應用于系統(tǒng)異質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集成封裝技術在物聯(lián)網、消費類電子等領域具有重要的應用前景，已成為當前發(fā)展的熱點。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品，而且汽車電子處于高溫、高濕度等惡劣環(huán)境中，對于產品的可靠性要求也較高?；诨宓娜S異質集成技術將各種有源芯片、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度，提高電氣性能，實現(xiàn)規(guī)?；慨a，是解決這一問題新的重要方法。目前，國外相關研究主要有基于

2、積層(build-up)工藝的圓片級芯片埋入、芯片先置型埋入和芯片后置型埋入等封裝技術，這些埋入式技術能夠提供高密度、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重要的新途徑。本論文自行設計和建設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，通過真空壓合、激光加工電路板、倒裝焊接和化學沉銅&電鍍等工藝實現(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構的優(yōu)化。
　　論文首先建設了埋入式基板工藝線，自行安裝和調試了激光鉆孔機、倒裝焊機、真空層壓機和12英寸化學沉銅&電鍍工藝線，并進行了相關工藝試驗。結果表明:采用上述設備組成的工藝線，能夠初步實現(xiàn)埋入式基板的加工，為進一步的芯片埋入封裝奠定了基礎。
　　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計和制備方案，并基于該工藝平臺進行了驗證。方案包括如下步驟:首先采用紫外激光器加工有機轉接

4、板和“T”型腔，再將芯片倒裝焊到轉接板上，然后將芯片/轉接板通過層壓埋入有機基板中，有源芯片對應于“T”型腔的位置，最后再通過激光鉆孔和化學鍍/電鍍沉積金屬，實現(xiàn)轉接板到基板的互連。對有源芯片進行埋入封裝后，還對其進行了熱循環(huán)測試。結果表明:芯片倒裝焊接轉接板簡化了工藝程序，“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，結構內部也沒有空洞，埋入式基板工藝線可實現(xiàn)大批量、高良率的基板加工。埋入芯片的基板在經過50次熱循環(huán)（-15℃