[發(fā)明專利]金屬圍壩的壓膜方法以及由此制得的金屬圍壩和陶瓷基板

有效

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• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113192846B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王軍;羅玉杰;于正國
• 申請（專利權(quán)）人: 賽創(chuàng)電氣（銅陵）有限公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L23/13;H01L23/15;B32B37/06;B32B37/08;B32B37/10
• 代理公司: 銅陵市嘉同知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34186
• 代理人: 吳晨亮

本發(fā)明公開了金屬圍壩的壓膜方法及由此制得的金屬圍壩和陶瓷基板，包括以下步驟：壓膜層數(shù)為三層以上，第一層膜雙面熱壓，第一層膜之外的膜分別進(jìn)行單面冷壓，形成至少三層以上的干膜。本發(fā)明的有益效果是通過對壓膜工藝的改進(jìn)，采用熱壓+冷壓的方式可以實(shí)現(xiàn)三層以上壓膜，干膜表面平整，無褶皺異常。打破了現(xiàn)有工藝對壓膜層數(shù)限制的束縛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子封裝領(lǐng)域技術(shù)，尤其涉及金屬圍壩的壓膜方法以及由此制得的金屬圍壩和陶瓷基板。

背景技術(shù)

目前對封裝氣密性及可靠性要求較高的傳感器、晶體振蕩器、諧振器、功率型半導(dǎo)體、激光器等光電器件來說，一般采用陶瓷基板封裝，其常用結(jié)構(gòu)是在帶有線路層的陶瓷底座上設(shè)置金屬圍壩，金屬圍壩與陶瓷底座圍構(gòu)形成密封腔室，用于放置器件芯片，填充封裝膠水、惰性氣體或者直接抽真空，從而實(shí)現(xiàn)高可靠性的氣密封裝。

在金屬圍壩的制作工藝中，包括壓膜-曝光-顯影-電鍍-拋光-中測-成型-成品，其中壓膜是基礎(chǔ)，壓膜質(zhì)量的好壞直接影響后續(xù)工藝甚至成品質(zhì)量，而目前壓膜一般為單層，最大層數(shù)為三層，但是有時候客戶要求的銅厚度超過膜的厚度，而膜的厚度是固定的，必須通過增加膜的層數(shù)來匹配銅的厚度，而當(dāng)壓膜層數(shù)為三層時會出現(xiàn)干膜起皺異常，現(xiàn)場難以操作等問題，如圖1所示，當(dāng)進(jìn)行第三層壓膜時左下角功能區(qū)內(nèi)干膜起皺異常。

中國發(fā)明專利公開號CN106783755B公開了一種帶鍍銅圍壩的陶瓷封裝基板制備方法，包括有以下步驟：（1）薄膜金屬化：（2）制作陶瓷底座上的獨(dú)立線路及環(huán)形鍍銅層；（3）整平；（4）電鍍加厚；本發(fā)明通過采用薄膜金屬化、貼干膜、曝光顯影、電鍍銅和整平的方式制作陶瓷底座線路層，再通過重復(fù)貼干膜、曝光顯影、電鍍加厚工藝制作獨(dú)立線路外圍的鍍銅圍壩，獲得帶鍍銅圍壩的陶瓷封裝基板，該方法并沒有提到壓干膜的層數(shù)是多少。也未見其它公開的關(guān)于三層以上壓膜的報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的圍壩壓膜層數(shù)有限制，為此提供一種能夠壓膜至三層以上無異常的金屬圍壩的壓膜方法以及由此制得的金屬圍壩和陶瓷基板。

本發(fā)明嘗試對壓膜層數(shù)進(jìn)行增加，進(jìn)行了多層壓膜測試

產(chǎn)線正常參數(shù)，線速1m/min，溫度110℃，壓力4kg/cm²。背面一層，正面多層，從第二層壓膜開始，產(chǎn)品背面墊上無硫紙，阻隔背面壓膜。

根據(jù)測試結(jié)果可知：產(chǎn)線正常壓膜參數(shù)壓膜，從第三層開始出現(xiàn)干膜起皺異常，影響正常曝光顯影，和線路圖形。

為了避免第三層干膜起皺，對壓膜參數(shù)進(jìn)行調(diào)試，降低壓力

根據(jù)上表的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，降低壓膜壓力，對第三層壓膜后干膜起皺異常改善較小，且隨著壓膜層數(shù)變多，仍不可行。但從起皺層壓膜過程分析，壓膜時由正常的TL朝上調(diào)整為TL朝下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以看出，壓膜效果存在明顯改善，但壓至最后兩層時，同樣出現(xiàn)干膜起皺異常，較TL朝上輕微。但此方式不適用于產(chǎn)線批量作業(yè)，TL朝下壓膜時，去除保護(hù)膜的干膜存在粘性，容易粘到滾輪上，且不方便人員操作，不可行。

對以上實(shí)驗(yàn)進(jìn)行原因分析：通過對起皺干膜外觀檢驗(yàn)，以及各實(shí)驗(yàn)條件下干膜起皺過程分析，主要原因有：

a.基板干膜厚度達(dá)到一定高度時，再次壓膜，基板進(jìn)出壓膜輪高度差過大，導(dǎo)致干膜起皺；

b.壓膜過程基板表面線路銅層區(qū)域與干膜區(qū)域硬度存在較大區(qū)別，導(dǎo)致基板表面不平整，壓膜壓力不均，造成干膜起皺；

c.經(jīng)過加熱的干膜，壓膜時質(zhì)地很軟被拉伸，受力不均即會導(dǎo)致干膜起皺。