本发明涉及电路板和封装载板制造领域,具体涉及一种系统级载板封装工艺及系统级载板封装叠层结构。
背景技术:
1、电子产品发展趋势在于做到更薄,集成度更高,要求相关所有部件也要做到更薄且集成度更高。电路板和封装载板就是最重要的组成部分,集成度提高的同时载板的厚度也要做到更薄;封装技术从传统封装到先进封装,逐步发展出了fo、3d封装、系统级封装等先进封装技术。以上所有的技术就是要载板和pcb线路做到集成度和涨缩稳定性均要更高。对应的,载板上的线路需要做到更精细。
2、5μm线路已经成了封装载板行业内公认的瓶颈,其采用的材料中pi、pto、pc、psu、pes、pps、ps、pe、pp、pei、ptfe、peek、pa、pet、pen、lcp或ppa等,独立用作承载板均不具备做精细线路的条件,原因在于材料的涨缩无法解决,精细线路要求材料涨缩稳定且具备可加工性。为了解决涨缩问题,部分公司会采用玻璃或陶瓷板作为芯层,而增加芯层会增加产品的厚度,不符合做薄的主旨。想做到最薄就必须使用无芯工艺,直接减掉芯层。
3、细线路无芯工艺的关键在于承载板材料的选用和剥离方式。
4、承载板材料的选用上,承载板材料必须具备两个性能:
5、1.材料涨缩稳定:涨缩稳定是精细线路的制作基础,基板稳定性不达标会直接导致对位无法进行,所以衡量一款承载板材料是否合格的一个关键性指标就是材料的涨缩稳定性要达到需求;
6、2.翘曲度稳定:承载板需要承担的不仅是自身的翘曲指标,由于是单面制作,各层级图形间会有一定的应力问题,此时承载板就需要一定的硬度抵消由于层级应力问题导致的翘曲问题。
7、只有达到了上述两个性能,才能实现细线路生产。
8、在剥离方式上,业界普遍采用一下三种工艺:
9、热滑动剥离:热塑材料具备可逆转热特性,使用热塑材料作为器件与载板晶圆之间粘合夹层,升温下降热塑材料的粘度后通过简单的滑动两边晶圆来完成剥离。该方法利用了热塑材料的可逆热特性,意味着在较高的温度下,该材料的粘度会下降,从而能通过简单地滑动两边的晶圆来完成剥离。
10、机械剥离:是一种高度依赖剥离面表面特性、临时键合材料的粘附力和内聚力的方法。强烈依赖机械应力,临时键合材料与剥离面间产生低粘附力才能成功剥离;由于低粘附力会导致剥离前良率的急剧下滑。
11、激光剥离(llo:laser lift-off):不同材质对特定波长激光的吸收率和穿透率不同,利用吸收率和穿透率的差异透过载具层分解或气化牺牲层,达到载具与产品分离的目的;由于激光之前牺牲层粘附力很高,只有经过激光照射时才会分解和气化去掉粘合力,所以这种方法最为广泛被应用。
12、热滑动与机械剥离共有的问题都是在剥离环境对产品硬破坏,对产品会造成一定的损伤直接会影响其使用寿命和相关性能,同时制作中当站的良率也是一个比较大的损失。激光剥离不是硬性破坏,但是由于各种材料对不同波长的激光吸收率和穿透率不同,在做激光照射时就会出现线路介质层被激光照射的问题。最为严重位置点是线路与介质层结合处,主要原因是金属线路基本可以完全阻挡光(镜面效果反光和高吸收性)的穿透,介质层会有一定比例的穿透,激光透过介质层穿透到金属线路处被吸收,就会产生大量的热能,从而损失介质层。
13、上述三种剥离方式均无法完美解决产品损伤和低成本问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是:提供一种系统级载板封装工艺及系统级载板封装叠层结构,能够实现细线路生产,同时降低成本和产品损伤。
2、为解决上述技术问题是,本发明提供的技术方案为:一种系统级载板封装工艺,本工艺包括以下步骤:
3、s1、制作过渡层:
4、选择玻璃作为承载板,在承载板上设置用于粘合和后期剥离的过渡层;
5、s2、制作第一层线路的导电金属层:
6、在过渡层上制作第一层线路所需的整面导电金属层,然后保留包含第一层线路的种子层在内的导电金属层;
7、s3、制作第一中间层线路:
8、在所述导电金属层的上方,预留内嵌芯片的安放位置,制作第一中间层线路;所述的第一中间层包括至少一层线路;
9、s4、安装内嵌芯片:
10、内嵌芯片的焊盘面朝上,将内嵌芯片安装在预留的安放位置;
11、s5、制作第二中间层线路:
12、在内嵌芯片的上方,制作与内嵌芯片焊盘直接连接的细线路;其它位置制作粗线路,共同组成第二中间层线路;所述的细和粗为相对概念;
13、s6、制作上层线路:
14、在第二中间层线路的上方,继续制作上层线路;上层线路包括至少一层线路;
15、s7、激光剥离承载板:
16、采用激光透过玻璃材质的承载板分解气化所述过渡层,从而剥离承载板;剥离过程中,所述的导电金属层阻挡激光对产品内部的损伤,同时集热加快过渡层气化;
17、s8、去除导电金属层的种子层。
18、按上述工艺,所述s1中,所述的过渡层的厚度小于或等于1μm。
19、按上述工艺,所述s2中,保留所述的整面导电金属层;所述的s8还包括根据所述第一层线路在整面导电金属层的背面制作图形;所述的背面为激光剥离后露出的一面。
20、按上述工艺,所述s2中,在所述整面导电金属上根据所述第一层线路制作图形,保留第一层线路的种子层。
21、按上述工艺,所述s2还包括,在所述的整面导电金属层上,根据不同内嵌芯片的厚度设置衬底层,使得在s4安装内嵌芯片后,所有内嵌芯片的焊盘面和所述第一中间层线路的顶面均在同一平面上。
22、按上述工艺,所述设置衬底层的方法为:先将整面导电金属层做厚,然后依据不同厚度的内嵌芯片,用曝光显影刻蚀的方法对整面导电金属层做厚度处理,厚度根据第一中间层线路的厚度和内嵌芯片的厚度计算得到。
23、按上述工艺,所述的s5具体为:
24、s5.1、制作介质层,根据细线路和粗线路的位置进行挖孔;
25、s5.2、在孔中填充导电金属;
26、s5.3、曝光,其中细线路采用解析度匹配的曝光机和感光材料。
27、按上述工艺,所述的s5.1在挖孔后,对细线路对应的孔进行表面粗糙度处理。
28、按上述工艺,针对双面生产的系统级载板,本工艺还包括s9、在第一层线路的背面制作其它层线路和/或散热板结构。
29、按上述工艺,本工艺还包括s10、在所述的上层线路上,继续制作其它层线路。
30、一种利用所述系统级载板封装工艺制备得到的系统级载板封装叠层结构,本结构包括第一层线路、位于第一层线路上的第一中间层线路和内嵌芯片、位于第一中间层线路和内嵌芯片上的第二中间层线路、以及位于第二中间层线路上的上层线路;
31、其中,所述的第二中间层线路包括与内嵌芯片焊盘直接连接的细线路和其它位置的粗线路。
32、按上述方案,本结构还包括在第一层线路的下方设置的其它层线路和/或散热板结构。
33、本发明的有益效果为:
34、1、采用玻璃材质的承载板,一方面玻璃具有良好的涨缩稳定性、翘曲度稳定性和表面粗糙度,可以应对更小线宽线距线路的制作,最小可以做到纳米级的细线路;另一方面利用了玻璃的透光性,在激光剥离时,激光能够很好地透过玻璃作用在过渡层上,在此基础上,本发明保留了第一层线路的种子层,导电金属层的镜面反射效果阻挡了绝大部分的激光透过,从而在不增加成本的前提下最大限度减少激光穿过材料损伤产品内部结构,而导电金属层能够吸收大部分的激光,在一定程度上能加快过渡层气化;在激光剥离后,剥离材质的承载板能够回收利用,降低了成本。此外,本发明直接在内嵌芯片的焊盘层连接细线路,取消了锡球连接,减少植锡球工艺,降低成本、简化工艺,同时改善信号传输损失。
35、2、将过渡层的厚度设置在小于或等于1μm,能够保证粘合力,在激光剥离时可以完全分解气化,避免在玻璃重复利用时清理玻璃表面残留过渡层材料的问题,最大限度的节约产品制造成本。
36、3、由于不同类型的内嵌芯片厚度不同,安装内嵌芯片后,为避免出现焊盘面不在同一平面的问题,先在第一层线路上制作相应的衬底,使得安装内嵌芯片后,不同厚度的内嵌芯片的焊盘面在同一平面,从而降低后续工艺的难度。
37、4、在第二中间层线路的制作上,细线路制作前进行表面粗糙度处理,降低细线路的制作难度;曝光机与感光材料的解析度必须匹配线路图形的需求。
38、5、在激光剥离承载板之后,可以根据实际需要在背面制作其它层线路,还可以对高功耗的内嵌芯片增设散热板。
39、6、激光剥离的时机需要按照不同工艺和产品需求定义,前提是细线路已完成和去掉承载板后基板达到了需要的强度,因此在保证基板强度时完成激光剥离,然后继续在上方或背面制作其它层线路。
1.一种系统级载板封装工艺,其特征在于:本工艺包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:所述s1中,所述的过渡层的厚度小于或等于1μm。
3.根据权利要求1所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:所述s2中,保留所述的整面导电金属层;所述的s8还包括根据所述第一层线路在整面导电金属层的背面制作图形;所述的背面为激光剥离后露出的一面。
4.根据权利要求1所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:所述s2中,在所述整面导电金属上根据所述第一层线路制作图形,保留第一层线路的种子层。
5.根据权利要求1所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:所述s2还包括,在所述的整面导电金属层上,根据不同内嵌芯片的厚度设置衬底层,使得在s4安装内嵌芯片后,所有内嵌芯片的焊盘面和所述第一中间层线路的顶面均在同一平面上。
6.根据权利要求5所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:所述设置衬底层的方法为:先将整面导电金属层做厚,然后依据不同厚度的内嵌芯片,用曝光显影刻蚀的方法对整面导电金属层做厚度处理,厚度根据第一中间层线路的厚度和内嵌芯片的厚度计算得到。
7.根据权利要求1所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:所述的s5具体为:
8.根据权利要求7所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:所述的s5.1在挖孔后,对细线路对应的孔进行表面粗糙度处理。
9.根据权利要求1所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:针对双面生产的系统级载板,本工艺还包括s9、在第一层线路的背面制作其它层线路和/或散热板结构。
10.根据权利要求1或9所述的系统级载板封装工艺,其特征在于:本工艺还包括s10、在所述的上层线路上,继续制作其它层线路。
11.一种利用权利要求1至10中任意一项所述系统级载板封装工艺制备得到的系统级载板封装叠层结构,其特征在于:本结构包括第一层线路、位于第一层线路上的第一中间层线路和内嵌芯片、位于第一中间层线路和内嵌芯片上的第二中间层线路、以及位于第二中间层线路上的上层线路;
12.根据权利要求11所述的系统级载板封装叠层结构,其特征在于:本结构还包括在第一层线路的下方设置的其它层线路和/或散热板结构。