用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法及激光加工设备技术

本发明专利技术涉及用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法及激光加工设备，具体为：把集成模块置于激光加工设备的三维工作台上，利用电荷藕合器件图像传感器CCD自动定位功能找到印刷电路板上已预设的参考点，进而找到印刷电路板上预制的接地金属带。激光加工设备自动在集成模块的封装体上沿接地金属带开槽，将金属带裸露出来。在所开微槽内灌注金属材料，如银浆，固化该金属材料后形成金属墙，再在该集成模块上方进行真空溅镀金属膜，将整个集成模块的电路封闭起来。本发明专利技术为集成模块的高集成度与微型化扫清了障碍。在经济效益上，效果也是显著的。

Electromagnetic interference method for shielding high-density circuit package of integrated circuit and laser processing equipment

The invention relates to a method for shielding electromagnetic interference high density integrated circuit package method and laser processing equipment, in particular: the 3D platform integration module in laser processing equipment, using a charge coupled device image sensor CCD automatic positioning function to find the default on the printed circuit board of the reference point, and then find the pre printed circuit board the grounding metal belt. The laser processing equipment automatically cuts the metal strip on the package body of the integrated module by grooving along the ground metal belt. The metal material is poured into the micro groove, such as silver paste, and the metal material is solidified to form a metal wall, and then a vacuum sputtering metal film is arranged above the integrated module to close the circuit of the whole integrated module. The invention clears the barrier for the high integration and micromation of the integrated module. In economic efficiency, the effect is remarkable.

【技术实现步骤摘要】
用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法及激光加工设备
本专利技术涉及集成电路封装后对电磁干扰进行屏蔽方法及设备，尤其涉及一种用于屏蔽高密度集成电路封装内电磁干扰的方法及实现此方法的激光加工设备。
技术介绍
智能设备的轻薄化已经是毋庸置疑的大趋势,有利于这一趋势的微型化模组则具有很大的发展潜力。高密度集成电路封装，如系统级封装(SIP)，是将多个具有不同功能的主动元件与被动元件，以及诸如微机电系统、光学元件等集成在同一个封装内，从而实现一个可提供多种功能的系统，是设计与制造微型化模组的关键技术。SIP的特点除了提高集成度外，还可以把射频RF等无法集成的功能原件封装在一起。这种高密度的封装技术使产品设计弹性大、开发时间短及成本低，可以使元件采购简化，并改善终端产品的制造效率。这些高密度集成电路封装的缺点是天线、RF等器件释放较强的电磁干扰，严重影响封装体内的其它元件的工作。随着封装密度的越来越高，元件之间的距离越来越近，电磁干扰会越来越严重。因此，必须采取有效措施，阻止电磁泄露或引入抗干扰封装，以免相邻元件间的电磁干扰而影响器件或模组的正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决高密度集成电路封装内器件之间存在的电磁干扰问题，提供一种用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰的方法及其实现这种方法的激光加工设备。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现:用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法，按以下步骤进行：在集成电路进行封装之前，先在用于封装的基板即印刷电路板上预制接地金属带，且金属带的位置位于产生电磁干扰器件的四周，即在印刷电路板上形成该电磁干扰器件的接地隔离电路；同时，在预制接地金属带的印刷电路板上预设若干参考点，便于在后续制造工艺过程中自动寻找接地隔离电路；所有器件按常用方法进行贴装在印刷电路板上，然后封装，从而形成能实现各种功能的集成模块；且集成模块的封装体为注塑材料，其特征在于：找到预制接地金属带的印刷电路板上预设的参考点，在集成模块的封装体上沿接地金属带开槽，将金属带裸露出来，在所开的槽内灌注金属材料，金属材料固化后形成金属墙，再在集成模块上方进行真空溅镀金属膜，将整个集成模块的电路封闭起来。所述的注塑材料为环氧树脂。所述的金属带为铜带。所述槽的长度大于相邻两器件长度或宽度，槽宽度小于50um。所述灌注金属材料为银浆。用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰的激光加工设备，包括电脑、激光器、第一光学透镜、分光镜、激光束运动控制器、第二光学透镜、三维工作台、第三光学透镜、电荷藕合器件图像传感器CCD，其特征在于：电脑控制激光器和三维工作台，激光器发出的激光依次经过第一光学透镜、分光镜、激光束运动控制器、第二光学透镜到达固定在三维工作台上的集成模块上；照射在集成模块上照明光反射后经第二光学透镜、激光束运动控制器、分光镜、第三光学透镜在电荷藕合器件图像传感器CCD上成像。本专利技术的激光加工设备还包括照明光源，照明光源的光照射在集成模块上。所述的照明光源为红光或蓝光。所述的照明光源为CCD敏感波长的光。本专利技术具体为：把集成模块置于激光加工设备的三维工作台上，利用电荷藕合器件图像传感器CCD自动定位功能找到印刷电路板上已预设的参考点，进而找到印刷电路板上预制的接地金属带。激光加工设备自动在集成模块的封装体上沿接地金属带开槽，将金属带裸露出来。在所开微槽内灌注金属材料，如银浆，固化该金属材料后形成金属墙，再在该集成模块的上方进行真空溅镀金属膜，将整个集成模块的电路封闭起来。经过上述工艺过程，集成模块的上面覆盖了金属膜层，通过金属墙与接地金属带连接，形成三维密闭的隔离结构，从而达到了电磁屏蔽的目的。用这种方法，不仅可以屏蔽集成模块内器件之间的电磁干扰，还可以隔离周边环境的电磁干扰对整个集成模块的影响，提高集成模块工作的稳定性与可靠性。要实现本专利技术提出的用于屏蔽集成电路封装内电磁干扰的方法，开槽的工艺是关键技术之一。一般，在一个高密度的集成模块内，如系统级封装(SIP)，器件与器件之间的距离在0.2mm左右，开槽的深度达1mm。而开槽宽度小于50um,且槽的轨迹(即印刷电路板上预制接地金属带)往往是曲线的，这就决定了传统的机械方法是比较困难加工此槽的，而激光的柔性加工特性则能很好地解决此问题。此外，为了不影响槽周边器件的功能，在加工槽时要求控制热效应区小于100um。这往往需要激光器工作在UV波段，或者能发射超快激光脉冲，如皮秒或飞秒量级的。本专利技术能产生的有益效果是显著的。首先，它首次提供了一种用于有效屏蔽集成电路封装体内电磁干扰的方法及其实现这种方法的激光加工设备，也为集成模块的高集成度与微型化扫清了障碍。在经济效益上，效果也是显著的。举例来说，采用本专利技术提供的方法与设备，完成一个SIP微型化模块电磁隔离的时间为30秒，这样，一套这样的成套设备，年加工能力为720,000个模块。以智能穿戴设备(如某智能手表)为例，如果年销量是1亿个，则需要该隔离设备为140套，按每套100万美金计算，年产值为近10亿人民币。可以预料的是，未来智能穿戴设备的需求量远不止1亿台，可想而知，该项目的经济效益是十分显著的。附图说明图1为专利技术所指集成模块包括有很强电磁干扰的器件4的示意图。图2为专利技术所指集成模块包括屏蔽器件41和42的接地隔离电路6示意图。图3为专利技术所指集成模块包括位于器件32与42之间的激光切槽61的集成模块示意图。图4为专利技术所指集成模块的包括位于器件32与42之间的金属隔离槽62集成模块示意图。图5为专利技术所指集成模块的激光加工设备示意图。具体实施方式简化情况下，本专利技术所指集成模块如图1所示，包括一个印刷电路基板1，器件3和另一器件4，连接另一器件4与基板1的引线5，以及封装体2，器件3与另一器件4都可以是有电磁辐射的干扰源，但为了方便说明且不失一般性，我们假设器件3是没有电磁干扰的器件，而另一器件4有电磁干扰，需要进行屏蔽，也就是在器件3与另一器件4之间要进行电磁隔离。为了达到隔离的目的，根据本专利技术，在集成电路进行封装之前,先在用于封装的基板即印刷电路板上预制接地金属带，如图2、图3所示的位于器件(31、32、33)与器件(41、42)之间的金属带6，金属带6的设计必须是在集成模块使用时处于接地状态，且金属带6为铜带。用激光加工的方法，在集成模块水平方向沿着金属带6进行刻槽，槽的深度要达到金属带6的表面，使金属带6表面完全暴露出来，但是同时需要严格控制激光加工参数，保证激光能量不伤到金属带6。图3是图2的剖面图，包括了位于器件32与器件42之间的激光切槽61。在激光切槽61内用常用的方法灌注金属材料，为了达到有高隔离度(一般大于30dB)的屏蔽效果，灌注的金属材料一般是浆状的，为银浆，使槽内充分充满金属材料。浆状金属材料固化后，形成如图4所示的金属墙62，并用常用的工艺，如真空溅镀等方法，在封装体2上面镀上金属膜63，金属膜为铜膜。金属墙62必须与印刷电路基板1的金属带6及封装体2上表面的金属膜63有良好的电接触。一般情况下，金属带6、金属墙62及金属膜63的材料分别是铜、银及铜。但它们可以是任何其它金属或电导材料。图3中的激光切槽61由图5所示的激光加工系统完成。激光器72发出的激光脉冲，经过第一光学透镜81、激光束运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法，按以下步骤进行：在集成电路进行封装之前，先在用于封装的基板即印刷电路板上预制接地金属带，且金属带的位置位于产生电磁干扰器件的四周，即在印刷电路板上形成该电磁干扰器件的接地隔离电路；同时，在预制接地金属带的印刷电路板上预设若干参考点；所有器件按常用方法进行贴装在印刷电路板上，然后封装，从而形成能实现各种功能的集成模块；且集成模块的封装体为注塑材料，其特征在于：找到预制接地金属带的印刷电路板上预设的参考点，在集成模块的封装体上沿接地金属带开槽，将金属带裸露出来，在所开的槽内灌注金属材料，金属材料固化后形成金属墙，再在集成模块上方进行真空溅镀金属膜，将整个集成模块的电路封闭起来。

【技术特征摘要】
1.用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法，按以下步骤进行：在集成电路进行封装之前，先在用于封装的基板即印刷电路板上预制接地金属带，且金属带的位置位于产生电磁干扰器件的四周，即在印刷电路板上形成该电磁干扰器件的接地隔离电路；同时，在预制接地金属带的印刷电路板上预设若干参考点；所有器件按常用方法进行贴装在印刷电路板上，然后封装，从而形成能实现各种功能的集成模块；且集成模块的封装体为注塑材料，其特征在于：找到预制接地金属带的印刷电路板上预设的参考点，在集成模块的封装体上沿接地金属带开槽，将金属带裸露出来，在所开的槽内灌注金属材料，金属材料固化后形成金属墙，再在集成模块上方进行真空溅镀金属膜，将整个集成模块的电路封闭起来。2.根据权利要求1所述的用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法，其特征在于：所述的注塑材料为环氧树脂。3.根据权利要求1所述的用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法，其特征在于：所述的金属带为铜带。4.根据权利要求1所述的用于屏蔽集成电路高密度封装电磁干扰方法，其特征在于：所述槽的长度大于相邻两器件长度或宽度，槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊政军，陈涛，
申请(专利权)人：武汉澳谱激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42