一种底部可视化BGA工艺器件制作方法技术

本发明专利技术提出了一种底部可视化BGA工艺器件制作方法，包括：清洗玻璃基板；向当前玻璃基板喷涂光刻胶，并进行烘烤至光刻胶固化；将玻璃基板进行曝光后置于显影液中进行显影；将显影完成的玻璃基板置于离子束刻蚀机内，对没有光刻胶覆盖的区域进行刻蚀粗化处理；在刻蚀完成的玻璃基板溅射金属层；将沉积有金属层的玻璃基板进行电镀处理；去除玻璃基板表面的光刻胶；在焊盘金属层表面植放BGA器件焊球；沿当前器件外形尺寸将玻璃基板切割为单独的BGA工艺器件，对BGA工艺器件边缘打磨抛光。本发明专利技术利用刻蚀工艺提高了玻璃表面粗糙度，提升了金属层与玻璃之间的结合力，并且可以直观的目视观察到底部填充胶的填充全过程。到底部填充胶的填充全过程。到底部填充胶的填充全过程。

【技术实现步骤摘要】
一种底部可视化BGA工艺器件制作方法


[0001]本专利技术涉及BGA器件底部填充
，尤其涉及一种底部可视化BGA工艺器件制作方法及装置。

技术介绍

[0002]随着电子产品向轻、薄、小及功能多样化方向的发展，BGA(BallGridArray)封装已成为目前集成电路封装中最先进的封装技术之一。BGA器件由于高密度、高I/O的设计特点，在使用过程中芯片会产生很多的热量，使封装系统的各个组件温度升高。为了满足BGA器件高效散热及抗振要求，需要在BGA器件底部使用高导热系数高强度的绝缘胶进行底部填充，以提供高效的散热通路，满足产品散热设计需求；同时利用绝缘胶的高强度进行BGA器件加固处理，获得更高的机械可靠性，提高器件抗振能力，提升电子组件在恶劣环境下的适应能力。
[0003]BGA器件焊料球高度在0.6mm～0.65mm，球节距通常为1.0mm，焊料球数多达数百个，形成路径障碍。回流焊接后因焊料球的熔化焊接球体塌陷，器件底部高度再次降低到0.3mm～0.5mm之间，形成一个更小的微空隙复杂路径。由于能够满足散热及强度要求的底部填充胶黏度较大，在该狭小缝隙内实现填充困难，工艺工程师需要开展大量试验来获取合适的填充工艺。但是BGA器件通常为塑料封装或陶瓷封装，对可见光不透明，不能通过目视的方式观察填充效果，此外，填充胶为有机物，依靠传统的X射线检验手段也难以观察填充情况，需要使用工业CT断层扫描等昂贵并且负责的检测手段。另一方面，检测也只能看到最终结果，无法在填充过程中实现实时观察，需要一种底部可视化的BGA工艺器件来实时观察底部填充效果。
[0004]通常情况下制作底部可视化的BGA工艺器件，在玻璃板上直接进行化学镀的方式制作出焊盘，然后进行植球即可完成，但是玻璃基板与金属Cu附着力差，植球后以及在后续的回流焊过程中焊球易与玻璃基板脱落，造成制作失败，因此需要提高金属与玻璃基板之间的结合力，满足底部可视化的BGA工艺器件的制作以及后续组装要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是，如何解决当前难以直观观察到BGA器件底部填充胶的填充全过程，并且可视化BGA工艺器件焊球易与玻璃基板脱落的技术问题；有鉴于此，本专利技术提供一种底部可视化BGA工艺器件制作方法。
[0006]本专利技术采用的技术方案是，所述底部可视化BGA工艺器件制作方法，包括：
[0007]步骤S1，清洗所需的玻璃基板，其中，所述玻璃基板需耐300℃高温，可见光透过率大于90％；
[0008]步骤S2，向当前玻璃基板喷涂正性光刻胶，并将覆有光刻胶的玻璃基板进行烘烤，用于光刻胶固化；
[0009]步骤S3，将所述玻璃基板进行曝光；
[0010]步骤S4，将曝光后的覆有光刻胶的玻璃基板置于显影液中，进行显影；
[0011]步骤S5，将显影完成的玻璃基板置于离子束刻蚀机内，对没有光刻胶覆盖的区域进行刻蚀粗化处理，以提高所述玻璃基板的表面粗糙度；
[0012]步骤S6，在刻蚀完成的玻璃基板溅射金属层；
[0013]步骤S7，将沉积有金属层的玻璃基板进行电镀处理；
[0014]步骤S8，去除所述玻璃基板表面的光刻胶，以露出玻璃基板植球部位焊盘金属层；
[0015]步骤S9，在所述焊盘金属层表面植放BGA器件焊球，并加热至高于焊球熔化温度30
‑
40℃后，再冷却至室温；
[0016]步骤S10，沿当前器件外形尺寸将玻璃基板切割为单独的BGA工艺器件，对所述BGA工艺器件边缘打磨抛光，即可完成可视化BGA工艺器件制作。
[0017]在一个实施方式中，所述步骤S1包括：依次使用5％的氢氧化钠溶液、10％的盐酸溶液、去离子水、丙酮、无水乙醇清洗玻璃基板，清洗方式为超声清洗5
‑
10分钟。
[0018]在一个实施方式中，所述步骤S2中，对光刻胶进行稀释，光刻胶选用AZ4620，溶剂选用丁酮和PGMEA中的至少一种，将光刻胶的粘度稀释至小于0.03Pa
·
S；后续烘烤温度为110
‑
120℃，烘烤时间0.5
‑
2分钟。
[0019]在一个实施方式中，所述步骤S3中，曝光区域为需要植球的部位，曝光剂量为150
‑
200mJ/cm2。
[0020]在一个实施方式中，所述步骤S4中，显影液选用安智公司AZ300MIF，用于将光刻胶图形化，显影时间3
‑
5分钟。
[0021]在一个实施方式中，所述步骤S5中，刻蚀功率100W，刻蚀时间30s，刻蚀气体为CF4或SF6中的至少一种。
[0022]在一个实施方式中，所述步骤S6中，溅射的金属层依次包括Cr、Cu；其中，Cr薄膜厚度为50
‑
100nm，Cr与Cu渐变过渡层厚度为50
‑
100nm，Cu薄膜厚度400
‑
500nm。溅射功率为300W，Ar流量为100sccm。
[0023]在一个实施方式中，所述步骤S7包括：依次电镀Cu、Ni、Au，厚度分别为10μm、5μm、1μm。
[0024]在一个实施方式中，所述步骤S8中，使用丙酮去掉玻璃基板表面的光刻胶。
[0025]在一个实施方式中，在所述步骤S10之前，所述方法还包括：在所述玻璃基板上丝印文字、商标和零件编号。
[0026]采用上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：
[0027]1)本专利技术所提供的实施方式可用于焊球
‑
基板结合力高的可视化BGA工艺器件的制作，利用刻蚀工艺提高了玻璃表面粗糙度，提升了金属层与玻璃之间的结合力，解决了焊球易脱落的问题。
[0028]2)本专利技术利用BGA工艺器件，可以直观的目视观察到底部填充胶的填充全过程，避免使用昂贵的工业CT断层扫描来判断填充效果，既能节约试验成本，又能完整的观察填充全过程及填充完整性，便于试验分析。
附图说明
[0029]图1为根据本专利技术实施例的底部可视化BGA工艺器件制作方法流程图；
具体实施方式
[0030]为更进一步阐述本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术进行详细说明如后。
[0031]在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
[0032]还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“...中的至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修饰列表中的单独元件。此外，当描述本申请的实施方式时，使用“可以”表示“本申请的一个或多个实施方式”。并且，用语“示例性的”旨在指代示例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种底部可视化BGA工艺器件制作方法，其特征在于，包括：步骤S1，清洗所需的玻璃基板，其中，所述玻璃基板需耐300℃高温，可见光透过率大于90％；步骤S2，向当前玻璃基板喷涂正性光刻胶，并将覆有光刻胶的玻璃基板进行烘烤，用于光刻胶固化；步骤S3，将所述玻璃基板进行曝光；步骤S4，将曝光后的覆有光刻胶的玻璃基板置于显影液中，进行显影；步骤S5，将显影完成的玻璃基板置于离子束刻蚀机内，对没有光刻胶覆盖的区域进行刻蚀粗化处理，以提高所述玻璃基板的表面粗糙度；步骤S6，在刻蚀完成的玻璃基板溅射金属层；步骤S7，将沉积有金属层的玻璃基板进行电镀处理；步骤S8，去除所述玻璃基板表面的光刻胶，以露出玻璃基板植球部位焊盘金属层；步骤S9，在所述焊盘金属层表面植放BGA器件焊球，并加热至高于焊球熔化温度30
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40℃后，再冷却至室温；步骤S10，沿当前器件外形尺寸将玻璃基板切割为单独的BGA工艺器件，对所述BGA工艺器件边缘打磨抛光，完成可视化BGA工艺器件制作。2.根据权利要求1所述的底部可视化BGA工艺器件制作方法，其特征在于，所述步骤S1包括：依次使用5％的氢氧化钠溶液、10％的盐酸溶液、去离子水、丙酮、无水乙醇清洗玻璃基板，清洗方式为超声清洗5
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10分钟。3.根据权利要求1所述的底部可视化BGA工艺器件制作方法，其特征在于，所述步骤S2中，对光刻胶进行稀释，光刻胶选用AZ4620，溶剂选用丁酮和PGMEA中的至少一种，将光刻胶的粘度稀释至小于0.03Pa
·
S；后续烘烤温度为110
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，赵文忠，张晟，张飞，闫静，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十研究所，
类型：发明
国别省市：