[發明專利]一種金屬框架封裝基板及其制造方法

有效

• 申請號: 202110009078.X
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112820713B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 陳先明;洪業杰;馮磊;黃本霞
• 申請（專利權）人: 珠海越亞半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/367;H01L23/373;H01L21/48
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李翔;鮑勝如

本發明公開了一種金屬框架封裝基板，包括金屬框架、位于所述金屬框架的貫穿空腔內的器件、位于所述金屬框架的貫穿通孔內的通孔柱，以及包覆所述金屬框架、所述器件及所述通孔柱的核心介質層；其中，所述器件和所述通孔柱通過所述核心介質層與所述金屬框架間隔開，并且在所述器件的散熱面上設置有散熱層，所述散熱層與所述金屬框架導通連接。還公開了一種金屬框架封裝基板的制造方法。

技術領域

本發明涉及電子器件封裝結構，具體涉及金屬框架封裝基板及其制造方法。

背景技術

隨著電子技術的發展與進步，電子產品的性能要求越來越高，這就要求電子元件及線路板基板線路越來越復雜；同時隨著電子產品尺寸要求越來越小、越來越薄，使得電子元件及線路辦基板線路集成化、小型化、系統化、多功能化是必然趨勢。集成電路和器件的更有效、更精密封裝再提升電子產品的功能和進一步小型化方面發揮了關鍵作用，從而芯片等器件嵌埋到基板，形成嵌入式封裝基板成為一個趨勢。嵌入式封裝基板是指采用多步驟制造工藝將器件嵌入到基板中。單芯片、多芯片或者無源器件均可并排式嵌入到有機基質框架之中，芯片等器件嵌入式封裝已經興起多年，目前仍是主流的嵌埋封裝方式。但是隨著高頻高速產品的興起，嵌入式封裝產品有極高的低損耗和散熱需求，有機基質作為框架的嵌埋封裝方法的發展應用遇到了瓶頸，即使散熱性再好的有機基質材料，散熱特性都存在局限性，很難從根本上解決高頻高速嵌埋產品的散熱問題。本申請發明人認為尋求散熱性更佳的材料制作框架，以替代有機基質框架，是突破散熱瓶頸的關鍵所在。

現有的嵌入式封裝基板主要有兩種模式：有機框架（Frame）封裝和無框架封裝（Frameless）。

有機框架在目前應用最多、最廣，有機基質框架內部設有導通銅柱，實現兩面線路導通；根據嵌埋器件大小、厚度以及數量的需求，在框架上預置好空腔（Cavity），如珠海越亞的中國專利CN105679682B公開的有機基質框架。在預置的空腔內貼上有源和/或無源器件后，通過壓合介電材料來實現封裝，如珠海越亞的中國專利CN104332414B公開的封裝方式。

無框架封裝是指無需預置的框架所進行的嵌埋封裝，在載板（Carrier）表面直接貼裝有源和/或無源器件，然后進行封裝，封裝材料為有機介電材料，并制作重新布線層（RDL）及其他導通銅柱（孔）及線路。

但是，現有技術中，一方面，有機基質框架除了導通孔或柱外，主要材料為有機介質材料，如聚酰亞胺、環氧樹脂或雙馬來酰亞胺-三嗪樹脂或它們與玻璃纖維的共混物等，此類有機樹脂材料導熱系數相對較差，芯片等器件運行過程中，產生的熱量很難得到快速散發，一定程度影響產品的性能，而且長時間的高溫下運作，產品的可靠性會大幅度降低。另一方面，有機基質框架剛性相對較差，尺寸穩定性不夠高，導致在制作過程中，封裝基板翹曲度無法有效得到控制，產品的翹曲會影響封裝效率、良率，甚至封裝后產品性能。

發明內容

本發明的實施方案涉及提供一種金屬框架封裝基板及其制造方法，以解決上述技術問題。本發明通過使用銅箔板作為嵌埋封裝基板的金屬框架，在金屬框架內制作貫穿空腔和貫穿通孔，貫穿空腔用于嵌埋器件，貫穿通孔用于后續制作通孔柱，實現層與層之間的導通。銅箔板作為嵌埋封裝基板的金屬框架，相對于有機基質框架而言，一方面嵌埋封裝基板的剛性得到提升，可以有效降低產品的翹曲度，另一方面能夠迅速將器件運行過程中產生的熱量快速散發，有效降低產品運行時的環境溫度。并且器件封裝后，通過線路制作，將器件背面和金屬框架的主體連為一體，有助于輔助散熱。

本發明第一方面涉及一種金屬框架封裝基板，包括金屬框架、位于所述金屬框架的貫穿空腔內的器件、位于所述金屬框架的貫穿通孔內的通孔柱，以及包覆所述金屬框架、所述器件及所述通孔柱的核心介質層；其中，所述器件和所述通孔柱通過所述核心介質層與所述金屬框架間隔開，并且在所述器件的散熱面上設置有散熱層，所述散熱層與所述金屬框架導通連接。