双向集成埋入式基板结构及其制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种双向集成埋入式基板结构及其制作方法，所述结构包括第一线路层（1），第一线路层（1）正面设置有第一连接铜柱（2），第一线路层（1）外围包封有第一绝缘材料（3），第一绝缘材料（3）正面设置有第二线路层（4），第二线路层（4）正面设置有第二连接铜柱（5）和第一元器件（7），第二线路层（4）外围包封有第二绝缘材料（6），第一绝缘材料（3）背面设置有第三连接铜柱（8）和第二元器件（9），所述第三连接铜柱（8）外围包封有第三绝缘材料（10）。本发明能够多层双向埋入，无源器件贴装个数更多，有效地节约了基板空间提高了封装工艺的集成度。
【专利说明】
双向集成埋入式基板结构及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种双向集成埋入式基板结构及其制作方法，属于半导体封装技术领域。
【背景技术】
[0002]随着电子器件向着高功能化、微型化方向发展，电子系统中无源器件占比也来越多。目前无源器件主要采用表面贴装的方式，不仅占据了基板表面大量的空间，而且表面焊点数量多及互连长度较长，大大降低了系统的电性能、可靠性等等。为节省电路板/基板表面空间，以及提供更轻薄、性能更好、可靠性更强的电子系统，将表面贴装型无源器件转变为可埋入式无源器件，连同有源元件全部埋置于基板内部的终极三维封装技术被视为解决问题的趋势。目前传统的三维封装结构如图1所示，其制作方式是在基板的一面埋入无源、有源元件，压合或涂布绝缘材料，通过镭射钻孔电镀盲孔技术将底层功能引到第二连接层再制作线路层，其仍然存在以下缺点:常规基板易变形且厚度较厚，不利于提高封装集成度;镭射钻孔电镀盲孔工艺精度不高且散热性、电性不佳，尤其是对于高频高功率的产品。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种双向集成埋入式基板结构及其制作方法，它能够多层双向埋入元器件，有效地节约了基板空间提高了封装工艺的集成度。
[0004]本发明解决上述问题所采用的技术方案为:一种双向集成埋入式基板结构，它包括第一线路层，所述第一线路层正面设置有第一连接铜柱，所述第一线路层和第一连接铜柱外围包封有第一绝缘材料，所述第一绝缘材料正面设置有第二线路层，所述第二线路层正面设置有第二连接铜柱和第一元器件，所述第二线路层、第二连接铜柱和第一元器件外围包封有第二绝缘材料，所述第一绝缘材料背面设置有第三连接铜柱和第二元器件，所述第三连接铜柱和第二元器件外包封有第三绝缘材料，所述第三连接铜柱的植球区域设置有金属球。
[0005]—种双向集成埋入式基板结构的制造方法，所述方法包括如下步骤:
步骤一、取一金属载板
步骤二、金属载板正面电镀第一线路层和第一连接铜柱步骤三、金属载板正面覆盖第一层绝缘材料
在金属载板正面覆盖第一层绝缘材料在第一层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第一连接铜柱为止；
步骤四、第一层绝缘材料正面电镀第二线路层和第二连接铜柱
步骤五、第二线路层正面贴装第一元器件
步骤六、第一层绝缘材料正面覆盖第二层绝缘材料
在第一层绝缘材料正面覆盖第二层绝缘材料，在第二层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第二连接铜柱为止；
步骤七、去除金属载板
步骤八、第一层绝缘材料背面电镀第三连接铜柱步骤九、第一线路层背面贴装第二元器件步骤十、第一层绝缘材料背面覆盖第三层绝缘材料
在第一层绝缘材料背面覆盖第三层绝缘材料，在第三层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第三连接铜柱为止；
步骤i^一、植球、切割
在第三连接铜柱植球区域植入金属球，将植好金属球的半成品切割成单颗成品。
[0006]所述步骤四?步骤六重复进行多次。
[0007]所述第一层绝缘材料、第二层绝缘材料和第三层绝缘材料通过注塑、热压、或喷涂的方式实现。
[0008]所述第一元器件和第二元器件是有源或无源器件。
[0009]所述第一元器件和第二元器件的贴装方式采用表面贴装、点胶、甩胶、铅锡焊料或倒装的方式。
[0010]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、随着产品小、薄、高密度的要求不断提高，引线框架或者基板要求小而薄，传统基板易变形且厚度较厚，只能单面封装且制作难度较大，而本发明附带金属载板支撑强度大，且可双向进行埋入封装，基板制作薄且集成度更高，产品性能更佳；
2、常规镭射钻孔填盲孔工艺精度不高，而本发明使用纯电镀工艺制作连接金属柱可达至IjFine pitch的设计与制造且产品可靠性，尤其是高频高功率、电性及散热性能更佳；
3、本发明多层双向埋入，无源器件贴装个数更多，有效地节约了基板空间提高了封装工艺的集成度。
【附图说明】
[0011]图1为目前传统的三维封装结构的示意图。
[0012]图2为本发明一种双向集成埋入式基板结构的示意图。
[0013]图3?图13为本发明一种双向集成埋入式基板结构的制作方法的各工序流程图。
[0014]其中:
第一线路层I 第一连接铜柱2 第一绝缘材料3 第二线路层4 第二连接铜柱5 第二绝缘材料6 第一元器件7 第三连接铜柱8 第二元器件9 第三绝缘材料1 金属球11。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0016]如图2所示，本实施例中的一种双向集成埋入式基板结构，它包括第一线路层1，所述第一线路层I正面设置有第一连接铜柱2，所述第一线路层I和第一连接铜柱2外围包封有第一绝缘材料3，所述第一绝缘材料3正面设置有第二线路层4，所述第二线路层4正面设置有第二连接铜柱5和第一元器件7，所述第二线路层4、第二连接铜柱5和第一元器件7外围包封有第二绝缘材料6，所述第一绝缘材料3背面设置有第三连接铜柱8和第二元器件9，所述第三连接铜柱8和第二元器件9外包封有第三绝缘材料10，所述第三连接铜柱8的植球区域设置有金属球11。
[0017]其制作方法如下:
步骤一、取一金属载板
参见图3，取一片厚度合适的金属载板，在金属载板表面预镀一层铜材薄膜；
步骤二、金属载板正面电镀第一线路层和第一连接铜柱
参见图4，在完成预镀铜材薄膜的金属载板表面贴上光阻膜，利用曝光显影设备进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜，在露出金属载板的正面区域电镀第一线路层和第一连接铜柱，完成后将金属载板表面的光阻膜去除；
步骤三、金属载板正面覆盖第一层绝缘材料
参见图5，在金属载板正面覆盖第一层绝缘材料(可通过注塑、热压、喷涂等方式实现)，在第一层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第一连接铜柱为止；
步骤四、第一层绝缘材料正面电镀第二线路层和第二连接铜柱参见图6，在第一层绝缘材料正面进行金属化处理，再在表面进行光阻膜压膜显影露出局部区域，在露出区域依次电镀上第二线路层和第二连接铜柱，最后在第一层绝缘材料正面进行快速蚀刻，去除第二线路层以外的金属化层；
步骤五、贴装第一元器件
参见图7，在第二线路层正面贴装第一元器件，所述第一元器件可以是有源或无源器件，贴装方式可采用表面贴装、点胶、甩胶、铅锡焊料或倒装等；
步骤六、第一层绝缘材料正面覆盖第二层绝缘材料
参加图8，在第一层绝缘材料正面覆盖第二层绝缘材料(可通过注塑、热压、喷涂等方式实现)，在第二层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第二连接铜柱为止；
步骤七、去除金属载板
参见图9，采用蚀刻工艺去除金属载板；
步骤八、第一层绝缘材料背面电镀第三连接铜柱
参见图10，在第一层绝缘材料背面进行金属化处理，再在表面进行光阻膜压膜显影露出局部区域，在露出区域电镀上第三连接铜柱作为外引脚，最后在第一层绝缘材料背面进行快速蚀刻，去除第三连接铜柱以外的金属化层；
步骤九、贴装第二元器件
参见图11，在第一线路层背面贴装第二元器件，所述第二元器件可以是有源或无源器件，贴装方式可采用表面贴装、点胶、甩胶、铅锡焊料或倒装等；
步骤十、第一层绝缘材料背面覆盖第三层绝缘材料
参见图12，在第一层绝缘材料背面覆盖第三层绝缘材料(可通过注塑、热压、喷涂等方式实现)，在第三层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第三连接铜柱为止；
步骤i^一、植球、切割
参见图13，在第三连接铜柱(即外引脚)植球区域植入金属球，将植好金属球的半成品切割成单颗产品。
[0018]所述步骤四?步骤六可重复进行多次，从而实现多层元器件的贴装埋入。
[0019]除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种双向集成埋入式基板结构，其特征在于:它包括第一线路层(I)，所述第一线路层(I)正面设置有第一连接铜柱(2)，所述第一线路层(I)和第一连接铜柱(2)外围包封有第一绝缘材料(3)，所述第一绝缘材料(3)正面设置有第二线路层(4)，所述第二线路层(4)正面设置有第二连接铜柱(5)和第一元器件(7)，所述第二线路层(4)、第二连接铜柱(5)和第一元器件(7)外围包封有第二绝缘材料(6)，所述第一绝缘材料(3)背面设置有第三连接铜柱(8)和第二元器件(9)，所述第三连接铜柱(8)和第二元器件(9)外围包封有第三绝缘材料(10)，所述第三连接铜柱(8 )的植球区域设置有金属球(11)。2.—种双向集成埋入式基板结构的制造方法，其特征在于所述方法包括如下步骤: 步骤一、取一金属载板 步骤二、金属载板正面电镀第一线路层和第一连接铜柱 步骤三、金属载板正面覆盖第一层绝缘材料 在金属载板正面覆盖第一层绝缘材料在第一层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第一连接铜柱为止； 步骤四、第一层绝缘材料正面电镀第二线路层和第二连接铜柱 步骤五、第二线路层正面贴装第一元器件 步骤六、第一层绝缘材料正面覆盖第二层绝缘材料 在第一层绝缘材料正面覆盖第二层绝缘材料，在第二层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第二连接铜柱为止； 步骤七、去除金属载板 步骤八、第一层绝缘材料背面电镀第三连接铜柱 步骤九、第一线路层背面贴装第二元器件； 步骤十、第一层绝缘材料背面覆盖第三层绝缘材料 在第一层绝缘材料背面覆盖第三层绝缘材料，在第三层绝缘材料表面进行研磨，直到露出第三连接铜柱为止； 步骤i^一、植球、切割 在第三连接铜柱植球区域植入金属球，将植好金属球的半成品切割成单颗成品。3.根据权利要求2所述的一种双向集成埋入式基板结构的制造方法，其特征在于:所述步骤四?步骤六重复进行多次。4.根据权利要求2所述的一种双向集成埋入式基板结构的制造方法，其特征在于:所述第一层绝缘材料、第二层绝缘材料和第三层绝缘材料通过注塑、热压、或喷涂的方式实现。5.根据权利要求2所述的一种双向集成埋入式基板结构的制造方法，其特征在于:所述第一元器件和第二元器件是有源或无源器件。6.根据权利要求2所述的一种双向集成埋入式基板结构的制造方法，其特征在于:所述第一元器件和第二元器件的贴装方式采用表面贴装、点胶、甩胶、铅锡焊料或倒装的方式。
【文档编号】H01L25/16GK106098681SQ201610651211
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月10日 公开号201610651211.0, CN 106098681 A, CN 106098681A, CN 201610651211, CN-A-106098681, CN106098681 A, CN106098681A, CN201610651211, CN201610651211.0
【发明人】王新潮, 陈灵芝, 张凯, 郁科锋
【申请人】江阴芯智联电子科技有限公司