MEMS内置芯片封装载板及其制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种MEMS内置芯片封装载板及其制作工艺，包括如下步骤：准备三张芯板，分别为第一芯板、第二芯板和第三芯板，第一芯板的钻孔及填孔；第一芯板的内层线路；SMT贴片；第二芯板的蚀刻和压膜；胶片板的开槽；第三芯板的的钻孔及填孔；第三芯板的内层线路；压合：将第一芯板、胶片板和第三芯板压合在一起；开盖。本发明专利技术得到的封装载板不仅实现了内置芯片的功能，而且在不增加器件本身体积的条件下增加了背腔的体积，提高了产品的灵敏度和信噪比，符合器件微型化的发展趋势。符合器件微型化的发展趋势。符合器件微型化的发展趋势。

【技术实现步骤摘要】
MEMS内置芯片封装载板及其制作工艺


[0001]本专利技术涉及MEMS封装载板，具体涉及一种MEMS内置芯片封装载板及其制作工艺。

技术介绍

[0002]近三十年的MEMS(Microelectromechanical Systems)技术与工艺的发展，特别是基于硅芯片MEMS技术的发展，实现了许多传感器(如压力传感器，加速度计，陀螺仪等)的微型化和低成本。目前，一部分MEMS载板采用三层PCB板重叠的方式制作，三层PCB板通过三层叠压形成腔体，第二层PCB板上镀出金属面形成屏蔽腔体，这种封装屏蔽效果差，背腔的体积较小，产品的信噪比低，且无法实现芯片的内置。

技术实现思路

[0003]为了克服上述缺陷，本专利技术提供一种MEMS内置芯片封装载板的制作工艺，通过该制作工艺制得的封装载板，不仅实现了内置电容、电阻、电感等芯片的功能，而且在不增加器件本身体积的条件下增加了背腔的体积，提高了产品的灵敏度和信噪比，符合器件微型化的发展趋势。
[0004]本专利技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种MEMS内置芯片封装载板的制作工艺，包括如下步骤：
[0006]步骤1：准备三张芯板，分别为第一芯板、第二芯板和第三芯板，其中所述第一芯板包括第一绝缘层以及分别设置于该电容层正、反两面的第一铜箔层和第二铜箔层，所述第二芯板包括第二绝缘层以及分别设置于该第二绝缘层正、反两面的第三铜箔层和第四铜箔层，所述第三芯板包括第三绝缘层以及分别设置于该第三绝缘层正、反两面的第五铜箔层和第六铜箔层；
[0007]步骤2：第一芯板的钻孔及填孔：利用钻孔机在第一芯板上钻出用于层间连通的贯通孔，并对贯通孔内进行去胶渣、化学铜和电镀铜处理，使贯通孔内壁形成一层铜层而形成用于层间线路导通的导通孔；
[0008]步骤3：第一芯板的内层线路：分别对第一芯板的第一铜箔层和第二铜箔层进行压干膜、曝光、显影、蚀刻和退膜处理，得到具有内层线路的第一芯板；
[0009]步骤4：SMT贴片：通过锡膏印刷、芯片贴装、回流焊接和AOI光学检测，将芯片装于第一芯板的第一铜箔层上；
[0010]步骤5：第二芯板的蚀刻和压膜：将第二芯板上的第三铜箔层和第四铜箔层蚀刻掉，并在第二绝缘层的两面贴合纯胶片层，得到胶片板；
[0011]步骤6：胶片板的开槽：在胶片板上进行UV镭射开槽，而在胶片板上形成背腔；
[0012]步骤7：第三芯板的的钻孔及填孔：利用钻孔机在第三芯板上钻出用于层间连通的贯通孔，并对贯通孔内进行去胶渣、化学铜和电镀铜处理，使贯通孔内壁形成一层铜层而形成用于层间线路导通的导通孔；
[0013]步骤8：第三芯板的内层线路：分别对第三芯板的第五铜箔层和第六铜箔层进行压
干膜、曝光、显影、蚀刻和退膜处理，得到具有内层线路的第三芯板；
[0014]步骤9：压合：将第一芯板、胶片板和第三芯板依次叠合并利用压机压合成半成品板，所述胶片板的两侧分别贴合第六铜箔层与第一铜箔层；
[0015]步骤10：开盖：对半成品板进行钻孔镀铜、外层线路、防焊、表面处理后，在第三芯板上进行镭射开盖处理形成声孔，而得到成品封装载板，所述声孔与背腔相互连通。
[0016]优选地，在步骤2中钻孔的具体工艺参数为：进刀速为1.2
±
0.1m/min、退刀速为15
±
1m/min、转速为160
±
10krpm/min、深度补偿0.3
‑
0.4mm；填孔的具体工艺参数为：除胶速率为0.1
‑
0.4mg/cm2、微蚀速率为20
‑
60μm/min、沉积速率为17
‑
32μm/min。
[0017]优选地，上述步骤3和步骤8中内层线路具体包括以下步骤：
[0018](1)前处理：利用含有双氧水的清洗液对板面进行清洗，再利用硫酸溶液对铜箔层表面进行粗化；
[0019](2)压干膜：利用热压的方式将感光干膜贴附于铜箔层表面上；
[0020](3)曝光：使用LDI曝光机将感光干膜中的光敏物质进行聚合反应，从而使设计的图形转移到感光干膜上；
[0021](4)显影：利用显影液与未曝光干膜的皂化反应，将其去除；
[0022](5)蚀刻：通过蚀刻机将氯化铜药水喷洒在铜面上，利用药水与铜的化学反应，对未被干膜保护的铜面进行蚀刻，形成线路；
[0023](6)退膜：通过退膜机将NaOH或KOH药水喷淋在板面上，利用药水与干膜的化学反应将干膜去除，完成线路的制作；
[0024](7)AOI：AOI系统对照蚀刻后线路与原始的设计线路之间的差异，对铜面上的线路进行检验。
[0025]优选地，所述压干膜的具体工艺参数为：温度为110
±
2℃、线速为1.8
±
0.2m/min、压力为6
±
0.2kg/cm2；所述曝光时的能量格为6
±
1；所述显影时的具体工艺参数为：线速为3.0
±
0.1m/min、压力为1.3
±
0.3kg/cm2、温度为30
±
2℃。
[0026]优选地，在步骤4中SMT贴片具体包括以下步骤：
[0027](1)锡膏印刷：将第一芯板固定在电焊机的支架上，利用点锡机在第一芯板的焊盘上涂覆一层锡膏；
[0028](2)芯片贴装：利用贴片机将芯片贴装到第一芯板的焊盘上，使芯片上的焊盘与第一芯板上的焊盘通过锡膏连接；
[0029](3)回流焊接：将贴装完芯片的第一芯板放入回流设备中，利用回流设备加热使锡膏固化，从而将芯片与第一芯板固定连接；
[0030](4)AOI光学检测：AOI光学系统对第一芯板进行检测。
[0031]优选地，上述步骤9中压合具体包括以下步骤：
[0032](1)前处理：酸洗：利用硫酸对铜箔层表面氧化物进行清除；清洁：利用清洁剂将油脂水解成易溶于水的小分子物质；预浸：利用棕化液对内层板进行预浸润；
[0033](2)棕化：利用棕化液对铜箔层表面进行棕化处理，使得铜表面形成凹凸不平的表面形状，增大了铜面与树脂的接触面积；
[0034](3)叠合：将待压合的板依次叠在一起；
[0035](4)压合：在压机的高温、高压下将待压合的板融合粘接呈多层板；
[0036](5)后处理：钻靶：利用X光将板靶标成像，用钻头在靶标上钻出后续工序所需的定位孔和防呆孔；铣边：利用铣床机将多余的边料切割去除。
[0037]优选地，所述棕化的具体工艺参数如下：微蚀速率为1.2
‑
1.6μm、棕化槽中H2O2的质量百分比浓度为4.2
‑
4.8％；所述压合的具体工艺参数如下：冰水压力为0.2
±
0.1MPa、真空度≤40mPa、出油压力为0.2
±
0.1MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MEMS内置芯片封装载板的制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：准备三张芯板，分别为第一芯板(10)、第二芯板(20)和第三芯板(30)，其中，所述第一芯板(10)包括第一绝缘层(11)以及分别设置于该电容层正、反两面的第一铜箔层(12)和第二铜箔层(13)，所述第二芯板(20)包括第二绝缘层(21)以及分别设置于该第二绝缘层正、反两面的第三铜箔层(22)和第四铜箔层(23)，所述第三芯板(30)包括第三绝缘层(31)以及分别设置于该第三绝缘层正、反两面的第五铜箔层(32)和第六铜箔层(33)；步骤2：第一芯板(10)的钻孔及填孔：利用钻孔机在第一芯板(10)上钻出用于层间连通的贯通孔，并对贯通孔内进行去胶渣、化学铜和电镀铜处理，使贯通孔内壁形成一层铜层而形成用于层间线路导通的导通孔；步骤3：第一芯板(10)的内层线路：分别对第一芯板的第一铜箔层(12)和第二铜箔层(13)进行压干膜、曝光、显影、蚀刻和退膜处理，得到具有内层线路的第一芯板(10)；步骤4：SMT贴片：通过锡膏印刷、芯片贴装、回流焊接和AOI光学检测，将芯片(40)装于第一芯板的第一铜箔层上；步骤5：第二芯板(20)的蚀刻和压膜：将第二芯板上的第三铜箔层(22)和第四铜箔层(23)蚀刻掉，并在第二绝缘层(21)的两面贴合纯胶片层(24)，得到胶片板(25)；步骤6：胶片板的开槽：在胶片板上进行UV镭射开槽，而在胶片板上形成背腔(51)；步骤7：第三芯板(30)的的钻孔及填孔：利用钻孔机在第三芯板(30)上钻出用于层间连通的贯通孔，并对贯通孔内进行去胶渣、化学铜和电镀铜处理，使贯通孔内壁形成一层铜层而形成用于层间线路导通的导通孔；步骤8：第三芯板(30)的内层线路：分别对第三芯板的第五铜箔层(32)和第六铜箔层(33)进行压干膜、曝光、显影、蚀刻和退膜处理，得到具有内层线路的第三芯板(30)；步骤9：压合：将第一芯板(10)、胶片板(25)和第三芯板(30)依次叠合并利用压机压合成半成品板，所述胶片板(25)的两侧分别贴合第六铜箔层(33)与第一铜箔层(12)；步骤10：开盖：对半成品板进行钻孔镀铜、外层线路、防焊、表面处理后，在第三芯板(30上)进行镭射开盖处理形成声孔(52)，而得到成品封装载板(50)，所述声孔(52)与背腔(51)相互连通。2.根据权利要求1所述的MEMS内置芯片封装载板的制作工艺，其特征在于：在步骤2中钻孔的具体工艺参数为：进刀速为1.2
±
0.1m/min、退刀速为15
±
1m/min、转速为160
±
10krpm/min、深度补偿0.3
‑
0.4mm；填孔的具体工艺参数为：除胶速率为0.1
‑
0.4mg/cm2、微蚀速率为20
‑
60μm/min、沉积速率为17
‑
32μm/min。3.根据权利要求1所述的MEMS内置芯片封装载板的制作工艺，其特征在于：上述步骤3和步骤8中内层线路具体包括以下步骤：(1)前处理：利用含有双氧水的清洗液对板面进行清洗，再利用硫酸溶液对铜箔层表面进行粗化；(2)压干膜：利用热压的方式将感光干膜贴附于铜箔层表面上；(3)曝光：使用LDI曝光机将感光干膜中的光敏物质进行聚合反应，从而使设计的图形转移到感光干膜上；(4)显影：利用显影液与未曝光干膜的皂化反应，将其去除；(5)蚀刻：通过蚀刻机将氯化铜药水喷洒在铜面上，利用药水与铜的化学反应，对未被
干膜保护的铜面进行蚀刻，形成线路；(6)退膜：通过退膜机将NaOH或KOH药水喷淋在板面上，利用药水与干膜的化学反应将干膜去除，完成线路的制作；(7)AOI：AOI系统对照蚀刻后线路与原始的设计线路之间的差异，对铜面上的线路进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：马洪伟，张志礼，
申请(专利权)人：江苏普诺威电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：