CN112702836A - 一种带侧壁焊盘的载片结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带侧壁焊盘的载片结构，包括：介质基板，所述介质基板是该侧壁焊盘的载片结构的基体；侧壁焊盘；所述侧壁焊盘设置在所述介质基板的侧壁处，沿所述介质基板的侧壁从底面向顶面延伸；表面金属布线层；所述表面金属布线层设置在介质基板的顶面，电连接至所述侧壁焊盘；表面介质层，所述表面介质层设置在所述介质基板顶面和部分所述表面金属布线层上方；以及表面介质层窗口，所述表面介质层窗口漏出的部分所述表面金属布线层。

Description

一种带侧壁焊盘的载片结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及光电封装技术领域的一种带侧壁焊盘的载片结构及其制作方法。

背景技术

在光电耦合系统中，垂直腔面发射激光器(VCSEL)和面受光探测器一般同光纤直接对准耦合，这种耦合方式虽然效率高，但光纤方向和电路板面间是互相垂直的，由于光纤带的弯曲半较大所以这种耦合方式应用场景通常需要在电路板平面垂直方向上预留较大的空间，对尺寸的空间需求，显然现如今不利于模块小型化的发展需求。

为了实现光纤和电路板间直接垂直对准耦合，现有技术(CN104793298B)披露了一种载板及连接至侧壁的导电线路的结构，通过刻蚀矩形槽后，在槽中生长绝缘层，再制作电镀种子层、电镀铜、进行铜层图形化，然后在铜层表面形成钝化绝缘层后刻蚀电镀种子层，之后再刻蚀相邻两个矩形槽之间的载体、绝缘层和电镀种子层露出铜层侧面，最后再对露出的铜层进行表面处理、划片以及丝焊金线形成。该方法获得的结构能够实现光收发模块和组件生产过程中存在的90°电路互连，但也存在如下不足：1)多次使用载体刻蚀工艺，工艺不易控制，难度大，成本高；2)使用切割工艺实现单个载片的分离，在切割过程中，侧壁金属易被损伤，影响产品可靠性。

针对现有的光纤和电路板间耦合空间尺寸大、不利于模块小型化，以及在先技术存在的大难度、高成本和可靠性差的问题，本发明提出一种具有侧壁焊盘的载片结构及其制作方法，能够实现侧壁线路与载片正面线路的90°电路互连，以解决现有技术中光收发模块和组件生产过程中存在的上述问题。

发明内容

针对现有的光纤和电路板间耦合空间尺寸大、不利于模块小型化，以及在先技术存在的大难度、高成本和可靠性差的问题，根据本发明的一个实施例，提供一种带侧壁焊盘的载片结构，包括：

介质基板，所述介质基板是该侧壁焊盘的载片结构的基体；

侧壁焊盘；所述侧壁焊盘设置在所述介质基板的侧壁处，沿所述介质基板的侧壁从底面向顶面延伸；

表面金属布线层；所述表面金属布线层设置在介质基板的顶面，电连接至所述侧壁焊盘；

表面介质层，所述表面介质层设置在所述介质基板顶面和部分所述表面金属布线层上方；以及

表面介质层窗口，所述表面介质层窗口漏出的部分所述表面金属布线层。

在本发明的一个实施例中，所述侧壁焊盘的高度与所述介质基板的厚度相同。

在本发明的一个实施例中，所述侧壁焊盘的高度小于所述介质基板的厚度。

在本发明的一个实施例中，所述表面金属布线层还包括从所述介质基板顶面沿侧壁向底面延伸的延伸部，该延伸部实现所述表面金属布线层与所述侧壁焊盘的电连接。

在本发明的一个实施例中，所述表面金属布线层具有多层金属层，其中最外层金属层具有外接焊盘，所述表面介质层窗口设置在所述外接焊盘处。

在本发明的一个实施例中，所述侧壁焊盘和所述表面介质层窗口漏出的所述表面金属布线层上还设置有表面处理层。

在本发明的一个实施例中，所述表面处理层为Ni/Au或Ni/Pd/Au。

根据本发明的另一个实施例中，提供一种具有侧壁焊盘的载片结构的制造方法，包括：

在载板上形成临时键合层；

在临时键合层上形成第一介质层和第一开口；

在第一开口中的临时键合层上形成掩膜层和第二开口；

在第二开口中形成侧壁焊盘；

去除掩膜层；

在第一介质层的表面形成金属布线层；

在第一介质层和金属布线层上方形成第二介质层和第三开口；以及

去除载板和临时键合层，释放获得带侧壁焊盘的载片结构。

在本发明的另一个实施例中，在形成掩膜层和第二开口前，先形成电镀种子层，掩膜层覆盖除第二开口处的第一介质层和第一开口。

在本发明的另一个实施例中，具有侧壁焊盘的载片结构的制造方法还包括在侧壁焊盘和第三开口漏出的金属布线层上形成表面处理层，表面处理层通过化学镀Ni/Au或者Ni/Pd/Au形成。

本发明提出一种具有侧壁焊盘的载片结构及其制作方法，通过在临时键合载板上制作介质层作为载片的基体，然后依次采用图形化电镀填充形成侧壁焊盘、表面金属布线层以及表面介质层，最后通过释放临时键合载板形成最终载片结构，该结构具有侧壁焊盘和与其垂直的表面金属布线层。基于本发明的该种具有侧壁焊盘的载片结构及其制作方法具有如下优点：1)通过以介质层作为载片的基体，易通过光刻工艺制作图形，避免了工艺过程中对载片的刻蚀，降低了工艺难度，节约成本；2)通过临时粘附层来临时固定载片和介质层，并在工艺完成后进行分离，省去了切割步骤，避免了切割时对侧壁金属层的损伤。

附图说明

为了进一步阐明本发明的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出根据本发明的一个实施例的一种具有侧壁焊盘的载片结构100的剖面示意图。

图2A至图2H示出根据本发明的一个实施例形成该种具有侧壁焊盘的载片结构100的过程剖面示意图。

图3示出的是根据本发明的一个实施例形成该种具有侧壁焊盘的载片结构100的流程图300。

具体实施方式

在以下的描述中，参考各实施例对本发明进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本发明的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本发明的实施例的全面理解。然而，本发明可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。

在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。

需要说明的是，本发明的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本发明的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。

本发明提出一种具有侧壁焊盘的载片结构及其制作方法，通过在临时键合载板上制作介质层作为载片的基体，然后依次采用图形化电镀填充形成侧壁焊盘、表面金属布线层以及表面介质层，最后通过释放临时键合载板形成最终载片结构，该结构具有侧壁焊盘和与其垂直的表面金属布线层。基于本发明的该种具有侧壁焊盘的载片结构及其制作方法具有如下优点：1)通过以介质层作为载片的基体，易通过光刻工艺制作图形，避免了工艺过程中对载片的刻蚀，降低了工艺难度，节约成本；2)通过临时粘附层来临时固定载片和介质层，并在工艺完成后进行分离，省去了切割步骤，避免了切割时对侧壁金属层的损伤。

下面结合图1来详细介绍根据本发明的一个实施例的一种具有侧壁焊盘的载片结构。图1示出根据本发明的一个实施例的一种具有侧壁焊盘的载片结构100的剖面示意图。如图1所示，该具有侧壁焊盘的载片结构100进一步包括介质基板110、侧壁焊盘120、表面金属布线层130、表面介质层140以及表面介质层窗口150。

介质基板110是该具有侧壁焊盘的载片结构的基体，其厚度可以根据实际需求确定。在本发明的一个实施例中，介质基板110是通过固化片或树脂材料制作形成，其厚度约为200um至1000um。

侧壁焊盘120设置在介质基板110的侧壁处，从介质基板110的底面向顶面延伸。在本发明的一个实施例中，侧壁焊盘120从介质基板110的底面向顶面延伸至介质基板110的顶面。

表面金属布线层130设置在介质基板110的顶面处，电连接至侧壁焊盘120。在本发明的一个实施例中，表面金属布线层130还包括从介质基板110顶面沿侧壁向底面延伸的延伸部，该延伸部实现表面金属布线层130与侧壁焊盘120的电连接。在本发明的又一实施例中，表面金属布线层130可以具有单层或多层金属层。

表面介质层140设置在表面金属布线层130的导电线路之间以及覆盖部分金属布线层130。在本发明的一个实施例中，当表面金属布线层130具有多层金属层时，表面介质层140还设置在相邻层金属间，起到绝缘和支撑作用。

表面介质层窗口150设置在表面金属布线层130的局部位置，从而实现表面金属布线层130的金属漏出。在本发明的一个实施例中，表面介质层窗口150处漏出的表面金属布线层130的外接焊盘。

在本发明的一个具体实施例中，在侧壁焊盘120和表面介质层窗口150漏出的表面金属布线层130上还设置有表面处理层(图中未示出)，该表面处理层可以通过化学镀Ni/Au或者Ni/Pd/Au形成，起到防止裸露金属的氧化等作用。

下面结合图2A至图2H以及图3来详细描述形成该具有侧壁焊盘的载片结构100的过程。图2A至图2H示出根据本发明的一个实施例形成该种具有侧壁焊盘的载片结构100的过程剖面示意图；图3示出的是根据本发明的一个实施例形成该种具有侧壁焊盘的载片结构100的流程图300。

首先，在步骤310，如图2A所示，在载板210上形成临时键合层220。载板210作为后续工艺的支撑结构。在本发明的一个实施例中，载板210为透光材料的基板，例如玻璃载板，临时键合层220为激光照射可拆解键合材料，通过旋涂工艺形成在载板210的表面。

接下来，在步骤320，如图2B所示，在临时键合层220上形成第一介质层230和第一开口235，其中第一介质层层230作为最终带侧壁焊盘的载片结构的基体，第一开口235漏出临时键合层220。在本发明的一个实施例中，通过图形化工艺形成第一介质层230和对应的第一开口235，例如通过旋涂或者贴片形成整体的第一介质层230，然后再通过曝光、显影、去胶等工艺区域第一开口235位置的第一介质层230，最后固化形成对应结构。

然后，在步骤330，如图2C所示，在第一开口235中的临时键合层220上形成掩膜层240，掩膜层240与第一介质层230侧壁之间保持一定距离，对应的形成第二开口245。在本发明的一个实施例中，掩膜层240与第一介质层230的高度相同。在本发明的又一实施例中，在形成掩膜层240和第二开口245之前，还在第一开口235的底面、第一介质层230的表面和侧壁形成电镀种子层。

接下来，在步骤340，如图2D所示，在第二开口245中形成侧壁焊盘250。在本发明的一个实施例中，通过电镀形成该侧壁焊盘250，侧壁焊盘250从与第一介质层230底面接触的临时键合层220沿第二开口245向上填充形成，其高度可以与第一介质层230的顶面齐平，也可以低于第一介质层230的顶面。

然后，在步骤350，如图2E所示，去除掩膜层240。在本发明的一个实施例中，掩膜层240为光刻胶层，通过去胶工艺清洗去除。在本发明的一个具体实施例中，掩膜层240除了覆盖第一开口235下方的部分临时键合层220之外，还覆盖第一介质层230的顶面。

接下来，在步骤360，如图2F所示，在第一介质层230的表面形成金属布线层260，金属布线层260电连接至侧壁焊盘250。在本发明的一个实施例中，通过图像化电镀形成金属布线层260，金属布线层260可以具有单层或多层。

然后，在步骤370，如图2G所示，在第一介质层230和金属布线层260上方形成第二介质层270和第三开口275，第二介质层270覆盖在金属布线层260的导电线路之间以及覆盖部分金属布线层230。在本发明的一个实施例中，当金属布线层260具有多层金属层时，第二介质层270还设置在相邻层金属间，起到绝缘和支撑作用。第三开口275设置在金属布线层260的局部位置，从而实现金属布线层260的金属漏出。在本发明的又一实施例中，第三开口275处漏出的金属布线层260的外接焊盘。在本发明的再一实施例中，在侧壁焊盘250和第三开口275漏出的金属布线层260上还设置有表面处理层(图中未示出)，该表面处理层可以通过化学镀Ni/Au或者Ni/Pd/Au形成，起到防止裸露金属的氧化等作用。

最后，在步骤380，如图2H所示，去除载板210和临时键合层220，释放获得带侧壁焊盘的载片结构。在本发明的一个事实中，载板210为透光载板，临时键合层220为激光可拆键合材料，通过从载板210对临时键合层220进行激光照射去除载板210，在通过清洗工艺去除残留的临时键合层220。

基于本发明提出的该种具有侧壁焊盘的载片结构及其制作方法，通过在临时键合载板上制作介质层作为载片的基体，然后依次采用图形化电镀填充形成侧壁焊盘、表面金属布线层以及表面介质层，最后通过释放临时键合载板形成最终载片结构，该结构具有侧壁焊盘和与其垂直的表面金属布线层。基于本发明的该种具有侧壁焊盘的载片结构及其制作方法具有如下优点：1)通过以介质层作为载片的基体，易通过光刻工艺制作图形，避免了工艺过程中对载片的刻蚀，降低了工艺难度，节约成本；2)通过临时粘附层来临时固定载片和介质层，并在工艺完成后进行分离，省去了切割步骤，避免了切割时对侧壁金属层的损伤。

Claims (10)

1.一种带侧壁焊盘的载片结构，包括：

介质基板，所述介质基板是该侧壁焊盘的载片结构的基体；

侧壁焊盘；所述侧壁焊盘设置在所述介质基板的侧壁处，沿所述介质基板的侧壁从底面向顶面延伸；

表面金属布线层；所述表面金属布线层设置在介质基板的顶面，电连接至所述侧壁焊盘；

表面介质层，所述表面介质层设置在所述介质基板顶面和部分所述表面金属布线层上方；以及

表面介质层窗口，所述表面介质层窗口漏出的部分所述表面金属布线层。

2.如权利要求1所述的带侧壁焊盘的载片结构，其特征在于，所述侧壁焊盘的高度与所述介质基板的厚度相同。

3.如权利要求1所述的带侧壁焊盘的载片结构，其特征在于，所述侧壁焊盘的高度小于所述介质基板的厚度。

4.如权利要求3所述的带侧壁焊盘的载片结构，其特征在于，所述表面金属布线层还包括从所述介质基板顶面沿侧壁向底面延伸的延伸部，该延伸部实现所述表面金属布线层与所述侧壁焊盘的电连接。

5.如权利要求1所述的带侧壁焊盘的载片结构，其特征在于，所述表面金属布线层具有多层金属层，其中最外层金属层具有外接焊盘，所述表面介质层窗口设置在所述外接焊盘处。

6.如权利要求1所述的带侧壁焊盘的载片结构，其特征在于，所述侧壁焊盘和所述表面介质层窗口漏出的所述表面金属布线层上还设置有表面处理层。

7.如权利要求1所述的带侧壁焊盘的载片结构，其特征在于，所述表面处理层为Ni/Au或Ni/Pd/Au。

8.一种具有侧壁焊盘的载片结构的制造方法，包括：

在载板上形成临时键合层；

在临时键合层上形成第一介质层和第一开口；

在第一开口中的临时键合层上形成掩膜层和第二开口；

在第二开口中形成侧壁焊盘；

去除掩膜层；

在第一介质层的表面形成金属布线层；

在第一介质层和金属布线层上方形成第二介质层和第三开口；以及

去除载板和临时键合层，释放获得带侧壁焊盘的载片结构。

9.如权利要求8所述的具有侧壁焊盘的载片结构的制造方法，其特征在于，在形成掩膜层和第二开口前，先形成电镀种子层，掩膜层覆盖除第二开口处的第一介质层和第一开口。

10.如权利要求8所述的具有侧壁焊盘的载片结构的制造方法，其特征在于，还包括在侧壁焊盘和第三开口漏出的金属布线层上形成表面处理层，表面处理层通过化学镀Ni/Au或者Ni/Pd/Au形成。

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