雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法及其封裝結構的製作方法

2023-09-23 18:04:35 3

專利名稱：雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法及其封裝結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法及其封裝結構。屬於半導體封裝技術領域。
背景技術：
傳統的高密度基板封裝結構的製造工藝流程如下所示
步驟一、參見圖81，取一玻璃纖維材料製成的基板，
步驟二、參見圖82，在玻璃纖維基板上所需的位置上開孔，
步驟三、參見圖83，在玻璃纖維基板的背面披覆一層銅箔，
步驟四、參見圖84，在玻璃纖維基板打孔的位置填入導電物質，
步驟五、參見圖85，在玻璃纖維基板的正面披覆一層銅箔，
步驟六、參見圖86，在玻璃纖維基板表面披覆光阻膜，
步驟七、參見圖87，將光阻膜在需要的位置進行曝光顯影開窗，
步驟八、參見圖88，將完成開窗的部分進行蝕刻，
步驟九、參見圖89，將基板表面的光阻膜剝除，
步驟十、參見圖90，在銅箔線路層的表面進行防焊漆(俗稱綠漆)的披覆，
步驟十一、參見圖91，在防焊漆需要進行後工序的裝片以及打線鍵合的區域進行開窗， 步驟十二、參見圖92，在步驟十一進行開窗的區域進行電鍍，相對形成基島和引腳，
步驟十三、完成後續的裝片、打線、包封、切割等相關工序。上述傳統高密度基板封裝結構存在以下不足和缺陷
1、多了一層的玻璃纖維材料，同樣的也多了一層玻璃纖維的成本；
2、因為必須要用到玻璃纖維，所以就多了一層玻璃纖維厚度約10(Tl50Mffl的厚度空
間；
3、玻璃纖維本身就是一種發泡物質，所以容易因為放置的時間與環境吸入水分以及溼氣，直接影響到可靠性的安全能力或是可靠性等級；
4、玻璃纖維表面被覆了一層約5(Tl00Mffl的銅箔金屬層厚度，而金屬層線路與線路的蝕刻距離也因為蝕刻因子的特性只能做到5(Tl00Mffl的蝕刻間隙(蝕刻因子最好製做的能力是蝕刻間隙約等同於被蝕刻物體的厚度，參見圖93)，所以無法真正的做到高密度線路的設計與製造；
5、因為必須要使用到銅箔金屬層，而銅箔金屬層是採用高壓粘貼的方式，所以銅箔的厚度很難低於50Mm的厚度，否則就很難操作如不平整或是銅箔破損或是銅箔延展移位等等;
6、也因為整個基板材料是採用玻璃纖維材料，所以明顯的增加了玻璃纖維層的厚度10(Tl50Mm,無法真正的做到超薄的封裝；
7、傳統玻璃纖維加貼銅箔的工藝技術因為材質特性差異很大(膨脹係數)，在惡劣環境的工序中容易造成應力變形，直接的影響到元件裝載的精度以及元件與基板粘著性與可靠性。

發明內容
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法及其封裝結構，其工藝簡單，不需使用玻璃纖維層，減少了製作成本，提高了封裝體的安全性和可靠性，減少了玻璃纖維材料帶來的環境汙染，而且金屬基板線路層採用的是電鍍方法，能夠真正做到高密度線路的設計和製造。本發明的目的是這樣實現的一種雙面線路晶片倒裝先蝕刻後封裝製造方法，所述方法包括以下步驟
步驟一、取金屬基板
步驟二、金屬基板表面預鍍銅
在金屬基板表面鍍一層銅材薄膜；·
步驟三、貼光阻膜作業
在完成預鍍銅材薄膜的金屬基板正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜； 步驟四、金屬基板背面去除部分光阻膜
利用曝光顯影設備將步驟三完成貼光阻膜作業的金屬基板背面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜；
步驟五、電鍍惰性金屬線路層
在步驟四中金屬基板背面去除部分光阻膜的區域內電鍍上惰性金屬線路層；
步驟六、電鍍金屬線路層
在步驟五中的惰性金屬線路層表面鍍上多層或是單層金屬線路層；
步驟七、去除光阻膜 去除金屬基板表面的光阻膜；
步驟八、包封
將步驟七中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封；
步驟九、貼光阻膜作業
在步驟八的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜；
步驟十、塑封料表面開孔
在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行開孔作業；
步驟十一、電鍍導電金屬
在金屬基板背面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬；
步驟十二、去除光阻膜 去除金屬基板表面的光阻膜；
步驟十三、包封
將步驟十二中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封；。步驟十四、貼光阻膜作業
在步驟十三的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜；
步驟十五、挖溝槽
在金屬基板背面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作；步驟十六、金屬化前處理
在金屬基板背面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理；
步驟十七、電鍍金屬線路層
在步驟十六中的金屬基板背面鍍上多層或是單層金屬線路層；
步驟十八、去除光阻膜 去除金屬基板表面的光阻膜；
步驟十九、包封
將步驟十八中的金屬基板背面再塑封一層塑封料；。步驟二十、貼光阻膜作業
在金屬基板的正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜；
步驟二十一、金屬基板正面去除部分光阻膜
利用曝光顯影設備將步驟二十完成貼光阻膜作業的金屬基板正面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜；
步驟二十二、化學蝕刻
將步驟二十一中完成曝光顯影的區域進行化學蝕刻；步驟二十三、電鍍金屬線路層
在惰性金屬線路層表面鍍上單層或是多層的金屬線路層；
步驟二十四、包封
將步驟二十三中的金屬基板正麵塑封一層塑封料；
步驟二十五、塑封料表面開孔 在金屬基板正面預包封塑封料的表面進行開孔作業；
步驟二十六、電鍍導電金屬 在金屬基板正面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬；
步驟二十七、包封
將步驟二十六中的金屬基板正面再塑封一層塑封料；
步驟二十八、挖溝槽
在金屬基板正面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作；
步驟二十九、覆上線路網板
在金屬基板正面不必金屬化的區域覆上線路網；
步驟三十、金屬化前處理
在金屬基板正面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理；
步驟三十一、移除線路網板 將步驟二十九的線路網板移除；
步驟三十二、電鍍金屬線路層
在金屬基板的正面鍍上單層或是多層的金屬線路層，金屬電鍍完成後即在金屬基板上形成相應的引腳或基島和引腳或基島、引腳和靜電釋放圈；
步驟三十三、去除光阻膜 去除金屬基板表面的光阻膜；
步驟三十四、裝片及晶片底部填充在步驟三十二的引腳正面或基島正面和引腳正面倒裝晶片及晶片底部填充環氧樹
脂；
步驟三十五、包封
將完成裝片後的金屬基板正面進行塑封料包封工序；
步驟三十六、塑封料表面開孔
在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行後續要植金屬球的區域進行開孔作業；
步驟三十七、清洗
在金屬基板背麵塑封料開孔處進行氧化物質、有機物質的清洗；
步驟三十八、植球
在金屬基板背麵塑封體開孔處內植入金屬球；
步驟三十九、切割成品
將步驟三十八完成植球的半成品進行切割作業，使原本以陣列式集合體方式集成在一起並含有晶片的塑封體模塊一顆顆切割獨立開來，製得單晶片倒裝先蝕刻後封裝基島埋入封裝結構，可採用常規的鑽石刀片以及常規的切割設備即可。本發明還提供一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封封裝結構，它包括晶片和引腳，所述晶片的正面倒裝於引腳正面，所述晶片底部與引腳正面之間設置有底部填充膠，所述引腳與引腳之間的區域、引腳上部的區域、引腳下部的區域以及晶片和金屬線外均包封有塑封料，所述引腳背面的塑封料上開設有第三小孔，所述第三小孔與引腳背面相連通，所述第三小孔內設置有金屬球，所述金屬球與引腳背面相接觸。所述步驟三十七對金屬基板背麵塑封料開孔處進行清洗同時進行金屬保護層被覆。所述封裝結構包括基島，所述晶片的正面倒裝於基島正面和引腳正面，所述晶片底部與基島正面和引腳正面之間設置有底部填充膠。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果
1、本發明不需要使用玻璃纖維層，所以可以減少玻璃纖維層所帶來的成本；
2、本發明沒有使用玻璃纖維層的發泡物質，所以可靠性的等級可以再提高，相對對封裝體的安全性就會提高；
3、本發明不需要使用玻璃纖維層物質，所以就可以減少玻璃纖維材料所帶來的環境汙
染；
4、本發明的三維金屬基板線路層所採用的是電鍍方法，而電鍍層的每一層總厚度約在l(Tl5Mffl，而線路與線路之間的間隙可以輕鬆的達到25ΜΠ1以下的間隙，所以可以真正地做到高密度內引腳線路平鋪的技術能力；
5、本發明的三維金屬基板因採用的是金屬層電鍍法，所以比玻璃纖維高壓銅箔金屬層的工藝來得簡單，且不會有金屬層因為高壓產生金屬層不平整、金屬層破損以及金屬層延展移位的不良或困惑；
6、本發明的三維金屬基板線路層是在金屬基材的表面進行金屬電鍍，所以材質特性基本相同，所以鍍層線路與金屬基材的內應力基本相同，可以輕鬆的進行惡劣環境的後工程(如高溫共晶裝片、高溫錫材焊料裝片以及高溫被動元件的表面貼裝工作)而不容易產生應力變形。


圖廣圖39為本發明雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法實施例I的各工序示意圖。圖40為本發明雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封封裝結構實施例I的結構示意圖。圖41 圖79為本發明雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法實施例2的各工序不意圖。圖80為本發明雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封封裝結構實施例2的結構示意圖。
圖81 圖92為傳統的高密度基板封裝結構的製造工藝流程圖。圖93為玻璃纖維表面銅箔金屬層的蝕刻狀況示意圖。其中
金屬基板I 銅材薄膜2 光阻膜3
惰性金屬線路層4 金屬線路層5 塑封料6 第一小孔7 溝槽8
金屬化前處理層9 第二小孔10 線路網板11 底部填充膠12 晶片13 第三小孔14 金屬保護層15 金屬球16 基島17 引腳18。
具體實施例方式本發明一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法及其封裝結構如下
實施例一、無基島
步驟一、取金屬基板
參見圖1，取一片厚度合適的金屬基板，金屬基板的材質可以依據晶片的功能與特性進行變換，例如銅材、鐵材、鎳鐵材、鋅鐵材等。步驟二、金屬基板表面預鍍銅
參見圖2，在金屬基板表面鍍一層銅材薄膜，目的是為後續電鍍做基礎。(電鍍的方式可以採用化學電鍍或是電解電鍍)。
步驟三、貼光阻膜作業
參見圖3，在完成預鍍銅材薄膜的金屬基板正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，以保護後續的電鍍金屬層工藝作業，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。步驟四、金屬基板背面去除部分光阻膜
參見圖4，利用曝光顯影設備將步驟三完成貼光阻膜作業的金屬基板背面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜，以露出金屬基板背面後續需要進行電鍍的區域圖形。步驟五、電鍍惰性金屬線路層
參見圖5，在步驟四中金屬基板背面去除部分光阻膜的區域內電鍍上惰性金屬線路層，作為後續蝕刻工作的阻擋層，惰性金屬可採用鎳或鈦或銅，電鍍方式可以使化學電鍍或是電解電鍍方式。
步驟六、電鍍金屬線路層
參見圖6，在步驟五中的惰性金屬線路層表面鍍上多層或是單層金屬線路層，所述金屬線路層可採用金鎳、銅鎳金、銅鎳鈀金、鈀金、銅材中的一種或者多種，電鍍方式可以是化學電鍍也可以是電解電鍍的方式。步驟七、去除光阻膜
參見圖7，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟八、包封
參見圖8，將步驟七中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟九、貼光阻膜作業
參見圖9，在步驟八的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。步驟十、塑封料表面開孔
參見圖10，在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行開孔作業，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行開孔。步驟^^一、電鍍導電金屬
參見圖11，在金屬基板背面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬，電鍍方式可以是化學電鍍或是電解電鍍方式。步驟十二、去除光阻膜
參見圖12，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟十三、包封
參見圖13，將步驟十二中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟十四、貼光阻膜作業
參見圖14，在步驟十三的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。步驟十五、挖溝槽
參見圖15，在金屬基板背面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行挖溝槽動作。步驟十六、金屬化前處理
參見圖16，在金屬基板背面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理，金屬化前處理可用塗布方法(噴灑方式、印刷方式、淋塗方式、浸泡的方式等)。步驟十七、電鍍金屬線路層
參見圖17，在步驟十六中的金屬基板背面鍍上多層或是單層金屬線路層，所述金屬線·路層可採用金鎳、銅鎳金、銅鎳鈀金、鈀金、銅材中的一種或者多種，電鍍方式可以是化學電鍍也可以是電解電鍍的方式。步驟十八、去除光阻膜
參見圖18，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟十九、包封
參見圖19，將步驟十八中的金屬基板背面再塑封一層塑封料，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟二十、貼光阻膜作業
參見圖20，在金屬基板的正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。步驟二十一、金屬基板正面去除部分光阻膜
參見圖21，利用曝光顯影設備將步驟二十完成貼光阻膜作業的金屬基板正面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜，以露出金屬基板正面後續需要進行化學蝕刻的區域圖形。步驟二十二、化學蝕刻
參見圖22，將步驟二十一中完成曝光顯影的區域進行化學蝕刻，化學蝕刻直至惰性金屬線路層為止，蝕刻藥水可以採用氯化銅或是氯化鐵。步驟二十三、電鍍金屬線路層
參見圖23，在惰性金屬線路層表面鍍上單層或是多層的金屬線路層，鍍層種類可以是銅鎳金、銅鎳銀、鈀金、金或銅等，電鍍方法可以是化學電鍍或是電解電鍍。步驟二十四、包封
見圖24，將步驟二十三中的金屬基板正麵塑封一層塑封料，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟二十五、塑封料表面開孔
參見圖25，在金屬基板正面預包封塑封料的表面進行開孔作業，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行開孔。步驟二十六、電鍍導電金屬參見圖26，在金屬基板正面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬，電鍍方式可以是化學電鍍或是電解電鍍方式。步驟二十七、包封
見圖27，將步驟二十六中的金屬基板正面再塑封一層塑封料，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟二十八、挖溝槽
參見圖28，在金屬基板正面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行挖溝槽動作。步驟二十九、覆上線路網板
參見圖29，在金屬基板正面不必金屬化的區域覆上線路網板。步驟三十、金屬化前處理
參見圖30，在金屬基板正面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理，金屬化前處理可用塗布方法(噴灑方式、印刷方式、淋塗方式、浸泡的方式等)。步驟三十一、移除線路網板
參見圖31，將步驟二十九的線路網板移除。步驟三十二、電鍍金屬線路層
參見圖32，在金屬基板的正面鍍上單層或是多層的金屬線路層，金屬電鍍完成後即在金屬基板上形成相應的引腳，鍍層種類可以是銅鎳金、銅鎳銀、鈀金、金或銅等，電鍍方法可以是化學電鍍或是電解電鍍。 步驟三十三、去除光阻膜
參見圖33，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟三十四、裝片及晶片底部填充
參見圖34，在步驟三十二的引腳正面倒裝晶片及晶片底部填充環氧樹脂。步驟三十五、包封
參見圖35，將完成裝片後的金屬基板正面進行塑封料包封工序，目的是利用環氧樹脂將晶片以及金屬線進行固定與保護，包封方法採用模具灌膠、噴塗方式或刷膠方式進行，塑封料可以採用有填料或是無填料的環氧樹脂。步驟三十六、塑封料表面開孔
參見圖36，在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行後續要植金屬球的區域進行開孔作業，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行開孔。步驟三十七、清洗
參見圖37，在金屬基板背麵塑封料開孔處進行氧化物質、有機物質的清洗，同時可進行金屬保護層的被覆，金屬保護層採用抗氧化材料。步驟三十八、植球
參見圖38，在金屬基板背麵塑封體開孔處內植入金屬球，使金屬球與引腳背面相接觸，可以採用常規的植球機或是採用金屬膏印刷再經高溫溶解之後即可形成球狀體，金屬球的材料可以是純錫或錫合金。
步驟三十九、切割成品
參見圖39，將步驟三十八完成植球的半成品進行切割作業，使原本以陣列式集合體方式集成在一起並含有晶片的塑封體模塊一顆顆切割獨立開來，製得單晶片倒裝先蝕刻後封裝基島埋入封裝結構，可採用常規的鑽石刀片以及常規的切割設備即可。如圖40所示，本發明還提供一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封的封裝結構，所述封裝結構包括晶片13和引腳18，所述晶片13的正面倒裝於引腳18正面，所述晶片13底部與引腳18正面之間設置有底部填充膠12，所述引腳18與引腳18之間的區域、引腳18上部的區域、引腳18下部的區域以及晶片13外包封有塑封料6，所述引腳18背面的塑封料6上開設有第三小孔14，所述第三小孔14與引腳18背面相連通，所述第三小孔14內設置有金屬球16，所述金屬球16與引腳18背面之間設置有金屬保護層15，所述金屬球16採用錫或錫合金材料。
實施例二、有基島 步驟一、取金屬基板
參見圖41，取一片厚度合適的金屬基板，金屬基板的材質可以依據晶片的功能與特性進行變換，例如銅材、鐵材、鎳鐵材、鋅鐵材等。步驟二、金屬基板表面預鍍銅
參見圖42，在金屬基板表面鍍一層銅材薄膜，目的是為後續電鍍做基礎。(電鍍的方式可以採用化學電鍍或是電解電鍍)。步驟三、貼光阻膜作業
參見圖43，在完成預鍍銅材薄膜的金屬基板正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，以保護後續的電鍍金屬層工藝作業，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。步驟四、金屬基板背面去除部分光阻膜
參見圖44，利用曝光顯影設備將步驟三完成貼光阻膜作業的金屬基板背面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜，以露出金屬基板背面後續需要進行電鍍的區域圖形。步驟五、電鍍惰性金屬線路層
參見圖45，在步驟四中金屬基板背面去除部分光阻膜的區域內電鍍上惰性金屬線路層，作為後續蝕刻工作的阻擋層，惰性金屬可採用鎳或鈦或銅，電鍍方式可以使化學電鍍或是電解電鍍方式。步驟六、電鍍金屬線路層
參見圖46，在步驟五中的惰性金屬線路層表面鍍上多層或是單層金屬線路層，所述金屬線路層可採用金鎳、銅鎳金、銅鎳鈀金、鈀金、銅材中的一種或者多種，電鍍方式可以是化學電鍍也可以是電解電鍍的方式。步驟七、去除光阻膜
參見圖47，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟八、包封
參見圖48，將步驟七中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。
步驟九、貼光阻膜作業
參見圖49，在步驟八的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。步驟十、塑封料表面開孔
參見圖50，在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行開孔作業，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行開孔。步驟^^一、電鍍導電金屬
參見圖51，在金屬基板背面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬，電鍍方式可以是化學電鍍或是電解電鍍方式。
步驟十二、去除光阻膜
參見圖52，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟十三、包封
參見圖53，將步驟十二中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟十四、貼光阻膜作業
參見圖54，在步驟十三的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。步驟十五、挖溝槽
參見圖55，在金屬基板背面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行挖溝槽動作。步驟十六、金屬化前處理
參見圖56，在金屬基板背面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理，金屬化前處理可用塗布方法(噴灑方式、印刷方式、淋塗方式、浸泡的方式等)。步驟十七、電鍍金屬線路層
參見圖57，在步驟十六中的金屬基板背面鍍上多層或是單層金屬線路層，所述金屬線路層可採用金鎳、銅鎳金、銅鎳鈀金、鈀金、銅材中的一種或者多種，電鍍方式可以是化學電鍍也可以是電解電鍍的方式。步驟十八、去除光阻膜
參見圖58，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟十九、包封
參見圖59，將步驟十八中的金屬基板背面再塑封一層塑封料，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟二十、貼光阻膜作業
參見圖60，在金屬基板的正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，光阻膜可以是乾式光阻膜也可以是溼式光阻膜。
步驟二十一、金屬基板正面去除部分光阻膜
參見圖61，利用曝光顯影設備將步驟二十完成貼光阻膜作業的金屬基板正面進行圖形曝光、顯影 與去除部分圖形光阻膜，以露出金屬基板正面後續需要進行化學蝕刻的區域圖形。步驟二十二、化學蝕刻
參見圖62，將步驟二十一中完成曝光顯影的區域進行化學蝕刻，化學蝕刻直至惰性金屬線路層為止，蝕刻藥水可以採用氯化銅或是氯化鐵。步驟二十三、電鍍金屬線路層
參見圖63，在惰性金屬線路層表面鍍上單層或是多層的金屬線路層，鍍層種類可以是銅鎳金、銅鎳銀、鈀金、金或銅等，電鍍方法可以是化學電鍍或是電解電鍍。步驟二十四、包封
見圖64，將步驟二十三中的金屬基板正麵塑封一層塑封料，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟二十五、塑封料表面開孔
參見圖65，在金屬基板正面預包封塑封料的表面進行開孔作業，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行開孔。步驟二十六、電鍍導電金屬
參見圖66，在金屬基板正面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬，電鍍方式可以是化學電鍍或是電解電鍍方式。步驟二十七、包封
參見圖67，將步驟二十六中的金屬基板正面再塑封一層塑封料，塑封方式可以採用模具灌膠方式、噴塗方式或是用貼膜方式。所述塑封料可以採用有填料物質或是無填料物質的環氧樹脂。步驟二十八、挖溝槽
參見圖68，在金屬基板正面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行挖溝槽動作。步驟二十九、覆上線路網板
參見圖69，在金屬基板正面不必金屬化的區域覆上線路網板。步驟三十、金屬化前處理
參見圖70，在金屬基板正面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理，金屬化前處理可用塗布方法(噴灑方式、印刷方式、淋塗方式、浸泡的方式等)。步驟三十一、移除線路網板
參見圖71，將步驟二十九的線路網板移除。步驟三十二、電鍍金屬線路層
參見圖72，在金屬基板的正面鍍上單層或是多層的金屬線路層，金屬電鍍完成後即在金屬基板上形成相應的基島和引腳，鍍層種類可以是銅鎳金、銅鎳銀、鈀金、金或銅等，電鍍方法可以是化學電鍍或是電解電鍍。步驟三十三、去除光阻膜參見圖73，去除金屬基板表面的光阻膜，採用化學藥水軟化並採用高壓水噴除的方式去除光阻膜。步驟三十四、裝片及晶片底部填充
參見圖74，在步驟三十二的基島正面與引腳正面倒裝晶片及晶片底部填充環氧樹脂。步驟三十五、包封
參見圖75，將完成裝片後的金屬基板正面進行塑封料包封工序，目的是利用環氧樹脂將晶片以及金屬線進行固定與保護，包封方法採用模具灌膠、噴塗方式或刷膠方式進行，塑封料可以採用有填料或是無填料的環氧樹脂。步驟三十六、塑封料表面開孔 參見圖76，在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行後續要植金屬球的區域進行開孔作業，可以採用乾式雷射燒結或是溼式化學腐蝕的方法進行開孔。步驟三十七、清洗
參見圖77，在金屬基板背麵塑封料開孔處進行氧化物質、有機物質的清洗，同時可進行金屬保護層的被覆，金屬保護層採用抗氧化材料。步驟三十八、植球
參見圖78，在金屬基板背麵塑封體開孔處內植入金屬球，使金屬球與引腳背面相接觸，可以採用常規的植球機或是採用金屬膏印刷再經高溫溶解之後即可形成球狀體，金屬球的材料可以是純錫或錫合金。步驟三十九、切割成品
參見圖79，將步驟四十完成植球的半成品進行切割作業，使原本以陣列式集合體方式集成在一起並含有晶片的塑封體模塊一顆顆切割獨立開來，製得單晶片倒裝先蝕刻後封裝基島埋入封裝結構，可採用常規的鑽石刀片以及常規的切割設備即可。如圖80所示，本發明還提供一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封的封裝結構，所述封裝結構包括晶片13、基島17和引腳18，所述晶片13的正面倒裝於基島17和引腳18正面，所述晶片13底部與基島17正面之間以及晶片13底部與引腳18正面之間設置有底部填充膠12，所述基島17外圍的區域、基島17和引腳18之間的區域、引腳18與引腳18之間的區域、基島17和引腳18上部的區域、基島17和引腳18下部的區域以及晶片13外包封有塑封料6，所述引腳18背面的塑封料6上開設有第三小孔14，所述第三小孔14與引腳18背面相連通，所述第三小孔14內設置有金屬球16，所述金屬球16與引腳18背面之間設置有金屬保護層15，所述金屬球16採用錫或錫合金材料。
權利要求
1.一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法，所述方法包括以下步驟步驟一、取金屬基板步驟二、金屬基板表面預鍍銅在金屬基板表面鍍一層銅材薄膜；步驟三、貼光阻膜作業在完成預鍍銅材薄膜的金屬基板正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜； 步驟四、金屬基板背面去除部分光阻膜利用曝光顯影設備將步驟三完成貼光阻膜作業的金屬基板背面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜；步驟五、電鍍惰性金屬線路層在步驟四中金屬基板背面去除部分光阻膜的區域內電鍍上惰性金屬線路層；步驟六、電鍍金屬線路層在步驟五中的惰性金屬線路層表面鍍上多層或是單層金屬線路層；步驟七、去除光阻膜去除金屬基板表面的光阻膜；步驟八、包封將步驟七中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封；步驟九、貼光阻膜作業在步驟八的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜；步驟十、塑封料表面開孔在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行開孔作業；步驟十一、電鍍導電金屬在金屬基板背面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬；步驟十二、去除光阻膜去除金屬基板表面的光阻膜；步驟十三、包封將步驟十二中的金屬基板背面採用塑封料進行塑封；步驟十四、貼光阻膜作業在步驟十三的金屬基板正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜；步驟十五、挖溝槽在金屬基板背面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作；步驟十六、金屬化前處理在金屬基板背面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理；步驟十七、電鍍金屬線路層在步驟十六中的金屬基板背面鍍上多層或是單層金屬線路層；步驟十八、去除光阻膜去除金屬基板表面的光阻膜；步驟十九、包封將步驟十八中的金屬基板背面再塑封一層塑封料；步驟二十、貼光阻膜作業在金屬基板的正面以及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜；步驟二十一、金屬基板正面去除部分光阻膜利用曝光顯影設備將步驟二十完成貼光阻膜作業的金屬基板正面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜；步驟二十二、化學蝕刻將步驟二十一中完成曝光顯影的區域進行化學蝕刻；步驟二十三、電鍍金屬線路層在惰性金屬線路層表面鍍上單層或是多層的金屬線路層；步驟二十四、包封將步驟二十三中的金屬基板正麵塑封一層塑封料；步驟二十五、塑封料表面開孔在金屬基板正面預包封塑封料的表面進行開孔作業；步驟二十六、電鍍導電金屬在金屬基板正面完成開孔的區域電鍍一層導電金屬； 步驟二十七、包封將步驟二十六中的金屬基板正面再塑封一層塑封料；步驟二十八、挖溝槽在金屬基板正面的塑封料表面進行後續電路線的挖溝槽動作；步驟二十九、覆上線路網板在金屬基板正面不必金屬化的區域覆上線路網；步驟三十、金屬化前處理在金屬基板正面進行電鍍金屬線路層的金屬化前處理；步驟三十一、移除線路網板將步驟二十九的線路網板移除；步驟三十二、電鍍金屬線路層在金屬基板的正面鍍上單層或是多層的金屬線路層，金屬電鍍完成後即在金屬基板上形成相應的引腳或基島和引腳；步驟三十三、去除光阻膜去除金屬基板表面的光阻膜；步驟三十四、裝片及晶片底部填充在步驟三十二的引腳正面或基島正面和引腳正面倒裝晶片及晶片底部填充環氧樹脂；步驟三十五、包封將完成裝片後的金屬基板正面進行塑封料包封工序；步驟三十六、塑封料表面開孔在金屬基板背面預包封塑封料的表面進行後續要植金屬球的區域進行開孔作業；步驟三十七、清洗在金屬基板背麵塑封料開孔處進行氧化物質、有機物質的清洗；步驟三十八、植球在金屬基板背麵塑封體開孔處內植入金屬球；步驟三十九、切割成品將步驟三十八完成植球的半成品進行切割作業，使原本以陣列式集合體方式集成在一起並含有晶片的塑封體模塊一顆顆切割獨立開來，製得單晶片倒裝先蝕刻後封裝基島埋入封裝結構，可採用常規的鑽石刀片以及常規的切割設備即可。
2.一種如權利要求I所述的雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封封裝結構，其特徵在於它包括晶片(13)和引腳(18)，所述晶片(13)的正面倒裝於引腳(18)正面，所述晶片(13)底部與引腳(18)正面之間設置有底部填充膠(12)，所述引腳(18)與引腳(18)之間的區域、 引腳(18)上部的區域、引腳(18)下部的區域以及晶片(13)外包封有塑封料(6)，所述引腳(18)背面的塑封料(6)上開設有第三小孔(14)，所述第三小孔(14)與引腳(18)背面相連通，所述第三小孔(14)內設置有金屬球(16)，所述金屬球(16)與引腳(18)背面相接觸。
3.根據權利要求I所述的一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封的製作方法，其特徵在於所述步驟三十七對金屬基板背麵塑封料開孔處進行清洗同時進行金屬保護層被覆。
4.根據權利要求2所述的一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封的封裝結構，其特徵在於所述封裝結構包括基島(17)，所述晶片(13)的正面倒裝於基島(17)正面和引腳(18)正面，所述晶片(13)底部與基島(17)正面和引腳(18)正面之間設置有底部填充膠(12)。
全文摘要
本發明涉及一種雙面三維線路晶片倒裝先蝕後封製造方法及其封裝結構，所述方法包括以下步驟取金屬基板；金屬基板表面預鍍銅；貼光阻膜作業；金屬基板背面去除部分光阻膜；電鍍惰性金屬線路層；電鍍金屬線路層；去除光阻膜；包封；塑封料表面開孔；挖溝槽；電鍍導電金屬；金屬化前處理；電鍍金屬線路層；化學蝕刻；電鍍金屬線路層；塗覆粘結物質；裝片；金屬線鍵合；清洗；植球和切割成品。本發明的有益效果是降低了製造成本，提高了封裝體的安全性和可靠性，減少了環境汙染，能夠真正做到高密度線路的設計和製造。
文檔編號H01L23/00GK102723291SQ201210188440
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月9日 優先權日2012年6月9日
發明者李維平, 梁志忠, 王新潮 申請人:江蘇長電科技股份有限公司