制造裝配載體的系統(tǒng)和方法
【專利說明】制造裝配載體的系統(tǒng)和方法
相關申請
[0001]本申請要求2014年12月06日提交的美國專利申請61/912，755的優(yōu)先權，要求此較早提交的申請的優(yōu)先權，并且該較早提交的申請的內(nèi)容的全部作為參考包含于此。
發(fā)明領域
[0002]本發(fā)明一般涉及集成電路封裝，更具體地涉及用于制造裝配載體的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0003]存在各種方法用于形成裝配載體(fabricated carrier) ο例如，可通過借助于粘合劑裝配層疊金屬箔的聚酰亞胺載體的方式來裝配，接著圖案化該金屬以及選擇性電鍍金屬部分。這不是一個經(jīng)濟有效的方法，因為聚酰亞胺是相對昂貴的。備選的裝配可以基于多層PCB疊層的方法。實施這些方法是相對昂貴的，需要長的周期時間工藝，因為需要通過激光或機械鉆的方式執(zhí)行鉆孔的操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的的一方面是提供一種新穎的裝配(fabricate)載體的系統(tǒng)和方法，其消除和減輕至少一種現(xiàn)有技術的上述確定的缺點。
[0005]根據(jù)更全面地在下文中描述并要求保護的結構和操作上的細節(jié)，這些方面和優(yōu)點隨后將是明顯的，參照的附圖構成本發(fā)明的一部分，其中相似的標號通篇指代相似的部件。
【附圖說明】
[0006]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體裝配的系統(tǒng)的側視圖；
[0007]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體裝配的方法的流程圖；
[0008]圖3中，包括圖3(a)_(c)，示出了用于根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體裝配的系統(tǒng)的仰視圖；
[0009]圖4中，包括圖4 (a)_(C)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體；
[0010]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的側視圖；
[0011]圖6，包括圖6(a)和(b)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體；
[0012]圖7，包括圖7(a)和(b)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0013]圖8，包括圖8(a)_(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0014]圖9，包括圖9 (a)-(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0015]圖10，包括圖10(a)和(b)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0016]圖11，包括圖11(a)和(b)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0017]圖12，包括圖12(a)_(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的用于模制載體的介電部分的模具的框圖；
[0018]圖13，包括圖13(a)和(b)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的剖視圖；
[0019]圖14，包括圖14(a)_(d)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的剖視圖；
[0020]圖15，包括圖15(a)和(b)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的剖視圖；
[0021]圖16中，包括圖16(a)_(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的剖視圖；
[0022]圖17，包括圖17(a)_(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0023]圖18，包括圖18 (a)-(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0024]圖19，包括圖19 (a)-(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0025]圖20，包括圖20 (a)-(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0026]圖21，包括圖21 (a)-(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；
[0027]圖22，包括圖22 (a) - (c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖；以及
[0028]圖23，包括圖23 (a)-(c)，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個方面的載體的示圖。
【具體實施方式】
[0029]圖1示出了根據(jù)一個實施方式的裝配載體的系統(tǒng)100的側視圖。系統(tǒng)100是僅用于示例性說明的簡化的例子，而不應被解釋為限制的實施。導電部分105，可以是由金屬如銅制成的箔，從纏繞筒110進料。導電部分105的厚度可以改變，例如18微米，10微米或更薄。導電部分105被饋送進模制成型工具115，模制成型工具115選擇性地在導電部105上特定位置處沉積特定厚度和形狀的介電材料，在此被稱為介電部分120。介電部分120可以由聚合化模制化合物(polymerized molding compound)形成，聚合化模制化合物例如基于諸如環(huán)氧樹脂的粘結材料并填充如二氧化硅或碳化硅的無機填料，或者它可以是任何合適的塑料化合物。在一些實施方式中，介電部分120由模制化合物(molding compound)組成，其可以通過暴露于高溫被模制，以降低粘度，允許模制化合物通過模制工具115模制。進一步的實施方式中，介電部分120可以直接與導電部分105結合，其中，介電部分120可以直接與導電部分105粘結而不需要借助于介電部分120和導電部分105之間的附加粘合劑層。例如，在變型中，包含在模制材料中的粘結材料可以有助于介電部分120和導電部分105的直接粘結。
[0030]介電部分120可以形成為任何預定的厚度。介電部分120的一個例子的厚度為大約0.1毫米。在一些實施方式中，介電部分120可以被沉積為具有完全或部分填充的(populated)腔和/或微腔130，示于圖1。腔可以是預定的形狀，如梯形或錐形的。例如，并如圖1所示，腔可以是錐形的，頂表面135上有較小的開口，底表面140上有較大的開口。
[0031]在通過模制工具115結合了介電部分和導電部分之后，進行下游加工例如金屬化和蝕刻，如在下面更詳細地描述。雖然進行下游加工的實施例的細節(jié)，例如金屬化和蝕刻在下面描述，在此不提供進行這種下游加工處理的裝置的細節(jié)，但其被本領域技術人員所知，并且由圖1中下游加工系統(tǒng)117代表。
[0032]現(xiàn)在參照圖2，載體裝配的方法一般表示為200。為了有助于該方法的解釋，將假定方法200使用如圖1所示的系統(tǒng)100操作。此外，方法200的以下討論引出對系統(tǒng)100的進一步理解。然而，可以理解的是，系統(tǒng)100和方法200可以改變，并且不必精確地如本文所討論的那樣彼此結合工作，并且這些改變在所附的權利要求書所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)。
[0033]在210，介電部分通過例如模制工具115與導電部分結合。參照圖3，導電部分105被顯示為當退出(exit)所述模制工具115時的仰視圖，示出了通過模制工具115沉積到導電部分105上的介電部分120的示例性形狀和放置。圖3(a)示出模制的面板形式的介電部分120，圖3(b)示出模制的帶狀形式的介電部分120，及圖3(c)示出片狀(wafer)形式的模制的面板形式的介電部分120。本領域技術人員將理解，其它的形狀和布置是可能的。
[0034]現(xiàn)在參照圖4，導電部分105和介電部分120的結合的部件125從不同的視圖示出。示出的部件125表示導電部分105和介電部分120的帶狀/面板狀或片狀的組裝件的一部分(其已經(jīng)通過已知的方法，如鋸切單分離或激光切割，在例如過程結束時單體化(Singulated))。圖4(a)是部件125底表面140的視圖。圖4(b)是部件125的頂表面135的視圖，并且圖4(c)是沿A-A的剖面圖。如圖4(a)和圖4(c)所示，介電部分120包括接觸島腔130。實際上，如上述那樣，在變型中，模制過程可以被調整為沉積介電材料120，使得它包括不同數(shù)目、形狀和大小的腔。
[0035]現(xiàn)在參照圖5，在一些實施方式中，在步驟220，介電部分120的暴露表面的至少一部分，包括腔130的表面，可被金屬化以形成金屬化部分145。金屬化可以通過在介電部分120上濺射金屬籽層(例如鉻或鈦)或通過在熔融金屬例如銅中浸漬部件125來實現(xiàn)。在引晶(seeding)或浸鍍電鍍之后可進行進一步的電解電鍍來達到預定的厚度。
[0036]參考圖6，在步驟230中，接觸島腔130 (按照步驟220被任選地金屬化)被填充金屬焊料147。使用的金屬焊料可包括材料如SnAg、SnAgCu> SnCu以及本領域技術人員想到的其他材料。一些實施方式中，為施加焊料金屬，腔130可以由具有預定的組合物的模版印刷(stencil print)焊料膏填充到介電部分120的暴露側上。然后介電部分120可以用預印制的焊料膏回流(reflow)。焊料島隨后可以在回流后弄扁平，例如通過加壓軋制(pressurized rolling)或模壓(coining)方式。
[0037]在235，銅箔105的暴露部分，即部件125的頂表面135可以被選擇性地電鍍，如圖6所示，其中所述選擇性電鍍被示出在155處。圖6(a)示出部件125的底表面140的視圖，圖6(b)示出部件125的頂表面140的視圖。如圖6(b)所示，金屬電鍍155按照規(guī)定的形狀和/或圖案可選擇性地沉積在導電部分105的至少一部分上。在一些實施方式中，為進行選擇性電鍍，可光成像的抗電鍍劑被施加到載體125的頂側和底側。然后頂表面135暴露于預定的圖像形狀和/或圖案。接著，將抗電鍍劑顯影，并且特定的金屬形狀和/或圖案被電鍍，如在155所標示的。使用的金屬可以是Ag，Ni/Au，Pd以及本領域技術人員想到的其他金屬。最后，抗電鍍劑被剝除。
[0038]在一些實施方式中，方法200可以變化以施加替代的電鍍圖案，如圖7中的155’所標示。圖7(a)示出部件125的底表面140的視圖，圖7 (b)示出部件125的頂表面135的視圖。在圖7(b)中可以看出，金屬電鍍155’可選擇性地沉積在導電部分105的預定部分上。在此變型中，為進行選擇性電鍍，可光成像的抗電鍍劑被施加到載體125的頂表面135和底表面140。然后頂表面135暴露于選擇的圖像圖案。接著，將抗電鍍劑顯影，并且特定金屬的圖案被電鍍，如在155’所標示的。使用的金屬可以是Ag，Ni/Au，Pd以及本領域技術人員想到的其他金屬。最后，抗電鍍劑被剝除。
[0039]繼續(xù)進行制造過程200，在240，箔105的至少一部分被選擇性地蝕刻掉。參看圖8，顯示了導電部分105被部分蝕刻掉后的部件125。蝕刻可以根據(jù)預定的形狀和/或圖案來完成。圖8(a)是部件125底表面140的視圖。圖8 (b)是部件125的頂表面135的視圖，并且圖8(c)是部件125沿A-A的剖面圖。如圖8(b)和圖8(c)所示，在這個例子中，導電部分105的沒有被電鍍155所電鍍的所有部分均已被蝕刻掉，在頂面135處暴露介電部分120。
[0040]在一些實施方式中，為了根據(jù)預定的形狀和/或圖案進行導電部分105的選擇性蝕刻，光致成像抗蝕劑被施加到頂表面135，并且預定的圖像圖案被暴露?？刮g劑被顯影并且由抗蝕劑限定的形狀和成圖案被曝光。最后，將頂表面135上的抗蝕劑剝除。在形成底表面140的介電部分120已經(jīng)被金屬化的實施方式中，如上述那樣，底表面140上的金屬化部分除焊料以外也可以被蝕刻掉；焊料是抗蝕劑。
[0041]在250，阻焊劑按照所選的形狀和圖案可以使用傳統(tǒng)方法選擇性地施加在金屬圖案的頂部。圖9示出了阻焊劑施加