CN103456715A - 中介基材及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中介基材及其制作方法。该制作方法提供一金属载板。形成一光致抗蚀剂层于金属载板上。光致抗蚀剂层具有多个开口，且开口暴露出金属载板的一部分。于光致抗蚀剂层的开口中形成多个金属保护垫。金属保护垫覆盖开口所暴露出的金属载板的部分。形成多个导电柱于光致抗蚀剂层的开口中。导电柱分别堆叠于金属保护垫上。移除光致抗蚀剂层以暴露出金属载板的另一部分。形成一绝缘材料层于金属载板上。绝缘材料层覆盖金属载板的另一部分且包覆导电柱以及金属保护垫。绝缘材料层的一上表面与每一导电柱的一顶表面齐平。移除金属载板，以暴露出绝缘材料层相对于上表面的一下表面。

Description

中介基材及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种基材及其制作方法，且特别是涉及一种中介基材及其制作方法。

背景技术

在现今的资讯社会中，电子产品的设计是朝向轻、薄、短、小的趋势迈进，因此发展出诸如堆叠式半导体元件封装等有利于微型化的封装技术。堆叠式半导体元件封装是利用垂直堆叠的方式将多个半导体元件封装于同一封装结构中，以提升封装密度，有助于封装体小型化。

现行的堆叠式半导体元件封装通常会在中介基材（interposed susbtrate）内制作穿硅导孔（through silicon vias,TSV），其中穿硅导孔的作用是在芯片与芯片间、晶片与晶片间制作垂直导通互连的角色。穿硅导孔的制作，首先，在硅晶片上进行穿孔制作，接着通过电镀的方式来进行填孔制作工艺，而形成该穿硅导孔。之后，也会在中介基材上进行重配置布线层（redistributionlayer）以及凸块的制作，以使中介基材可以顺利接合至承载基板。

然而，上述的中介基材的材质是采用硅晶片，因此所需的成本较高。此外，穿硅导孔通常是伴随着半导体晶片上的元件一起制作，因此为了避免导电材料进入硅晶片的电路的主动区域内，通常会先形成保护于硅晶片上以及穿孔的内壁上，接着在制作完成穿硅导孔后，移除保护层而使穿硅导孔与其他元件隔离。但上述的此制作过程较为繁复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中介基材，可有效降低成本且具有较佳的结构及电性可靠度。

本发明的再一目的在于提供一种中介基材的制作方法，用以制作上述的中介基材。

为达上述目的，本发明提出一种中介基材的制作方法，其包括以下步骤。提供一金属载板。形成一光致抗蚀剂层于金属载板上。光致抗蚀剂层具有多个开口，且开口暴露出金属载板的一部分。于光致抗蚀剂层的开口中形成多个金属保护垫。金属保护垫覆盖开口所暴露出的金属载板的此部分。形成多个导电柱于光致抗蚀剂层的开口中，导电柱分别堆叠于金属保护垫上。移除光致抗蚀剂层以暴露出金属载板的另一部分。形成一绝缘材料层于金属载板上。绝缘材料层覆盖金属载板的另一部分且包覆导电柱以及金属保护垫。移除金属载板，以暴露出绝缘材料层相对于上表面的一下表面。

本发明还提出一种中介基材，其包括一绝缘材料层以及多个导电柱。绝缘材料层具有彼此相对的一上表面与一下表面以及多个贯穿绝缘材料层的贯孔。导电柱分别配置于绝缘材料层的贯孔内。导电柱具有彼此相对的一顶表面以及一底表面。每一导电柱的顶表面与绝缘材料层的上表面齐平。

基于上述，由于本发明的中介基材的制作是通过金属载板来制作导电柱，接着形成绝缘材料层于金属载板上以包覆导电柱，而后移除金属载板而暴露出绝缘材料层的下表面。如此一来，相较于现有采用硅晶片来制作的中介基材而言，本发明的中介基材无需采用硅晶片也无须额外制作绝缘层，因此可有效降低生产成本且具有较为简单的制作步骤。再者，由于绝缘材料层包覆导电柱，因此无需额外制作绝缘层也不会有漏电的问题产生，故本发明的中介基材可具有较佳的电性可靠度。此外，导电柱被绝缘材料层所包覆，因此于移除金属载板时，蚀刻液并不会侵蚀到导电柱，故本发明的中介基材可具有较佳的结构可靠度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1G为本发明的一实施例的一种中介基材的制作方法的剖面示意图；

图1H为本发明的一实施例的一种中介基材的剖面示意图；

图2A至图2D为本发明的一实施例的一种中介基材的制作方法的局部步骤的剖面示意图；

图2E为本发明的一实施例的一种中介基材的剖面示意图；

图3A至图3E为本发明的另一实施例的一种中介基材的制作方法的剖面示意图；

图3F为本发明的另一实施例的一种中介基材的剖面示意图；

图4A为本发明的另一实施例的一种中介基材的剖面示意图；

图4B为本发明的另一实施例的一种中介基材的剖面示意图。

主要元件符号说明

10：胶带

100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h：中介基材

110：金属载板

112：光致抗蚀剂层

113：开口

120：金属保护垫

122：底表面

130：导电柱

132：顶表面

134：底表面

140a、140：绝缘材料层

142：上表面

143：贯孔

144：下表面

150：第一介电层

155：第二介电层

160：第一导电通孔

165：第二导电通孔

170：重配置线路层

180：球底金属垫

190：球底金属垫

192：第一金属层

194：第二金属层

196：底表面

具体实施方式

图1A至图1G为本发明的一实施例的一种中介基材的制作方法的剖面示意图。本实施例中，依照本实施例的中介基材的制作方法，首先，请参考图1A，提供一金属载板110，其中金属载板110的材质例如是铜箔。接着，形成一光致抗蚀剂层112于金属载板110上，其中光致抗蚀剂层112具有多个开口113，且开口113暴露出金属载板110的一部分。接着，于光致抗蚀剂层112的开口113中形成多个金属保护垫120，其中金属保护垫120覆盖开口113所暴露出的金属载板110的部分。此处，形成金属保护垫120的步骤是以光致抗蚀剂层112为一电镀掩模，电镀金属保护垫120于开口113所暴露出的金属载板110的部分，其中金属保护垫120的材质例如是铜、镍或金。

接着，请同时参考图1A与图1B，形成多个导电柱130于光致抗蚀剂层112的开口113中，其中导电柱130分别堆叠于金属保护垫120上。接着，移除光致抗蚀剂层112，以暴露出金属载板110的另一部分。此处，形成导电柱130的步骤是以光致抗蚀剂层112为一电镀掩模，电镀导电柱130于开口113中，其中导电驻130的材质例如是铜、镍或金。

接着，请参考图1C，通过一印刷法或一热压合法来形成一绝缘材料层140a于金属载板110上，其中绝缘材料层140a覆盖金属载板110的另一部分且包覆导电柱130以及金属保护垫120。此时，每一导电柱130的一顶表面132被绝缘材料层140a完全覆盖，且绝缘材料层140a材质例如是ABF（Ajinomoto build-up film）树脂、苯并环丁烯(benzocyclobutene，简称BCB)树脂、光致抗蚀剂材料（例如是Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd公司研发出来的材料，简称SINR）、聚苯恶唑(polybenzoxazole，简称PBO)、甲基系硅胶、乙基系硅胶,环苯系硅胶、环氧树脂或高分子树脂。

接着，请参考图1D，通过一研磨法或一激光移除法来移除部分绝缘材料层140a，而形成一暴露出导电柱130的顶表面132的绝缘材料层140。此时，绝缘材料层140的一上表面142与导电柱130的顶表面132实质上齐平。

接着，请参考图1E，提供一胶带10于绝缘材料层140上，其中胶带10覆盖绝缘材料层140的上表面142以及导电柱130的顶表面132。

之后，请参考图1F，移除金属载板110，以暴露出绝缘材料层140相对于上表面142的一下表面144，其中移除金属载板110的方法例如是背蚀刻法。此处，每一金属保护垫120的一底表面122与绝缘材料层140的下表面144实质上齐平。

最后，请同时参考图1E与图1G，移除胶带10，以暴露出绝缘材料层140的上表面142以及导电柱130的顶表面132。至此，已完成中介基材100a的制作。

值得一提的是，为了与后续焊球（未绘示）之间具有较佳结合性，也可于移除金属载板110之后，请参考图1H，移除金属保护垫120，而暴露出每一导电柱130的一底表面134，而完成中介基材100b的制作。需说明的是，此移除金属保护垫120的步骤为一选择性的步骤，而使用者可依据所选择的焊球的材质及金属保护垫120的材质来选择是否进行此金属保护层120的移除步骤，在此并不加以限制。

在结构上，请再参考图1H，本实施例的中介基材100b包括绝缘材料层140以及导电柱130。绝缘材料层140具有彼此相对的上表面142与下表面144以及多个贯穿绝缘材料层140的贯孔143。导电柱130分别配置于绝缘材料层140的贯孔143内，且导电柱130具有彼此相对的顶表面132以及底表面134。导电柱130的顶表面132与绝缘材料层140的上表面142实质上齐平。当然，在另一实施例中，请参考图1G，中介基材100a也可还包括多个金属保护垫120，其中金属保护垫120分别配置于绝缘材料层140的贯孔143内，其中导电柱130分别堆叠于金属保护垫120上，且金属保护垫120的底表面122与绝缘材料层140的下表面144实质上齐平。

由于本实施例的中介基材100a（或100b）的制作是通过金属载板110来制作导电柱130，接着形成绝缘材料层140于金属载板110上以包覆导电柱130，而后移除金属载板110而暴露出绝缘材料层140的下表面142。如此一来，相比较于现有采用硅晶片来制作的中介基材而言，本实施例的中介基材100a（或100b）无需采用硅晶片也无需额外制作绝缘层，因此可有效降低生产成本且具有较为简单的制作步骤。再者，由于绝缘材料层140包覆导电柱130，因此无需额外制作绝缘层也不会有漏电的问题产生，故本实施例的中介基材100a（或100b）可具有较佳的电性可靠度。此外，导电柱130被绝缘材料层140所包覆，因此于移除金属载板110时，蚀刻液并不会侵蚀到导电柱130，故本实施例的中介基材100a（或100b）可具有较佳的结构可靠度。

以下实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2A至图2D为本发明的一实施例的一种中介基材的制作方法的局部步骤的剖面示意图。请先参考图2D，本实施例的中介基材100c与前述实施例的中介基材100a相似，主要的差异是在于：本实施例的中介基材100c还包括一第一介电层150、多个第一导电通孔160、一重配置线路层170、一第二介电层155、多个第二导电通孔165以及多个球底金属垫180。详细来说，第一介电层150配置于绝缘材料层140的上表面142上，其中第一介电层150覆盖绝缘材料层140的上表面142以及导电柱130的顶表面132。第一导电通孔160贯穿第一介电层150且分别连接导电柱130的顶表面132。重配置线路层170配置于第一介电层150上且连接第一导电通孔160，其中重配置线路层170通过第一导电通孔160与导电柱130电连接。第二介电层155配置于重配置线路层170上，其中第二介电层155覆盖重配置线路层170与第一介电层150。第二导电通孔165内埋第二介电层155中且连接重配置线路层170。球底金属垫180配置于第二介电层155上且分别连接第二导电通孔165，其中球底金属垫180通过第二导电通孔165与重配置线路层170电连接。

在制作工艺上，本实施例的中介基材100c可以采用与前述实施例的中介基材100a大致相同的制作方式，并且在图1D的步骤后，即在形成绝缘材料层140于金属载板110上之后且于移除金属载板110之前，请参考图2A，形成一第一介电层150于绝缘材料层140上，其中第一介电层150覆盖绝缘材料层140的上表面142以及导电柱130的顶表面132。接着，形成多个第一导电通孔160，其中第一导电通孔160贯穿第一介电层150且分别连接导电柱130的顶表面132。接着，并形成一重配置线路层170于第一介电层150上，其中重配置线路层170连接第一导电通孔160且通过第一导电通孔160与导电柱130电连接。

接着，请参考图2B，形成一第二介电层155于重配置线路层170上，其中第二介电层155覆盖重配置线路层170与第一介电层150。接着，形成多个第二导电通孔165，其中第二导电通孔165内埋于第二介电层155中且连接重配置线路层170。接着，并形成多个球底金属垫180于第二介电层155上，其中球底金属垫180分别连接第二导电通孔155且通过第二导电通孔155与重配置线路层170电连接。

之后，请参考图2C，提供一胶带10于球底金属垫180上，其中胶带10覆盖球底金属垫180以及第二绝缘层155。接着，请同时参考图2C与图2D，通过背蚀刻法移除金属载板110后再移除胶带10，以暴露出绝缘材料层140相对于上表面142的下表面144。此处，金属保护垫120的底表面122与绝缘材料层140的下表面144实质上齐平。至此，已完成中介基材100c的制作。当然，为了与后续焊球（未绘示）之间具有较佳结合性，也可于移除金属载板110之后，请参考图2E，移除金属保护垫120，而暴露出导电柱130的底表面134，而完成中介基材100d的制作。需说明的是，此移除金属保护垫120的步骤为一选择性的步骤，而使用者可依据所选择的焊球的材质及金属保护垫120的材质来选择是否进行此金属保护层120的移除步骤，在此并不加以限制。

图3A至图3E为本发明的另一实施例的一种中介基材的制作方法的剖面示意图。请先参考图3E，本实施例的中介基材100e与前述实施例的中介基材100a相似，主要的差异是在于：本实施例的中介基材100e更包括多个球底金属垫190，其中球底金属垫190分别配置于绝缘材料层140的贯孔143内，且球底金属垫190分别位于金属保护垫120与导电柱130之间。

在制作工艺上，请本实施例的中介基材100e可以采用与前述实施例的中介基材100a大致相同的制作方式，并且在图1A的步骤后，即形成金属保护垫120之后且于形成导电柱130于光致抗蚀剂层112的开口113中之前，请参考图3A，形成多个球底金属垫190于光致抗蚀剂层110的开口113中，其中球底金属垫190覆盖金属保护垫120。此处的球底金属层190是由一第一金属层192以及一第二金属层194所组成，其中第一金属层192位于金属保护垫120与第二金属层194之间，且第一金属层192的材质与第二金属层194的材质包括铜、镍或金。当然，于其他未绘示的实施例中，球底金属层190更可由三层以上金属层所组成。

接着，请参考图3A与图3B，形成多个导电柱130于光致抗蚀剂层112的开口113中，其中导电柱130分别堆叠于球底金属垫190上，且球底金属垫190位于金属保护垫120与导电柱130之间。接着，移除光致抗蚀剂层112，以暴露出金属载板110的另一部分。此处，形成导电柱130的步骤是以光致抗蚀剂层112为一电镀掩模，电镀导电柱130于开口113中，其中导电驻130的材质例如是铜、镍或金。

接着，请参考图3C，通过一印刷法或一热压合法来形成一绝缘材料层140a于金属载板110上，其中绝缘材料层140a覆盖金属载板110的另一部分且包覆导电柱130、球底金属垫190以及金属保护垫120。此时，每一导电柱130的一顶表面132被绝缘材料层140a完全覆盖，且绝缘材料层140a材质例如是ABF（Ajinomoto build-up film）、苯并环丁烯(benzocyclobutene，简称BCB)树脂、光致抗蚀剂材料（例如是Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd公司研发出来的材料，简称SINR）、聚苯恶唑(polybenzoxazole，简称PBO)、甲基系硅胶、乙基系硅胶,环苯系硅胶、环氧树脂或高分子树脂。

之后，请参考图3D，通过一研磨法或一激光移除法来移除部分绝缘材料层140a，而形成一暴露出导电柱130的顶表面132的绝缘材料层140。此时，绝缘材料层140的一上表面142与导电柱130的顶表面132实质上齐平。

最后，请参考图3E，移除金属载板110，以暴露出绝缘材料层140相对于上表面142的一下表面144，其中移除金属载板110的方法例如是背蚀刻法。此处，每一金属保护垫120的一底表面122与绝缘材料层140的下表面144实质上齐平。至此，已完成中介基材100e的制作。

值得一提的是，为了与后续焊球（未绘示）之间具有较佳结合性，也可于移除金属载板110之后，请参考图3F，移除金属保护垫120，而暴露出球底金属垫190的一底表面196，而完成中介基材100f的制作。需说明的是，此移除金属保护垫120的步骤为一选择性的步骤，而使用者可依据所选择的焊球的材质及金属保护垫120的材质来选择是否进行此金属保护层120的移除步骤，在此并不加以限制。

此外，在其他实施例中，请参考图4A与图4B，在图3D的步骤后，即在形成绝缘材料层140于金属载板110上之后且于移除金属载板110之前，也可选用于如前述图2A至2F的步骤而于完成包括有金属保护垫120、球底金属垫190、导电柱130、绝缘材料层140、第一介电层150、第一导电通孔160、重配置线路层170、第二介电层155、第二导电通孔165以及球底金属垫180的中介基材100g；或者是，完成包括有球底金属垫190、导电柱130。绝缘材料层140、第一介电层150、第一导电通孔160、重配置线路层170、第二介电层155、第二导电通孔165以及球底金属垫180的中介基材100h，本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，依据实际需求，而选用前述的制作工艺步骤及构件，以达到所需的技术效果。

综上所述，本发明的中介基材的制作是通过金属载板来制作导电柱，接着再形成绝缘材料层于金属载板上以包覆导电柱，而后再移除金属载板而暴露出绝缘材料层的下表面。如此一来，相较于现有采用硅晶片来制作的中介基材而言，本发明的中介基材可有效降低生产成本。再者，由于绝缘材料层包覆导电柱，因此无需额外制作绝缘层也部会有漏电的问题产生，可使得本发明的中介基材具有较佳的电性可靠度。此外，导电柱被绝缘材料层包覆也可避免后续制作工艺成受蚀刻液的影响，可使得本发明的中介基材具有较佳的结构可靠度。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (19)

1.一种中介基材的制作方法，包括：

提供一金属载板；

形成一光致抗蚀剂层于该金属载板上，其中该光致抗蚀剂层具有多个开口，且该些开口暴露出该金属载板的一部分；

在该光致抗蚀剂层的该些开口中形成多个金属保护垫，该些金属保护垫覆盖该些开口所暴露出的该金属载板的该一部分；

形成多个导电柱于该光致抗蚀剂层的该些开口中，该些导电柱分别堆叠于该些金属保护垫上；

移除该光致抗蚀剂层，以暴露出该金属载板的另一部分；

形成一绝缘材料层于该金属载板上，该绝缘材料层覆盖该金属载板的该另一部分且包覆该些导电柱以及该些金属保护垫；以及

移除该金属载板，以暴露出该绝缘材料层相对于该上表面的一下表面。

2.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，其中该金属载板的材质包括铜箔。

3.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，其中该金属保护垫的材质包括铜、镍或金。

4.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，其中形成该金属保护垫的步骤，包括：

以该光致抗蚀剂层为一电镀掩模，电镀该些金属保护垫于该些开口所暴露出的该金属载板的该一部分。

5.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，其中形成该导电柱的步骤，包括：

以该光致抗蚀剂层为一电镀掩模，电镀该些导电柱于该些开口中。

6.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，其中形成该绝缘材料层的步骤，包括：

通过一印刷法或一热压合法来形成该绝缘材料层于该金属载板上，该绝缘材料层覆盖该些导电柱的该些顶表面。

7.如权利要求6所述的中介基材的制作方法，其中形成该绝缘材料层的步骤，还包括：

在该印刷法或该热压合法来形成该绝缘材料层于该金属载板上之后，通过一研磨法或一激光移除法来移除部分该绝缘材料层，以暴露出该些导电柱的该些顶表面，且该绝缘材料层的一上表面与各该导电柱的一顶面齐平。

8.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，还包括：

在形成该些导电柱于该光致抗蚀剂层的该些开口中之前，形成多个球底金属垫于该些开口中，该些球底金属垫覆盖该些金属保护垫。

9.如权利要求8所述的中介基材的制作方法，还包括：

于移除该金属载板之后，移除该些金属保护垫，以暴露出各该球底金属垫的一底表面。

10.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，还包括：

在移除该金属载板之后，移除该些金属保护垫，以暴露出各该导电柱的一底表面。

11.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，其中移除该金属载板后，该绝缘材料层的该下表面与各该金属保护垫的一底表面切齐。

12.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，还包括：

在形成该绝缘材料层于该金属载板上之后且于移除该金属载板之前，形成一第一介电层于该绝缘材料层上，该第一介电层覆盖该绝缘材料层的该上表面以及该些导电柱的该些顶表面；

形成多个第一导电通孔，该些第一导电通孔贯穿该第一介电层且分别连接该些导电柱的该些顶表面；以及

形成一重配置线路层于该第一介电层上，该重配置线路层连接该些第一导电通孔且通过该些第一导电通孔与该些导电柱电连接。

13.如权利要求12所述的中介基材的制作方法，还包括：

形成该重配置线路层之后，形成一第二介电层于该重配置线路层上，该第二介电层覆盖该重配置线路层与该第一介电层；

形成多个第二导电通孔，该些第二导电通孔内埋于该第二介电层中且连接该重配置线路层；以及

形成多个球底金属垫于该第二介电层上，该些球底金属垫分别连接该些第二导电通孔且通过该些第二导电通孔与该重配置线路层电连接。

14.如权利要求1所述的中介基材的制作方法，其中移除该金属载板的方法包括背蚀刻法。

15.一种中介基材，包括：

绝缘材料层，具有彼此相对的一上表面与一下表面以及多个贯穿该绝缘材料层的贯孔；以及

多个导电柱，分别配置于该绝缘材料层的该些贯孔内，其中各该导电柱具有彼此相对的一顶表面以及一底表面，各该导电柱的该顶表面与该绝缘材料层的该上表面齐平。

16.如权利要求15所述的中介基材，还包括多个金属保护垫，分别配置于该绝缘材料层的该些贯孔内，其中该些导电柱分别堆叠于该些金属保护垫上，且各该金属保护垫的一底表面与该绝缘材料层的该下表面齐平。

17.如权利要求16所述的中介基材，还包括多个球底金属垫，分别配置于该绝缘材料层的该些贯孔内，其中该些球底金属垫分别位于该些金属保护垫与该些导电柱之间。

18.如权利要求15所述的中介基材，还包括：

第一介电层，配置于该绝缘材料层的该上表面上，其中该第一介电层覆盖该绝缘材料层的该上表面以及该些导电柱的该些顶表面；

多个第一导电通孔，贯穿该第一介电层，且分别连接该些导电柱的该些顶表面；以及

重配置线路层，配置于该第一介电层上，且连接该些第一导电通孔，其中该重配置线路层通过该些第一导电通孔与该些导电柱电连接。

19.如权利要求18所述的中介基材，还包括：

第二介电层，配置于该重配置线路层上，其中该第二介电层覆盖该重配置线路层与该第一介电层；

多个第二导电通孔，内埋于该第二介电层中，且连接该重配置线路层；以及

多个球底金属垫，配置于该第二介电层上，且分别连接该些第二导电通孔，其中该球底金属垫通过该些第二导电通孔与该重配置线路层电连接。

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