應(yīng)用于系統(tǒng)異質(zhì)集成的埋入式基板的加工與可靠性研究.pdf

1、以高密度、高性能和低成本為特征的新型三維異質(zhì)集成封裝技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景，已成為當(dāng)前發(fā)展的熱點(diǎn)。其中，汽車工業(yè)高速發(fā)展，迫切需要高性能、低成本的電子封裝產(chǎn)品，而且汽車電子處于高溫、高濕度等惡劣環(huán)境中，對(duì)于產(chǎn)品的可靠性要求也較高。基于基板的三維異質(zhì)集成技術(shù)將各種有源芯片、無源器件等埋入高密度基板中，大大減小封裝體積和引線長(zhǎng)度，提高電氣性能，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，是解決這一問題新的重要方法。目前，國外相關(guān)研究主要有基于

2、積層(build-up)工藝的圓片級(jí)芯片埋入、芯片先置型埋入和芯片后置型埋入等封裝技術(shù)，這些埋入式技術(shù)能夠提供高密度、高性能的集成封裝，但是成本仍然較高，而基于高密度基板工藝的無源、有源元件的低成本埋入基板封裝是一個(gè)重要的新途徑。本論文自行設(shè)計(jì)和建設(shè)了埋入式基板工藝線，研究了一種高可靠性、低成本的用于汽車電子緊湊型封裝的埋入式基板的新型制備技術(shù)，通過真空壓合、激光加工電路板、倒裝焊接和化學(xué)沉銅&電鍍等工藝實(shí)現(xiàn)了有源芯片的埋入封裝，并探索

3、了埋入式基板的可靠性和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
　　論文首先建設(shè)了埋入式基板工藝線，自行安裝和調(diào)試了激光鉆孔機(jī)、倒裝焊機(jī)、真空層壓機(jī)和12英寸化學(xué)沉銅&電鍍工藝線，并進(jìn)行了相關(guān)工藝試驗(yàn)。結(jié)果表明:采用上述設(shè)備組成的工藝線，能夠初步實(shí)現(xiàn)埋入式基板的加工，為進(jìn)一步的芯片埋入封裝奠定了基礎(chǔ)。
　　然后，論文提出了一種新型、低成本的有源芯片埋入基板封裝的設(shè)計(jì)和制備方案，并基于該工藝平臺(tái)進(jìn)行了驗(yàn)證。方案包括如下步驟:首先采用紫外激光器加工有機(jī)轉(zhuǎn)接

4、板和“T”型腔，再將芯片倒裝焊到轉(zhuǎn)接板上，然后將芯片/轉(zhuǎn)接板通過層壓埋入有機(jī)基板中，有源芯片對(duì)應(yīng)于“T”型腔的位置，最后再通過激光鉆孔和化學(xué)鍍/電鍍沉積金屬，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接板到基板的互連。對(duì)有源芯片進(jìn)行埋入封裝后，還對(duì)其進(jìn)行了熱循環(huán)測(cè)試。結(jié)果表明:芯片倒裝焊接轉(zhuǎn)接板簡(jiǎn)化了工藝程序，“T”型腔則避免了芯片在壓合埋入過程中可能出現(xiàn)的破裂，結(jié)構(gòu)內(nèi)部也沒有空洞，埋入式基板工藝線可實(shí)現(xiàn)大批量、高良率的基板加工。埋入芯片的基板在經(jīng)過50次熱循環(huán)（-15℃