先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板的工艺方法技术方案

本发明专利技术涉及一种先封后蚀电镀铜柱导通三维封装结构的工艺方法，它包括以下步骤：步骤一、取金属载体；步骤二、金属载体表面预镀铜层；步骤三、电镀金属外引脚；步骤四、环氧树脂塑封；步骤五、电镀第一金属线路层；步骤六、电镀导电金属柱；步骤七、贴装芯片；步骤八、塑封；步骤九、电镀第二金属线路层；步骤十、防焊。本发明专利技术能够埋入元器件提升整个封装功能集成度，且此工艺方法制备的线路层在金属载体的一侧被包封起来，在工艺流程中金属载体保留，可以提高产品的可靠性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板的工艺方法，属于半导体封装

技术介绍
针对半导体封装轻薄短小的要求，现在的金属引线框或者有机基板的封装都在朝两个方向努力：1、降低封装尺寸；2、功能集成。对于降低封装尺寸部分，可以改善的空间有限，所以封装行业内集中于提高功能集成度，就是将部分功能元器件或者其他电子器件以埋入的方式集成于基板内部，以扩大整个封装体的功能集成度，而由于埋入元器件之后的基板层间材料更加复杂多样，并且不同材料的热膨胀系数差异很大，导致整个基板的翘曲问题严重、分层加剧，甚至引起爆板的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板的工艺方法，它能够埋入元器件提升整个封装功能集成度，且此工艺方法制备的线路层在金属载体的一侧被包封起来，在工艺流程中金属载体保留，可以提高产品的可靠性能。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板的工艺方法，所述方法包括以下步骤：步骤一、取金属载体步骤二、金属载体表面预镀铜层步骤三、电镀金属外引脚在金属载体正面通过电镀形成金属外引脚；步骤四、环氧树脂塑封将金属外引脚外围区域利用环氧树脂材料进行塑封保护，并通过表面研磨使金属外引脚顶端露出塑封料表面；步骤五、电镀第一金属线路层在步骤四的塑封料表面通过电镀形成第一金属线路层；步骤六、电镀导电金属柱在金属线路层表面通过电镀形成导电金属柱；步骤七、贴装芯片在金属线路层表面贴装芯片；步骤八、塑封将第一金属线路层、导电金属柱和芯片外围区域采用塑封料进行塑封，并通过表面研磨使导电金属柱顶端露出塑封料表面；步骤九、电镀第二金属线路层在步骤八的塑封料表面通过电镀形成第二金属线路层；步骤十、防焊在步骤九的金属载体正面贴覆或印刷防焊材料，并利用曝光显影设备对防焊材料进行曝光、显影与去除部分光阻材料，以露出金属载体表面需要进行电镀图形区域；步骤二中的铜层厚度在2~10微米。步骤二中铜层的制备方式是化学沉积、电沉积或者气相沉积。所述金属外引脚、第一金属线路层和第二金属线路层的材料是铜、铝或镍。塑封方式采用模具灌胶方式、喷涂设备喷涂方式、贴膜方式或是刷胶的方式。一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板，它包括第一金属线路层和第二金属线路层，所述第一金属线路层和第二金属线路层之间通过导电金属柱相连接，所述第一金属线路层正面设置有芯片，所述第一金属线路层背面设置有金属外引脚，所述金属外引脚外围区域包封有预包封料，所述第一金属线路层、导电金属柱和芯片的外围区域包封有塑封料，部分第二金属线路层外围区域包覆有防焊材料。露出于防焊材料的第二金属线路层表面设置有抗氧化层。所述芯片采用正装或倒装。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、本专利技术的三维系统级线路板的工艺方法，在基板中间的夹层制作过程中埋入对象，可以根据系统或功能需要在需要的位置或是区域埋入主动或被动元器件，封装整合的系统功能多，从而同样功能的元器件模块在PCB板上占用的空间比较少，从而降低成本又提升了封装的集成度；2、本专利技术的三维系统级线路板的工艺方法，引脚线路层全部设计在金属载体的一侧且被包封在产品内部，防止外露在外的氧化，提高了封装可靠性；3、本专利技术的三维系统级线路板的工艺方法，采用在金属载体一侧封装，金属载体在基板完成后保留完成整体封装之后去除，可以在塑封料遇冷收缩的时候起到牵制的作用，有效的保证基板的平整性，为后续的制程提供良好的制程环境。附图说明图1~图23为本专利技术一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板实施例1工艺方法的各工序示意图。图24为本专利技术一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板实施例1的示意图。图25为本专利技术一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板实施例2的示意图。图26为本专利技术一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板实施例3的示意图。其中：金属载体1定位孔2铜层3预包封料4金属外引脚5导电层6第一金属线路层7金属凸点8导电金属柱9塑封料10倒装芯片11第二金属线路层12抗氧化层13防焊材料14正装芯片15金属线16无源器件17。具体实施方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1：埋入倒装芯片线路板如图24所示，本实施例中的一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板，它包括金属载体1、第一金属线路层7和第二金属线路层12，所述第一金属线路层7和第二金属线路层12之间通过导电金属柱9相连接，所述第一金属线路层7正面设置有芯片，所述第一金属线路层7背面设置有金属外引脚5，所述金属外引脚5外围区域包封有预包封料4，所述第一金属线路层7、导电金属柱9和芯片的外围区域包封有塑封料10，部分第二金属线路层12外围区域包覆有防焊材料14；露出于防焊材料14的第二金属线路层12表面设置有抗氧化层13。其工艺方法如下：步骤一、取金属载体参见图1，取一片厚度合适的金属载体，此板材使用的目的是为线路制作及线路层结构提供支撑，此板材的材质主要以金属材料为主，而金属材料的材质可以是铜材，铁材，不锈钢材或其它可导电功能的金属物质；步骤二、金属载体表面预镀铜层参见图2，在金属载体表面预镀铜层，铜层厚度在2~10微米，制备方式可以是化学沉积、电沉积或者气相沉积；步骤三、光刻作业参见图3，在预镀铜层的金属载体正面及背面贴覆或印刷可进行曝光显影的光阻材料，以保护后续电镀金属层工艺作业，并利用曝光显影设备对金属载体表面的光阻材料进行曝光、显影与去除部分光阻材料，以露出金属载体表面需要进行金属外引脚电镀的图形区域，光阻材料可以是光阻膜，也可以是光刻胶；步骤四、电镀金属外引脚参见图4，在步骤四中金属载体正面去除部分光阻材料的区域内电镀上金属外引脚，金属外引脚材料通常是铜、铝、镍等，也可以是其它导电金属物质；步骤五、去除光阻材料参见图5，去除金属载体表面的光阻膜，去除光阻膜的方法可以采用化学药水软化并采用高压水冲洗的方法去除光阻膜；步骤六、环氧树脂塑封参见图6，在金属载体正面的金属外引脚外围区域利用环氧树脂材料进行塑封保护，环氧树脂材料可以依据产品特性选择有填料或者没有填料的种类，塑封方式可以采用模具灌胶方式、喷涂设备喷涂方式、贴膜方式或是刷胶的方式；步骤七、表面研磨参见图7，在完成环氧树脂塑封后进行环氧树脂表面研磨，目的是使金属外引脚顶端露出塑封体表面以及控制环氧树脂的厚度；步骤八、环氧树脂表面导电层制备参见图8，在研磨后的环氧树脂表面进行导电层制备；导电层可以是金属类物质，如镍、钛、铜、银等，也可以使非金属导电高分子材料，如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。沉积方式通常为化学沉积、气相沉积、溅射等；步骤九、光刻作业参见图9，在步骤八导电层表面贴覆或印刷可进行曝光显影的光阻材料，并利用曝光显影设备对光阻材料进行曝光、显影与去除部分光阻材料，以露出导电层表面需要进行金属线路层电镀的图形区域，光阻材料可以是光阻膜，也可以是光刻胶；步骤十、电镀第一金属线路层参见图10，在步骤九中导电层表面去除部分光阻材料的区域内电镀上第一金属线路层，第一金属线路层材料通常是铜、铝、镍等，也可以是其它导电金属物质；步骤十一、光刻作业参见图11，在步骤十金属载体正面贴覆或印刷可进行曝光显影的光阻材料，并利用曝光显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板的工艺方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、取金属载体步骤二、金属载体表面预镀铜层步骤三、电镀金属外引脚在金属载体正面通过电镀形成金属外引脚；步骤四、环氧树脂塑封将金属外引脚外围区域利用环氧树脂材料进行塑封保护，并通过表面研磨使金属外引脚顶端露出塑封料表面；步骤五、电镀第一金属线路层在步骤四的塑封料表面通过电镀形成第一金属线路层；步骤六、电镀导电金属柱在金属线路层表面通过电镀形成导电金属柱；步骤七、贴装芯片在金属线路层表面贴装芯片；步骤八、塑封将第一金属线路层、导电金属柱和芯片外围区域采用塑封料进行塑封，并通过表面研磨使导电金属柱顶端露出塑封料表面；步骤九、电镀第二金属线路层在步骤八的塑封料表面通过电镀形成第二金属线路层；步骤十、防焊在步骤九的金属载体正面贴覆或印刷防焊材料，并利用曝光显影设备对防焊材料进行曝光、显影与去除部分光阻材料，以露出部分第二金属线路层。

【技术特征摘要】
1.一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板的工艺方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一、取金属载体步骤二、金属载体表面预镀铜层步骤三、电镀金属外引脚在金属载体正面通过电镀形成金属外引脚；步骤四、环氧树脂塑封将金属外引脚外围区域利用环氧树脂材料进行塑封保护，并通过表面研磨使金属外引脚顶端露出塑封料表面；步骤五、电镀第一金属线路层在步骤四的塑封料表面通过电镀形成第一金属线路层；步骤六、电镀导电金属柱在金属线路层表面通过电镀形成导电金属柱；步骤七、贴装芯片在金属线路层表面贴装芯片；步骤八、塑封将第一金属线路层、导电金属柱和芯片外围区域采用塑封料进行塑封，并通过表面研磨使导电金属柱顶端露出塑封料表面；步骤九、电镀第二金属线路层在步骤八的塑封料表面通过电镀形成第二金属线路层；步骤十、防焊在步骤九的金属载体正面贴覆或印刷防焊材料，并利用曝光显影设备对防焊材料进行曝光、显影与去除部分光阻材料，以露出部分第二金属线路层。2.根据权利要求1所述的一种先封后蚀电镀铜柱导通三维系统级线路板的工艺方法，其特征在于：步骤二中的铜层厚度在2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔海申，林煜斌，沈锦新，梁新夫，周青云，
申请(专利权)人：江苏长电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32