【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及封装基板领域技术，尤其是指一种带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构及其制备方法。
技术介绍
1、以三维/异质/异构集成为代表的先进集成技术，使得智能微系统能够通过架构统领，将微电子、光电子、mems、算法与软件等技术要素有机融合，并实现传感、处理、通讯、执行等多种功能。
2、三维堆叠集成技术是微系统封装中广受关注的发展方向，该集成技术是将器件在垂直方向进行堆叠，极大提高传输线效率，实现高带宽、低延迟、低功耗，满足智能微系统的多样化需求。
3、封装基板是实现微系统三维堆叠集成封装的关键元件之一，是解决材料、结构与器件、芯片、互连、接口等微系统部/组件在应用环境下的热匹配、热隔离、热传导、电隔离、电连接、电磁兼容等集成技术难题的重要一环。
4、微系统三维堆叠集成式封装技术的发展，对封装基板提出了更高的要求，除了为各单元提供物理支撑及电气互连，还需要给板上芯片提供密封腔体，为电磁隔离提供金属屏蔽架、为堆叠的上下层基板提供空间支撑，同时为堆叠的上下层基板提供电气互联。因此，传统上在基板表面仅仅布设二维导电线路以提供电气互联的简单结构，已经不能满足当前发展的需要。
5、尽管在芯片封装后，传统上有很多方法在封装基板上设置额外的密封腔体、空间支撑架及层间导电柱，比如注塑或者粘结塑料结构件、焊接或者铆接金属结构件、键合金属导线等，但随着微系统封装尺寸的缩小，类似上述传统方案在微小空间下的实现变得愈来愈困难，成本也愈来愈高。因此，一种切实可行的方案是在基板表面制作二维导电线路的同时，
6、目前，一种采用电镀铜技术沿结构图形高度方向堆叠生长的方案已被应用于制作上述三维结构件，但是其弊端在实际应用中逐步显示出来，首先，上述电镀铜堆叠方案制作的支撑结构件、导电结构件等，全部由实心铜组成，密度较大，重量也较大；其次，为给芯片提供安置空间，这类结构件离板面的高度必须大于芯片高度，一般会超过100μm。鉴于此，该方案制作的三维结构件都是由高致密的实心金属铜组成，且高度一般超过100μm。而封装基板的绝缘基层一般为有机树脂或无机材料，其与金属铜的热膨胀系数差异很大，在器件封装制作及后期使用过程中，因绝缘基层与绝缘基层上的结构件之间较高热应力失配导致的曲翘、开裂、漏气等可靠性问题经常发生，严重制约了这个技术的实际应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构及其制备方法，在保有实心金属结构件的优异物理特性的同时，其能有效解决现有之封装基板的实心金属结构件密度过大而无法轻量化的问题，和绝缘基层与结构件之间存在较高热应力失配带来的不良率高的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下之技术方案：
3、一种带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，包括绝缘基层、导电线路层以及结构件；该导电线路层和结构件均成型设置在绝缘基层上；该结构件包括有金属主体，该金属主体直接或间接成型在绝缘基层的表面上，金属主体具有一开口朝上的容置槽，容置槽中填充浆料并固化而形成有固态填充物。
4、作为一种优选方案，所述金属主体上成型有金属顶盖，该金属顶盖密封盖住容置槽的开口并与固态填充物贴合。
5、作为一种优选方案，所述绝缘基层的表面上成型有金属底层,该金属主体通过金属底层间接成型在绝缘基层的表面上,该金属底层为导电线路层的一部分或者与导电线路层彼此独立的两部分。
6、作为一种优选方案，所述金属底层与金属主体之间夹设成型有第一抗氧化金属层。
7、作为一种优选方案，所述第一抗氧化金属层为银、金、钯、镍、铬和锡中的一种或几种。
8、作为一种优选方案，所述结构件的外表面成型覆盖有第二抗氧化金属层。
9、作为一种优选方案，所述第二抗氧化金属层为银、金、钯、镍、铬、锡和铝中的一种或几种。
10、作为一种优选方案，所述绝缘基层为平板式的二维结构或者带有腔室的三维结构。
11、作为一种优选方案，所述绝缘基层为无机物、有机物或者无机物与有机物的复合物，该无机物为陶瓷、玻璃或者各种单晶体，该有机物为树脂。
12、作为一种优选方案，所述固态填充物为一层，其为有机固化物、无机固化物、含有固态颗粒的有机固化物或者含固态颗粒的无机固化物。
13、作为一种优选方案，所述固态填充物为至少是上下设置两层，其中一层为有机固化物或无机固化物，另一层为含有固态颗粒的有机固化物或者含固态颗粒的无机固化物。
14、作为一种优选方案，所述有机固化物为树脂，该无机固化物为玻璃，该固态颗粒为陶瓷颗粒、玻璃颗粒和金属颗粒中的一种或几种。
15、作为一种优选方案，所述结构件的高度高于导电线路层的高度，且结构件的高度超过100μm。
16、作为一种优选方案，所述结构件为环状的密封腔形结构、开口式的挡墙形结构或者独立式的台柱形结构。
17、作为一种优选方案，所述金属顶盖上叠合成型有金属实心台阶层。
18、作为一种优选方案，所述金属顶盖上叠合成型有金属实心加高层。
19、作为一种优选方案，所述金属主体为上下依次叠合成型的多个，每一金属主体的容置槽中均填充浆料并固化而形成有固态填充物。
20、作为一种优选方案，位于最上方之金属主体上成型有金属顶盖，该金属顶盖密封盖住最上方之金属主体的容置槽的开口并与最上方的固态填充物贴合。
21、一种所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构的制备方法，包括有以下步骤：
22、(1)取绝缘基层，并在绝缘基层上制作导电线路层；
23、(2)在绝缘基层上保留或者制作第一光阻层，由第一光阻层覆盖在绝缘基层的表面及导电线路层的表面；
24、(3)将第一光阻层进行曝光和显影，以制作出用来设置结构件的沟槽，沟槽的底部露出绝缘基层的局部表面，沟槽的两侧为第一光阻层经过曝光、显影后形成的挡墙；
25、(4)对沟槽底部、侧表面及第一光阻层的表面进行金属化，以覆盖一层金属基层；
26、(5)位于沟槽中的金属基层进行电镀加厚，以形成金属主体，并使得金属主体具有一开口朝上的容置槽；
27、(6)将浆料填充到容置槽里，在一定温度下固化，从而形成固态填充物；
28、(7)根据需要除掉第一光阻层表面的金属基层及其加厚层，并整平。
29、作为一种优选方案，如果不需要加金属顶盖，则进一步包括有以下步骤：
30、(8)退除第一光阻层；
31、(9)根据应用的需要，在结构件的外表面通过沉积成型覆盖有第二抗氧化金属层。
32、作为一种优选方案，如果需要加金属顶盖，则进一步包括有以下步骤：
33、(8)若固态填充本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，包括绝缘基层、导电线路层以及结构件；该导电线路层和结构件均成型设置在绝缘基层上；其特征在于：该结构件包括有金属主体，该金属主体直接或间接成型在绝缘基层的表面上，金属主体具有一开口朝上的容置槽，容置槽中填充浆料并固化而形成有固态填充物。
2.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述金属主体上成型有金属顶盖，该金属顶盖密封盖住容置槽的开口并与固态填充物贴合。
3.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述绝缘基层的表面上成型有金属底层,该金属主体通过金属底层间接成型在绝缘基层的表面上,该金属底层为导电线路层的一部分或者与导电线路层彼此独立的两部分。
4.根据权利要求3所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述金属底层与金属主体之间夹设成型有第一抗氧化金属层。
5.根据权利要求4所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述第一抗氧化金属层为银、金、钯、镍、铬和锡中的一种或几种。
...【技术特征摘要】
1.一种带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，包括绝缘基层、导电线路层以及结构件；该导电线路层和结构件均成型设置在绝缘基层上；其特征在于：该结构件包括有金属主体，该金属主体直接或间接成型在绝缘基层的表面上，金属主体具有一开口朝上的容置槽，容置槽中填充浆料并固化而形成有固态填充物。
2.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述金属主体上成型有金属顶盖，该金属顶盖密封盖住容置槽的开口并与固态填充物贴合。
3.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述绝缘基层的表面上成型有金属底层,该金属主体通过金属底层间接成型在绝缘基层的表面上,该金属底层为导电线路层的一部分或者与导电线路层彼此独立的两部分。
4.根据权利要求3所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述金属底层与金属主体之间夹设成型有第一抗氧化金属层。
5.根据权利要求4所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述第一抗氧化金属层为银、金、钯、镍、铬和锡中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述结构件的外表面成型覆盖有第二抗氧化金属层。
7.根据权利要求6所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述第二抗氧化金属层为银、金、钯、镍、铬、锡和铝中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述绝缘基层为平板式的二维结构或者带有腔室的三维结构。
9.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述绝缘基层为无机物、有机物或者无机物与有机物的复合物，该无机物为陶瓷、玻璃或者各种单晶体，该有机物为树脂。
10.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述固态填充物为一层，其为有机固化物、无机固化物、含有固态颗粒的有机固化物或者含固态颗粒的无机固化物。
11.根据权利要求1所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述固态填充物为至少是上下设置两层，其中一层为有机固化物或无机固化物，另一层为含有固态颗粒的有机固化物或者含固态颗粒的无机固化物。
12.根据权利要求10或11所述的带金属包覆结构件的三维集成封装基板结构，其特征在于：所述有机固化物为树脂，该无机固化物为玻璃，该固态颗粒为陶瓷颗粒、玻璃...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴朝晖，
申请(专利权)人：江西晶弘新材料科技有限责任公司，
类型：发明
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