具有平衡的金屬密度和阻焊層密度的襯底設(shè)計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的來說涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及具有平衡的金屬密度和阻焊層密度的襯底設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]銅柱導(dǎo)線直連(BOT)結(jié)構(gòu)用于倒裝芯片的封裝，其中金屬凸塊直接地接合至封裝襯底中的窄金屬跡線上，而不是接合至比相應(yīng)的連接金屬跡線具有更大尺寸的金屬焊盤上。BOT結(jié)構(gòu)需要的芯片面積更小，并且BOT結(jié)構(gòu)的制造成本低廉。傳統(tǒng)的BOT結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)的基于金屬焊盤的接合結(jié)構(gòu)相同的可靠性。在標(biāo)準(zhǔn)的BOT結(jié)構(gòu)中，器件管芯的銅凸塊的表面上形成有焊料區(qū)。該焊料區(qū)將銅凸塊接合至封裝襯底中的金屬跡線。焊料區(qū)與金屬跡線的頂面和側(cè)壁接觸，因此形成BOT結(jié)構(gòu)。
[0003]由于現(xiàn)有的BOT結(jié)構(gòu)具有非常小的間隔，所以可能發(fā)生橋接，即一個(gè)BOT接合結(jié)構(gòu)的焊料區(qū)橋接至相鄰的金屬跡線。具體地，由于BOT結(jié)構(gòu)在外圍區(qū)域中具有高密度，所以封裝件的外圍區(qū)域中的BOT結(jié)構(gòu)更可能發(fā)生橋接。此外，在外圍區(qū)域中，BOT結(jié)構(gòu)距離相應(yīng)的封裝件的中心更遠(yuǎn)。因此，在用于形成BOT結(jié)構(gòu)的回流工藝期間，由金屬跡線的熱膨脹引起的BOT結(jié)構(gòu)的移位比在鄰近相應(yīng)的封裝件的中心的區(qū)域中的BOT結(jié)構(gòu)的移位更加顯著。因此，更可能發(fā)生橋接。BOT結(jié)構(gòu)的移位可由封裝襯底的翹曲引起。此外，在BOT結(jié)構(gòu)中，金屬跡線較薄，并且用于BOT結(jié)構(gòu)的焊料的體積小。當(dāng)出現(xiàn)翹曲時(shí)，也可能出現(xiàn)不良的焊料連接(solder joint)。焊料橋接和不良的焊料連接均引起封裝工藝的組裝成品率的下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種封裝件，包括:封裝襯底，該封裝襯底包括:中間層，選自由核心和中間金屬層組成的組；頂部金屬層，覆蓋在中間層上面，其中，覆蓋在中間層上面的所有金屬層具有第一總金屬密度，第一總金屬密度等于位于中間層上方的所有金屬層的所有密度的總和；和底部金屬層，位于中間層下面，其中，位于中間層下面的所有金屬層具有第二總金屬密度，第二總金屬密度等于位于中間層下面的所有金屬層的所有密度的總和，并且第一總金屬密度和第二總金屬密度之差的絕對(duì)值小于約0.1。
[0005]在該封裝件中，中間層是核心層，包括:介電層；以及導(dǎo)電管，穿透介電層，其中，頂部金屬層通過導(dǎo)電管電連接至底部金屬層。
[0006]在該封裝件中，中間層包括金屬層。
[0007]該封裝件還包括:第一阻焊層，包括與頂部金屬層平齊的第一部分，其中，第一阻焊層具有第一阻焊層密度；以及第二阻焊層，包括與底部金屬層平齊的第一部分，其中，第二阻焊層具有第二阻焊層密度，并且第一阻焊層密度與第二阻焊層密度之差的絕對(duì)值小于約 0.5。
[0008]在該封裝件中，第一阻焊層包括覆蓋頂部金屬層中的部分第一金屬部件的第二部分，并且第二阻焊層包括與底部金屬層中的部分第二金屬部件重疊的第二部分。
[0009]該封裝件還包括:器件管芯；以及焊料區(qū)，通過銅柱導(dǎo)線直連(BOT)接合將頂部金屬層中的金屬跡線接合至器件管芯，每個(gè)焊料區(qū)均與頂部金屬層中的一個(gè)金屬跡線的頂面和相對(duì)的側(cè)壁接觸。
[0010]在該封裝件中，位于中間層上方的所有金屬層的總數(shù)等于位于中間層下面的所有金屬層的總數(shù)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種封裝件，包括:封裝襯底，該封裝襯底包括:核心；頂部金屬層，覆蓋在核心上面；底部金屬層，位于核心下面；第一阻焊層，包括與頂部金屬層平齊的第一部分，第一阻焊層具有第一阻焊層密度；和第二阻焊層，包括與底部金屬層平齊的第一部分，第二阻焊層具有第二阻焊層密度，并且第一阻焊層密度與第二阻焊層密度之差的絕對(duì)值小于約0.5。
[0012]在該封裝件中，核心包括:介電層；以及導(dǎo)電管，穿透介電層，其中，頂部金屬層通過導(dǎo)電管電連接至底部金屬層。
[0013]在該封裝件中，覆蓋在核心上面的所有金屬層具有第一總金屬密度，第一總金屬密度等于位于核心上方的所有金屬層的所有密度的總和，并且位于核心下面的所有金屬層具有第二總金屬密度，第二總金屬密度等于位于核心下面的所有金屬層的所有密度的總和，并且第一總金屬密度和第二總金屬密度之差的絕對(duì)值小于約0.1。
[0014]在該封裝件中，位于核心上方的所有金屬層的總數(shù)等于位于核心下面的所有金屬層的總數(shù)。
[0015]在該封裝件中，第一阻焊層包括覆蓋頂部金屬層中的部分金屬部件的第二部分，第二阻焊層包括與底部金屬層中的部分第二金屬部件重疊的第二部分。
[0016]該封裝件還包括:器件管芯；以及焊料區(qū)，通過銅柱導(dǎo)線直連(BOT)接合將頂部金屬層中的金屬跡線接合至器件管芯，每個(gè)焊料區(qū)均與頂部金屬層中的一個(gè)金屬跡線的頂面和相對(duì)的側(cè)壁接觸。
[0017]在該封裝件中，第一阻焊層和第二阻焊層中的一個(gè)包括環(huán)氧樹脂、硬化劑、顏料、填充物和溶劑，環(huán)氧樹脂包括鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂或雙酚A 二縮水甘油醚(DGEBA)型環(huán)氧樹脂，硬化劑的活性成分包括選自咪唑和三聚氰胺的胺類化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，并且溶劑包括乙二醇。
[0018]在該封裝件中，第一阻焊層的底面與頂部金屬層的底面共面，并且第二阻焊層的頂面與底部金屬層的頂面共面。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種封裝件，包括封裝襯底，該封裝襯底包括核心，該核心包括介電層和穿透該介電層導(dǎo)電管。該封裝襯底還包括:第一金屬層，位于核心上方，第一金屬層具有第一金屬密度；頂部金屬層，覆蓋在第一金屬層上面，頂部金屬層具有第二金屬密度；第二金屬層，位于核心下面，第二金屬層具有第三金屬密度；底部金屬層，位于第二金屬層下面，底部金屬層具有第四金屬密度，并且第一金屬密度與第二金屬密度的第一總和減去第三金屬密度與第四金屬密度的第二總和得到的絕對(duì)值小于約0.1 ;第一阻焊層，包括與頂部金屬層平齊的第一部分，第一阻焊層具有第一阻焊層密度；以及第二阻焊層，包括與頂部金屬層平齊的第一部分，第二阻焊層具有第二阻焊層密度，并且第一阻焊層密度與第二阻焊層密度之差的絕對(duì)值小于約0.5。
[0020]在該封裝件中，頂部金屬層與第一金屬層之間未設(shè)置額外的金屬層，底部金屬層與第二金屬層之間未設(shè)置額外的金屬層。
[0021]該封裝件還包括:器件管芯；以及焊料區(qū)，通過銅柱導(dǎo)線直連(BOT)接合將頂部金屬層中的金屬跡線接合至器件管芯，每個(gè)焊料區(qū)均與頂部金屬層中的一個(gè)金屬跡線的頂面和相對(duì)的側(cè)壁接觸。
[0022]該封裝件還包括:焊料球，該焊料球附接至底部金屬層中的金屬焊盤。
[0023]在該封裝件中，第一阻焊層和第二阻焊層包括環(huán)氧樹脂、硬化劑、顏料、填充物和溶劑，環(huán)氧樹脂包括鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹脂、酚醛環(huán)氧樹脂或雙酚A 二縮水甘油醚(DGEBA)型環(huán)氧樹脂，硬化劑的活性成分包括選自咪唑和三聚氰胺的胺類化合物的反應(yīng)產(chǎn)物，并且溶劑包括乙二醇。
【附圖說明】
[0024]為了更完整地理解實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將結(jié)合附圖參考以下說明，在附圖中:
[0025]圖1示出了根據(jù)一些示例性實(shí)施例的封裝襯底的截面圖，其中，封裝襯底包括核心;
[0026]圖2示出了根據(jù)一些可選的示例性實(shí)施例的通過銅柱導(dǎo)線直連(BOT)接合將封裝部件接合至封裝襯底；以及
[0027]圖3示出了根據(jù)一些可選的示例性實(shí)施例的通過BOT接合將封裝部件接合至無核的封裝襯底。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面詳細(xì)地討論本發(fā)明的實(shí)施例的制造與使用。然而，應(yīng)該理解，這些實(shí)施例提供了很多可以在各種具體環(huán)境中實(shí)現(xiàn)的可應(yīng)用的概念。所討論的具體實(shí)施例僅僅是示例性的，而不用于限制本公開的范圍。
[0029]根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例，提供了封裝襯底和封裝件銅柱導(dǎo)線直連(BOT)接合。說明書中討論了實(shí)施例的變型?？v觀各個(gè)視圖和示出的實(shí)施例，相同的參考標(biāo)號(hào)用于表示相同的元件。
[0030]圖1示出了封裝襯底20的截面圖。封裝襯底20可包括核心24和形成在核心24相對(duì)兩側(cè)上的金屬層。根據(jù)一些實(shí)施例，位于核心24上方的金屬層的數(shù)量等于位于核心24下方的金屬層的數(shù)量。貫穿整個(gè)說明書，術(shù)語“金屬層”指的是所有金屬部件的集合，包括但不限于在相同層級(jí)上的金屬跡線和金屬焊盤。同一金屬層中的金屬部件的相應(yīng)的各部分/各層由具有相同成分的相同材料形成。例如，金屬層中的所有金屬部件可包括銅，或銅層和位于銅層上方的鎳層。在如圖1所示的一些示例性實(shí)施例中，封裝襯底20包括覆蓋核心24的金屬層L2和在金屬層L2上方的金屬層LI。封裝襯底20還包括在核心24下面的金屬層L3和在金屬層L3下面的金屬層L4。
[0031]金屬層L1、L2、L3和L4通過金屬通孔25、26和28電互連。因此，作為部分金屬層LI的金屬跡線30電連接至作為部分金屬層L4的金屬焊盤32。金屬層L1、L2、L3和L4中的金屬部件可