一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及雷达电子功能部件制造技术领域，具体涉及一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件及其制造方法，包含数字层和微带层共计16层以上；数字部分采用HDI积层工艺，微带层部分使用微波PCB工艺制造，与芯片电气互连的图形使用LDI配合真空蚀刻的方法，形成与芯片焊端匹配的焊盘尺寸；内埋芯片通过焊接或粘接的方法，与上层微带层连通，并对焊端位置进行保护，芯片顶面贴具有一定柔性和弹性的导热胶膜；通过任意层互连方式将下层数字层和上层微带层合而为一，绝缘层为热固性半固化片。本发明专利技术有效解决了有效解决采用传统二维互连多功能板元器件表面安装密度低、电气布线密度低、散热路径长、散热能力有限等问题。散热能力有限等问题。散热能力有限等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及雷达电子功能部件制造
，具体涉及一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着军事电子设备向超小型化、多功能、高性能化和高频高速化的发展趋势，相控阵雷达对其关键组成一体化片式可扩充天线模块和全数字有源相控阵雷达数字阵列模块的集成度要求越来越高。传统砖式系统互连的方式不能适应新型机载的高密度、小型化需求，传统天线+T/R组件+功分器+矩阵开关+波束网络+波控+校正网络+数字阵列模块的天线单元模式，直接集成为单个多功组件的模式，因此对多功能组件中的板级互连提出更高要求。
[0003]元器件已实现多芯片的3D堆叠，如何实现多功能板内多层布线的一体化和融合化，已成为制约多功能组件组装密度进一步提高的瓶颈。传统多功能板上的元器件的安装方法为表面上二维安装(表面安装，SMT)，已不能满足多功组件的元器件密度，因此需要提供一种元器件三维安装的方法，使元器件与其连接线路实现一体化和融合化。
[0004]内埋芯片的多功能组件具有使系统具有更高密度化或微小型化、提高系统功能的可靠性、改善信号传输的性能、提高散热能力等诸多优点。在民用高速传输领域，以环氧树脂(FR4)、BT树脂、聚酰亚胺(PI)等为数字基材的HDI板已进行裸芯片的内埋，但多功能组件使用的多功能板为微波/数字混压体系，基材为聚四氟乙烯(PTFE)为主，加工性能、加工温度与数字基材差异很大。在多功能板内实现内埋芯片，且实现任意层互连，可使互连密度提高30％，加工装配稳定可靠、工艺流程简单快捷、电讯指标优良、可靠性高，其设计和工艺难度非常大，相关技术国内暂无相关报道。
[0005]鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决在多功能板内实现内埋芯片，且实现任意层互连，可使互连密度提高30％，加工装配稳定可靠、工艺流程简单快捷、电讯指标优良、可靠性高，其设计和工艺难度非常大的问题，提供了一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件及其制造方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件的制造方法，包括以下步骤：
[0008]S1：设计一种16层以上电路的微波段多功能板，包括下层数字层和上层微带层；
[0009]S2：下层数字层采用HDI积层工艺，积层以下包括图形制作好的芯板、半固化片、导电浆料，采用任意层互连的方式一次性制作；
[0010]S3：上层微带层部分使用微波PCB工艺制造，与芯片电器互连的图形使用LDI配合真空蚀刻的方法，形成与芯片焊端匹配的焊盘尺寸；
[0011]S4：内埋芯片焊点与上层微带层通过导电胶膜、导电胶或焊膏连通，并对焊端位置进行保护，芯片顶面贴有具有柔性和弹性的导热胶膜；
[0012]S5：通过任意层互连方式将下层数字层和上层微波层合而为一，通过真空塞孔机在热固性半固化片的孔内塞入导电浆料，在热风烘箱中以不超过120℃的条件预固化，预固化时间不超过3h，然后在真空层压机中以最高固化温度不超过180℃的条件完成多功能板的最终压合，压合时间不超过4h，使微波数字层粘合，并完成导电浆料的完全固化形成贯穿微波和数字电路的垂直互联通路。
[0013]所述步骤S1中数字层的层数大于等于6层，微带层的层数大于等于10层。
[0014]所述步骤S1，该数字层选用的基板材料为高Tg的FR4基板，Rogers公司的RO4350B、RO4003C，Taconic公司的RF45、TRF45，松下公司的Megtron 6、Megtron 7，生益公司的S7136H，旺灵公司的CT440、CT450等材料之一。
[0015]所述步骤S1，该微带层基板选用Rogers公司的RT6002、RO3003、CLTE
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XT，Taconic公司的TSM
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DS3，睿龙公司的RS300B，中电46所的CF294、CFG294，国能公司的GNC3004，生益科技的SG7300N、SG7294中材料之一或复配形成多层板。
[0016]所述步骤S1中微波段多功能板包括芯板、粘接片、铜箔，所述芯板厚度为0.127～0.508mm，所述粘接片厚度为0.1mm，所述铜箔厚度为18μm或35μm。
[0017]所述步骤S2中的导电浆料为电子铜浆或电子银浆，采用传统塞孔工艺，厚径比小于10:1。
[0018]所述步骤S2中通过激光钻孔形成锥形孔。
[0019]所述步骤S2中化学镀铜在孔壁形成附着层，厚度为0.1～0.2um。
[0020]所述步骤S2中通过电镀工艺使钻孔内形成充实结构。
[0021]所述步骤S2中电镀铜的工艺为浸酸
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全板电镀铜
→
二次水洗
→
烘干
→
检测。
[0022]所述步骤S2中在半固化片上激光制备互联孔。
[0023]所述步骤S2中塞孔为丝网印刷辅助真空塞孔。
[0024]所述步骤S2中塞孔后使用覆盖膜保证固化过程中导电浆料的位置。
[0025]所述步骤S2中丝网印刷过程为：将网板、基板通过CCD定位，安装于真空塞孔机的工作台面，将导电浆料置于刮刀前方，按照设定工艺参数进行印刷，印刷过程中开启真空，使导电浆料均匀填充孔内，塞孔后撤除网板。
[0026]所述步骤S2中固化过程为将先基板放置于热风烘箱中固化。
[0027]所述步骤S2中预固化参数为按照导电浆料的推荐工艺曲线，最高固化温度不超过120℃，固化时间不超过3h。
[0028]所述步骤S2中导电浆料与半固化片在真空层压过程中完成最终固化。所述步骤S2中导电浆料选择热固性材料体系，采用杜邦公司的CB100、CB102、LF181、QM34、QM35和TH035，Tatsuta公司的AE2217、AE1244、AE3030中的一种。
[0029]所述步骤S2中适用的数字半固化片为对应公司的FR4半固化片，规格为1080、2116、7628中材料之一或复配。
[0030]所述步骤S2中含有导电浆料的半固化片与上层微波层和下层数字层的真空层压条件为，最高固化温度不超过180℃，固化时间不超过4h。压合完成后微波数字层粘合为一体，并完成导电浆料的完全固化形成贯穿微波和数字电路的垂直互联通路，形成任意层互
层FR4介质层；10
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底层图形；11
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底部填充胶；12
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铜块；13
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导热胶膜；14
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粘接芯片；15
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高铅焊球；16
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联通埋铜的数字层金属化盲孔，17
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与芯片互连的内层图形；18
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盲槽；19
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积层激光孔；20
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设计一种16层以上电路的微波段多功能板，包括下层数字层和上层微波层；S2：下层数字层采用HDI积层工艺，积层以下包括图形制作好的芯板、半固化片、导电浆料，采用任意层互连的方式一次性制作；S3：上层微波层部分使用微波PCB工艺制造，与芯片电器互连的图形使用LDI配合真空蚀刻的方法，形成与芯片焊端匹配的焊盘尺寸；S4：内埋芯片与上层微波层连通，并对焊端位置进行保护，内埋芯片顶面贴有具有柔性和弹性的导热胶膜；S5：通过任意层互连方式将下层数字层和上层微波层合而为一，通过真空塞孔机在热固性半固化片的孔内塞入导电浆料，在热风烘箱中预固化，然后在真空层压机中完成多功能板的最终压合，使微波数字层粘合，并完成导电浆料的完全固化形成贯穿微波和数字电路的垂直互联通路。2.如权利要求1所述的一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中数字层的层数大于等于6层，微波层的层数大于等于10层。3.如权利要求1所述的一种任意层互联内埋芯片微波多功能组件的制造方法，其特征在于，所述步骤S1中微波段多功能板包括芯板、粘接片、铜箔，所述芯板厚度为0.127～0.508mm，所述粘接片厚度为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璐，赵丹，邹嘉佳，鲍睿，时海涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：