專利名稱：金屬芯子、封裝板、及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電路板中使用的金屬芯子、一種具有金屬芯子的封裝板、以及其制造方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品制造得更小巧和更輕便，表現(xiàn)為更小、更薄、密度更高、封裝及便攜式產(chǎn)品的趨勢，多層印刷電路板也經(jīng)歷了向更精密圖案以及更小和封裝產(chǎn)品發(fā)展的趨勢。因此，隨著用于在多層印刷電路板上形成精密圖案且用于改進可靠性及設計密度的原材料的變化，電路的成層合成(layer composition)向集成方向改變。構(gòu)成也經(jīng)歷了從DIP(雙列直插式封裝)類型到SMT(表面安裝技術(shù))的轉(zhuǎn)變，從而也增大了安裝密度。此外，便攜式電子設備的發(fā)展，以及對于多功能、國際互聯(lián)網(wǎng)使用、視頻芯片、以及高容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)刃枨?，形成了對印刷電路板的更復雜設計以及更高級技術(shù)的需求。
有了印刷電路板上所安裝的芯片數(shù)量及密度的這種增長，由于芯片產(chǎn)生的熱量，印刷電路板需要優(yōu)良的熱釋放性能。同樣，對于板上安裝的數(shù)量日益增加的元件，另一個需求是板中不發(fā)生翹曲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子提供了優(yōu)良的熱釋放性能以及對于翹曲的優(yōu)良機械性能。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子可以容易地粘附到絕緣層上。
本發(fā)明的一方面提供了一種包括沿縱向形成于其表面上的多個突起的金屬芯子。
根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬芯子可以包括一個或多個以下的特征。例如，突起可以形成在金屬芯子的兩側(cè)上。另外，金屬芯子可以包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
本發(fā)明的另一方面提供了一種封裝板，包括金屬芯子，其具有沿縱向形成于其表面上的多個突起；絕緣層，層積在金屬芯子上；以及內(nèi)層電路，形成于絕緣層上，用于芯片與外部之間的信號連接。
根據(jù)本發(fā)明實施例的封裝板可以包括一個或多個以下的特征。例如，絕緣層可以是涂覆到樹脂涂覆銅箔上的樹脂。突起可以形成在金屬芯子的兩側(cè)上，而金屬芯子可以形成為包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
本發(fā)明的再一方面提供了一種制造封裝板的方法，包括(a)處理金屬板的至少一個表面，以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子；(b)在金屬芯子上層積至少一層絕緣層；以及(c)形成內(nèi)層電路并安裝芯片。
根據(jù)本發(fā)明實施例的制造封裝板的方法可以包括一個或多個以下的特征。例如，在處理金屬板的至少一個表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的操作(a)中，金屬芯子可以通過壓制處理(press processing)形成，并且突起可以形成在金屬芯子的兩側(cè)上。金屬板可以包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。另外，絕緣層可以通過在金屬芯子上層積至少一層樹脂涂覆銅箔而形成。
本發(fā)明的其它方面及優(yōu)點將在以下描述中部分地得到闡明，并且部分地從該描述中顯而易見，或者可以通過本發(fā)明的實施而理解。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬芯子的透視圖；圖2為沿圖1的線I-I′的金屬芯子的橫截面圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的封裝板的橫截面圖；圖4為在根據(jù)本發(fā)明實施例的制造封裝板的方法中樹脂涂覆銅箔層積到金屬芯子的兩側(cè)上之后的橫截面圖；圖5為通孔形成在圖4中示出的層積有樹脂涂覆銅箔的金屬芯子中之后的橫截面圖；
圖6為在進行噴鍍以在圖5的層積有樹脂涂覆銅箔的金屬芯子上形成鍍層之后的橫截面圖；圖7為在形成電路圖案并選擇性地施加阻焊劑以在圖6的層積有樹脂涂覆銅箔的金屬芯子上形成導線焊墊和球焊墊之后的橫截面圖；圖8為在將可剝離涂層附著到圖7中示出的樹脂涂覆銅箔上的安裝有芯片的部分之后的橫截面圖。
具體實施例方式
在下文中，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。在參照附圖的描述中，相同的參考標號表示相同或相應的元件，而與圖號無關(guān)，并且將省略多余的描述。
現(xiàn)在將參照圖1及圖2提供根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬芯子30的詳細說明。
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明實施例的金屬芯子30具有沿縱向形成在金屬板的兩側(cè)上的突起31。如圖3所示，金屬芯子30，用作封裝板50的襯底，以改進板的熱釋放性能以及對于翹曲的機械性能。金屬芯子30可以形成為包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。鋁(Al)是良好的電導體，具有的電阻率是銅的1.6倍，并且也是良好的熱導體，在安裝芯片時可以提供優(yōu)良的熱釋放作用。鋁也是輕金屬，強度質(zhì)量比高，從而可以減小整個板的質(zhì)量及厚度。
突起31沿金屬芯子30的縱向形成，并且增加了金屬芯子30的表面面積，以提高對絕緣層(圖3中的53)的粘附。此外，由于突起31而使得表面面積增加，熱能夠更容易地釋放。
參照圖2，金屬芯子30具有I字梁形式的橫截面。通常，對于相同的橫截面面積，面積轉(zhuǎn)動慣量越大，彎曲強度越大。因此，I字梁具有比相同橫截面面積的方形梁更大的彎曲強度。突起31的高度33和寬度35可以應需要而改變。另外，顯然，突起31可以改變?yōu)榫哂卸喾N橫截面，例如具有四邊形或錐形形狀。
盡管在圖1及圖2中，突起31形成在金屬芯子30的兩側(cè)上，但突起31也可以只形成在金屬芯子30的一側(cè)上。
現(xiàn)在將參照圖3提供根據(jù)本發(fā)明實施例的封裝板的詳細說明。
參照圖3，根據(jù)本發(fā)明實施例的封裝板用作具有多個突起31的金屬芯子30的襯底。在金屬芯子30的每一側(cè)上，依次層積有絕緣層53及銅層壓板55，而且在銅層壓板55上形成有鍍層56。另外，阻焊劑61被填充到在金屬芯子30、絕緣層53、及銅層壓板55中形成的通孔59中，同時芯片75通過導線69與導線焊墊63連接。導線焊墊63通過鍍層56電連接至焊料球67。
由于根據(jù)該實施例的封裝板50使用具有多個突起31的金屬芯子30，其對于翹曲具有優(yōu)良的機械性能。另外，由于多個突起31使得表面面積增大時，由芯片75產(chǎn)生的熱能夠輕易地被釋放，并且可以更好地粘附于絕緣層53。
現(xiàn)在將提供根據(jù)本發(fā)明實施例的封裝板的每個元件的詳細說明。
絕緣層53通過層積絕緣材料(諸如環(huán)氧樹脂等等)而形成在金屬芯子30的兩側(cè)上。絕緣層53填充到金屬芯子30的突起31之間的間隙中，以附著至金屬芯子30。銅層壓板55層積在絕緣層53上，并與鍍層56共同構(gòu)成電路圖案。絕緣層53和銅層壓板55可以單獨地層積到金屬芯子30上，或者可以使用樹脂涂覆銅(RRC)箔。樹脂涂覆銅箔為板，其中鍍銅積到用作絕緣層的樹脂層的一側(cè)上。
為了電連接到封裝板50的上側(cè)和下側(cè)，通孔59穿透金屬芯子30、絕緣層53、及銅層壓板55而形成。此外，鍍層56形成在通孔59的內(nèi)周界上，以將對應的導線焊墊63與球焊墊65相連接。另外，阻焊劑61填充到通孔59內(nèi)部。
鍍層56為形成于通孔59的內(nèi)周界上以及銅層壓板55上的層。電路圖案通過蝕刻處理等形成在鍍層56上。另外，就電路圖案的形成而言，與導線69連接的導線焊墊63以及球焊墊65形成在鍍層56上。導線焊墊63和球焊墊65分別由鍍層56連接。鍍層56通常通過鍍銅或金而形成，它們都是導電金屬。
阻焊劑61是填充在通孔59中并形成在銅層壓板55的部分上的絕緣材料。由于阻焊劑61，導線焊墊63形成在鍍層56的上側(cè)上，與其它部分絕緣，同時用于附著焊料球67的球焊墊65形成在下側(cè)上。
電路圖案通過在鍍層56或銅層壓板55上進行的蝕刻等，分別形成在封裝板50的上側(cè)和下側(cè)上。由于電路圖案的形成，分別地，導線焊墊63形成在封裝板50的上側(cè)上，而球焊墊65形成在下側(cè)上。電路圖案通過阻焊劑61絕緣。
由于電路圖案的形成，導線焊墊63形成在封裝板50上，并通過阻焊劑61與其它部分絕緣。與芯片75連接的導線69電連接到導線焊墊63。球焊墊65形成在位于封裝板50的下部上的鍍層56上，并且焊料球67附著于球焊墊65。
芯片75安裝在封裝板50的鍍層56上，并且通過導線69與導線焊墊63連接。此外，導線焊墊63通過在通孔59中形成的鍍層56與球焊墊65連接，而且焊料球67附著于球焊墊65，以與外部電連接。導線69、導線焊墊63、在通孔59中形成的鍍層56、以及球焊墊65構(gòu)成內(nèi)層電路，該內(nèi)層電路將芯片75與外部連接。芯片75和導線69通過模塑料77模塑而成，從而其不會受外部環(huán)境的影響。
參照圖4到圖8，現(xiàn)在提供制造根據(jù)本發(fā)明實施例的封裝板的方法的詳細說明。首先將說明制造金屬芯子30的方法。
金屬芯子30通過壓制金屬板(未示出)使其具有一定厚度來制造，該過程中，通過在一側(cè)或兩側(cè)上應用壓模處理，形成突起31。通過壓模來形成金屬芯子30使得制造更容易，并且在壓模期間所作用的力為金屬板提供了更緊密的結(jié)構(gòu)。用于金屬芯子30的金屬板可以包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的一種。突起31的橫截面、高度、以及間距等可以應需要而改變。另外，突起31可以通過蝕刻而形成。
參照圖4，在金屬芯子30的上側(cè)和下側(cè)上層積絕緣層53和銅層壓板55。絕緣層53和銅層壓板55可以利用樹脂涂覆銅(RRC)通過如下布置樹脂涂覆銅箔而形成，即使得樹脂面向金屬芯子30，并隨后進行熱層積。
參照圖5，形成通孔59，用于連接金屬芯子30的上側(cè)和下側(cè)。通孔59可以利用激光處理(例如YAG(釔鋁石榴石)激光或二氧化碳激光)，或者利用機械鉆孔來形成。YAG激光能夠處理金屬芯子30和銅層壓板55。
參照圖6，在通孔59內(nèi)部及在銅層壓板55上形成鍍層56。鍍層56通過化學鍍銅或電鍍銅而形成，其中化學鍍銅是指作為用于在銅電鍍中形成所需導電膜的預加工步驟而進行的鍍層。鍍層56因此而電連接到封裝板的上側(cè)及下側(cè)。
形成鍍層56之后，在鍍層56上形成電路圖案。形成電路圖案的方法包括在鍍層56上形成抗蝕圖案(未示出)，并且為了形成抗蝕圖案，印刷在底圖膜上的圖案被轉(zhuǎn)印到鍍層56上。對于這種轉(zhuǎn)印有各種方法，其中最常用的是，通過紫外線將印刷底圖膜上的電路圖案轉(zhuǎn)印到干膜上的過程中所使用的感光干膜。LPR(液態(tài)光阻)也可以替代干膜而使用。
電路圖案已經(jīng)轉(zhuǎn)印于其上的干膜或LPR，用作抗蝕劑，并且當板被浸入到蝕刻液體中時，在未形成抗蝕圖案的區(qū)域中的鍍層被去除，從而形成了特殊的電路圖案。在形成電路圖案之后，通過例如AOI(自動光學檢測)等方法來檢測電路的外觀，以確保電路已經(jīng)正確地形成，并且進行表面處理，例如黑色氧化處理。AOI是自動檢測電路板外觀的方法，其通過利用圖像傳感器及計算機的圖案識別技術(shù)，來檢測電路板的外觀。圖像傳感器讀取目標電路的圖案信息，之后與參考數(shù)據(jù)進行比較，以確定是否存在缺陷。黑色氧化處理是在將形成有布線圖案的內(nèi)層與外層附著之前用于增加粘附和熱阻的工藝。
參照圖7，將阻焊劑61施加到通孔59內(nèi)部以及鍍層56上。阻焊劑61不僅保護形成在通孔59內(nèi)周界上的鍍層56，而且還形成導線焊墊63及球焊墊65。
參照圖8，將可剝離涂層73附著到圖3所示的芯片75所在的部分上。就附著的可剝離涂層73而言，在導線焊墊63及球焊墊65上進行鍍金。使用可剝離涂層73的理由是，如果在芯片75所在的部分上進行電鍍處理，芯片75可能不會牢固地附著到鍍層56上。如圖3所示，在可剝離涂層73去除之后安裝芯片75，芯片75和導線焊墊63都連接到導線69，并隨后用模塑料77進行模塑，以便于保護芯片75。然后，在球焊墊65上形成焊料球67，以完成球柵格陣列(以下稱為“BGA”)封裝。
雖然該實施例以BGA封裝作為實例，但本發(fā)明并不限于此，并且本發(fā)明能夠應用到可使用金屬芯子的任何類型的電路板。例如，金屬芯子也可以在倒裝芯片封裝中使用。
根據(jù)上述說明所陳述的本發(fā)明，可以提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子提供了優(yōu)良的熱釋放性能以及對于翹曲的優(yōu)良機械性能。
另外，可以提供一種金屬芯子、一種具有該金屬芯子的封裝板、以及其制造方法，該金屬芯子能夠容易地粘附到絕緣層上。
盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該能夠理解，在不背離所附權(quán)利要求及其等同物所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進行大量的修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種在電路板中使用的金屬芯子，所述金屬芯子包括沿縱向在其表面上形成的多個突起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬芯子，其中，所述突起形成在所述金屬芯子的兩側(cè)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬芯子，包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
4.一種封裝板，包括金屬芯子，其具有沿縱向在其表面上形成的多個突起；絕緣層，層積在所述金屬芯子上；以及內(nèi)層電路，形成在所述絕緣層上，用于芯片與外部之間的信號連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝板，其中，所述絕緣層包含涂覆到樹脂涂覆銅箔上的樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝板，其中，所述突起形成在所述金屬芯子的兩側(cè)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的封裝板，其中，所述金屬芯子形成為包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
8.一種制造封裝板的方法，所述方法包括(a)處理金屬板的至少一個表面，以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子；(b)在所述金屬芯子上層積至少一層絕緣層；以及(c)形成內(nèi)層電路并安裝芯片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在處理金屬板的至少一個表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的所述操作(a)中，所述金屬芯子通過壓制處理形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，處理金屬板的至少一個表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的所述操作(a)，包括在所述金屬板的兩側(cè)上形成所述突起。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在處理金屬板的至少一個表面以提供具有沿縱向形成的突起的金屬芯子的所述操作(a)中，所述金屬板包含銅(Cu)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋅(Zn)、以及鉭(Ta)中的任一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，在所述金屬芯子上層積至少一層絕緣層的所述操作(b)，包括在所述金屬芯子上層積樹脂涂覆銅箔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬芯子以及具有該金屬芯子的封裝板。該封裝板包括金屬芯子，其具有沿縱向在其表面上形成的多個突起；絕緣層，層積在金屬芯子上；以及內(nèi)層電路，形成在絕緣層上，用于芯片與外部之間的信號連接。由于這些突起使得該封裝板具有較大的表面面積，從而該封裝板在熱釋放以及與絕緣層的粘附方面表現(xiàn)優(yōu)良，并且對于翹曲具有優(yōu)良的機械性能。
文檔編號H01L23/28GK1980523SQ20061014520
公開日2007年6月13日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者曹承鉉, 樸大賢, 金映九 申請人:三星電機株式會社