一种SIP封装选择性溅镀的方法与流程

一种sip封装选择性溅镀的方法
技术领域
1.本发明属于半导体封装技术领域，涉及一种封装方法，尤其涉及一种sip封装选择性溅镀的方法。


背景技术：

2.电子系统封装结构(system in a package,sip)为将多个具有不同功能的有源电子元件、可选的无源电子元件以及诸如mems或光学器件等组装在一起，实现一定功能的单个标准封装件。从架构角度考虑，sip为将多种功能芯片，例如处理器、存储器等功能芯片集成在一个封装内，从而实现一个基本完整的功能；与系统级芯片(soc)不同的是，sip封装为采用不同芯片进行并排或叠加的封装方式，soc为高度集成的芯片产品。
3.电子设备向着小型化发展，因此，超薄、高集成的sip封装越来越重要，但是当sip中集成的芯片间距过近时，相邻芯片之间会发生串扰。尤其是高频模拟芯片，其可靠性会受到电磁干扰。
4.cn 1849052a公开了一种电磁干扰屏蔽封装体，包括基板，其上设置有电子元件和多个焊垫；一金属盖，该金属盖具有一底部和与其垂直的侧壁，该侧壁上设置有多个焊垫；该金属盖放置在基板上，是该金属盖的焊垫粘着基板上对应的焊垫，且金属盖遮盖上述电子元件。电子元件、金属盖与基板之间的缝隙设置有塑封胶体。上述技术方案采用金属盖作为电子元件的屏蔽层，但金属盖内腔注塑易产生空洞，产品的可靠性受一定影响；而且，金属盖有一定厚度，增加了整个模组的高度，不适合高i/o密度的封装；此外，金属盖和基板还存在严重的热失配问题，器件工作的热循环会产生较大应力，导致屏蔽失效。
5.溅镀法通过在电子元件表面溅镀金属层来实现电磁屏蔽作用，由于溅镀层极薄契合了sip封装的微小化、超薄化的设计趋势，使得其应用越来越广泛，但溅镀法无法实现选择性上渡，而只能是在整个模组表面进行溅镀。但是在sip封装过程中，往往需要进行选择性地封装和电磁屏蔽。
6.例如，cn 111415913a公开了一种具有电磁屏蔽结构的选择性封装sip模组及其制备方法，其中，选择性封装sip模组包括：基板、塑封层、金属罩以及屏蔽层，所述基板的一面设有至少一封装区域和一非封装区域；至少一第一电子元件贴装在所述基板的封装区域；塑封层覆盖所述封装区域的第一电子元件；金属罩装设在所述非封装区域，所述金属罩具有与所述塑封层的侧面相贴合的第一侧壁；屏蔽层覆盖于所述塑封层的外表面以及所述基板的侧面。现有技术在选择性封装时，多为通过设计选择性封装模具，封装后形成非封装区域，之后进行选择性涂覆屏蔽层，然后选择性封装模具为特制的模具，增加了成本。
7.而且，在选择性涂覆屏蔽层前，需要对非涂覆区域进行保护，以避免屏蔽材料流入造成溢镀，贴覆胶带或设置保护盖是目前主要的防护方法。然而，贴覆的胶带或设置的保护盖并不牢固，溅镀过程中出现溢镀的风险较高。而且，对于设置保护盖的技术方案，在溅镀完成之后，还需要将保护盖去除。
8.因此，现有技术提供的方法需要人工贴装，且工艺过程复杂，受限于胶带、保护盖
或金属罩的大小与精度，也无法实现复杂形状或精细区域的保护。因此，有必要提供一种能够精细化操作，且工艺过程简单的sip封装选择性溅镀的方法。


技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种sip封装选择性溅镀的方法，尤其涉及一种基于热解胶黏剂进行sip封装选择性溅镀的方法，本发明通过使用热解胶黏剂替代本领域常规的胶带、保护盖或金属罩，能够实现对复杂形状以及精细区域的保护，以简单的工艺实现了选择性溅镀的目的。
10.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
11.本发明提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
12.(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；
13.(2)固化步骤(1)所述热解胶黏剂；
14.(3)进行溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；
15.(4)溅镀完成后进行升温，使热解胶黏剂脱落，完成所述sip封装选择性溅镀。
16.本发明通过在非溅射区域涂布热解胶黏剂，使用热解胶黏剂替代传统的胶带、保护盖或金属罩，能够适用于不规则非溅射区域。且固化后的热解胶黏剂通过升温可实现从保护区域自动脱落，无需人工剥除，以简单的工艺实现了选择性溅镀的目的。
17.优选地，步骤(1)所述涂布热解胶黏剂的方法包括喷胶、点胶或丝网印刷中的任意一种或至少两种的组合。
18.热解胶黏剂能够适用于喷胶、点胶或丝网印刷的方法，因此能够用于复杂形状或者精密区域的保护，可以实现精准定位。同时升温后自动脱落，有效减少了人工去除的工艺过程；同时，所述热解胶黏剂的涂布无需额外塑封件或金属罩的设置，简化了工艺。
19.优选地，以重量份数计，所述热解胶黏剂包括：
[0020][0021][0022]
以重量份数计，所述热解胶黏剂中聚丁二烯丙烯酸低聚物的重量份数为10-60份，例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份或60份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]
以重量份数计，所述热解胶黏剂中热解粘填料的重量份数为10-50份，例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份、40份、45份或50份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0024]
以重量份数计，所述热解胶黏剂中环氧改性丙烯酸树脂的重量份数为10-40份，例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份或40份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0025]
以重量份数计，所述热解胶黏剂中丙烯酸酯单体的重量份数为20-40份，例如可以是20份、25份、30份、35份或40份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0026]
以重量份数计，所述热解胶黏剂中光引发剂的重量份数为1-5份，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]
以重量份数计，所述热解胶黏剂中表面活性剂的重量份数为3-10份，例如可以是3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0028]
优选地，所述聚丁二烯丙烯酸低聚物的重均分子量为5000-10000，例如可以是5000、6000、7000、8000、9000或10000，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0029]
优选地，所述热解粘填料为膨胀倍数20-60倍的加热发泡微球，所述发热膨胀微球的膨胀倍数为20-60倍，例如可以是20倍、30倍、40倍、50倍或60倍，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0030]
优选地，所述热解粘填料的初始平均粒径为5-100μm，例如可以是5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0031]
优选地，所述热解粘填料的起始发泡温度为180-250℃，例如可以是180℃、200℃、210℃、220℃、240℃或250℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0032]
优选地，所述丙烯酸脂单体包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丙酯、烷氧基十二烷基丙烯酸酯、三乙二醇乙醚甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺或羟基丙烯酰胺中的任意一种或至少两种的组合。
[0033]
优选地，所述光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、苯甲酰甲酸甲酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、安息香双甲醚、二甲基苯偶酰缩酮或二苯甲酮中的任意一种或至少两种的组合。
[0034]
优选地，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚中的任意一种或至少两种的组合。
[0035]
在本发明中，由于溅镀工艺会经过极高的温度，最高可达160℃，因此所选用的热解胶黏剂耐温性能需要比普通热解胶黏剂高。本发明提供的热解胶黏剂固化后，在不超过160℃的温度下，热解胶黏剂既不会发生失粘脱落，不会软化变形，不会脆化开裂，更不会发生热解。本发明创造性的以聚丁二烯丙烯酸低聚物、热解粘填料、环氧改性丙烯酸树脂和丙烯酸酯单体为主体，配合光引发剂和表面活性剂，在各组分合理配比情况下，得到了性能优异的合适的热解胶黏剂。该胶黏剂固化后能够完全满足160℃及以下的耐高温要求，同时也
能够在200-250℃下自动膨胀，整片脱落，无任何残胶残留。
[0036]
优选地，步骤(2)所述固化的方法包括紫外光固化。
[0037]
经过本发明步骤(2)所述固化，热解胶黏剂形成热解uv胶层。
[0038]
优选地，步骤(4)所述升温的温度为200-250℃，例如可以是200℃、210℃、220℃、230℃、240℃或250℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0039]
本发明提供的热解胶黏剂在200-250℃的范围内会受热膨胀，完整地脱离所附着的器件表面，无任何残留，并且该过程无需人工操作。
[0040]
作为本发明所述方法的优选技术方案，所述方法包括如下步骤：
[0041]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法包括喷胶、点胶或丝网印刷中的任意一种或至少两种的组合；
[0042]
(2)紫外光固化步骤(1)所述热解胶黏剂；
[0043]
(3)进行溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；
[0044]
(4)溅镀完成后升温至200-250℃，使热解胶黏剂脱落，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0045]
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0046]
(1)本发明所述sip封装选择性溅镀的方法只需经过热解胶黏剂涂布、固化、溅镀和热解四个步骤即可实现选择性溅镀的目的，工艺简单，效率较高；
[0047]
(2)本发明采用热解胶黏剂替代传统的胶带或封装模具，可以使用精细化点胶的方式对复杂形状及细微区域进行临时保护，并且准确定位，从而达到选择性溅镀的目的；
[0048]
(3)本发明采用的热解胶黏剂，以聚丁二烯丙烯酸低聚物、热解粘填料、环氧改性丙烯酸树脂和丙烯酸酯单体为主体，配合光引发剂和表面活性剂，各组分配比合理，性能优异。该胶黏剂固化后能够完全满足160℃及以下的耐高温要求，同时也能够在200-250℃下自动膨胀，整片脱落，无任何残胶残留；
[0049]
(3)本发明不需要设计特殊的封装模具或金属罩进行选择性封装，也无需在溅镀后进行切割或镭射工艺去除，不仅缩短了整个sip模组的制程步骤，同时还有效降低了生产成本。
附图说明
[0050]
图1-图3为本发明所述方法的工艺流程示意图。
[0051]
其中：1，芯片；2，焊盘；3，热解uv胶层；4，电磁屏蔽层。
具体实施方式
[0052]
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0053]
本发明提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0054]
(1)参见图1，在pcb上排布有芯片1和焊盘2，焊盘2无需电磁屏蔽，为不需要溅镀的区域，芯片1为需要溅镀形成电磁屏蔽的区域；将热解胶黏剂涂布于焊盘2上方；
[0055]
(2)光固化步骤(1)所述热解胶黏剂，热解胶黏剂形成覆盖焊盘2的热解uv胶层3；
[0056]
(3)对模组表面进行溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层4，如图2所述，整个sip模组
的表面均镀上电磁屏蔽层4，且此时固化形成的热解uv胶层3未发生热解、变形；
[0057]
(4)如图3所示，溅镀完成后的sip模组进行升温，使热解胶黏剂固化形成的热解uv胶层3膨胀脱落，同时带走其上附着的电磁屏蔽层4，使焊盘2漏出，而不影响其它区域电磁屏蔽层4的存在，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0058]
实施例1
[0059]
本实施例提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0060]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法为喷胶；
[0061]
(2)使用uv-led灯照射喷胶区域，使步骤(1)所述热解胶黏剂充分固化，形成热解uv胶层；
[0062]
(3)进行金属溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；金属溅镀过程中热解胶黏剂不发生热解、变形；
[0063]
(4)溅镀完成后升温至200℃，热解uv胶层膨胀脱落，带走附着于其上的电磁屏蔽层，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0064]
本实施例所述热解胶黏剂包括如下组分：
[0065][0066][0067]
通过40倍显微镜观察可见，需溅射区域形成了完整的电磁屏蔽层，而非溅射区域无任何残胶，也无溢镀问题；步骤(4)所述膨胀脱落仅需12分钟，且热解uv胶层的剥离完整度为100％。
[0068]
实施例2
[0069]
本实施例提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0070]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法为喷胶；
[0071]
(2)使用uv-led灯照射喷胶区域，使步骤(1)所述热解胶黏剂充分固化；
[0072]
(3)进行金属溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；金属溅镀过程中热解胶黏剂不发生热解、变形；
[0073]
(4)溅镀完成后升温至200℃，热解胶黏剂膨胀脱落，带走附着于其上的电磁屏蔽层，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0074]
本实施例所述热解胶黏剂包括如下组分：
[0075][0076][0077]
通过40倍显微镜观察可见，需溅射区域形成了完整的电磁屏蔽层，而非溅射区域无任何残胶，也无溢镀问题；步骤(4)所述膨胀脱落仅需10分钟，且热解uv胶层的剥离完整度为100％。
[0078]
实施例3
[0079]
本实施例提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0080]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法为喷胶；
[0081]
(2)使用uv-led灯照射喷胶区域，使步骤(1)所述热解胶黏剂充分固化；
[0082]
(3)进行金属溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；金属溅镀过程中热解胶黏剂不发生热解、变形；
[0083]
(4)溅镀完成后升温至200℃，热解胶黏剂膨胀脱落，带走附着于其上的电磁屏蔽层，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0084]
本实施例所述热解胶黏剂包括如下组分：
[0085][0086]
通过40倍显微镜观察可见，需溅射区域形成了完整的电磁屏蔽层，而非溅射区域无任何残胶，也无溢镀问题；步骤(4)所述膨胀脱落仅需14分钟，且热解uv胶层的剥离完整
度为100％。
[0087]
实施例4
[0088]
本实施例提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0089]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法为喷胶；
[0090]
(2)使用uv-led灯照射喷胶区域，使步骤(1)所述热解胶黏剂充分固化；
[0091]
(3)进行金属溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；金属溅镀过程中热解胶黏剂不发生热解、变形；
[0092]
(4)溅镀完成后升温至200℃，热解胶黏剂膨胀脱落，带走附着于其上的电磁屏蔽层，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0093]
本实施例所述热解胶黏剂包括如下组分：
[0094][0095]
通过40倍显微镜观察可见，需溅射区域形成了完整的电磁屏蔽层，而非溅射区域无任何残胶，也无溢镀问题；步骤(4)所述膨胀脱落仅需16分钟，且热解uv胶层的剥离完整度为100％。
[0096]
实施例5
[0097]
本实施例提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0098]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法为喷胶；
[0099]
(2)使用uv-led灯照射喷胶区域，使步骤(1)所述热解胶黏剂充分固化；
[0100]
(3)进行金属溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；金属溅镀过程中热解胶黏剂不发生热解、变形；
[0101]
(4)溅镀完成后升温至200℃，热解胶黏剂膨胀脱落，带走附着于其上的电磁屏蔽层，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0102]
本实施例所述热解胶黏剂包括如下组分：
[0103][0104]
通过40倍显微镜观察可见，需溅射区域形成了完整的电磁屏蔽层，而非溅射区域无任何残胶，也无溢镀问题；步骤(4)所述膨胀脱落仅需8分钟，且热解uv胶层的剥离完整度为100％。
[0105]
实施例6
[0106]
本实施例提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0107]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法为点胶；
[0108]
(2)使用uv-led灯照射喷胶区域，使步骤(1)所述热解胶黏剂充分固化；
[0109]
(3)进行金属溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；金属溅镀过程中热解胶黏剂不发生热解、变形；
[0110]
(4)溅镀完成后升温至230℃，热解胶黏剂膨胀脱落，带走附着于其上的电磁屏蔽层，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0111]
本实施例所述热解胶黏剂的组分与实施例1相同。
[0112]
通过40倍显微镜观察可见，需溅射区域形成了完整的电磁屏蔽层，而非溅射区域无任何残胶，也无溢镀问题；步骤(4)所述膨胀脱落仅8分钟，且热解uv胶层的剥离完整度为100％。
[0113]
实施例7
[0114]
本实施例提供了一种sip封装选择性溅镀的方法，所述方法包括如下步骤：
[0115]
(1)在sip封装模组的非溅射区域涂布热解胶黏剂；涂布热解胶黏剂的方法为丝网印刷；
[0116]
(2)使用uv-led灯照射喷胶区域，使步骤(1)所述热解胶黏剂充分固化；
[0117]
(3)进行金属溅镀，在溅射区域形成电磁屏蔽层；金属溅镀过程中热解胶黏剂不发生热解、变形；
[0118]
(4)溅镀完成后升温至250℃，热解胶黏剂膨胀脱落，带走附着于其上的电磁屏蔽层，完成所述sip封装选择性溅镀。
[0119]
本实施例所述热解胶黏剂的组分与实施例1相同。
[0120]
通过40倍显微镜观察可见，需溅射区域形成了完整的电磁屏蔽层，而非溅射区域无任何残胶，也无溢镀问题；步骤(4)所述膨胀脱落仅需4分钟，且热解uv胶层的剥离完整度
为100％。
[0121]
综上所述，本发明所述sip封装选择性溅镀的方法只需经过热解胶黏剂涂布、固化、溅镀和热解四个步骤即可实现选择性溅镀的目的，工艺简单，效率较高；本发明采用热解胶黏剂替代传统的胶带或封装模具，可以使用精细化点胶的方式对复杂形状及细微区域进行临时保护，并且准确定位，从而达到选择性溅镀的目的；本发明不需要设计特殊的封装模具或金属罩进行选择性封装，也无需在溅镀后进行切割或镭射工艺去除，不仅缩短了整个sip模组的制程步骤，同时还有效降低了生产成本。
[0122]
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。