CN115767893A - 一种无芯基板及其制作方法以及半导体 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无芯基板及其制作方法以及半导体，其中方法包括：准备一临时基板；临时基板至少包括第一金属层以及第二金属层；在第一金属层的上表面制作导通铜柱；在导通铜柱上压合第一绝缘层，使第一绝缘层覆盖导通铜柱；第一绝缘层包括玻纤材料；削减第一绝缘层的厚度，使导通铜柱外露；在外露的导通铜柱上覆盖第二绝缘层；第二绝缘层包括无玻纤材料；削减第二绝缘层的厚度，使导通铜柱外露；在第二绝缘层上制作金属种子层；去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层。本方法可以可以提高产品的质量。本申请可广泛应用于半导体技术领域内。

Description

一种无芯基板及其制作方法以及半导体

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其是一种无芯基板及其制作方法以及半导体。

背景技术

随着电子技术的日益发展，电子产品的性能要求越来越高，从而使得电子元件及线路板基板线路集成化、小型化、多功能化是必然趋势。这就要求作为元器件载体的线路板有更小的线宽、线距以及导通孔/柱；同时高频信号的传输以及对传输信号完整度的要求对电路板的线路阻抗设计提出了更高的要求，对应的线路图形应该有更精细的线路、更好的完整度；

现有技术中，进行层压工艺时，在导电柱层上堆叠一定厚度的半固化片(绝缘层材料)，在半固化片进行层压，层压之后，还需要对层压后形成的绝缘层进行研磨，以露出连接上下线路层的导电柱，形成可上下铜柱导通的基板；而在此过程中，由于绝缘层采用玻纤材料，玻纤维在研磨过程中容易外露，导致绝缘层出现不平整，影响后续的线路制作。因此，亟需一种新的无芯基板制作方法。

发明内容

本申请的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本申请实施例的一个目的在于提供一种无芯基板及其制作方法以及半导体，该方法可以制作出更加精细的线路层，从而可以提高产品的质量。

为了达到上述技术目的，本申请实施例所采取的技术方案包括：一种无芯基板制作方法，包括以下步骤：准备一临时基板；所述临时基板至少包括第一金属层以及第二金属层；所述第一金属层与第二金属层沿着垂直于临时基板方向压合成型；在所述第一金属层的上表面制作导通铜柱；在所述导通铜柱上压合第一绝缘层，使所述第一绝缘层的厚度大于所述导通铜柱的高度；所述第一绝缘层包括玻纤材料；削减所述第一绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度；在所述导通铜柱上压合第二绝缘层；使所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的厚度总和大于所述导通铜柱的高度；所述第二绝缘层包括无玻纤材料；削减所述第二绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于等于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层的厚度总和；在所述第二绝缘层上制作金属种子层；去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层。

另外，根据本发明中上述实施例的一种无芯基板制作的方法，还可以有以下附加的技术特征：

进一步地，本申请实施例中，所述在所述第一金属层的上表面制作导通铜柱这一步骤，具体包括：在所述第一金属层的上表面施加光阻材料；所述光阻材料进行曝光显影，形成铜柱开口；在所述铜柱开口进行图形电镀并去除所述光阻材料，得到导通铜柱。

进一步地，本申请实施例中，所述削减所述第一绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度；这一步骤，具体包括：对所述第一绝缘层进行机械研磨，使所述导通铜柱的高度等于所述第一绝缘层的厚度；对所述第一绝缘层进行二次减薄，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度。

进一步地，本申请实施例中，所述无玻纤材料包括树脂或者ABF。

进一步地，本申请实施例中，所述去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层这一步骤，具体包括：在金属种子层外露的表面以及第一金属层的外露的表面施加光阻材料；对所述光阻材料进行曝光以及显影，形成线路开口；在所述线路开口进行图形电镀并去除所述光阻材料，形成线路层。

进一步地，本申请实施例中，所述在所述第一金属层上表面施加光阻材料这一步骤，具体包括：通过贴膜工艺或者涂覆工艺，在所述第一金属层上表面施加光阻材料。

进一步地，本申请实施例中，还包括在所述线路层上形成阻焊层。

进一步地，本申请实施例中，所述第一金属层的厚度包括3-5um。

另一方面，本申请实施例还提供一种无芯基板，包括：通过如上述实施例任一项所述一种无芯基板制作方法制作得到。

另一方面，本申请还提供一种半导体，包括一个或者多个如上述实施例所述的一种无芯基板。

本申请的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到：

本申请可以在制作基板的过程中，在玻纤材料的第一绝缘层上压合一层无玻纤材料制成的第二绝缘层，通过减少第二绝缘层的厚度来避免现有工艺中第一绝缘层在削减厚度时出现的不平整现象，从而可以在无玻纤绝缘层上制作出更加精细的电路层，从而可以提高产品的质量。

附图说明

图1为本发明中一种具体实施例中一种无芯基板制作方法的步骤示意图；

图2为本发明中一种具体实施例中在所述第一金属层的上表面制作导通铜柱的步骤示意图；

图3为本发明中一种具体实施例中削减所述第一绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度的步骤示意图；

图4为本发明中一种具体实施例中去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层的步骤示意图；

图5为本发明中一种具体实施例中一种无芯基板制作流程中无芯基板的结构变化示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明的实施例对本发明实施例中的无芯基板制作方法、无芯基板以及半导体的结构和制备过程作以下说明。

参照图1，本发明一种无芯基板制作方法，包括以下步骤：

S1、准备一临时基板；所述临时基板至少包括第一金属层以及第二金属层；所述第一金属层与第二金属层沿着垂直于临时基板方向压合成型；

在本申请的一些实施例中，第一金属层可以是铜材料，第二金属层可以是铜、铁或者铝材料；第一金属层与第二金属层沿着垂直于临时基板方向上压合成型；除了第一金属层以及第二金属层，临时基板还可以包括绝缘层，绝缘层可以与第二金属层压合；具体地，在制作临时基板时，可以先将第二金属层与绝缘层压合，以增加第二金属层的刚度，再压合第二金属层以及第一金属层，最终形成临时基板；其中，第二金属层以及绝缘层可以在后续的工艺中剥离。

S2、在所述第一金属层的上表面制作导通铜柱；

在本申请的一些实施例中，可以在第一金属层的上表面制作导通铜柱，上表面是第一金属层与第二金属层压合面的相对面；由于第一金属层具有导电性能，制作铜柱时可以选用图形电镀，也可以选用化学气相沉铜；导通铜柱的形状可以是圆柱，也可以是正方体还可以是圆台，具体形状不作限制，而导通铜柱的数量以及每个导通铜柱的高度可以根据具体的需要进行不同的调整，在此不作限制。

S3、在导通铜柱上压合第一绝缘层，使所述第一绝缘层的厚度大于所述导通铜柱的高度；所述第一绝缘层包括玻纤材料；

在本申请的一些实施例中，第一绝缘层可以只含有玻纤材料的绝缘层，也可以是玻纤材料混合其他材料如树脂材料组成的复合绝缘层；在压合时，可以通过物理压合，使第一绝缘层可以完全覆盖导通铜柱，也就是第一绝缘层的最大厚度大于导通铜柱的高度，第一绝缘层的厚度以及导通铜柱的高度之间的差值可以是任意数值，在此不作限制。

S4、削减所述第一绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度；

在本申请的一些实施例中，可以通过物理或者化学的方式削减第一绝缘层的厚度，使第一绝缘层的厚度小于铜柱的高度，也就是，导通铜柱外露在外界环境中。

S5、在导通铜柱上压合第二绝缘层；使所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的厚度总和大于所述导通铜柱的高度；

在本申请的一些实施例中，第二绝缘层可以包括无玻纤材料，无玻纤材料在后续工艺中可以保持绝缘层的相对平整，可以保持种子层的平整，提高线路的精密度；在第二绝缘层的压合中，需使压合后的第一绝缘层和第二绝缘层的厚度总和大于导通铜柱的高度，使第二绝缘层完全覆盖所有的导通铜柱。

S6、削减所述第二绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于等于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层的厚度总和；

在本申请的一些实施例中，可以通过物理方式或者化学结合物理的方式，物理方式可以包括机械研磨，化学结合物理的方式可以通过使用特定试剂进行蚀刻后再机械研磨，还可以通过Plasma(等离子体)工艺削减第二绝缘层的厚度，最终使导通铜柱的高度大于等于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层的厚度总和，使导通柱外露于外界中。

S7、在所述第二绝缘层上制作金属种子层；

在本申请的一些实施例中，可以通过电镀的方式在第二绝缘层上制作金属种子层，金属种子层的厚度需要达到制作线路层的厚度，金属种子层可以用于制作后续的线路。

S8、去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层；

在本申请的一些实施例中，金属种子层的厚度可以满足制作线路层的厚度需求；可以以金属种子层以及第一金属层为基材，制作线路层，制作时，可以在金属种子层外露的表面以及第一金属层外露的表面同时或者先后施加光刻材料，然后进行曝光显影蚀刻工艺，最终将金属种子层以及第一金属层蚀刻为线路层；需要说明的是线路层的层数不局限于单层，也可以是两层甚至可以是多层的线路。

进一步地，还包括在所述线路层上形成阻焊层；

在本申请的一些实施例中，步骤S8制作好线路层后，可以在线路层上形成阻焊层，阻焊层可以采用绿油或者是其他的抗腐蚀的材料组成阻焊层，阻焊层可以避免静电和外界的水汽腐蚀，可以保护线路层，增加线路层的使用寿命。

进一步地，参照图2，所述在所述第一金属层的上表面制作导通铜柱这一步骤，可以包括：

S101、在所述第一金属层的上表面施加光阻材料；

S102、所述光阻材料进行曝光显影，形成铜柱开口；

S103、在所述铜柱开口进行图形电镀并去除所述光阻材料，得到导通铜柱；

在本申请的一些实施例中，可以先在第一金属层的上表面施加光阻材料；对光阻材料进行曝光显影，形成铜柱开口，铜柱开口在垂直于基板方向的投影面积可以是任意数值；一第一金属层为基础在铜柱开口进行电镀，在铜柱开口形成导通铜柱，之后再去除光阻材料，最终得到导通铜柱；导通铜柱的数量可以是一个或者是多个，具体可以根据电路功能设置具体的数值。

进一步，参照图3，所述削减所述第一绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度；这一步骤，具体包括：

S201、对所述第一绝缘层进行机械研磨，使所述导通铜柱的高度等于所述第一绝缘层的厚度；

S202、对所述第一绝缘层进行二次减薄，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度；

在本申请一些实施例中，削减第一绝缘层的厚度可以分为两步，首先可以将第一绝缘层通过机械研磨的方式进行厚度的削减，使第一绝缘层的厚度以及导通铜柱的高度持平或者相同，然后对第一绝缘层进行二次减薄，二次减薄可以采用Plasma工艺，使第一绝缘层的厚度小于铜柱的厚度，采用Plasma工艺可以尽可能减少玻纤维的外露。

进一步地，参照图4，所述去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层这一步骤，具体可以包括：

S301、在金属种子层外露的表面以及第一金属层外露的表面施加光阻材料；

S302、对所述光阻材料进行曝光以及显影，形成线路开口；

S303、在所述线路开口进行图形电镀并去除所述光阻材料，形成线路层；

在本申请的一些实施例中，制作线路层时，可以以金属种子层以及第一金属层为基材，在金属种子层外露的表面以及第一金属层外露的表面施加光阻材料，光阻材料可以形成一层膜，让光阻材料覆盖金属种子层的上表面以及第一金属层的下表面，然后对光阻材料进行曝光以及显影，得到想要的线路开口，线路开口使金属种子层以及第一金属层部分外露，以部分外露的金属种子层以及第一金属层为基材进行图形电镀，可以得到带有光阻材料的线路层，而由于电镀工艺并不能将曝光后的光阻材料去除，可以在电镀后将光阻材料去除，可以采用化学试剂将光阻材料腐蚀去除，去除光阻材料后最终得到线路层。

进一步，所述在所述第一金属层上表面施加光阻材料这一步骤，具体可以包括：通过贴膜工艺或者涂覆工艺，在所述第一金属层上表面施加光阻材料；

在本申请实施例中，可以通过贴膜工艺或者是覆涂工艺在第一金属层上施加光阻材料，贴膜工艺时需使用一张与基板垂直方向投影面积相同的膜使光阻膜可以完全覆盖第一金属层，避免后续的电镀工艺出现偏差，影响产品品质；同样地，在采用涂覆工艺时，也可以使涂覆的光阻材料完全覆盖第一金属层，避免后续的电镀工艺出现偏差，影响产品品质。

进一步地，在本申请的一些实施例中，无玻纤材料可以包括树脂膜或者ABF，第二绝缘层可以使用无玻纤材料制成的绝缘层，其中可以采用树脂制成的绝缘层或者是ABF，或者是树脂和其他无玻纤材料的混合材料制成的绝缘层，还可以是ABF结合其他材料组成的复合层作为第二绝缘层；ABF(Ajinomoto Build-up Film)材质可做线路较细、适合高脚数高讯息传输的IC，具有较高的运算性能。

进一步地，在本申请的一些实施例中，第一金属层的厚度可以包括3-5um；3um-5um的第一金属层可以作为电镀的基材，便于后续工艺中以第一金属层为基材，制作对应的线路层。

此外、与图1的方法相对应，本申请的实施例中还提供一种无芯基板，该无芯基板可以由上述任一个实施例所述的无芯基板制作方法制作得到，其具有比传统工艺制作出来的基板具有更精确的线路层，可以作为后续精细半导体产品制作的基材，进而提高产品的生产效率和产品质量。

此外，本申请的实施例中还提供一种半导体，包括一个或者多个上述实施例所述的无心基板，该半导体具有更精细的线路层，可以实现具体电路功能的同时，也具有更长的使用寿命。

下面结合图5，对本申请的无芯基板制作方法进行说明：

步骤一：参照图5的a图，需要准备一个临时基板1000，临时基板包括第一金属层1001以及第二金属层1002和载板1003；

步骤二：参照图5的b图，可以通过曝光显影电镀等工艺在第一金属层的上表面制作导通铜柱1004；

步骤三：参照图5的c图可以在导通铜柱1004上压合第一绝缘层1005，压合后第一绝缘层1005的最大厚度大于导通铜柱1004的高度；

步骤四：参照图5的d图，可以通过机械研磨和plasma工艺依次削减第一绝缘层1005的厚度，使导通铜柱1004的高度大于第一绝缘层1005的厚度；

步骤五：参照图5的e图，可以再在导通铜柱1004上压合第二绝缘层1006；使第一绝缘层1005以及第二绝缘层1006的厚度总和大于导通铜柱1004的高度；第二绝缘层1006可以采用无玻纤材料；

步骤六：参照图5的f图，可以通过plasma工艺削减第二绝缘层1006的厚度，使所述导通铜柱1004的高度可以大于等于第一绝缘层1005与第二绝缘层1006两个的绝缘层的厚度总和。

步骤七：参照图5的g图，可以以导通铜柱1004为基材，在第二绝缘层1006上通过电镀工艺制作金属种子层1007；

步骤八：参照图5的h图，去除第二金属层1002以及载板1003，以金属种子层1007以及以及第一金属层1001为基材，通过施加光刻胶工艺、曝光显影工艺以及蚀刻工艺制作线路层1008。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本申请的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本申请，但应当理解的是，除非另有相反说明，功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本申请是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本申请。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本申请的范围，本申请的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种无芯基板制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

准备一临时基板；所述临时基板至少包括第一金属层以及第二金属层；所述第一金属层与第二金属层沿着垂直于临时基板方向压合成型；

在所述第一金属层的上制作导通铜柱；

在所述导通铜柱上压合第一绝缘层，使所述第一绝缘层的厚度大于所述导通铜柱的高度；所述第一绝缘层包括玻纤材料；

削减所述第一绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度；

在所述导通铜柱上压合第二绝缘层；使所述第一绝缘层以及所述第二绝缘层的厚度总和大于所述导通铜柱的高度；所述第二绝缘层包括无玻纤材料；

削减所述第二绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于等于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层的厚度总和；

在所述第二绝缘层上制作金属种子层；

去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层。

2.根据权利要求1所述一种无芯基板制作方法，其特征在于，所述在所述第一金属层的上表面制作导通铜柱这一步骤，具体包括：

在所述第一金属层的上表面施加光阻材料；

所述光阻材料进行曝光显影，形成铜柱开口；

在所述铜柱开口进行图形电镀并去除所述光阻材料，得到导通铜柱。

3.根据权利要求1所述一种无芯基板制作方法，其特征在于，所述削减所述第一绝缘层的厚度，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度；这一步骤，具体包括：

对所述第一绝缘层进行机械研磨，使所述导通铜柱的高度等于所述第一绝缘层的厚度；对所述第一绝缘层进行二次减薄，使所述导通铜柱的高度大于所述第一绝缘层的厚度。

4.根据权利要求1所述一种无芯基板制作方法，其特征在于，所述无玻纤材料包括树脂或者ABF。

5.根据权利要求1所述一种无芯基板制作方法，其特征在于，所述去除所述第二金属层，以所述金属种子层以及所述第一金属层为基材，制作线路层这一步骤，具体包括：

在金属种子层外露的表面以及第一金属层的外露的表面施加光阻材料；

对所述光阻材料进行曝光以及显影，形成线路开口；

在所述线路开口进行图形电镀并去除所述光阻材料，形成线路层。

6.根据权利要求2所述一种无芯基板制作方法，其特征在于，所述在所述第一金属层上表面施加光阻材料这一步骤，具体包括：

通过贴膜工艺或者涂覆工艺，在所述第一金属层上表面施加光阻材料。

7.根据权利要求1所述一种无芯基板制作方法，其特征在于，还包括在所述线路层上形成阻焊层。

8.根据权利要求1所述一种无芯基板制作方法，其特征在于，所述第一金属层的厚度包括3-5um。

9.一种无芯基板，其特征在于，通过如权利要求1-8任一项所述的一种无芯基板制作方法制作得到。

10.一种半导体，其特征在于，包括一个或者多个如权利要求9所述的一种无芯基板。

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