技术领域
[0001] 本发明涉及半导体领域,尤其涉及一种导电胶及铜柱双面扇出的IC封装工艺。
相关背景技术
[0002] 目前,伴随云计算应用的发展,信息化逐渐覆盖到社会的各个领域。人们的日常工作生活越来越多地使用到网络,导致网络数据量不断增加,对服务器的性能要求也更高。在服务器中,PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是重要组成部分,器件数量和走线密度也随着服务器性能的提高而不断提升,单板越来越大,布局布线越来越密集,最终导致工作量越来越大。伴随摩尔定律的发展,速率在翻倍,容量在倍增,芯片也愈来愈大,导致功耗骤增、信号速率不断翻倍。板卡层数越来越高,需求的板材等级不断提升,成本越来越高,对加工的挑战也越来越大。
[0003] 电子电路行业使用的元器件分主动元件(Active Component,一般指芯片)和被动元件(Passive Component,包括各种电容、电阻电感元件)两大类,传统的元器件封装体结构的加工步骤如下:
[0004] 1、使用锡膏印刷机,配合印刷钢网,在封装基板(Substrate)的Top面丝印锡膏。
[0005] 2、使用贴片机在基板的Top面贴装各种主动元件和被动元件,过无铅回流焊后锡膏固化,元件Bottom面引脚通过锡膏与封装基板互连,实现元件Bottom面的信号扇出[0006] 3、用引线键合(Wire bonding)的方式连接芯片Top面与基板Top面网络,实现芯片Top面的信号扇出,阻容元件不做引线键合,两个电极均通过锡膏单面扇出信号[0007] 4、加塑封胶塑封(Molding),保护半导体芯片和键合铝线
[0008] 5、封装基板Bottom面植锡球,完成塑封模组加工制作
[0009] 6、PCB板印锡膏,将完成上述塑封模组和各种其他被动元件贴装到PCB板表面,形成最终产品。
[0010] 申请号为“CN201721719338.8”的专利文献公开了一种高频混压盲孔板,涉及PCB板技术领域;包括高频ROGERS芯板、第一PP层、第一铜箔层、第二PP层、FR‑4芯板、第三PP层以及第二铜箔层;第一PP层设置在高频ROGERS芯板与第一铜箔层之间,第二PP层设置在第一铜箔层与FR‑4芯板之间,第三PP层设置在FR‑4芯板与第二铜箔层之间;高频ROGERS芯板、第一PP层、第一铜箔层、第二PP层、FR‑4芯板、第三PP层以及第二铜箔层均设置有贯穿的导电通孔,该导电通孔用于将高频ROGERS芯板、第一铜箔层以及第二铜箔层之间形成电性导通;高频ROGERS芯板由铜箔与高频热固性陶瓷碳氢化合物材料压合形成;本实用新型的有益效果是:高频信号能更快的输出,减少能耗,避免铜层间相互干扰及导通。
[0011] 申请号为“CN202111438916.1”的专利文献公开了一种制造印刷电路板的方法、系统、设备和存储介质,方法包括:根据功耗要求和布局布线空间计算出铜皮的总厚度和挖空区域的位置及尺寸;根据所述总厚度确定待加铜皮厚度,并根据所述尺寸扩宽预设值对半固化片进行挖空;按照所述待加铜皮厚度和所述尺寸制作铜皮,将所述铜皮粘合到芯板上,将所述铜皮置入挖空区域中并比对所述铜皮和所述挖空区域对位是否合适;以及响应于所述铜皮和所述挖空区域对位合适,对所述半固化片和所述芯板进行压合、打孔和固化以得到印刷电路板。本发明在芯板对应位置设置一块小面积的铜皮实现印刷电路板的大功率供电要求,大大降低成本,灵活设计层叠,降低厚度等常规要求的限制,提高良率及产品竞争力。
[0012] 上述专利文献结合现有技术揭示了现有的导电胶及铜柱双面扇出的IC封装工艺存在以下缺陷:
[0013] 1、铝线寄生电感太高,不适用于新一代高频的碳化硅(SiC)及氮化镓(GaN)芯片。
[0014] 2、用铝线导通,传输路径长,导通电阻大,降低了模块的转化效率(输出功率/输入功率)
[0015] 3、元件+封装基板+PCB底板的堆叠结构,板厚大,不符合电子产品薄型化的发展趋势。
[0016] 4、元件全部贴装于封装基板及PCB底板表面,受基板及PCB板表面面积限制,可贴装的元件数量有限,无法实现更复杂的电子电路性能。
具体实施方式
[0046] 下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0047] 需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0048] 除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0049] 请参阅图1,一种导电胶及铜柱双面扇出的IC封装工艺,包括以下步骤:
[0050] S10步骤:将第一芯板、第二芯板和第三芯板进行蚀刻,用点胶机在第一芯板上点胶;优选的,在所述S10步骤中,在“将第一芯板、第二芯板和第三芯板进行蚀刻,用点胶机在第一芯板上点胶”时,使用包括烧结银银浆或锡膏的导电胶。
[0051] S20步骤:将各元器件贴装到第一芯板上;优选的,在所述S20步骤中,在“将各元器件贴装到第一芯板上”时,利用导电胶导通元件及第一芯板的网络,实现元件Bottom面扇出信号。
[0052] S30步骤:胶水固化后,进行第二芯板及第一PP、第二PP的开槽;优选的,在所述S30步骤中,在进行“胶水固化后,进行第二芯板及第一PP、第二PP的开槽”时,若胶水是烧结银浆,采用可编程烘箱烘烤固化。若胶水是锡膏,过无铅回流焊线固化。开槽加工方式为模具冲切或CNC数控铣。
[0053] S40步骤:按照第一芯板、第一PP、第二芯板、第二PP、第三芯板的次序依次从下到上排板,进压机高温压合,形成L2/5层芯板;
[0054] S50步骤:L2/5层芯板做激光钻预处理并加工激光钻盲孔,将其上的盲孔电镀填平;优选的,在所述S50步骤中,在进行“L2/5层芯板做激光钻预处理并加工激光钻盲孔,将其上的盲孔电镀填平”时,芯片Top面引脚通过激光钻盲孔实现和PCB网络的互连并扇出信号。通过设计L2/5层埋孔、L1/6层通孔,并在第二芯板上设计线路图形,再继续设计增层以实现更复杂的电性功能。
[0055] S60步骤:L2/5层芯板做图形转移,形成L2/5层电路图形并在在L2/5层芯板上各排一张PP和铜箔,进压机高温压合形成L1/6层板;
[0056] S70步骤:在L1/6层板做激光钻预处理并加工激光钻盲孔并进行盲孔电镀填平,在L1/6层板图形转移,形成L1/6层电路图形,具体示意图请参阅图2。
[0057] S80步骤:进行剩余PCB流程加工。
[0058] S90步骤:PCB板印锡膏,将完成塑封的模组作为塑封模组贴装到PCB板表面或作为PCB板并在Top面贴装塑封模组和被动元件。具有以下技术效果:
[0059] (1)内埋芯片直接通过盲孔铜柱扇出信号,寄生电感低,适用于新一代的碳化硅和氮化镓高频芯片,解决了适用性低、转化效率低的问题。
[0060] (2)内埋元件通过盲孔铜柱传输电信号,电阻率低传输路径短,大幅度提升了模块的转化效率(输出功率/输入功率),减少了电路能源损耗。
[0061] (3)元件+纯PCB板的产品结构,无封装基板设计,大大减小了最终产品厚度,迎合了电子产品薄型化的发展趋势。
[0062] (4)模块集成度高,布线更加紧凑密集,有利于实现更复杂的电子电路功能。
[0063] (5)将部分元件嵌埋到PCB板内部,腾出PCB板表面大量面积可用于贴装更多的表面元件,有利于实现更复杂的电子电路功能。
[0064] 需要说明的是:请具体参阅图3,以上所述是最基础的加工流程,还可以通过设计L2/5层埋孔、L1/6层通孔,在第二芯板上设计线路图形,再继续设计增层等方式实现更复杂的电性功能。
[0065] 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。