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集成電路封裝體及封裝基板的制作方法

文檔序號:11017131閱讀:378來源:國知局
集成電路封裝體及封裝基板的制作方法
【專利摘要】本實用新型是關(guān)于集成電路封裝體及封裝基板。根據(jù)本實用新型的一實施例,一封裝基板包含:第一線路層、介電層,及至少一導(dǎo)通孔。該第一線路層具有相對的上表面與下表面。該介電層設(shè)置于該第一線路層的上方。第二線路層設(shè)置于該介電層的上表面。該至少一導(dǎo)通孔貫穿該第二線路層、該介電層至該第一線路層,且該至少一導(dǎo)通孔的底面與該第一線路層的下表面在同一平面上。本實用新型實施例提供的集成電路封裝體及封裝基板相較于現(xiàn)有技術(shù)具有填充效果好、填充金屬與線路層結(jié)合緊密等優(yōu)點,可大幅度提高產(chǎn)品的可靠性。
【專利說明】
集成電路封裝體及封裝基板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型是關(guān)于半導(dǎo)體領(lǐng)域技術(shù),特別是關(guān)于集成電路封裝體及集成電路封裝體所使用的封裝基板。
【背景技術(shù)】
[0002]在封裝基板中,不同線路層之間通過內(nèi)置的導(dǎo)通孔實現(xiàn)連接。通常,制造導(dǎo)通孔需先在封裝基板上以機(jī)械或激光鉆孔方式形成孔洞,然后再以金屬填充該孔洞。其中,相較于機(jī)械鉆孔,使用激光鉆孔形成導(dǎo)通孔具有諸多優(yōu)點,如孔徑小、密度高、加工速度快速且精密度高等,并可有效避免漏鉆、斷鉆針等缺點。鑒于此,激光鉆孔已成為制造封裝基板上導(dǎo)通孔的主流技術(shù)手段。
[0003]具體的,在實際生產(chǎn)中由開孔形成的導(dǎo)通孔較為簡單,而由盲孔形成的導(dǎo)通孔則常較復(fù)雜。目前常見的制造封裝基板上由盲孔形成的導(dǎo)通孔的方法是:先制造下層的線路層,其通常是由銅箔加工而成;將該下層的線路層與介電層、上層銅箔依次壓合;然后以高能量密度的激光光束照射封裝基板的表面,使上層銅箔、介電層的材料汽化而形成孔洞,即以激光鉆孔形成自頂層銅箔貫穿介電層至該下層的線路層的上表面的盲孔;接著再以電鍍方式使金屬材料,如銅填充該盲孔進(jìn)而得到想要的導(dǎo)通孔。然而該方法存有若干問題:其一是,電鍍方式填充的銅與下層的線路層的銅的結(jié)合力較弱;其二是,由于激光鉆孔存在能量衰減的特性,同時需保證下層的線路層的銅不會被貫穿,因而激光到達(dá)盲孔底部的能量較小,使得形成的導(dǎo)通孔的底部易呈現(xiàn)兩側(cè)上揚(yáng)的弧形。相應(yīng)的導(dǎo)通孔的底部與下層的線路層表面接觸面積很小,且兩者的接觸邊緣部分在后期產(chǎn)品經(jīng)熱測試時容易產(chǎn)生裂痕,進(jìn)一步影響產(chǎn)品的可靠性。
[0004]解決上述問題的方法之一是加大激光能量將下層的線路層的銅箔穿透而至下層的介電層,導(dǎo)通孔底部形成夾爪形確保與下層的線路層之間的接觸,從而可避免熱測試產(chǎn)生的裂痕問題帶來的影響。然而,導(dǎo)通孔穿透下層的線路層而至下層介電層同時意味著導(dǎo)通孔深度加深,因而引發(fā)盲孔難以填充的問題,亦或盲孔難以填滿亦或過度填充。
[0005]因而,業(yè)內(nèi)對于封裝基板,特別是其上導(dǎo)通孔的制造技術(shù)仍在尋求不斷改進(jìn),以確保封裝基板及后續(xù)集成電路封裝體的質(zhì)量。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的之一在于提供一種封裝基板,其在使用激光鉆孔的同時可獲得高品質(zhì)的導(dǎo)通孔填充質(zhì)量,有效避免導(dǎo)通孔填充材料與下層的線路層之間的接觸裂痕問題。
[0007]此外,本實用新型的另一目的是提供使用該封裝基板的集成電路封裝體。
[0008]根據(jù)本實用新型的一實施例,一封裝基板包含:第一線路層、介電層,及至少一導(dǎo)通孔。該第一線路層具有相對的上表面與下表面。該介電層設(shè)置于該第一線路層的上方。第二線路層設(shè)置于該介電層的上表面。該至少一導(dǎo)通孔貫穿該第二線路層、該介電層至該第一線路層,且該至少一導(dǎo)通孔的底面與該第一線路層的下表面在同一平面上。
[0009]在本實用新型的另一實施例中,介電層設(shè)置于第一線路層的上表面上。而在本實用新型的又一實施例中,第一線路層內(nèi)埋于該介電層的底部,且第一線路層的下表面與介電層的下表面在同一平面上。該第一線路層設(shè)置于載板上或基板層上。該至少一導(dǎo)通孔位于該第一線路層內(nèi)部分的側(cè)壁向該第一線路層側(cè)凸起。其中該第一線路層的厚度為3-1Oum,優(yōu)選為5um。
[0010]本實用新型的又一實施例還提供了使用上述封裝基板制造的集成電路封裝體。
[0011]本實用新型實施例提供的集成電路封裝體及封裝基板相較于現(xiàn)有技術(shù)具有填充效果好、填充金屬與線路層結(jié)合緊密等優(yōu)點,可大幅度提高產(chǎn)品的可靠性。
【附圖說明】

[0012]圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的封裝基板的剖面?zhèn)纫晥D
[0013]圖2所示是根據(jù)本實用新型另一實施例的封裝基板的剖面?zhèn)纫晥D
[0014]圖3a_3f所示是根據(jù)本實用新型一實施例的封裝基板的制造方法,其可用于制造圖1所示實施例的封裝基板
[0015]圖4a_4c所示是根據(jù)本實用新型另一實施例的封裝基板的制造方法,其例示形成具有更多層導(dǎo)通孔結(jié)構(gòu)的封裝基板
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述是用作本實用新型優(yōu)選實施例的描述,而非用于呈現(xiàn)本實用新型可能被實施的僅有方式??衫斫獾氖牵善渌鼘嵤├@得的相同或等同的功能應(yīng)被涵蓋在本實用新型的精神和范圍內(nèi)。
[0017]目前業(yè)內(nèi)在制造封裝基板時,經(jīng)常會遇到導(dǎo)通孔底部與下層的線路層接觸不良的情況,導(dǎo)致后續(xù)的集成電路封裝體易出現(xiàn)可靠性問題。雖經(jīng)若干嘗試與改進(jìn),然仍有或多或少的問題,無法取得令人滿意的效果。本實用新型實施例提供的封裝基板及其制造方法,及使用該封裝基板制造的集成電路封裝體則可有效解決上述冋題,大幅度提尚廣品可靠性。
[0018]圖1所示是根據(jù)本實用新型一實施例的封裝基板10的剖面?zhèn)纫晥D。
[0019]由圖1可見,該封裝基板10包含第一線路層11、介電層13、第二線路層15及至少一導(dǎo)通孔17,其中第一線路層11、介電層13、第二線路層15依次堆疊設(shè)置。該第一線路層11設(shè)置于載板12上,具有相對的上表面110與下表面112。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所應(yīng)理解的,該載板12在后續(xù)制造集成電路封裝體(未圖示)時會被移除;而且在其它實施例中該載板12也可由基板替換。該介電層13設(shè)置于該第一線路層11的上方,第一線路層11可內(nèi)埋于該介電層13的底部,第一線路層11的下表面110與介電層13的下表面在同一平面上。而該第二線路層15則設(shè)置于該介電層13的上表面130。至少一導(dǎo)通孔17貫穿該第二線路層15、該介電層13至該第一線路層11,且該至少一導(dǎo)通孔17的底面170與該第一線路層11的下表面112在同一平面上。以上述方式設(shè)置的導(dǎo)通孔結(jié)構(gòu)增加了導(dǎo)通孔17與載板或基板材料、以及第一線路層側(cè)壁的結(jié)合面積,可有效提高導(dǎo)通孔17與第一線路層11的側(cè)壁的結(jié)合強(qiáng)度,避免導(dǎo)通孔17與第一線路層11之間的接觸裂痕問題。
[0020]此外,由局部放大圖可看出,各導(dǎo)通孔17位于該第一線路層11內(nèi)部分的側(cè)壁172向該第一線路層11側(cè)凸起,可有效提高防裂效果。
[0021]圖2所示是根據(jù)本實用新型另一實施例的封裝基板10的剖面?zhèn)纫晥D。
[0022]類似于圖1,圖2所示實施例中的封裝基板10包含第一線路層11、介電層13、第二線路層15及至少一導(dǎo)通孔17。其中第一線路層11、介電層13、第二線路層15依次堆疊設(shè)置,介電層13位于第一線路層11的上表面110上,而該至少一導(dǎo)通孔17自該第二線路層15的上表面150貫穿該介電層13直至該第一線路層11的底面112,以使得該至少一導(dǎo)通孔17的底面170與該第一線路層11的下表面112在同一平面上。不同于圖1所示實施例,該第一線路層11內(nèi)埋于無需移除的基板層14上,而非設(shè)置于載板或基板12上。
[0023]以下結(jié)合本實用新型實施例提供的封裝基板10的制造方法對本實用新型實施例提供的封裝基板10的制造及結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的說明。
[0024]圖3a_3f所示是根據(jù)本實用新型一實施例的封裝基板10的制造方法,其可用于制造圖1所示實施例的封裝基板10。
[0025]如圖3a所示,首先提供可供壓合的第一線路層11、介電層13和第二銅層19。該第一線路層11可形成于一載板或基板12上,其厚度可為3um至10um,例如本實施例中可選擇為5um。這主要是考慮到后續(xù)的鉆孔、蝕刻工藝和導(dǎo)通孔的深度等因素綜合決定。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的,線路層是由銅箔經(jīng)多步工藝處理形成。如果第一線路層11的厚度太薄則在激光鉆孔時存在被打穿的風(fēng)險;而太厚又不利于后續(xù)的導(dǎo)通孔17蝕刻處理,且形成的導(dǎo)通孔17過深也會增加填充的難度。第二銅層19為一銅箔,其厚度可選為3um至5um。為有助于后續(xù)的激光處理,第二銅層19的表面可經(jīng)黑色氧化處理以更好的吸收激光的能量。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的,對于復(fù)雜的多層導(dǎo)通孔17結(jié)構(gòu),第二銅層19亦有可能被作為導(dǎo)通孔17的下層線路層結(jié)構(gòu),此時其厚度的選擇則需綜合考慮前述第一線路層11的厚度選擇因素。
[0026]如圖3b所示,將該第一線路層11、該介電層13和該第二銅層19由下至上依次堆疊壓合,即第一線路層11及其載板或基板12位于下方、介電層13位于中間,而第二銅層19則位于上方。
[0027]如圖3c所示,可使用激光鉆孔等鉆孔方式形成自該第二銅層19的上表面190貫穿該介電層13至該第一線路層11中的至少一導(dǎo)通孔17的孔洞174,其中該至少一導(dǎo)通孔17的孔洞174的底面170位于該第一線路層11的下表面112上方,即孔洞174為盲孔,此時鉆孔深度僅達(dá)到第一線路層11的中間部分,并未貫穿至第一線路層11的底面112。各導(dǎo)通孔17的底部對應(yīng)在第一線路層11上殘留的銅,即各孔洞174的底面170下方的第一線路層部分將由后續(xù)的蝕刻工藝去除。因而,在鉆孔之前,可在第二銅層19的上表面190上形成一層保護(hù)層18,如常見的干膜等樹脂類材料,此舉可有效避免后續(xù)蝕刻工藝對第二銅層19的影響。此外,為保證鉆孔得到的孔洞174的內(nèi)壁光滑平整,在初步鉆孔之后可以進(jìn)一步做去膠渣(De-smear)處理。
[0028]接著可實施蝕刻工藝以進(jìn)一步得到想要的導(dǎo)通孔深度和形狀。如圖3d所示,蝕刻去除該至少一導(dǎo)通孔17的孔洞174的底面170下方的第一線路層11部分,直至該至少一導(dǎo)通孔17的孔洞174的底面170與該第一線路層11的下表面112在同一平面,即各導(dǎo)通孔17的孔洞174底部對應(yīng)在第一線路層11上殘留的銅完全被蝕刻掉而露出該第一線路層11下面的材料,如載板或基板12的介電材料。
[0029]蝕刻后可去除第二銅層19上的保護(hù)層18,之后可用金屬材料176,如最常使用的銅填充該至少一導(dǎo)通孔17的孔洞174而得到如圖3e所示的至少一導(dǎo)通孔17。具體的,可先使用真空濺鍍或化學(xué)沉積等方式在該第二銅層19的上表面190及該至少一導(dǎo)通孔17的孔洞174內(nèi)形成金屬鍍層以便于后續(xù)電鍍操作,此后便可以電鍍方式繼續(xù)以金屬材料176填滿該至少一導(dǎo)通孔17的孔洞174。這主要是鑒于成本和時效考慮,真空濺鍍或化學(xué)沉積形成金屬鍍層成本高且耗時長,故可先形成很薄的金屬鍍層提供電鍍條件,由于該金屬鍍層會與后期的電鍍金屬層融合在一起,故此處不單獨標(biāo)出。相較而言,電鍍的方式則有高效、低成本的優(yōu)點,因而可勝任大量、快速填充的需求。盲孔底部第一線路層蝕刻后從底部開始電鍍填孔,增加了導(dǎo)通孔與載板或基板材料以及線路側(cè)壁的結(jié)合面積,可有效提高導(dǎo)通孔與第一線路層側(cè)壁的結(jié)合強(qiáng)度,避免導(dǎo)通孔與第一線路層之間的接觸裂痕問題。
[0030]此外,如前述圖1所示,由于蝕刻制程中會對各導(dǎo)通孔17的孔洞174兩側(cè)的第一線路層11有影響,故蝕刻后形成的孔洞174底部會向第一線路層11略微凸伸。如此,在以金屬材料176填充導(dǎo)通孔17的孔洞174后,導(dǎo)通孔17底部填充的金屬材料176亦會向第一線路層11側(cè)略微凸伸,并產(chǎn)生細(xì)微分界線,如此可進(jìn)一步起到增加防裂的效果。
[0031]如圖3f所示,在形成導(dǎo)通孔17之后,即可將第二銅層19(此處,其包含填充導(dǎo)電孔17的孔洞174時形成的金屬材料176,下同)形成第二線路層15。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的,這一制程可包含在第二銅層19上壓干膜、曝光顯影、蝕刻等。
[0032]類似的,后續(xù)可視需要采用常規(guī)的方法繼續(xù)形成線路保護(hù)層21、形成金手指或焊墊保護(hù)層等,從而最終得到圖1所示的封裝基板10。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所應(yīng)理解的,上述步驟僅示范了封裝基板制程中涉及導(dǎo)通孔17的主要處理步驟,在封裝基板10的生產(chǎn)中層結(jié)構(gòu),如第一線路層U、介電層13、第二線路層15等自身或相互間的組分、連接關(guān)系會應(yīng)具體的設(shè)計要求有些許調(diào)整,但并不影響上述導(dǎo)通孔17形成的制程本質(zhì)。
[0033]圖2所示的封裝基板10可由上述制造方法得到,不同之處僅在于第一線路層11是內(nèi)埋于基板層14上而非載板或基板12上。當(dāng)然,本領(lǐng)域技術(shù)人員還可基于上述實施例的教示和啟示將本實用新型應(yīng)用于更復(fù)雜的封裝基板10和集成電路封裝體,如在形成第二線路層17后重復(fù)圖3a-3f步驟,可得到具有更多層導(dǎo)通孔17結(jié)構(gòu)的封裝基板10。
[0034]圖4a_4c所示是根據(jù)本實用新型另一實施例的封裝基板40的制造方法,其例示形成具有更多層導(dǎo)通孔17結(jié)構(gòu)的封裝基板40。
[0035]在本實施例中,首先制造形成于基板層14的第一線路層41。如圖4a所示,將單獨的底部銅層420、底部介電層422和第一銅層423壓合在一起形成覆銅板,或可直接提供將底部銅層420、底部介電層422和第一銅層423壓合在一起的覆銅板。然后,如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的,進(jìn)行鉆孔、鍍銅等形成底層導(dǎo)通孔424。本實施例中,底層導(dǎo)通孔424的鉆孔僅涉及通孔而非盲孔,故不必考慮前述因鉆盲孔導(dǎo)致的問題。接著可經(jīng)蝕刻第一銅層410(如上述,此時其上會沉積填充導(dǎo)通孔424時使用的金屬)等形成第一線路層41、經(jīng)蝕刻底部銅層420(類似的,其上會沉積填充導(dǎo)通孔424時使用的金屬)等形成外部引腳42等。
[0036]如圖4b所示,類似于圖3a_3所示實施例的封裝基板10制造方法,在形成于基板層14上的第一線路層41的基礎(chǔ)上形成第一層導(dǎo)通孔結(jié)構(gòu)。
[0037]簡言之,在第一線路層41的基礎(chǔ)上層疊壓合第一介電層43、第二銅層49。可在第二銅層49的上表面上形成一層保護(hù)層,如常見的干膜等樹脂類材料,接著可使用激光鉆孔等鉆孔方式形成自該第二銅層49的上表面貫穿該介電層43至該第一線路層41中的至少一導(dǎo)通孔47的孔洞。此時鉆孔深度僅達(dá)到第一線路層41的中間部分,并未貫穿至第一線路層41的底面。各導(dǎo)通孔47的底部對應(yīng)在第一線路層41上殘留的銅,即各孔洞的底面下方的第一線路層部分將由后續(xù)的蝕刻工藝去除。為保證鉆孔得到的孔洞的內(nèi)壁光滑平整,在初步鉆孔之后可以進(jìn)一步做去膠渣處理。接著可蝕刻去除該導(dǎo)通孔47的孔洞的底面下方的第一線路層41部分,直至各導(dǎo)通孔47的孔洞底部對應(yīng)在第一線路層41上殘留的銅完全被蝕刻掉而露出該第一線路層41下面的材料,即基板層14的底部介電層422的材料。蝕刻后即可去除第二銅層49上的保護(hù)層,之后可先使用真空濺鍍或化學(xué)沉積等方式在該第二銅層49的上表面及該至少一導(dǎo)通孔47的孔洞內(nèi)形成金屬鍍層以便于后續(xù)電鍍操作,此后便可以電鍍方式繼續(xù)以金屬材料176填滿該至少一導(dǎo)通孔47的孔洞而得到完整的導(dǎo)通孔結(jié)構(gòu)。在形成導(dǎo)通孔47之后,即可在第二銅層49(此處,其包含填充導(dǎo)電孔47的孔洞時形成的金屬材料176,下同)上壓干膜、曝光顯影、蝕刻等而將第二銅層49形成第二線路層45,從而得到如圖4c所示的封裝基板40結(jié)構(gòu)。
[0038]此后如還需要增加導(dǎo)通孔結(jié)構(gòu),則可進(jìn)一步在第二線路層45的基礎(chǔ)上重復(fù)上述壓合、鉆孔、蝕刻、填充等步驟直至達(dá)到想要的結(jié)構(gòu)層數(shù)。
[0039]本實用新型實施例提供的集成電路封裝體使用上述封裝基板制成,鑒于封裝基板上導(dǎo)通孔的諸多優(yōu)點,該集成電路封裝體相較于現(xiàn)有產(chǎn)品可大幅度提高產(chǎn)品可靠性。
[0040]本實用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已揭示如上,然而熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于本實用新型的教示及揭示而作種種不背離本實用新型精神的替換及修飾。因此,本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容,而應(yīng)包括各種不背離本實用新型的替換及修飾,并為本專利申請權(quán)利要求書所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種封裝基板,其包含: 第一線路層,具有相對的上表面與下表面; 介電層,設(shè)置于所述第一線路層的上方; 第二線路層,設(shè)置于所述介電層的上表面;及 至少一導(dǎo)通孔,所述至少一導(dǎo)通孔貫穿所述第二線路層、所述介電層至所述第一線路層; 其特征在于所述至少一導(dǎo)通孔的底面與所述第一線路層的下表面在同一平面上。2.如權(quán)利要求1所述的封裝基板,其特征在于所述第一線路層設(shè)置于載板、基板或基板層上。3.如權(quán)利要求1所述的封裝基板,其特征在于所述介電層設(shè)置于所述第一線路層的上表面上;或所述第一線路層內(nèi)埋于所述介電層底部,且所述第一線路層的下表面與所述介電層的下表面在同一平面上。4.如權(quán)利要求1所述的封裝基板,其特征在于所述至少一導(dǎo)通孔位于所述第一線路層內(nèi)部分的側(cè)壁向所述第一線路層側(cè)凸起。5.如權(quán)利要求1所述的封裝基板,其特征在于所述第一線路層的厚度為3-lOum。6.如權(quán)利要求5所述的封裝基板,其特征在于所述第一線路層的厚度為5um。7.—種集成電路封裝體,其使用的封裝基板是根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的封裝基板。
【文檔編號】H01L23/528GK205723526SQ201620622708
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】彭煜靖
【申請人】日月光半導(dǎo)體(上海)有限公司
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