[发明专利]一种陶瓷基板与高分子复合基板用于SiP封装的制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种陶瓷基板与高分子复合基板用于SiP封装的制备方法与应用，包括陶瓷基板、高分子复合基板及与IC芯片的BGA/CSP整体封装技术。陶瓷基板上层修饰电路，下层修饰铜层，并加工HDI微孔铜柱与上下表面电路相连传热，并与线路板互连进行讯号传输。高分子复合基板上下两面覆铜，通孔填铜并与埋入的陶瓷基板下层相连导热。本发明将陶瓷基板埋入高分子复合基板，露在外面的陶瓷基板电路层上用CSP技术焊接IC芯片并用通孔与盲孔引线连接到PCB各层，作为整体模块提高导热性能与可靠性能，可用于5G通讯模组，减小信号失真度，提高信号传输速率。

技术领域

本发明属于PCB印刷线路板及电子通讯元件领域，涉及一种陶瓷基板与高分子复合基板用于SiP封装的制备方法，尤其是该复合基板及封装模块在电子通讯领域中的应用。

背景技术

PCB(Printed Circuit Board)印刷电路板，又称印刷线路板，是电子元器件的支撑体，亦是电子元器件电器连接的载体。PCB被广泛应用于各种电子设备，其设计与质量将直接影响整体质量与成本，在不同应用领域中，对于PCB的材料与性能要求也有不同。

随着社会经济发展以及人们对无线通讯技术的要求，蜂窝无线电通信技术已经由第四代蜂窝通信(4G)迈入第五代蜂窝通信(5G)时代。

要在现有4G技术的基础上进入5G时代，不仅需要5G网络，更需要5G配套设备以及终端技术的支持。因此在电子通讯领域，作为各种元器件的载体与电路信号传输枢纽的PCB也需要实现技术方面的跃进，以满足5G时代数据通讯的高速化、高频化要求，其质量与可靠性将直接影响通讯设备的质量与可靠性。

PCB用基板材料的高速高频特性，是由其基材、铜箔、工艺条件等因素决定的，在通讯行业应用中，PCB基板应满足以下特性：

(1)介电常数(Dk)必须小且稳定，基材介电常数越小，信号传输速率及传输量越大，功率值越大，信号也越不容易失真。高介电常数容易造成数据传输延迟。

(2)基材与铜箔的热膨胀系数需要尽量一致，如果双方膨胀系数不匹配，则会在冷热变化中造成铜箔分离，影响可靠性，造成失效。

(3)基材需有足够耐热性、抗化学性，冲击强度及化学强度需良好，且能在高温高湿环境下正常使用。

现阶段，较多采用的高频线路板基材有FR-4，PTFE，PPE，BT等，其中FR-4因为价格便宜被大量应用，但在介电常数与导热性能方面，FR-4均不如PTFE等材料。与此同时，PTFE与BT等材料价格昂贵，且刚性较差，热膨胀系数较大。如采用PTFE基材，需采用二氧化硅或玻璃布作为增强填充材料，并需将其与铜箔的结合面做特殊表面处理，工艺难度较大，步骤繁琐且成本较高，不利于5G用高频线路板的普及应用。

另外，现阶段使用的高频线路板在应用中出现了大量失效问题，主要是在高温高湿环境下出现失效问题，考虑到5G通讯要求的高信号传输量导致的高功率，PCB的导热性能也要符合要求，才能保证器件可靠性。

为了进一步提高PCB可靠性，一般采用模块和标准部件，同时提高集成度，减少元器件的数量，从而减少器件隐患，提高整体可靠性。因此针对复杂芯片，需要采用封装技术保证设备整体可靠性。

微电子领域IC封装常用的技术主要有球栅阵列封装(Ball Grid Array，BGA)，芯片级封装(Chip Scale Package，CSP)等，主要是为了解决封装引脚共面度、脚距过细和面积过大等问题，应用于电子通讯领域时，需要满足高频化、高集成化、快速化、低耗能化等要求，对应的IC封装基板需要满足高密度布线、高速化、高频化、高导通性、高绝缘可靠性、低成本性等特性。