專利名稱：基板結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體封裝元件及基板結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基板結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體封裝元件及基板結(jié)構(gòu)的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品的普遍應(yīng)用于日常生活中，半導(dǎo)體元件需求量與日遽增。由于半導(dǎo)體元件走向輕薄化的設(shè)計(jì)，當(dāng)半導(dǎo)體元件尺寸縮小時(shí)，I/o腳數(shù)不減反增，使得線路間距與線路寬度縮小化，并朝微小間距(fine pitch)的設(shè)計(jì)發(fā)展，例如50微米(μπι)間距，甚至35微米以下間距。然而,微小間距的設(shè)計(jì)容易發(fā)生鄰近導(dǎo)線之間的焊料架橋(solderbridging)、甚至焊料擴(kuò)散至導(dǎo)線上(solder overspreading along wiring traces)等問題。因此，如何解決上述元件小型化問題，以及簡(jiǎn)化封裝制作工藝，實(shí)為目前半導(dǎo)體封裝元件研發(fā)的一重要方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基板結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體封裝元件及基板結(jié)構(gòu)的制造方法。在基板結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的第一金屬層經(jīng)由第二金屬層電連接于第三金屬層，且第三金屬層的尺寸大于第二金屬層的尺寸，因此可以提升導(dǎo)線密度，并提高導(dǎo)線設(shè)計(jì)的彈性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種基板結(jié)構(gòu)。基板結(jié)構(gòu)包括一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括一第一金屬層、一第二金屬層以及一第三金屬層。第二金屬層設(shè)置于第一金屬層上，第三金屬層設(shè)置于第二金屬層上。第二金屬層和第三金屬層分別具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面，第三金屬層的第一表面連接于第二金屬層的第二表面，且第三金屬層的第一表面的面積大于第二金屬層的第二表面的面積。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種半導(dǎo)體封裝元件。半導(dǎo)體封裝元件包括一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)以及一半導(dǎo)體芯片。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括一第一金屬層、一第二金屬層及一第三金屬層。第二金屬層設(shè)置于第一金屬層上，第三金屬層設(shè)置于第二金屬層上。第二金屬層和第三金屬層分別具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面，第三金屬層的第一表面連接于第二金屬層的第二表面，且第三金屬層的第一表面的面積大于第二金屬層的第二表面的面積。半導(dǎo)體芯片設(shè)置于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上并電連接于第一金屬層。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提出一種基板結(jié)構(gòu)的制造方法。基板結(jié)構(gòu)的制造方法包括下列步驟。形成一第一金屬層。形成一第二金屬層于第一金屬層上。形成一第三金屬層于第二金屬層上。第二金屬層和第三金屬層分別具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面，第三金屬層的第一表面連接于第二金屬層的第二表面，且第三金屬層的第一表面的面積大于第二金屬層的第二表面的面積。第一金屬層、第二金屬層及第三金屬層形成一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下:


圖1A為本發(fā)明一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖1B為圖1A中區(qū)域A的局部俯視圖；圖2A為本發(fā)明另一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2B為圖2A的第一金屬層接合至接觸墊的局部剖視圖；圖3A為本發(fā)明再一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖3B為圖3A的基板結(jié)構(gòu)沿3B-3B’線的剖視圖；圖4A為本發(fā)明又一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖4B為圖4A的基板結(jié)構(gòu)沿4B-4B’線的剖視圖；圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝元件的剖視圖；圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝元件的剖視圖；圖7A 圖7T為本發(fā)明一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。主要元件符號(hào)說明100、200、300、400:基板結(jié)構(gòu)100A、200A:導(dǎo)電結(jié)構(gòu)110、310:導(dǎo)電載板110c、310c:開口IlOR:肋條IlOt:穿孔120,220:第一金屬層120-1 120-5:金屬導(dǎo)線120a、150a、220a:上表面120b、150b:下表面120D、130D、140D:直徑120T、130T、140T:厚度130:第二金屬層130a、140a:第一表面130b、140b:第二表面140:第三金屬層150:介電層150’:熱固性材料280、580:焊料301:封裝單元303:元件區(qū)塊500、600:半導(dǎo)體封裝元件560:半導(dǎo)體芯片570:封裝層575:焊球585:底封膠
590:柱狀凸塊675:焊墊690:接合線710:第一開口720:第二開口730:第三開口740c、740t:開口750:模具750s:膜腔760:表面處理層PRl:第一光致抗蝕劑層PR2:第二光致抗蝕劑層PR3:第三光致抗蝕劑層PR4:第四光致抗蝕劑層S:端點(diǎn)
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D1A。圖1A繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的剖視圖?；褰Y(jié)構(gòu)100包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A和導(dǎo)電載板(conductive carrier) 110,導(dǎo)電載板110設(shè)置于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A 上。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A包括第一金屬層120、第二金屬層130和第三金屬層140。第二金屬層130設(shè)置于第一金屬層120上,第三金屬層140設(shè)置于第二金屬層130上。第二金屬層130具有相對(duì)的第一表面130a與第二表面130b,第三金屬層140具有相對(duì)的第一表面140a與第二表面140b,第三金屬層140的第一表面140a連接于第二金屬層130的第二表面130b,且第三金屬層140的第一表面140a的面積大于第二金屬層130的第二表面130b的面積。實(shí)施例中，第一金屬層120的厚度120T例如大約是20微米。實(shí)施例中，第三金屬層140的厚度140T大于或等于第二金屬層130的厚度130T。第二金屬層130的厚度130T例如是20 50微米，較佳例如是20 30微米。第三金屬層140的厚度140T例如是50 100微米。實(shí)施例中，第一金屬層120和第三金屬層140分別可包括銅、鎳、鈀和金的至少其中之一,第二金屬層130可包括銅和鎳的至少其中之一。請(qǐng)參照?qǐng)D1B。圖1B繪示圖1A中區(qū)域A的局部俯視圖。實(shí)施例中，如圖1B所示，第二金屬層130的第二表面130b和第三金屬層140的第一表面140a實(shí)質(zhì)上例如是圓形，第二金屬層130的第二表面130b的直徑130D例如是20 100微米，第三金屬層140的第一表面140a的直徑140D例如是200 300微米。如圖1B所示，第一金屬層120接合于第二金屬層130的部分實(shí)質(zhì)上例如是圓形，具有直徑120D，直徑120D例如是8(Tl00微米。實(shí)施例中，直徑140D大于直徑130D，直徑140D大于直徑120D。如圖1A所不,導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100Α還包括介電層150,第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140埋設(shè)(embedded)于介電層150中，可以防止金屬層120、130和140在后續(xù)的蝕刻制作工藝中受到蝕刻液的破壞。介電層150定義實(shí)施例中，介電層150包括熱固性(thermoset)材料及二氧化娃填料(silica filler)。實(shí)施例中，如圖1A所不,第三金屬層140的第二表面140b曝露于介電層150之外，以電連接外部元件。第三金屬層140的第二表面140b之外的部分都被介電層150包覆住，也就是說，介電層150定義第二表面140b的面積，不但使金屬層120、130和140在后續(xù)的蝕刻制作工藝不受損害，同時(shí)，在后續(xù)制作工藝中，金屬層120、130和/或140連接到焊料(solder)時(shí)，介電層150也可以對(duì)金屬層120、130和140有保護(hù)的作用，不需要使用焊料罩(solder mask),介電層150便可兼具有焊料罩的作用?；褰Y(jié)構(gòu)100具有相對(duì)的一主動(dòng)表面與一背面。第一金屬層120由多個(gè)導(dǎo)線(Traces)組成，多個(gè)導(dǎo)線形成基板結(jié)構(gòu)100的主動(dòng)表面上的導(dǎo)線圖案。較佳地，第二金屬層130形成微孔(Micro-via),微孔完 全嵌設(shè)于介電層150中。第三金屬層140形成柱塊(Stud)。其中，至少一個(gè)導(dǎo)線有與的對(duì)應(yīng)的微孔與柱塊。第二金屬層130的微孔用于將第一金屬層120的導(dǎo)線電連接于第三金屬層140的柱塊，柱塊進(jìn)一步將導(dǎo)線電連接于基板結(jié)構(gòu)100的背面。其中柱塊的表面曝露于介電層150之外,用于電連接于外部兀件。如圖1B所示，若第一金屬層120直接形成于第三金屬層140上，則電連接端點(diǎn)S的面積等于第三金屬層140的第一表面140a的面積，端點(diǎn)S的大面積使得如圖1B所示的金屬導(dǎo)線120-1和120-5無(wú)法形成。相對(duì)地，本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)施例中，第一金屬層120經(jīng)由第二金屬層130電連接于第三金屬層140,第一金屬層120不直接形成于第三金屬層140上,且第三金屬層140的尺寸大于第二金屬層130的尺寸(例如第三金屬層140的第一表面140a的面積大于第二金屬層130的第二表面130b的面積,或是直徑140D大于直徑130D),此時(shí)第一金屬層120接合于第二金屬層130的部分(電連接端點(diǎn))的面積可以縮小至等于或略大于第二金屬層130的第二表面130b的面積，因此仍有足夠的空間形成如圖1B所示的金屬導(dǎo)線120-1和120-5，因此第一金屬層120(導(dǎo)線)的電性端點(diǎn)之間(與第二金屬層130電連接的部分)可以形成較多導(dǎo)線，因此可以提升導(dǎo)線密度，并提高導(dǎo)線設(shè)計(jì)的彈性。實(shí)施例中，導(dǎo)電載板110例如是銅層或具有銅外披覆層(Cu exterior cladlayer)的復(fù)合金屬層。復(fù)合金屬層包括內(nèi)層和銅外披覆層，內(nèi)層的厚度大于銅外披覆層的厚度。內(nèi)層例如包括鋼、或包括鐵、碳、鎂、磷、硫、鉻及鎳其中兩種以上的合金。銅外披覆層的材質(zhì)與內(nèi)層的材質(zhì)不相同，從而提供較佳的蝕刻阻隔，并且銅外披覆層使得導(dǎo)電載板110可以被視作一個(gè)完整的銅層來(lái)操作應(yīng)用，并且能夠降低整體制作成本。此外，內(nèi)層的熱膨脹系數(shù)(CTE)接近用以包覆半導(dǎo)體芯片的封裝材料的熱膨脹系數(shù)，可以使得應(yīng)用導(dǎo)電載板110而制成的半導(dǎo)體封裝元件的翹曲量減少，可容許導(dǎo)電載板110的面積增大，而能在導(dǎo)電載板110上形成更多數(shù)量的半導(dǎo)體封裝元件。如圖1A所7]^，實(shí)施例中，導(dǎo)電載板110的表面面積大于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A的表面面積。實(shí)施例中，導(dǎo)電載板110具有一開口(opening) IlOc以曝露第一金屬層120的一上表面120a,導(dǎo)電載板110具有一環(huán)形結(jié)構(gòu)并環(huán)繞開口 110c。導(dǎo)電載板110的環(huán)形結(jié)構(gòu)(carrierring)突出于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A的周圍。導(dǎo)電載板110的環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)繞于介電層150的上表面150a，可補(bǔ)強(qiáng)整體基板結(jié)構(gòu)100的強(qiáng)度，以避免翹曲或變形。此外，具有基板結(jié)構(gòu)100的半導(dǎo)體封裝元件可通過導(dǎo)電載板110的環(huán)形結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)送，而不會(huì)接觸第一金屬層120或介電層150。因此，可避免對(duì)于半導(dǎo)體封裝元件的機(jī)械性損害。實(shí)施例中，如圖1A所示,導(dǎo)電載板110具有至少一穿孔(through hole)110t形成于環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。一實(shí)施例中，穿孔IlOt例如是具有基板結(jié)構(gòu)100的半導(dǎo)體封裝元件的定位孔，可做為半導(dǎo)體封裝元件定位時(shí)的參考點(diǎn)。請(qǐng)參照?qǐng)D2k 圖2B。圖2A繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的剖視圖，圖2B繪示圖2A的第一金屬層接合至接觸墊的局部剖視圖。本實(shí)施例與圖1A的實(shí)施例的差別在于，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)200中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)200A的第一金屬層220的上表面220a曝露于介電層150之外且內(nèi)凹于介電層150的上表面150a。如圖2B所不，當(dāng)表面220a內(nèi)凹于介電層150的上表面150a時(shí)，焊料280部分地(或全部地內(nèi)埋于介電層150的凹穴中，以使焊料280的相對(duì)兩側(cè)單獨(dú)被介電層150的側(cè)壁限制于凹穴內(nèi)而無(wú)法流動(dòng)，因此可避免在高溫回焊下焊料280(例如焊錫)發(fā)生橋接短路的現(xiàn)象。此外，實(shí)施例中，第三金屬層140的第二表面140b也可內(nèi)凹于介電層150的下表面150b(未繪示于圖中)，可固定焊球575 (solder ball)(請(qǐng)參照?qǐng)D5)于第三金屬層140上，以使植球的品質(zhì)更加穩(wěn)定。請(qǐng)參照?qǐng)D3A 圖3B。圖3A繪示依照本發(fā)明再一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3B繪示圖3A的基板結(jié)構(gòu)沿3B-3B’線的剖視圖。基板結(jié)構(gòu)300包括一環(huán)狀導(dǎo)電載板(conductive carrier ring) 110以及四個(gè)封裝單元301，環(huán)狀導(dǎo)電載板110具有四個(gè)以肋條IlOR分開的開口 110c，一個(gè)開口 IlOc對(duì)應(yīng)顯露一個(gè)封裝單元301，各個(gè)封裝單元301例如分為4個(gè)元件區(qū)塊303，較佳地，各個(gè)個(gè)元件區(qū)塊303具有相同的圖案，由多個(gè)導(dǎo)線所形成，此4個(gè)元件區(qū)塊303被介電層150包覆，且各個(gè)封裝單元301的周圍以肋條IlOR彼此相連，以避免翹曲或變形。實(shí)施例中，環(huán)狀導(dǎo)電載板110也具有多個(gè)穿孔IlOt于環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。如圖3A所示，位于環(huán)狀導(dǎo)電載板110的四個(gè)角落的圓形穿孔IlOt可做為半導(dǎo)體封裝元件定位時(shí)的參考點(diǎn)，位于環(huán)狀導(dǎo)電載板Iio兩側(cè)的溝槽型穿孔IlOt可用來(lái)舒緩基板結(jié)構(gòu)300的應(yīng)力。請(qǐng)參照?qǐng)D4A 圖4B。圖4A繪示依照本發(fā)明又一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖4B繪示圖4A的基板結(jié)構(gòu)沿4B-4B’線的剖視圖。圖4A 圖4B的實(shí)施例與圖3A 圖3B的實(shí)施例的差別在于，基板結(jié)構(gòu)400中，環(huán)狀的導(dǎo)電載板310具有一個(gè)較大開口 310c，對(duì)應(yīng)顯露一個(gè)封裝單元301，各個(gè)封裝單元301例如分為16個(gè)元件區(qū)塊303，此16個(gè)元件區(qū)塊303被介電層150 —起包覆，且四個(gè)封裝單元301的最外圍連接環(huán)狀的導(dǎo)電載板310，以避免翹曲或變形。請(qǐng)參照?qǐng)D5 圖6。圖5繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝元件的剖視圖，圖6繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝元件的剖視圖。如圖5 圖6所示，半導(dǎo)體封裝元件500/600包括導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A、導(dǎo)電載板110及半導(dǎo)體芯片560。導(dǎo)電載板110設(shè)置于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)IlOA上，導(dǎo)電載板110具有開口 IlOc以曝露第一金屬層120的上表面120a。半導(dǎo)體芯片560設(shè)置于開口 IlOc中并電連接于第一金屬層120。實(shí)施例中，半導(dǎo)體封裝元件500/600還可包括連接元件，用以電連接半導(dǎo)體芯片560至第一金屬層120。此外，半導(dǎo)體封裝元件500/600還包括封裝層(encapsulatinglayer) 570，封裝層570包覆住半導(dǎo)體芯片560及連接元件。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)IlOA的敘述如前述實(shí)施例所述，在此不再贅述。如圖5所示，連接元件例如是焊料580及柱狀凸塊590 (pillar bump)，半導(dǎo)體芯片560以焊料580及柱狀凸塊590電連接至第一金屬層120，封裝層570包覆住半導(dǎo)體芯片560、焊料580及柱狀凸塊590。此外，半導(dǎo)體封裝元件500還包括焊球575或焊膠(未繪示)，第三金屬層140的第二表面140b經(jīng)由焊球575或焊膠電連接外部元件。此外，半導(dǎo)體封裝元件500還包括底封膠(underfill) 585,用以包覆連接元件。如圖6所示,連接元件例如是接合線(bonding wire) 690,半導(dǎo)體芯片560以接合線690電連接至第一金屬層120，封裝層570包覆住半導(dǎo)體芯片560及接合線690。此外，半導(dǎo)體封裝元件600還包括焊墊(solder pad)675,第三金屬層140的第二表面140b經(jīng)由焊墊675電連接外部元件。進(jìn)一步地，需要 以刀具沿著切割線分開兩個(gè)半導(dǎo)體元件的封裝結(jié)構(gòu)，以形成單個(gè)半導(dǎo)體元件，在切割過程中移除環(huán)狀導(dǎo)電載板110 (未繪示)。請(qǐng)參照?qǐng)D7A 圖7T。圖7A 圖7T繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。請(qǐng)參照?qǐng)D7A，提供導(dǎo)電載板110。導(dǎo)電載板110的材質(zhì)如前述實(shí)施例所述，在此不
再贅述。請(qǐng)參照?qǐng)D7B 圖7D，形成第一金屬層120。實(shí)施例中，形成第一金屬層120的方式例如包括以下步驟:提供導(dǎo)電載板110 ;如圖7B所示，形成第一光致抗蝕劑層PRl于導(dǎo)電載板110上；如圖7C所示，第一光致抗蝕劑層PRl經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第一開口 710，以顯露出部分導(dǎo)電載板110 ;以及如圖7D所示，形成第一金屬層120于第一開口 710中。如此一來(lái),形成的第一金屬層120的線寬(linewidth)與線距(Iinespacing)可以達(dá)到10微米等級(jí)。另一實(shí)施例中，也可以下列方式形成第一金屬層(未繪不):形成一銅層于導(dǎo)電載板110上；形成光致抗蝕劑層于銅層上；圖案化光致抗蝕劑層以形成預(yù)定形成的第一金屬層的圖案；蝕刻曝露于光致抗蝕劑層之外的部分銅層；以及移除光致抗蝕劑層以形成第一
金屬層。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，也可視需要選用適合的制作工藝方式形成第一金屬層，并不限于上述列舉的方式。實(shí)施例中，第一開口 710例如是以蝕刻(etching)方式形成,第一金屬層120例如是以電鍍(electroplating)方式形成,第一金屬層120例如可包括銅、鎳、鈕和金的至少其中之一。第一金屬層120直接接觸導(dǎo)電載板110。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D7E 圖7G，形成第二金屬層130。實(shí)施例中，形成第二金屬層130的方式例如包括以下步驟:如圖7E所示，形成第二光致抗蝕劑層PR2于第一光致抗蝕劑層PRl及第一金屬層120上；如圖7F所示，第二光致抗蝕劑層PR2經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第二開口 720，以顯露出部分第一金屬層120 ;以及如圖7G所示，形成第二金屬層130于第二開口 720中。實(shí)施例中，如圖7F所示，各部分的第一金屬層120至少對(duì)應(yīng)到一個(gè)第二開口 720。實(shí)施例中，如圖7G所示，各部分的第一金屬層120上至少對(duì)應(yīng)設(shè)置并連接于第二金屬層130的一部分。第二金屬層130的各個(gè)部分的表面(第一表面130a和第二表面130b)例如是圓形，直徑例如是2(Γ100微米，第二金屬層130的各個(gè)部分例如是圓柱體。第二金屬層130直接接觸第一金屬層120。實(shí)施例中，第二金屬層130例如是以電鍍方式形成于第一金屬層120上，第二金屬層130例如可包括銅和鎳的至少其中之一，第二金屬層130的厚度例如20 50微米。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D7礦圖7J，形成第三金屬層140。實(shí)施例中，形成第三金屬層140的方式例如包括以下步驟:如圖7H所示，形成第三光致抗蝕劑層PR3于第二光致抗蝕劑層PR2及第二金屬層130上；如圖71所示，第三光致抗蝕劑層PR3經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第三開口 730，以顯露出第二金屬層130 ;以及如圖7J所示，形成第三金屬層140于第三開口 730中。實(shí)施例中，如圖71所示，各部分的第二金屬層130至少對(duì)應(yīng)到一個(gè)第三開口 730。第三開口 730的尺寸大于第二金屬層130的尺寸，第三開口 730曝露出第二金屬層130的整個(gè)表面130b以及部分第二光致抗蝕劑層PR2。實(shí)施例中，如圖7J所示，各部分的第二金屬層130上至少對(duì)應(yīng)設(shè)置并連接于第三金屬層140的一部分。第三金屬層140的尺寸大于第二金屬層130的尺寸，第三金屬層140覆蓋第二金屬層130的整個(gè)表面130b以及部分第二光致抗蝕劑層PR2。第三金屬層140的第一表面140a直接接觸第二金屬層130的第二表面130b,第三金屬層140的第一表面140a的面積大于第二金屬層130的第二表面130b的面積。實(shí)施例中，第三金屬層140例如是以電鍍方式形成,第三金屬層140例如可包括銅、鎳、鈀和金的至少其中之一。第三金屬層140的厚度大于或等于第二金屬層130的厚度。至此，第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140形成一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D7K，移除第一光致抗蝕劑層PR1、第二光致抗蝕劑層PR2及第三光致抗蝕劑層PR3。實(shí)施例中，例如是以蝕刻方式同時(shí)移除光致抗蝕劑層PR1、PR2和PR3。移除光致抗蝕劑層PR1、PR2和PR3之后，曝露出導(dǎo)電載板110、第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140。另一實(shí)施例中，也可以下列方式形成第二金屬層及第三金屬層(未繪示):形成第二光致抗蝕劑層于第一光致抗蝕劑層及第一金屬層上；第二光致抗蝕劑層經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第二開口，以顯露出第一金屬層；形成第三光致抗蝕劑層于第二光致抗蝕劑層上，第三光致抗蝕劑層經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第三開口，以顯露出部分第二光致抗蝕劑層及第一金屬層；以及同時(shí)形成第二金屬層及第三金屬層于第二開口及第三開口中。本實(shí)施例的制造方法與前述第7E 7J的制造方法的差別在于，形成第二光致抗蝕劑層PR2之后先不形成第二金屬層，而是直接形成第二光致抗蝕劑層PR3，此時(shí)各個(gè)第二開口 720和各個(gè)第三開口 730分別連通在一起，接著在一次性地形成第二金屬層130和第三金屬層140在連通的各個(gè)第二開口 720和第三開口 730中。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D7L 圖7N，還可形成介電層150，第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140埋設(shè)于介電層150中。實(shí)施例中，形成介電層150的方式例如包括以下步驟:如圖7L所示，設(shè)置導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A (第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140)于模具750的膜腔(cavity) 750s中；如圖7M所示，注入液態(tài)的熱固性材料150’于膜腔750s中并包覆導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A(第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140);以及如圖7N所示，固化液態(tài)的熱固性材料150’以形成介電層150。最后，移除模具750。實(shí)施例中，液態(tài)的熱固性材料150’于高溫高壓的條件下注入模具750中。實(shí)施例中，注入熱固性材料150’之前，還可對(duì)導(dǎo)電結(jié)構(gòu)100A(第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140)的表面進(jìn)行表面處理，例如是以化學(xué)方法或是等離子體，增進(jìn)其表面與介電層150之間的粘著力。相較于一般以熱壓(lamination)成型方式形成介電層，其操作壓力容易對(duì)精細(xì)的金屬結(jié)構(gòu)造成損害，本實(shí)施例中，經(jīng)由此移轉(zhuǎn)成型制作工藝(transfermoldingprocess),加熱熱固性材料150’使其液態(tài)化,接著在高溫高壓條件下以液態(tài)形式注入模具750的膜腔750s中，因此不會(huì)對(duì)第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害。再者，以液態(tài)形式注入模具750的膜腔750s中，液態(tài)的熱固性材料150’可以完整包覆第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140，并且液態(tài)的形式使得操作壓力可以很高仍不會(huì)損害結(jié)構(gòu)，因此可以利用高壓防止氣體產(chǎn)生，使得形成的介電層150與第一金屬層120、第二金屬層130及第三金屬層140之間具有良好的粘著性。此外，在高溫高壓下進(jìn)行移轉(zhuǎn)成型，使得介電層150與金屬層120、130及140之間的密封性好，在后續(xù)蝕刻制作工藝中金屬層120、130及140不會(huì)被破壞。實(shí)施例中，介電層150包括熱固性材料及二氧化硅填料。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D70，移除部分介電層150以曝露出第三金屬層140的第二表面140bο實(shí)施例中，例如是以機(jī)械研磨(mechanical grinding)或拋光(polishing)方式移除部分介電層150,第三金屬層140的第二表面140b完全曝露出來(lái)。實(shí)施例中，部分第三金屬層140也被以機(jī)械研磨或拋光方式移除，使得曝露的第二表面140b更加平整。一實(shí)施例中，也可蝕刻第三金屬層140的第二表面140b，以使第三金屬層140的第二表面140b內(nèi)凹于介電層150的下表面150b (未繪示)。接著，請(qǐng)參照?qǐng)D7P 圖7S，蝕刻導(dǎo)電載板110以形成開口 110c，開口 IlOc曝露第一金屬層120的上表面120a,且導(dǎo)電載板110具有一環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)繞開口 110c。實(shí)施例中，蝕刻導(dǎo)電載板110以形成開口 IlOc的方式例如包括以下步驟:如圖7P所示，形成第四光致抗蝕劑層PR4于導(dǎo)電載板110及介電層150上；如圖7Q所示，第四光致抗蝕劑層PR4經(jīng)圖案化而形成開口 740c，以顯露出部分導(dǎo)電載板110 ;如圖7R所示，根據(jù)圖案化第四光致抗蝕劑層PR4蝕刻導(dǎo)電載板110以形成開口 IlOc ;以及移除第四光致抗蝕劑層 PR4。實(shí)施例中，開口 IlOc曝露第一金屬層120的上表面120a以及介電層150的上表面 150a。同時(shí)，請(qǐng)參照?qǐng)D7P 圖7S，蝕刻導(dǎo)電載板110也形成至少一穿孔IlOt于導(dǎo)電載板110的環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。實(shí)施例中，蝕刻導(dǎo)電載板110以形成穿孔IlOt的方式例如包括以下步驟:如圖7P所示，形成第四光致抗蝕劑層PR4于導(dǎo)電載板110及介電層150上；如圖7Q所示，第四光致抗蝕劑層PR4經(jīng)圖案化而形成開口 740t，以顯露出部分導(dǎo)電載板110 ;如圖7R所示，根據(jù)圖案化第四光致抗蝕劑層PR4蝕刻導(dǎo)電載板110以形成開口 IlOt ;以及移除第四光致抗蝕劑層PR4。一實(shí)施例中，也可蝕刻第一金屬層120的上表面120a，以使第一金屬層120的上表面120a內(nèi)凹于介電層150的上表面150a(如圖2A所不)。
接著,請(qǐng)參照?qǐng)D7T,也可形成表面處理層(finishing layer) 760于第一金屬層120的曝露表面120a及第三金屬層140的第二表面140b。實(shí)施例中，例如是以電鍍、無(wú)電電鍍(electroless)或浸液(immersion)方式形成表面處理層760。表面處理層760可包括銅、鎳、鈀、金、銀和錫的至少其中之一。綜上所述，雖然已結(jié)合以上實(shí)施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基板結(jié)構(gòu)，包括: 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，包括: 第一金屬層; 第二金屬層，設(shè)置于該第一金屬層上；以及 第三金屬層，設(shè)置于該第二金屬層上，該第二金屬層和該第三金屬層分別具有相對(duì)的第一表面與第二表面，該第三金屬層的第一表面連接于該第二金屬層的第二表面，且該第三金屬層的第一表面的面積大于該第二金屬層的第二表面的面積。
2.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其中該第三金屬層的厚度大于或等于該第二金屬層的厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其中該第一金屬層和該第三金屬層分別包括銅、鎳、鈀和金的至少其中之一。
4.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其中該第二金屬層包括銅和鎳的至少其中之一。
5.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其中該第二金屬層的厚度為2(Γ50微米(μπι)。
6.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其中該第二金屬層的第二表面實(shí)質(zhì)上為圓形，該第二金屬層的第二表面的直徑為20 100微米。
7.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)還包括介電層，該第一金屬層、該第二金屬層及該第三金屬層埋設(shè)(embedded)于該介電層中。
8.如權(quán)利要求7所述的基板結(jié)構(gòu),其中該介電層包括一熱固性(thermoset)材料及一二氧化娃填料(silica filler)。
9.如權(quán)利要求7所述的基板結(jié)構(gòu),其中該第一金屬層的一表面曝露于該介電層之外且內(nèi)凹于該介電層的上表面。
10.如權(quán)利要求7所述的基板結(jié)構(gòu),其中該第三金屬層的第二表面曝露于該介電層之外。
11.如權(quán)利要求10所述的基板結(jié)構(gòu),其中該第三金屬層的第二表面內(nèi)凹于該介電層的下表面。
12.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu),還包括一導(dǎo)電載板(conductivecarrier),設(shè)置于該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上。
13.如權(quán)利要求12所述的基板結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電載板為一銅層或具有一銅外披覆層(Cu exterior clad layer)的復(fù)合金屬層。
14.如權(quán)利要求12所述的基板結(jié)構(gòu),其中該導(dǎo)電載板具有開口(opening),以曝露該第一金屬層的一表面，該導(dǎo)電載板具有一環(huán)形結(jié)構(gòu)并環(huán)繞該開口。
15.如權(quán)利要求14所述的基板結(jié)構(gòu),其中該導(dǎo)電載板具有至少一穿孔(throughhole)形成于該環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
16.一種半導(dǎo)體封裝元件，包括: 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，包括: 第一金屬層; 第二金屬層，設(shè)置于該第一金屬層上；以及 第三金屬層，設(shè)置于該第二金屬層上，該第二金屬層和該第三金屬層分別具有相對(duì)的第一表面與第二表面，該第三金屬層的第一表面連接于該第二金屬層的第二表面，且該第三金屬層的第一表面的面積大于該第二金屬層的第二表面的面積；以及半導(dǎo)體芯片，設(shè)置于該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)上并電連接于該第一金屬層。
17.—種基板結(jié)構(gòu)的制造方法，包括: 提供一導(dǎo)電載板； 形成一第一金屬層于該導(dǎo)電載板上； 形成一第二金屬層于該第一金屬層上；以及 形成一第三金屬層于該第二金屬層上，該第二金屬層和該第三金屬層分別具有相對(duì)的第一表面與第二表面，該第三金屬層的第一表面連接于該第二金屬層的第二表面，且該第三金屬層的第一表面的面積大于該第二金屬層的第二表面的面積，該第一金屬層、該第二金屬層及該第三金屬層形成一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第二金屬層包括銅和鎳的至少其中之一。
19.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第二金屬層的厚度為2(Γ50微米。
20.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第二金屬層的第二表面實(shí)質(zhì)上為圓形，該第二表面的直徑為2(Γ100微米。
21.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第三金屬層的厚度大于或等于該第二金屬層的厚度。
22.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第一金屬層和該第三金屬層分別包括銅、鎳、鈀和金的至少其中之一。
23.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中以電鍍方式形成該第一金屬層、該第二金屬層及該第三金屬層。
24.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該第一金屬層的步驟包括: 形成一第一光致抗蝕劑層于該導(dǎo)電載板上，該第一光致抗蝕劑層經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第一開口，以顯露出部分該導(dǎo)電載板；以及形成該第一金屬層于該些第一開口中。
25.如權(quán)利要求24所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該第二金屬層的步驟包括: 形成一第二光致抗蝕劑層于該第一光致抗蝕劑層及該第一金屬層上，該第二光致抗蝕劑層經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第二開口，以顯露出部分該第一金屬層； 形成該第二金屬層于該些第二開口中。
26.如權(quán)利要求25所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該第三金屬層的步驟包括: 形成一第三光致抗蝕劑層于該第二光致抗蝕劑層及該第二金屬層上，該第三光致抗蝕劑層經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第三開口，以顯露出該第二金屬層； 形成該第三金屬層于該些第三開口中。
27.如權(quán)利要求26所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 移除該第一光致抗蝕劑層、該第二光致抗蝕劑層及該第三光致抗蝕劑層。
28.如權(quán)利要求24所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該第二金屬層及該第三金屬層的步驟包括: 形成一第二光致抗蝕劑層于該第一光致抗蝕劑層及該第一金屬層上，該第二光致抗蝕劑層經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第二開口，以顯露出該第一金屬層； 形成一第三光致抗蝕劑層于該第二光致抗蝕劑層上，該第三光致抗蝕劑層經(jīng)圖案化而形成多個(gè)第三開口，以顯露出部分第二光致抗蝕劑層及該第一金屬層；以及 同時(shí)形成該第二金屬層及該第三金屬層于該些第二開口及該些第三開口中。
29.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 形成一介電層，該第一金屬層、該第二金屬層及該第三金屬層埋設(shè)于該介電層中。
30.如權(quán)利要求29所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該介電層包括一熱固性材料及一二氧化硅填料。
31.如權(quán)利要求29所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中形成該介電層的步驟包括: 設(shè)置該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)于一模具的一膜腔(cavity)中； 注入一液態(tài)的熱固性材料于該膜腔中并包覆該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)；以及 固化該液態(tài)的熱固性材料以形成該介電層。
32.如權(quán)利要求29所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 移除部分該介電層 以曝露出該第三金屬層的第二表面。
33.如權(quán)利要求29所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 蝕刻該第三金屬層的第二表面，以使該第三金屬層的第二表面內(nèi)凹于該介電層的下表面。
34.如權(quán)利要求29所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 蝕刻該第一金屬層的一表面，以使該第一金屬層的該表面內(nèi)凹于該介電層的上表面。
35.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該導(dǎo)電載板為一銅層或具有一銅外披覆層的復(fù)合金屬層。
36.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 蝕刻該導(dǎo)電載板以形成一開口，該開口曝露該第一金屬層的一表面，該導(dǎo)電載板具有一環(huán)形結(jié)構(gòu)并環(huán)繞該開口。
37.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 蝕刻該導(dǎo)電載板以形成至少一穿孔于該環(huán)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
38.如權(quán)利要求17所述的基板結(jié)構(gòu)的制造方法，還包括: 形成一表面處理層(finishing layer)于該第一金屬層的一曝露表面及該第三金屬層的第二表面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基板結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體封裝元件及基板結(jié)構(gòu)的制造方法?；褰Y(jié)構(gòu)包括一導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包括一第一金屬層、一第二金屬層以及一第三金屬層。第二金屬層設(shè)置于第一金屬層上，第三金屬層設(shè)置于第二金屬層上。第二金屬層和第三金屬層分別具有相對(duì)的一第一表面與一第二表面，第三金屬層的第一表面連接于第二金屬層的第二表面，且第三金屬層的第一表面的面積大于第二金屬層的第二表面的面積。
文檔編號(hào)H01L21/48GK103137570SQ20121050071
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者周輝星, 林少雄 申請(qǐng)人:先進(jìn)封裝技術(shù)私人有限公司