[发明专利]一种基于铝阳极氧化技术的基板及其制造方法

说明书

本发明公开了一种基于铝阳极氧化技术的基板及其制造方法。该基板包括：有多孔氧化铝介质的铝合金基板；位于铝合金基板第一表面的第一布线层；埋置于铝合金基板中的第二布线层；位于铝合金基板第二表面的第三布线层；以及贯穿铝合金基板第一表面及第二表面的铝全通柱和/或未贯穿铝合基板的铝半通柱。该基板制造方法包括以下步骤：对铝合金基板进行预处理、第一步光刻涂胶；第一步光刻；致密型阳极氧化、第一次去胶；第二步光刻涂胶、第二步光刻；穿透型阳极氧化、第二次去胶。本发明提供的基于铝阳极氧化技术的基板及其制作方法，制作流程简洁，基板热导率高，热膨胀系数可调，提高了三维封装的可靠性。

技术领域

本发明涉及微电子三维封装基板领域，特别涉及一种基于铝阳极氧化技术的基板及其制造方法。

背景技术

随着微电子技术的不断发展，微电子封装基板不但直接影响着集成电路本身的电性能、机械性能、热性能，还在很大程度上决定着电子整机系统的微型化、功能化、可靠性以及成本。目前，传统的二维封装基板越来越难以满足新一代的封装需求，三维封装基板因其近乎理想的封装密度和优越的电学性能(信号路径短，寄生电感和电容小)，而被认为是未来最有希望的封装基板。

三维封装基板的类型主要有：P型(塑封型)和C型(陶瓷型)等。P型基板多采用FR-4、BT树脂基板，基板材料成本相对较低，但其制作工艺采用传统的层压、钻孔、化学镀铜、电镀铜、光刻、腐蚀等工艺，工艺步骤多，流程长，其基板材料的热膨胀系数(CTE)与芯片的热膨胀系数失配，并且散热型能差，不适用于大功率封装。C型基板多为HTCC或LTCC基板，其制作工艺采用浆料流延、丝网印刷、叠层、冲孔、烧成、溅射铜、光刻、腐蚀、电镀填充铜和减薄等多种工艺，虽然解决了与芯片CTE的匹配性，但对于大功率芯片封装和高频器件封装来说，散热特性差和收缩率较大是其主要特征，尤其在实际封装中，还会遇到焊点产生应力较大，热疲劳寿命短等问题。

散热性能好的基板材料包括硅、金属(铝、铜)、和复合材料等。其中，铝基衬底具有热导率高[238W/(m·K)]、易加工成型、成本低的优点，成为散热基板的首选材料之一，但铝基板与硅芯片间存在CTE的匹配问题，铝硅合金材料可通过调整配比，将金属材料(铝)的高导热性和热匹配材料(硅)的低热胀系数结合起来,使得基板具有热导率高、CTE可调、制造成本低等优点,从而满足封装需求。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种基于铝阳极氧化技术的基板及其制造方法，克服了现有三维封装基板散热性能差、热膨胀失配、工艺流程复杂等不利因素。

为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供一种基于铝阳极氧化技术的基板，该基板包括：铝合金基板、第一层布线、第二层布线、第三层布线以及铝全通柱和/或铝半通柱。其中：所述铝合金基板含有多孔氧化铝介质，具有两相对的第一表面及第二表面；所述第一层布线位于所述铝合金基板的第一表面上；所述第二层布线埋置于所述铝合金基板中；所述第三层布线位于所述铝合金基板的第二表面上；所述铝全通柱贯穿所述铝合金基板的第一表面及第二表面，所述铝半通柱未贯穿所述铝合金基板。

其中，所述铝全通柱和铝半通柱既可以连通三层布线，还可以在铝通柱表面植球后安放芯片；同时还起到加强基板机械强度和提供散热通道的作用。热量通过铝全通柱和/或铝半通柱和多孔氧化铝介质散出，使得散热路径大幅缩短，散热效果好。

较佳地，所述铝合金基板含有一定比例的硅、镁、铁元素，所述铝合金基板的厚度为0.1mm至0.3mm。

本发明还提供一种基于铝阳极氧化技术的基板制造方法，包括以下步骤：

对含有多孔铝介质的铝合金基板进行预处理，再进行第一步光刻涂胶；

对第一步光刻涂胶后的所述铝合金基板进行第一步光刻，形成第二层布线的初步掩膜图形；