專利名稱：用熱固樹脂清漆執(zhí)行襯底印記及其形成產品的方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及印記的方法及由此形成的產品，并更特別地，涉及用熱固樹脂印記的襯底和由此形成的產品。
背景技術：
通過使用各種技術，包括表面裝置技術(SMT)，物理和電氣地將集成電路(IC)耦合到由有機或陶瓷材料制成的襯底上，典型地將它們裝配進電子封裝內。然后，一個或多個集成電路封裝物理和電氣地耦合到第二襯底，例如印刷電路板(PCB)或母板，形成“電子組件”。
電子組件內的每塊襯底可包括許多層。每層可包括一個表面或兩個表面上的金屬互連線圖案(這里稱作為“軌跡線(trace)”)。每層還可包含通孔，用于連接該層相對表面上或其他層上的軌跡線或其他導電構件。
IC襯底典型地包括安裝在襯底一個或多個表面上的一個或多個電子元件。電子元件或元件經過導電通路層功能性地連接到電子系統(tǒng)的其他部件，所述導電通路包括襯底軌跡線和通孔。襯底軌跡線和通孔通常攜帶在該系統(tǒng)電子元件(例如IC)之間傳送的信號。某些IC含有相當大量的輸入/輸出(I/O)端(也稱作為“接合區(qū)”或“焊盤”)，以及大量的電源和接地端。
在襯底上形成導電部件，例如軌跡線和通孔典型地需要一系列復雜的，費時的及昂貴的工序，并還有大量的出錯機會。例如，在襯底層單表面上形成軌跡線典型地需要表面準備，金屬化處理，掩膜，蝕刻，清洗，及檢查。形成通孔典型地需要用激光或機械鉆床鉆孔。每個處理階段需要仔細地處理和對準，以維持無數(shù)軌跡，通孔和其他部件的完整性。為了顧及對準公差，部件尺寸及相互關系常常保持相對較大，這樣阻礙部件密度的明顯減少。例如，為了給鉆孔提供足夠的公差，通常提供通孔焊盤，而這些消耗了重要的“不動產”。
制造標準的多層襯底需要執(zhí)行大量的處理工序。在多層襯底的一個已知例子中，核心層含有大量的通孔(這里也稱作為“電鍍通孔”或“PTH”)和軌跡線。軌跡線可形成在核心層的單表面或雙表面上。形成一層或多層內建層，每層含有單表面或雙表面上的軌跡線，并通常含有PTH。能形成內建層的部件，而這些層與核心層分開，并然后，將內建層順序地添加到核心層上。替代地，某些內建層部件可在這樣的層被添加到核心層后形成。
為了上述的原因，并且為了本領域的普通技術人員在閱讀并理解本說明后將明白的下列陳述的其他原因，顯然技術上需要能使制造襯底的復雜性，時間和費用減少到最少的電子封裝的方法。
附圖簡述

圖1描述依據本發(fā)明實施例的合并有某一種襯底的電子部件的橫截面圖，所述襯底是通過印記形成的；圖2描述依據本發(fā)明實施例的在制造印記襯底方法中第一步驟的橫截面圖，所述第一步驟包括提供核心層；圖3描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，所述隨后步驟包括用A級熱固樹脂涂覆圖2的核心層；圖4描述某一隨后步驟的橫截面圖，該隨后步驟包括部分固化圖3的A級樹脂，以產生部分固化樹脂；圖5描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，該隨后步驟包括印記圖4的該部分固化熱固樹脂；
圖6描述某一隨后步驟的橫截面圖，該隨后步驟包括將圖5的部分樹脂固化到C級，以產生印記襯底；圖7描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，該隨后步驟包括在圖6的印記襯底上進行傳統(tǒng)電鍍和平面化處理；圖8描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，該隨后步驟包括將輔助層添加到圖7的印記和電鍍層上，以產生多層印刷封裝；圖9描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，該隨后步驟包括將固態(tài)掩膜和最終表面涂飾施加到圖8的多層印刷封裝；圖10是框圖，描述依據本發(fā)明實施例的生產印記襯底的一種方法；圖11是框圖，描述依據本發(fā)明實施例的生產印記襯底的一種方法；及圖12是框圖，描述依據本發(fā)明實施例的生產多層印記襯底的一種方法。
實施例詳述在下列的本發(fā)明實施例的詳述中，參考構成說明書一部分的附圖，在借助于說明性特定較佳實施例所示的附圖中，可實現(xiàn)該主題。足夠詳細地描述這些實施例，以允許本領域的普通技術人員能實現(xiàn)這些實施例，并應當理解其他實施例也可利用，并可以做機械，化學，結構，電氣及程序的改變，并不背離本發(fā)明的精神和范疇。因此，下面的詳細描述不是采用限制性感覺，而本發(fā)明實施例的范疇僅由附加權利要求來定義。
接著的詳細描述是由定義章節(jié)開始，接著印記的簡述，實施例描述及簡要結論。
定義如這里所用的術語“熱塑性聚合體”或“熱軟性塑料”或“熱塑性塑料”涉及這樣的任何塑料與下面定義的熱固塑料相比，能重復地受熱變軟和受冷變硬。熱塑性塑料不能經受熱交叉結合，并因此再變軟。例子包括聚乙烯，聚笨乙烯和聚氯乙烯(PVC)。
如這里所用的術語“熱固樹脂”或“熱固塑料”或“樹脂”涉及在制造期間能形成某一形狀的任何塑料，但一旦再加熱，該樹脂設置成永久剛性。這是由于受熱發(fā)生的大量交聯(lián)，不能經再加熱倒轉。例如包括苯酚甲醛樹脂，環(huán)氧樹脂，聚酯，聚氨酯，硅樹脂及其化合物。最常用在本發(fā)明中的熱固樹脂包括環(huán)氧樹脂(“環(huán)氧”)，聚酰亞胺樹脂(“聚酰亞胺”)，雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(例如，雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(BT))和它們的化合物。
如這里所用的術語“A級”涉及某些熱固樹脂反應中的初始階段(即，百分之零固化)，其中該樹脂繼續(xù)可溶解(在例如酒精和丙酮的各種溶劑中)并可熔。“A級”是由最初低粘性來表征，如技術上已知的?！癆級”材料通常是已經溶解在溶劑內的液體?！癆級”熱固樹脂常稱作為“清漆樹脂”或“可溶性酚醛樹脂(resol)”。
如這里所用的術語“B級”涉及某些熱固樹脂反應中的第二階段，由加熱時的樹脂軟化，及當存在某些液體，但沒有完全熔化或溶解時的膨脹來表征。“B級”同樣由粘性的遞增來表征。未熱固的熱粘合劑的樹脂部分通常處在這一階段。將“B級”材料看作為一種相對軟的，延展性固體，如技術上已知的。將“B級”中的材料看作為大于百分之零固化，但不大于10％固化(如同下面描述的差示掃描量熱法(DSC)測量的)。典型地，“B級”材料是由已經先前施加到某一表面的清漆樹脂產生的，并在由于加熱使所有溶解液已經蒸發(fā)的一點上。正是使用加熱，使某些自由聚合體在某一短時間周期內開始固化，雖然給定足夠時間，任何熱固樹脂將開始固化?！癇級”熱固樹脂同樣稱作為“乙階酚醛樹脂(resitol)”。
這里所用的術語“C級”涉及某些熱固樹脂反應中的第三和最后階段，是由該樹脂的相對不能溶解及不熔化狀態(tài)來表征。這階段的某些熱固樹脂完全固化，100％固化，如由DSC測量的?！癈級”樹脂具有足夠的剛性，允許在它表面上產生附加化學和機械處理?！癈級”樹脂也稱作為“丙階酚醛樹脂”。
這里所用的術語“差示掃描量熱法(DSC)”涉及能顯示聚合(例如用熱固樹脂)級別及因此固化百分比的熱分析方法(P)5-20～22)。如果不能發(fā)生附加聚合，在測試的樣本是100％聚合或固化。更特別地，在DSC熱能施加給該系統(tǒng)期間，如果由測試樣本利用該附加熱能推動聚合反應，那么該樣本未完全固化，如果該附加熱能僅提高該系統(tǒng)的溫度，那么該樣本假定為完全固化。
這里所用的術語“印記”意指通過迫使某一工具靠著和/或進入該材料中，在該材料上形成部件。印記包括沖壓(stamping)，壓花(embossing)，蓋印(impressing)，擠壓(extruding)，及類似處理。任何合適類型的印記裝置能用于制造一種印記。印記裝置能含有各種形狀和尺寸的沖模。通常，短沖模用于形成溝渠，而長沖模用于形成通孔。
這里所用的術語“導體部件”意指與襯底相關的任何類型的導電元件，包括通孔(例如隱蔽通孔，通孔等)，及溝渠，例如軌跡線和平面(plane)(例如表面軌跡線，內部軌跡線，導電平面，等)，安裝端(例如，焊盤，接合區(qū)(land)，等)，及類似元件。
這作所用的術語“通孔”，意指能在襯底不同深度之間提供導電通路的任何類型的導電元件。例如，“通孔”能連接襯底的相對表面上的導電元件，以及在襯底內不同內層的導電元件。通孔也稱作為“鍍通孔”或“PTH”。
這里所用的術語“溝渠”意指在襯底內相對恒定深度提供導電通路的任何類型導電元件?！皽锨卑ㄜ壽E線，接地平面，和接線端及接合區(qū)(land)。例如，軌跡線可連接在襯底一個表面上的導電元件。接地平面能在襯底內的某一相對恒定深度提供導電通路。接線端可在襯底一個表面上提供導電通路。
這里所用的術語“電子組件”涉及耦合在一起的兩個或多個電子元件。
這里所用的術語“電子系統(tǒng)”涉及含有“電子組件”的任何產品。電子系統(tǒng)的例子包括計算機(例如臺式電腦，膝上型電腦，手提電腦，服務器等)，無線通信裝置(例如蜂窩電話，無線電話，尋呼機等)，計算機相關的外圍裝置(例如打印機，掃描儀，監(jiān)視器等)，誤樂裝置(例如電視機，收音機，立體聲，磁帶和光盤播放機，錄像機，MP3(電影專家組，音頻層3)播放器，等)，及類似裝置。
如這里所用的術語“襯底”涉及物理目標，該物理目標是基本工件，所述基本工件能由各種處理操作轉換成希望的微電子配置。襯底也可稱作為“印刷電路”或印刷線路板”?！耙r底”可包括導電材料(例如銅或鋁)，絕緣材料(例如陶瓷或塑料)，及類似材料，或它們的組合物。襯底能包括層結構，例如選擇用于電和/或熱傳導性的一層薄片材料(例如銅)，涂有選擇用于電絕緣，穩(wěn)定性，及壓花特征的塑料層。襯底能用作為電介質，即，夾在兩導體之間的絕緣介質。
印記概觀有可能為單層印記，印記在核心的相對側面上，以及多層印記。單層用在不需要重要I/O布線或實際電源，例如，快閃存儲器裝置，及類似裝置的應用中。雙側印記例如用在倒裝晶片應用中。多層通常用在如技術上已知的許多應用中。
印記使用的材料包括熱塑性聚合體和熱固樹脂。然而，對于熱塑聚合體，整個封裝必須再加熱到約300℃的溫度，以添加附助層，即層壓。在這些溫度中，有可能變形或損壞先前印記部件。每層隨后層應當是具有低熔點的熱塑材料，以當添加新層時，先前層不被熔化和損壞。低熔點熱塑性塑料可以是不同材料，或可是在不同條件下處理的具有低熔點的相同熱塑性材料。必須小心地將層之間的厚度變化保持在最小值。
相反，熱固樹脂通常不需要高達約250℃的固化溫度。此外，一旦設置了，熱固樹脂不能再熔化。因此，當用熱固樹脂碾壓時，不需要使用含有不同熔點的不同類型的熱固樹脂。
另外，用于印記的高熔點熱塑性塑料通常需要使用一種四碘化碳等離子體，以在印記通孔的低部除去多余聚合體。典型地，這樣的等離子體需要高真空腔，將與小量氧混合的初級氣體例如四氟甲烷(tetrafluoromethane)引進該真空腔。高頻無線電波用于使該氣體電離，這樣形成等離子體，并撞擊真空腔體表面。該合成的化學反應從無論位于該真空腔內的有機物中除去表面原子。
相反，熱固樹脂不需要使用等離子體用于除去多余材料的。更正確地，將襯底浸入腐蝕化學品的槽罐內10-15分鐘，以蝕刻掉表面原子，該腐蝕化學品例如為堿處理高錳酸鉀溶液，濃硫磺酸，及類似化學品。
進一步地，當使用熱塑性塑料時，沉積含有足夠粘性的子層(seed layer)，即催化劑，(用于隨后的鍍金屬處理)需要使用濺射處理。濺射發(fā)生在壓力腔內，將需要的子層，即目標層放置在襯底表面上。使鉻銅合金線蒸發(fā)，將薄金屬層沉積在目標體上。
相反，熱固樹脂不需要濺射以新加入一層適當?shù)淖訉印８_地，須用一種適當?shù)幕瘜W品，例如堿處理高錳酸鉀溶液，進行化學處理使襯底變粗糙。然后該表面再沉浸入一種能吸附到暴露表面的溶液，例如膠粒氯化物，以形成子層，用于隨后的電鍍處理。
當與傳統(tǒng)處理相比時，印記具有幾個優(yōu)點，包括消除建立希望部件一般所需的激光鉆孔和照相平板印刷處理。(激光鉆孔通常用于融化通孔，而照相平板印刷處理用于定義已經發(fā)生電鍍及將再經受電鍍的區(qū)域)。此外，用印記不需“目標”。因此，雖然通孔焊盤還可用于其他目的，但為了“定位”一個鉆孔通孔目的，不需要通孔焊盤。
用熱固樹脂進行印記處理提供附加的優(yōu)點，如上所述。另外，通過將熱固樹脂用作為“A級”或“清漆”樹脂，如這里實施例中描述的，能實現(xiàn)許多附加益處。例如，與碾壓某一干薄膜(即熱固性塑料或部分固化的，例如B級熱固樹脂)相反，使用A級樹脂以添加一層薄層，不僅消除有關的不定性是否陷含氣泡，材料是否流到部件的邊緣，等等，而且能消除對企圖克服這些問題的有害影響。特別地，使用傳統(tǒng)材料需要在每層上施加附加壓力(對于熱固性材料達到34atm(500psi)，而對于用作為B級樹脂的熱固樹脂達到約3.4atm(50psi))，在增加溫度下，以保證除去氣泡，材料已經流到邊緣，以及保證合成薄膜充分地粘貼到待涂覆的表面上。這樣的壓力會損傷已經位于所述表面上的部件。使用A級樹脂消除碾壓期間使用壓力的需要。使用A級樹脂還消除有關薄膜厚度控制的任何問題。特別地，對于使用熱固性塑料或部分固化熱固材料的傳統(tǒng)碾壓，使用如上面所述的提高溫度，即在約100到350℃范圍內，也存在困難。雖然需要更高的溫度，以獲得良好的粘性并能使薄膜流到待涂的不平坦表面上，還是難以適當?shù)乜刂票∧さ暮穸?。此外，使用這些提高的溫度有害地影響到先前安裝的元件。使用A級樹脂不需要提高溫度，以實現(xiàn)恒定的薄膜厚度，因為液體能“自變平”到待涂覆的表面上，這樣建立了光滑和均勻薄層實施例描述圖1描述依據本發(fā)明實施例的合并有襯底20的電子部件5的橫截面圖，電子部件5是由應用“A級”熱固樹脂開始的印記處理形成的。
圖1所示的電子部件5包括至少一塊集成電路(IC)10，或其他類型的有源或無源電子元件，所述電子元件含有多個導電安裝焊盤12。電子元件可以封裝的或未封裝形式，如適合于襯底20的類型。IC10(或其他類型的電子元件)可以為任何類型，包括微處理器，微控制器，圖像處理器，數(shù)字信號處理器(DSP)，或任何其他類型的處理器或處理電路?？珊陔娮硬考?內的其他類型的電子元件是定制電路，專用集成電路(ASIC)或類似電路，例如一個或多個無線設備中所用的電路(例如通信電路)，無線設備例如為蜂窩電話，尋呼機，計算機，雙向無線電通信，及類似電子系統(tǒng)。電子部件5可構成如這里定義的部分電子系統(tǒng)。
IC10物理地和電氣地連接到襯底120。在示范性實施例中，通過適當焊接機構例如焊球或沖擊(bump)(未示出)，將IC焊盤12連接到上部內建區(qū)21上表面的相應接合區(qū)14。
電子部件5可以包括在襯底20下面的輔助襯底，例如印刷電路板(PCB)24(或插入層)。襯底20可以物理地和電氣地連接到PCB24。在示范性實施例中，通過某一適當?shù)暮附訖C構例如焊接機(未示出)，將襯底焊盤18連接到PCB24上表面40的相應焊接區(qū)48。PCB24隨意地在它的下表面含有接合區(qū)(未示出)，用于安裝到輔助襯底或封裝層內的其他封裝結構。
在圖1所示例子中，襯底20包括核心層22，一層或多層的上部內建區(qū)21，及一層或多層的下部內建區(qū)(build-up section)23。本領域技術人員將欣賞可能有許多替代的實施例，包括但不限制于僅含有核心層的襯底；含有核心層與兩層或多層上部和/或下部內建層的襯底；含有核心層僅帶上部內建層的襯底；含有核心層僅帶有下部內建層的襯底；等等。
襯底20的各種組織層能由任何合適材料或材料化合物構成，如這里描述的。通常，內建層21和23是用作為A級樹脂的熱固樹脂，允許在印記之前充分地固化，印記并然后在執(zhí)行隨后的步驟之前完全固化，這些隨后步驟在技術上是已知的并在這里討論的。
圖1所示例子中，核心層22包括通孔26-28形式的導體部件。核心層22還包括一條或多條內部溝渠的導體部件(例如，軌跡線71和72)。核心層22內的某些或所有導體部件能經過印記處理和/或由傳統(tǒng)方式形成，例如機械鉆孔。
核心層22可以按各種方式形成。例如，核心層22可形成為材料單層。替代地，核心層22可包含多層材料。在圖1所示的例子中，核心層222包括多層，而內部軌跡線71和72是由傳統(tǒng)方式在單獨層之間的邊界區(qū)域形成。圖1中未示出構成核心層22的所述多層之間的邊界區(qū)。內部軌跡線71和72可按任何合適方式形成，包括類似于或相同于用于分別在上部和下部內建區(qū)21和23內形成溝渠的方式。
在圖1所示的例子中，上部內建區(qū)21包括三層內建層2-4。依據特殊地應用，可以使用任何數(shù)量的內建層。上部內建區(qū)21進一步包括下列格式的導體部件一個或多個通孔25和26，層2上表面的一條或多條溝渠(例如軌跡線31和接合區(qū)(land)14)，及層4下表面內的一條或多條溝渠33。上部內建區(qū)21可進一步包括內部溝渠32，該內部溝渠32可形成在層2-4的內部上和/或下表面內，例如在層2的下表面，層3的上或下表面內，和/或在層4的上表面內。
在圖1所示的例子中，下部內建區(qū)23包括兩層內建層6-7。依據特殊應用可以使用任何數(shù)量的內建層。下部內建區(qū)23進一步包括下列格式的導體部件一個或多個通孔26和39，層6上表面內的一條或多條溝渠36，和層7下表面內的一條或多條溝渠(例如溝渠38和焊盤18)。
圖2-9描述在本發(fā)明實施例中的包括在用熱固樹脂印記多層襯底的所述階段的橫截面圖，所述熱固樹脂用作為A級熱固樹脂，即，清漆樹脂(下文中“A級樹脂”)。應當明白這里描述的每一步驟能隨意地或必須地包括一個子步驟或多個子步驟。此外，在圖2-9中沒有描述所有步驟并且有可能未示出附加步驟，例如添加輔助上層和/或下層，能在處理的適當點進行。
圖2描述依據本發(fā)明實施例的生產印記襯底的第一步驟中的橫截面圖，在該印記襯底中已經提供了含有通孔202的核心層200。核心層200可以是傳統(tǒng)的有機抗熱級4(FR4)(Fire Retardant Grade Grade)材料，該材料是技術上已知的并一般用于制造印刷線路板或半導體封裝。在另一個實施例中，一種低熱膨脹系數(shù)(CTE)的金屬合金，例如合金42(典型地含有約42％鎳和58％鐵，如技術上已知的)，或合金50(典型地含有約50％鎳和50鐵，如技術已知的)用于核心層200。應當注意該核心層200本身可包括多層并能包括定位在如圖1討論的這些層之間的內部軌跡線。這樣的內部軌跡線能按技術上已知的任何方式形成。
該核心層200內的通孔(或PTH)202能機械鉆孔而成，如技術上已知的。在這個實施例中，通孔202是用合適的聚合體填充的圓柱體，所述聚合體例如為高度填充環(huán)氧。(高度填充環(huán)氧樹脂是與體積多于30％的一種合適惰性金屬混合的環(huán)氧樹脂，例如為二氧化硅，作為填充物，以增加熱固樹脂完全固化時一般經受的體積收縮量)。用技術上已知的傳統(tǒng)電鍍技術，用一種合適的金屬元件(由交叉影線(cross-hatching)表示)，例如銅，電鍍通孔壁。每個通孔202進一步分別含有上和下金屬化表面204和206，如圖2所示。每個表面204和206用任何合適材料例如銅經過傳統(tǒng)的電鍍技術形成。
圖3描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，在該步驟中，核心層200的上表面和下表面已經電鍍有合適厚度的A級樹脂，分別產生上和下A級樹脂層303和305。在另一個實施例中，用A級樹脂僅涂覆核心層200的一個表面。雖然圖3所示的通孔202未填充有A級樹脂，因為它們是固體，核心層220上其他暴露的空通孔以及溝渠(未示出)必須用A級樹脂填充。用于形成A級樹脂層303和305的A級樹脂可包括，但不限制于，環(huán)氧樹脂(“環(huán)氧”)，聚酰亞胺樹脂(“聚酰亞胺”)，雙馬來酰亞胺樹脂(例如，雙馬來酰亞胺三嗪(BT))和它們的化合物。在一個實施例中，熱固樹脂含有例如氧化鋁或二氧化硅的微粒。已知這樣的微粒能改善固化襯底的CTE特性。
A級樹脂典通常溶解在如上面所述的一種合適溶劑內。例子包括，但不限制于，2-丁酮，n，n-二甲基甲酰胺，環(huán)己酮，萘(naptha)，二甲苯，甲氧基丙醛(methoxypropynol)及任何它們的化合物。A級樹脂層303和305可為任何合適的厚度。在大多數(shù)實施例中，A級樹脂層303和305每層的厚度在約30到50微米之間。然后，A級樹脂層303和305在準備印記處理中部分地固化，如圖4所示。
圖4描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，在該隨后步驟中，圖3的上和下A級樹脂層303和305已經分別部分地固化，產生上和下部分固化樹脂層403和405。A級樹脂層303和305應當允許良好固化到B級。在一個實施例中，部分固化樹脂層403和405是40％到80％固化，如由DSC測量的。在低于40％固化級別時，用于在樹脂內形成印記的印記工具能永久性地結合到該部分固化樹脂。在這種級別時，在取走該印記工具后，該印記部件甚至能消失或融化掉。達到約40％到80％之間的附加固化還能保證定義良好的印記，并在隨后的加熱期間(到達100％的固化)能防止該印記部件失去定義。然而，超過80％的固化不再能獲得附加益處，并實際上使該印記處理變得更困難，因該材料變得太硬，難以使印記工具壓入表面內。
典型地，用A級樹脂涂覆核心層202達到如這里所述的希望厚度后，通過技術上已知的傳統(tǒng)方法，例如用幅射熱或對流熱，除去任何存在的溶劑。無論什么地方，在約100到200℃之間的溫度下這可能要化1分鐘到20分鐘，取決于所用的特定溶劑，要除去該溶劑的涂層厚度，等因素。在除去溶劑后，通過合適的加熱處理，例如在適當設計的對流加熱爐內的烘焙，A級樹脂層(303和305)內的樹脂提升到至少40％的固化，但不會超過80％的固化。雖然實際時間和溫度取決于所用的特定材料，希望固化的程度，等等，無論什么地方，在約100到250℃之間的溫度下，這可能要化約10到40分鐘。因此，為了從A級熱固樹脂提高到部分固化的樹脂層403和405，在約100到250℃之間的溫度下，這通常要化總共約11到60分鐘，又取決于許多條件。
在一個實施例中，部分固化樹脂層403和405由環(huán)氧樹脂構成，對于已經首先“干燥”除去溶劑的每一薄層，在約50到150℃的溫度下，這要化約1到20分鐘，又對于這特定條件，取決于特定溶劑/溶劑混合物，涂層厚度等。然后，在約100到150℃的溫度下，使該環(huán)氧樹脂固化約10到40分鐘，達到至少40％，但不超過80％的固化。在另一個實施例中，該部分固化樹脂層403和405是由聚酰亞胺構成，對于首先已經干燥除去溶劑的每一薄層，在約50到150℃的溫度下，這要化約1到20分鐘，對于該特定條件，取決于許多條件，包括特定溶劑/溶劑混合物，涂層厚度等。然后，在約100到250℃的溫度下，使該聚酰亞胺固化約10到40分鐘，達到至少40％，但不超過80％固化。
重要地，注意各種層不必需要由相同的材料構成，也不需要在相同條件下固化。又重要地，注意大多數(shù)熱固樹脂的固化在溫度和時間之間成線性關系，這樣固化時間與固化溫度通常成反比例。(例如，如果一種材料在200℃完全固化需1小時，相同材料在相同溫度下在30分鐘后產生50％的固化)。任何合適的能源，例如利用對流(例如，用加熱盤管)紅外線能，及類似能的熱能，能提供固化處理所需的熱能。
圖5描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，在該隨后步驟中，已經分別印記有上和下部分固化樹脂層403和405的核心層200，形成如所示的許多溝渠507和通孔509。能用技術上已知的任何合適的印記工具執(zhí)行該印記處理。在大多數(shù)實施例中，用完全對準的印記裝置實際上同時形成層403和405的印記，所以在層403和405內的產生的導電部件(溝渠，通孔等)合適地對齊于(P)14-26...register with...)核心層202，如技術上已知的。因為在襯底表面的相對側面上同時形成各種溝渠和通孔，消除了對有助于對準或將特定通孔對齊于某一特定溝渠的通孔焊盤的需要。通過消除對通孔焊盤的需要，核心層202能容納更高密度的導體部件，導體部件例如為通孔，軌跡線，安裝端，及類似部件。在另一個實施例中，一次能順序地一個表面上印記導體部件。在另一個實施例中，僅能印記一個表面。
印記工具或沖模能隨意地具有不同的幾何圖形，以隨意地產生含有不同幾何圖形的導體部件，即，不同深度，寬度，長度，厚度等。沖模也能提供至少兩種不同幾何圖形的組合，例如它底部分的寬區(qū)域(以形成溝渠)及與它毗鄰的窄區(qū)域(形成通孔)。當印記元件壓頂層時，更短的沖?？商峁┎粫由斐^頂層的印記。較長的沖?？商峁┎粫由齑┻^頂層的印記。能夠產生任何數(shù)量的導體部件的組合，例如，如希望，通孔可形成在溝渠外側或在溝渠內。通孔可居中在溝渠內或定位在溝渠的側邊。
然后，用傳統(tǒng)裝置，例如技術上已知的等離子體或高錳酸鉀化學品的傳統(tǒng)方法從印記通孔506底部除去多余樹脂。
圖6描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，在該隨后步驟中，已經分別完全固化圖5的上和下部分固化樹脂層403和405，分別產生上和下完全固化樹脂層603和605。典型地，在約150到250℃之間的溫度下，對該部分固化樹脂層(403和405)要化約30到60分鐘才能達到完全固化(100％)，雖然實際時間和溫度取決于所用特定材料，層的厚度等。
在一個實施例中，完全固化樹脂層是C級樹脂層603和605，由環(huán)氧樹脂構成，對于每層，在約150℃溫度下已經固化約30到60分鐘。在另一個實施例中，C級樹脂層603和605由聚酰亞胺構成，對于每層，在約200到250℃的溫度下已經固化約30到60分鐘。又，實際時間和溫度相當多地隨許多條件而變化，并且各種層不必需要在相同條件下固化。然而，重要的是，在隨后電鍍操作之前完全固化這些樹脂層。
圖7描述依據本發(fā)明的某一隨后印記步驟的橫截面圖，在該隨后印記步驟中，在C級層603和605的暴露表面上已進行傳統(tǒng)電鍍和平面化處理。特別地，接著圖6的印記步驟，使該暴露表面具有感光性(即，施加子層)并用傳統(tǒng)無極銅電鍍處理對暴露表面鍍銅。已經使含有印記錄溝渠507和通孔509的表面嵌鑲板式地電鍍，以優(yōu)先地填充印記部件，并其次填充該暴露表面。如圖7所示，溝渠507和通孔509現(xiàn)在含有由交叉影線)表示的導電材料615。已經除去多余的電鍍，以展顯圖7中所示的鍍銅的印記部件。通常經過如技術上已知的研磨處理除去多余電鍍?；旧蠈⒍嘤嗷蜻^電鍍的材料研磨到該暴露表面的水平面。在其中實施例中，蝕刻和/或化學機械拋光(CMP)能用于除去多余材料。在這點上，例如用銅氧化化學品對該暴露表面(現(xiàn)在覆蓋有電鍍材料)進行處理，以提高隨后的聚合體涂層(未示出)的粘度。基本上，該處理氧化了銅表面，使它變得更多孔及機械地更粗糙。
圖8描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后印記步驟的橫截面圖，在該隨后印記步驟中，輔助上和下層803和805已經添加到圖7的核心層，產生多層印記封裝。輔助層803和805通過如上面描述的及圖3-7所示的處理已經構成。每層含有多條溝渠807(接合區(qū))和811(軌跡線)以及通孔809，這些都含有導電材料615，又由交叉影線表示。在某些情況下，較長的溝渠，即811鄰近于較短的溝渠807(接合區(qū))。
圖9描述依據本發(fā)明實施例的某一隨后步驟的橫截面圖，在該隨后步驟中，上焊接掩膜層920和下焊接掩膜層922與最后一層表面涂飾(未示出)一起已經施加在該輔助上層和下層803和805的各自暴露表面上。焊接掩膜920和922是用技術上已知的技術施加的。該暴露金屬部件上的最終涂飾也是用傳統(tǒng)技術施加的。在一個實施例中，封裝是用無電鍍鎳，沉浸金電鍍或電解鎳及金或直接沉浸金來生產。
圖10是依據本發(fā)明實施例的框圖，描述生產印記襯底的一種方法。處理1000從1002開始，1002，用A級熱固樹脂涂覆核心層表面，以形成A級熱固樹脂層。1004，處理繼續(xù)部分地固化該A級熱固樹脂層，產生部分固化樹脂層，并1006，將一幅圖案(即，多個導體部件)印記進該部分固化熱固樹脂層，產生印記襯底。在一個實施例中，該熱固樹脂層在印記步驟之前固化約40％到80％。在附加處理步驟之前完全固化該部分固化熱固樹脂層。在一個實施例中，核心層的兩個表面同時進行印記。在另一個實施例中，對于一層或多層原始印記襯底層上面的附助層重復整個處理。
圖11是依據本發(fā)明實施例的框圖，描述生產印記襯底的一種方法。處理1100從1102開始，1102，提供含有上表面和下表面的核心層；1104，用A級熱固樹脂涂覆該上表面和下表面，產生上和下A級熱固樹脂層；1106，部分固化該上和下A級樹脂層，產生上和下部分固化熱固樹脂層；及1108，將某一圖案印記進該上和下部分固化熱固樹脂層，產生印記襯底。
圖12是依據本發(fā)明實施例的框圖，描述生產多層印記襯底的一種方法，處理1200從1202開始；1202，用相當量的A級熱固樹脂涂覆核心層表面，產生第一A級熱固樹脂層；1204，部分地固化第一A級樹脂層，產生第一部分固化熱固樹脂層；1206，將第一組導體部件印記進該第一部分固化熱固樹脂層，形成第一印記襯底層；1208，完全固化第一印記襯底層；1210，添加另外的相當量A級熱固樹脂，產生第二A級熱固樹脂層；1212，部分地固化第二A級熱固樹脂層，產生第二部分固化樹脂層；及1214，將第二組導體部件印記進該第二部分固化熱固樹脂層，以形成第二印記襯底層。
結論本發(fā)明的實施例提供能用相對簡單，省時，及較少成本制造的電子襯底，并與已知電子襯底相比，具有相對較高的密度。依據本發(fā)明實施例，應用A級熱固樹脂提供一種新穎方法來生產襯底，包括多層襯底，該新穎方法是按成本有效的及簡單方式，并具有這里所述的所有優(yōu)點。
按相對于已知結構和制造方法的可減少成本并具有增強可靠性的結構，可生產并入有利用本發(fā)明的一個或多個電子部件的電子系統(tǒng)，因此這樣的系統(tǒng)具有更強的商業(yè)吸引力。
如這里顯示的，本發(fā)明能在許多不同的實施例中實現(xiàn)，包括電子封裝襯底，電子封裝，和制造襯底的各種方法。本領域的普通技術人員顯然明白其他實施例。元件，材料，幾何結構，尺寸，及操作順序都可改變，以適應特定封裝需要。
圖1到9僅是描述性的并不按比例畫出。因此某些屬性可以夸大，而其他屬性可以減少。圖1-9旨在描述該主題的各種實現(xiàn)，能由那些本領域技術人員理解及適當?shù)貙崿F(xiàn)。
雖然這里已經舉例說明和描述特定實施例，本領域技術人員將理解打算實現(xiàn)相同目的的任何排列可替代所示的特定實施例。該申請旨在覆蓋本發(fā)明的任何改變或變化。因此，顯然，本發(fā)明的實施例只受附加權利要求及其等價技術方案的限制。
權利要求
1.一種方法，其特征在于，包括用A級熱固樹脂涂覆核心表面，以產生A級熱固樹脂層；部分地固化所述A級樹脂層，以產生部分固化熱固樹脂層；及將多個導體部件印記進所述部分固化熱樹脂層，以產生印記襯底。
2.按照權利要求1所述方法，其特征在于，在所述部分固化中，所述A級熱固樹脂部分地固化到40和80％之間。
3.按照權利要求2所述方法，其特征在于，在所述部分固化中，所述A級熱固樹脂加熱到約100到250℃，達約11到60分鐘。
4.按照權利要求1所述方法，其特征在于，所述A級熱固樹脂是一種與溶劑混合的材料，所述材料是從由環(huán)氧樹脂，聚合體環(huán)氧，雙馬來酰亞胺環(huán)氧及它們的化合物構成的組中選出。
5.按照權利要求4所述方法，其特征在于，所述雙馬來酰亞胺環(huán)氧是雙馬來酰亞胺三嗪樹脂。
6.按照權利要求4所述方法，其特征在于，所述溶劑是從由2-丁酮，n，n-二甲基甲酰胺，環(huán)己酮，萘(naptha)，二甲苯，甲氧基丙醛(methoxypropynol)及任何它們的化合物構成的所述組中選出的。
7.按照權利要求1所述方法，其特征在于，所述多個導體部件包括多個溝渠和通孔。
8.按照權利要求7所述方法，其特征在于，進一步包括從所述多個溝渠和通孔中除去多余樹脂。
9.按照權利要求2所述方法，其特征在于，進一步包括完全固化所述印記襯底，以產生含有一個暴露表面的完全固化樹脂層；給所述暴露表面施加子層；及電鍍所述暴露表面，產生電鍍表面。
10.按照權利要求9所述方法，其特征在于，所述子層是用吸附溶液施加的。
11.按照權利要求9所述方法，其特征在于，在完全固化中，所述部分固化樹脂層加熱到約100到250℃達約30到90分鐘。
12.按照權利要求9所述方法，其特征在于，進一步包括將焊接掩膜施加到所述電鍍表面。
13.按照權利要求9所述方法，其特征在于，進一步包括用氧化劑處理所述電鍍表面；用A級熱固樹脂涂覆所述電鍍表面，產生輔助A級熱樹脂層；部分地固化所述輔助A級熱固樹脂層，產生輔助部分固化熱固樹脂層；及將某一圖案印記進所述輔助部分固化熱固樹脂層，產生多層印記襯底。
14.按照權利要求2所述方法，其特征在于，所述核心層含有一個頂表面和一個底表面，此外，其中用所述A級熱固樹脂涂覆所述頂表面，形成上部A級熱固樹脂層，并用A級熱固樹脂涂覆所述底表面，形成下部A級熱樹脂層。
15.按照權利要求14所述方法，其特征在于，所述上部和下部A級熱固樹脂層部分地固化，以形成上部和下部部分固化熱固樹脂層，此外，其中所述上部和下部部分固化熱固樹脂層是同時印記的。
16.一種方法，其特征在于，包括提供含有上部表面和下部表面的核心；用A級熱固樹脂涂覆所述上部表面和下部表面，產生上部和下部A級熱固樹脂層；部分地固化所述上部和下部A級樹脂層，產生上部和下部部分固化熱固樹脂層；及將某一圖案印記進所述上部和下部部分固化熱固樹脂層，產生一個印記襯底。
17.按照權利要求16所述方法，其特征在于，所述印記某一圖案包括同時印記多個通孔和溝渠。
18.按照權利要求16所述方法，其特征在于，所述A級熱固樹脂是環(huán)氧樹脂。
19.一種方法，其特征在于，包括；用相當量的A級熱固樹脂涂覆核心，產生第一A級熱固樹脂層；部分地固化所述第一A級樹脂層，產生第一部分固化熱固樹脂層；將第一組導體部件印記進所述第一部分固化熱固樹脂層，形成第一印記襯底層；完全固化所述第一印記襯底層；添加附加的相當量所述A級熱固樹脂，產生第二A級熱固樹脂層；部分地固化所述第二A級熱固樹脂層，產生第二部分固化樹脂層；及將第二組導體部件印記進所述第二部分固化熱固樹脂層，形成第二印記襯底層。
20.按照權利要求19所述方法，其特征在于，在添加所述附加相當量的所述A級熱固樹脂之前，用傳統(tǒng)電鍍技術對所述第一印記襯底層進行金屬化處理。
21.按照權利要求19所述方法，其特征在于，進一步包括同時將導體部件印記進相對襯底層，所述相對襯底層僅次于相對核心表面，所述相對襯底層是由已部分固化的A級樹脂層構成的。
22.按照權利要求21所述方法，其特征在于，壓力不施加到所述第一印記襯底層，也不施加到所述第二A級熱固樹脂層。
23.一種電子封裝襯底，其特征在于，包括安裝電子元件的層；及所述層內的多個導體部件，其中，所述多個導體部件是通過印記熱固樹脂構成的，所述熱固樹脂用作為A級樹脂并先于印記前部分地固化。
24.按照權利要求23所述電子封裝襯底，其特征在于，所述清漆樹脂是從由環(huán)氧樹脂，聚酰亞胺樹脂，雙馬來酰亞胺環(huán)氧及它們的化合物構成的組中選出。
25.按照權利要求23所述電子封裝襯底，其特征在于，所述部分固化樹脂至少固化到40％，但不超過80％。
26.按照權利要求23所述電子封裝襯底，其特征在于，所述層經金屬化處理，此外，其中在進行金屬化處理之前，完全固化所述部分固化樹脂。
27.按照權利要求23所述電子封裝襯底，其特征在于，進一步包括安裝電子元件的第二層，所述第二層位于所述第一層的上面。
28.一種電子封裝，其特征在于，包括襯底，含有由印記形成的多個導體部件，在印記之前，部分地固化A級樹脂；及電子元件，耦合到所述襯底。
29.按照權利要求26所述電子封裝，其特征在于，所述電子元件包括未封裝的集成電路。
30.按照權利要求26所述電子封裝，其特征在于，所述電子元件包括封裝集成電路。
全文摘要
提供一種方法，所述方法包括用A級熱固樹脂涂覆核心表面，以產生A級熱固樹脂層，部分地固化所述A級樹脂層，以產生部分固化熱固樹脂層；并將多個導體部件印記進所述部分固化熱固樹脂層，以產生印記襯底。還提供一種電子封裝，所述封裝包括含有多個由印記形成的導體部件的襯底，所述襯底是由已部分固化的A級樹脂形成；并還提供耦合到所述襯底的電子元件。用A級熱固樹脂涂覆，作為所述印記處理的一部分，能減少所述層的厚度，提供與先前層完全的，親密的接觸，并消除對先前層的損傷。
文檔編號H05K3/46GK1732565SQ200380107700
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權日2002年12月31日
發(fā)明者B·庫馬 申請人:英特爾公司