塑封保護，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、電鍍金屬線路層

在步驟四的塑封料表面通過電鍍形成金屬線路層；

步驟六、電鍍導電金屬柱

在金屬線路層表面通過電鍍形成導電金屬柱；

步驟七、貼裝芯片

在金屬線路層表面貼裝芯片；

步驟八、無源器件貼裝

在導電金屬柱頂端貼裝無源器件；

步驟九、塑封

將金屬線路層、導電金屬柱、芯片和無源器件外圍區域采用塑封料進行塑封；

步驟十、載體蝕刻開窗

在金屬載體背面進行蝕刻開窗，使外引腳背面露出；

步驟十一、電鍍抗氧化金屬層

在露出的金屬外引腳背面通過電鍍形成抗氧化金屬層；

步驟十二、切割成品

將步驟十一完成電鍍抗氧化金屬層的半成品進行切割作業，使原本以陣列式集合體方式集成在一起的塑封體模塊一顆顆切割獨立開來，制得先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構成品。

步驟二中的銅層厚度在2~10微米。

步驟二中銅層的制備方式是化學沉積、電沉積或者氣相沉積。

所述金屬外引腳和金屬線路層的材料是銅、鋁或鎳，所述抗氧化金屬層的材料采用金、鎳金、鎳鈀金或錫。

塑封方式采用模具灌膠方式、噴涂設備噴涂方式、貼膜方式或是刷膠的方式。

步驟十一中的蝕刻方法采用氯化銅或者氯化鐵的蝕刻工藝。

一種先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構，它包括金屬線路層，所述金屬線路層正面設置有導電金屬柱，所述金屬線路層背面設置有金屬外引腳，所述金屬外引腳外圍區域包封有預包封料，所述金屬線路層上通過金屬凸點設置有倒裝芯片，所述導電金屬柱頂端通過焊料設置有第一無源器件，所述金屬線路層、導電金屬柱、倒裝芯片和第一無源器件的外圍區域包封有塑封料。

所述芯片采用正裝或倒裝。

所述芯片一側設置有第二無源器件。

所述芯片有多個。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明的三維封裝結構工藝流程，在基板中間的夾層制作過程中埋入對象，可以根據系統或功能需要在需要的位置或是區域埋入主動或被動元器件，封裝整合的系統功能多，從而同樣功能的元器件模塊在PCB板上占用的空間比較少，從而降低成本又提升了封裝的集成度；

2、本發明的三維封裝結構，引腳線路層全部設計在金屬載體的一側且被包封在產品內部，防止外露在外的氧化，采用一次包封，提高了封裝可靠性；

3、本發明的三維封裝結構，采用在金屬載體一側封裝，利用金屬載體在封裝的工藝流程中保留，可以在塑封料遇冷收縮的時候起到牽制的作用，可以有效的防止整體封裝結構的翹曲，并減少產品破裂。

附圖說明

圖1~圖22為本發明一種先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構實施例1工藝方法的各工序示意圖。

圖23為本發明一種先封后蝕電鍍銅柱導通一次包封三維封裝結構實施例1的示意圖。