JP6527640B2 - キャリア超薄型基板 - Google Patents

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Description

本明細書に記載される実施形態は、電子パッケージングに関する。特に、実施形態は、電子パッケージング基板に関する。
プラスチックボールグリッドアレイ(ball grid array、BGA)基板は、特にメモリ、コントローラ、及びチップセットアプリケーションに一般に使用される。BGA基板は、一般にストリップ形態で販売され、ガラスクロスで補強された樹脂層などのコアと、コアの両側に形成されたビルドアップ層とを含む剛体基板を特徴とする。ビルドアップ層は、コア層を通して伸びる貫通ビアにより相互接続され得る。より高密度及びより薄い外形(z高さ)のパッケージが求められる継続的な傾向に応じて、例えば、モバイル機器において、最近のパッケージング開発では、コア層の厚みの削減、並びにコアレス基板の製造が研究されてきた。
コアレス基板を形成する方法が説明される。一実施形態において、コアレス基板を形成する方法は、キャリア基板上に剥離層を形成することを含む。剥離層はキャリア基板上に第1表面エリア及び第2表面エリアを含み、第1表面エリアは第2表面エリアを囲み、第1表面エリアは第2表面エリアよりもキャリア基板に対する接着性が高い。そして、剥離層の第1表面エリア及び第2表面エリアにわたって剥離層上にビルドアップ構造体が形成され、キャリア基板の反対側のビルドアップ構造体に、支持基板が取り付けられる。次に、ビルドアップ構造体、剥離層の第2の表面エリア、及びキャリア基板を通して基板スタックが切断され、これにより、キャリア基板をビルドアップ構造体から取り外すことが可能となる。一実施形態において、剥離層が少なくとも部分的に除去された後に、加えて支持基板及びビルドアップ構造体が、複数のパネルに切り分けられる。
剥離層は、様々な構成を用いて形成され得る。一実施形態において、剥離層を形成することは、キャリア基板上に金属箔を配置することと、キャリア基板上の金属箔の上方及び側方周りにキャップ層を積層することとを含む。一実施形態において、剥離層を形成することは、キャリアコアの側縁周りの金属層の一部を除去することと、キャリアコア上の金属層の上方及び側方周りにキャップ層を形成することとを含む。一実施形態において、剥離層を形成することは、キャリア基板の一部エリアを粗面化することと、キャリア基板の粗面化エリア及びキャリア基板の非粗面化エリアの上方にキャップ層を形成することとを含む。短絡層もまた、剥離層の一部として、又は剥離層の上に、形成され得る。
剥離層に応じて、剥離層の第2表面エリアを通して切断することは、様々な構造体を通して切断することを含み得る。一実施形態において、剥離層の第2表面エリアを通して切断することは、金属箔を通して切断することを含む。一実施形態において、剥離層の第2表面エリアを通して切断することは、金属層を通して切断することを含む。一実施形態において、剥離層の第2表面エリアを通して切断することは、キャリア基板の非粗面化エリアの上方のキャップ層を通して切断することを含む。
一実施形態において、剥離層を形成することは、短絡層を形成することを含む。このような一実施形態において、ビルドアップ構造体に支持基板を取り付けることは、短絡層と共に電気的に短絡される複数のBGAボンドパッドを含むビルドアップ構造体のBGA側に、支持基板を取り付けることを含み得る。キャリア基板が取り外された後に、剥離層が少なくとも部分的に除去され得る。一実施形態において、これは、複数の表面実装技術(surface mount technology、SMT)ボンドパッドを露出するために、短絡層を除去することを含む。
一実施形態において、短絡層は、剥離層上に形成される。このような一実施形態において、ビルドアップ構造体は短絡層上に形成され、ビルドアップ構造体に支持基板を取り付けることは、短絡層と共に電気的に短絡される複数のボンドパッドを含むビルドアップ構造体のBGA側に、支持基板を取り付けることを含み得る。一実施形態において、剥離層が少なくとも部分的に除去された後に、複数のSMTボンドパッドを露出するために、短絡層が除去される。
一実施形態において、コアレス基板を形成する方法は、キャリア基板上に短絡層を形成することと、短絡層上にビルドアップ構造体を形成することとを含む。ビルドアップ構造体は、ビルドアップ構造体の背面側の短絡層を通して互いに短絡される複数のコンタクトパッド(例えばBGAコンタクトパッド)を、ビルドアップ構造体の前面側に含む。支持基板は、ビルドアップ構造体の前面側に取り付けられる。キャリア基板は取り外され、短絡層は除去され、第2の複数のコンタクトパッド(例えばSMTコンタクトパッド)がビルドアップ構造体の背面側に露出される。一実施形態において、第2の複数のコンタクトパッドが露出された後に、支持基板及びビルドアップ構造体を通してパネルサイズの基板スタックが切断され、その結果、複数の基板ストリップが形成される。
一実施形態において、短絡層を形成することは、キャリア基板上に金属箔を配置することと、キャリア基板上の金属箔の上方及び側方周りにキャップ層を積層することとを含む。このような一実施形態において、方法は、キャリア基板を取り外す前に、金属箔、キャップ層、ビルドアップ構造体、及び支持基板を通して切断することを更に含み得る。一実施形態において、短絡層を形成することは、キャリア基板上にキャップ層を形成することと、キャップ層上にシード層を形成することとを含む。このような一実施形態において、方法は、キャリア基板を取り外す前に、キャップ層、シード層、ビルドアップ構造体、及び支持基板を通して切断することを更に含み得る。
実施形態によれば、「良品確認済み」基板を検証するために、BGAコンタクトパッド及びSMTコンタクトパッドに対し試験が行われ得る。一実施形態において、支持基板がビルドアップ構造体の前面側に取り付けられる前に、電気的開口を検出するために、複数のコンタクトパッド(例えばBGAコンタクトパッド)に対し試験が行われ、第2の複数のコンタクトパッド(例えばSMTコンタクトパッド)がビルドアップ構造体の背面側に露出された後に、電気的短絡を検出するために、第2の複数のコンタクトパッドに対し試験が行われる。
実施形態によれば、超薄型コアレス基板ストリップが作成され得る。一実施形態において、コアレス基板ストリップは、矩形側面を含む支持基板と、支持基板上の接着剤層と、接着剤層に取り付けられたビルドアップ構造体とを含む。ビルドアップ構造体は、複数のBGAコンタクトパッドを含む底面と、複数の表面実装コンタクトパッドを含む上面とを含み得る。一実施形態において、ビルドアップ構造体は、厚さ100μm未満である。一実施形態において、ビルドアップ構造体の底面は、接地ルーティングを更に含む。ビルドアップ構造体は、一連のストリップであって、ストリップのそれぞれは型成形群内に配列されている、一連のストリップ内に配列されたパッケージルーティングのアレイを含み得、各パッケージルーティングはパッケージルーティングの外周に接地ルーティングを含む。
一実施形態に係る、キャリア基板上にビルドアップ構造体を形成する方法を例示するフローチャートである。 一実施形態に係る、キャリア基板上に形成されたビルドアップ構造体を使用してパッケージを形成する方法を例示するフローチャートである。 実施形態に係る、キャリア基板の上方に形成された剥離層の概略上面図である。 実施形態に係る、キャリア基板の上方に形成された剥離層の概略上面図である。 一実施形態に係る、キャリア基板の上方に形成された剥離層の概略上面図である。 一実施形態に係る、キャリア基板の上方に形成された剥離層の概略上面図である。 一実施形態に係る、剥離層上に形成されたビルドアップ構造体の概略上面図である。 一実施形態に係る、図6のX−X断面に沿った基板ストリップの側断面図である。 ビルドアップ構造体上にカプセル化された複数のチップの側断面図である。 一実施形態に係る、剥離層を通る切断の側断面図である。 一実施形態に係る、剥離されたパネルの側断面図である。 一実施形態に係る、多層ビルドアップ構造体を含むパッケージの側断面図である。 一実施形態に係る、単層ビルドアップ構造体を含むパッケージの側断面図である。 一実施形態に係る、金属箔を含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、金属箔を含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、金属箔を含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、金属箔を含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、金属箔を含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、金属箔を含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、犠牲層コーティングを含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、犠牲層コーティングを含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、犠牲層コーティングを含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、犠牲層コーティングを含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、犠牲層コーティングを含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、犠牲層コーティングを含む剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、粗表面上に剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、粗表面上に剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、粗表面上に剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、粗表面上に剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、粗表面上に剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、粗表面上に剥離層を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法を例示するフローチャートである。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法を例示するフローチャートである。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法の側断面図である。 一実施形態に係る、ビルドアップ構造体上に実装されたダイの側断面図である。 一実施形態に係る、複数のパッケージエリアを含むストリップ基板の概略上面図である。 一実施形態に係る、ビルドアップ構造体上にカプセル化されたダイの側断面図である。 一実施形態に係る、複数のカプセル化されたパッケージエリアを含むストリップ基板の概略上面図である。 一実施形態に係る、支持基板が除去されたビルドアップ構造体の側断面図である。 一実施形態に係る、多層ビルドアップ構造体に付けられた半田バンプを含むパッケージの側断面図である。
実施形態は、超薄型コアレス基板処理技術を説明する。より具体的には、実施形態は、基板ストリップのBGA製造及び出荷に適合したコアレス基板プロセスを説明する。例えば、従来のBGAチップ組立ては、個々又は複数のBGAパッケージユニットの製造のために確保された一連のパッケージ基板エリアを含む基板ストリップ上において、一括で実施される。従来、基板ストリップは、矩形状である。
一態様において、実施形態は、支持基板(例えば出荷基板)上の「良品確認済み」(すなわち電気的試験で検証済み)のコアレス基板を出荷することを可能にする、コアレス基板製造プロセスを説明する。したがって、パッケージングプロセスは、「良品確認済み」基板上にのみチップが実装される「チップラスト」プロセスであり得る。実用において、これは、チップ組立ての前に「良品確認済み」基板を用意及び保管することができるため、組立てスループットを向上し得る。実施形態によれば、キャリア基板上に短絡層が形成され得、続いて短絡層上にビルドアップ構造体が形成される。一実施形態において、ビルドアップ構造体のBGAコンタクトパッドに対し、電気的開口試験が行われ得る。それからキャリア基板が除去され得、続いてビルドアップ構造体の露出された表面実装(SMT)コンタクトパッドに対し、電気的短絡試験が行われる。結果得られた「良品確認済み」基板は、BGA組立てツールと適合するパネルサイズ、又はストリップ基板サイズなど、様々なフォームファクタで出荷され得る。
別の態様において、実施形態は、支持基板上にそれぞれ支持され、かつ支持基板から容易に取り外し可能な超薄型基板(例えばストリップ形状のビルドアップ構造体)の製造及び出荷に使用可能なコアレス基板製造プロセスを説明する。したがって、ストリップ基板が「良品確認済み」基板であり得るだけでなく、取り外し可能なビルドアップ構造体は、従来のコアレス基板よりもはるかに薄くあり得る。いくつかの実施形態において、ストリップ基板は、単層ビルドアップ構造体(1枚の金属層(one metal layer、1L))、又は多層ビルドアップ構造体(例えば3枚の金属層(three metal layers、3L)を含み得る。一実施形態において、3Lビルドアップ構造体は、厚さ60μm未満であり得、1Lビルドアップ構造体は、厚さ20μm未満であり得る。更に、ビルドアップ構造体の厚さ(例えば厚さ100μm未満)により、反りに関する懸念は大幅に軽減される。
別の態様において、実施形態は、ビルドアップ構造体をキャリア基板に接合する剥離層の低接着エリアを通した選択的な切断の後に、キャリア基板がビルドアップ構造体から剥離されるコアレス基板製造プロセスを説明する。実施形態によれば、剥離層は、キャリア基板に対して異なる接着性(例えば互いに関して高接着性及び低接着性)を有する表面エリアを含み得る。このようにして、キャリア基板の剥離は、例えば紫外線(ultraviolet、UV)、熱、又はレーザの剥離技術で恒例のように、全層を処理するのとは対照的に、選択的エリアを処理(例えば切断)することにより、達成され得る。
様々な実施形態において、図を参照して説明が行われる。しかしながら、特定の実施形態は、これらの具体的詳細のうちの任意の1つ以上がなくても、又は他の既知の方法及び構成と組み合わせても、実行することができる。以下の説明では、実施形態の徹底的な理解を提供するために、具体的な構成、寸法、及びプロセスなど、多数の具体的詳細が明記される。他の事例では、実施形態を不必要に曖昧にしないために、周知の半導体プロセス及び製造技術については特に詳細に説明されていない。本明細書全体にわたる「一実施形態」への言及は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造体、構成、又は特性が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる様々な場所における「一実施形態において」という語句の出現は、必ずしも同じ実施形態を言及しているとは限らない。更に、特定の特徴、構造体、構成、又は特性は、1つ以上の実施形態において、任意の好適なやり方で組み合わせることができる。
本明細書において使用される用語「より上に(above)」、「の上方に(over)」、「へ(to)」、「の間に(between)」、「にわたって(spanning)」、及び「の上に(on)」は、他の層に対するある層の相対位置を言及する場合がある。ある層が別の層「より上に(above)」、「の上方に(over)」、「にわたって(spanning)」、若しくは「の上に(on)」存在する、又は別の層「へ(to)」接着する、若しくは「接触(contact)」する場合、当該層は別の層と直接接触し得る、又は1枚以上の介在層を有し得る。層と層「の間に(between)」存在するある層は、これらの層に直接接触し得る、又は1枚以上の介在層を有し得る。
図1Aは、一実施形態に係る、キャリア基板上にビルドアップ構造体を形成する方法を例示するフローチャートである。図1Bは、一実施形態に係る、キャリア基板上に形成されたビルドアップ構造体を使用してパッケージを形成する方法を例示するフローチャートである。図1A〜1Bにおいて例示される工順は、単一主体により実行され得る、又は別個の主体により実行され得る。例えば、図1Aにおいて例示される工順は、基板製造業者により実行され得、一方図1Bにおいて例示される工順は、チップ組立製造業者により実行され得る。したがって、図1Aにおいて例示される工順で製造された基板は、BGAチップ組立て用の基板ストリップなどの出荷製品であり得る。説明を明確にするために、図1A〜1Bの以下の説明は、本明細書において説明される別の図において見られる参照特徴に関して行われる。
図1Aに示されるように、動作110において、剥離層200が、キャリア基板206の上に形成される。一実施形態において、剥離層200は、キャリア基板206上に第1表面エリア202及び第2表面エリア204を含み、第1表面エリア202は、キャリア基板206に対し、第2表面エリア204(例えば低タック、エアギャップ)よりも高い接着性(例えば高タック)を有する。動作120において、次にビルドアップ構造体220が、剥離層200の上に形成される。ビルドアップ構造体220は、剥離層の第1表面エリア及び第2表面エリアにわたり得る。ビルドアップ構造体220、剥離層200、及びキャリア基板206を含む基板スタック(例えばパネル)はそれから任意選択的に、動作130において基板ストリップ300に切り分けられ得る。一実施形態において、基板スタックは、基板ストリップ300に切り分けられた時に、ビルドアップ構造体220がキャリア基板206から剥離されるように、第2表面エリア204を通して切断される。一実施形態において、基板スタックは、基板ストリップ300に切り分けられた時に、ビルドアップ構造体220がキャリア基板206から剥離されないように、第1表面エリア202のみを通して切断される。例えば、キャリア基板206は、出荷基板として有用であり得、並びに、例えばチップ組立てに伴う後続の処理動作中の支持体として有用であり得る。実施形態によれば、基板スタックは、パネル形態又は基板ストリップ形態で出荷され得る。
図1Bに示されるように、動作140において、1つ以上のダイ240が、ビルドアップ構造体220上に実装される。ダイ240は、能動素子(例えばロジック、メモリ、システムオンチップなど)、又は受動素子(例えばコンデンサ若しくはインダクタ、MEMSデバイス、センサなど)を含み得る。実装されたダイ240は次に、動作150において、ビルドアップ構造体220上で型成形化合物250によりカプセル化され得る。動作160において、キャリア基板206が剥離され得る。一実施形態において、キャリア基板206は、剥離層200の第2表面エリア204を通して切断することにより、剥離される。動作170において、次に剥離層200がビルドアップ構造体220から除去され得、動作180において、個々のパッケージ310が個片化され得る。
図2〜3に示されるように、実施形態に係る、キャリア基板の上方に形成された剥離層200の概略上面図が提供される。両実施形態において、剥離層200はキャリア基板上に第1表面エリア202及び第2表面エリア204を含み、第1表面エリア202は第2表面エリア204を囲み、第1表面エリア202は第2表面エリア204よりもキャリア基板に対する接着性が高い。図2に例示される実施形態には、複数の第2表面エリア204が存在し、それぞれが第1表面エリア202により囲まれる。基板ストリップ300の外形線が、特定の実施形態において、第2表面エリア204の周りに例示される。このような一実施形態において、ビルドアップ構造体220、剥離層200、及びキャリア基板206を含む基板スタック(例えばパネル)は、動作130において、キャリア基板206からビルドアップ構造体220を剥離することなく、基板ストリップ300に切り分けられ得る。図3に例示される実施形態には、キャリア基板(例えばパネル)エリアの大部分をカバーする単一の第2表面エリア204が存在する。このような一実施形態において、パネルサイズのビルドアップ構造体がキャリア基板206から剥離可能であり、続いて個々の基板ストリップ300への後続切断が行われる。
図4〜6に示されるように、一実施形態に係る、剥離層とビルドアップ構造体とを形成する方法の概略上面図が提供される。図7は、一実施形態に係る、図6のX−X断面に沿った基板ストリップの側断面図である。図4〜7に例示される特定の実施形態において、固着防止コーティングを含む剥離層200が例示される。しかしながら、実施形態はそのように限定されるものではなく、例えば図13A〜21Bに関連して例示及び説明される剥離層など、これらに限定されないが、様々な剥離層200が利用可能である。加えて、様々なキャリア基板206が、実施形態に従って利用され得る。例えば、キャリア基板は、プリプレグ、ガラス、金属(例えばステンレス鋼)などであり得る。キャリア基板は、金属表面層を備えていても、備えていなくてもよい。
図4に示されるように、キャリア基板206の上方に、複数の第2表面エリア204が、パターン化された犠牲層212と共に形成されている。パターン化された金属層210(例えば銅)は、犠牲層212の下に任意選択的に形成され得る。犠牲層212は、下にある層(例えばパターン化された金属層210)に対し低接着強度境界面を形成するために、固着防止特性を有し得る。模範的材料には、ポリフッ化ビニリデン(polyvinyl fluoride、PVF)、ニッケル、クロムが含まれ得る。キャリア基板206の露出部分は、高接着強度境界面を形成する第1表面エリア202に該当し得る。
次に、キャリア基板206及びパターン化された犠牲層212の上方に、及び両表面エリア202、204の直接上に、キャップ層414が形成され得る。一実施形態において、キャップ層414は、誘電材料から形成される。一実施形態において、キャップ層414が積層される。キャップ層414の形成に続いて、パッケージルーティング221のアレイを含むビルドアップ構造体220が、キャップ層414の上方に形成される。ビルドアップ構造体220及びパッケージルーティング221は、単一金属ルーティング層224(例えば1L)又は多重金属ルーティング層224及び誘電体層214を含み得る。図6に例示される特定の実施形態において、ビルドアップ構造体220は、両表面エリア202、204の上方に形成され、一方パッケージルーティング221は、第2表面エリア204の上方にのみ形成される。パッケージルーティング221は、一連のストリップ内に配置され得、ストリップのそれぞれの中で型成形群251内に配置され得、これは、単一の型成形化合物の中に一緒に成形されるにダイを後続的に支持する。ビルドアップ構造体220の形成に続いて、基板スタックは、複数の基板ストリップ300が形成されるように、第1表面エリア202を通して任意選択的に切断され得る。
図7は、一実施形態に係る、図6のX−X断面に沿った基板ストリップの側断面図である。例示される実施形態において、1つ以上の金属ルーティング層224及び誘電体層214に加えて、ビルドアップ構造体220は接地ルーティング222を更に含み得る。接地ルーティング222は、個々のパッケージの外形線を完全に囲み得る、又は任意選択的にパッケージの外形線を部分的にのみ囲み得る。一実施形態において、各パッケージルーティング221は、パッケージルーティング221の外周に接地ルーティングを含む。例えば、接地ルーティング222は、接地リングであり得る。一実施形態において、接地ルーティング222は、パッケージルーティング221から電気的に分離されている。
図8〜10に示されるように、パネル又はストリップ形態の基板スタック(例えば基板ストリップ300)は、チップ組立てプロセスにかけられる。図8に例示される実施形態において、ビルドアップ構造体220の多重パッケージルーティング221の上に、複数のダイ240が実装される。例えば、複数のダイ240は、フリップチップ実装であり得、半田接合によりビルドアップ構造体220に接着され得る。そしてダイ240は、型成形化合物250によりビルドアップ構造体220上でカプセル化される。図6に簡単に示されるように、型成形群251内の多重ダイ240の上方に、型成形化合物250の別個の位置が形成され得る。これは、図25B及び26Bにおいても例示される。
図8に示されるように、キャリア基板206を剥離するために、基板スタック(例えば基板ストリップ300)が切断される。図に示されるように、基板スタックは、犠牲層212を含む第2表面エリア204(例えば低タックエリア)を通して切断される。切断後、ビルドアップ構造体220は、キャリア基板206及び金属層210から剥離され得る(例えばはがされ得る)。剥離に続いて、残留キャップ層414を除去して、ビルドアップ構造体220内のコンタクトパッド226及び接地ルーティング222を露出するように、ビルドアップ構造体220が処理される。例えば、残留キャップ層414は、プラズマエッチングまたグラインディングにより除去され得る。図10に示されるように、半田バンプ312が、露出されたコンタクトパッド226及び接地ルーティング222に任意選択的に付けられ得、それから個々のパッケージ310が個片化され得る。一実施形態において、接地ルーティング222が切断側面上に露出されるように、接地ルーティング222と、それに取り付けられた任意選択の半田バンプ312とを通して、切断又はソーイングが行われる。
模範的な多重金属ルーティング層224のパッケージ310及び単一金属ルーティング層224のパッケージ310が、図11〜12に例示される。図に示されるように、ダイ240のコンタクトパッド又はスタッド242は、半田接合244により、ビルドアップ構造体220の上面229のSMTコンタクトパッド227に接着され得る。半田312は、ビルドアップ構造体220の底面225のBGAコンタクトパッド226及び接地ルーティング222に任意選択的に付けられ得る。一実施形態において、例えば電磁干渉(electromagnetic interference、EMI)遮蔽のためのスパッタリングにより、パッケージ310の露出された側面及び上面に、導電性シールド314(例えば金属層)が形成され得る。シールド314は、接地ルーティング222と電気的接触状態にあり得る。一実施形態において、パッケージ310を個片化する切断又はソーイング後、パッケージは別のテープ層に配置され得、続いてシールド314を形成するスパッタリングが行われる。シールド314が半田312をカバーしないように、スパッタリング中に半田312がテープ層に埋め込まれ得る。次にパッケージ310がテープ層から取り外され得る。
前述の説明において、剥離層200が犠牲層(例えば固着防止コーティング)を含むパッケージング方法が説明及び例示された。しかしながら、実施形態はそのように限定されるものではなく、例えば図13A〜21Bに関連して例示及び説明される剥離層など、これらに限定されないが、様々な剥離層200が利用可能である。図13A〜21Bに例示される特定の実施形態において、剥離層200はキャリア基板401上に第1表面エリア202及び第2表面エリア204を含み、第1表面エリア202は第2表面エリア204を囲み、第1表面エリア202は第2表面エリア204よりもキャリア基板401に対する接着性が高い。例示される実施形態には、キャリア基板(例えばパネル)エリアの大部分をカバーする単一の第2表面エリア204が存在する。このような一実施形態において、パネルサイズのビルドアップ構造体が、キャリア基板401から剥離可能である。模範的なパネル500の外形線が、破線で例示される。あるいは、複数の第2表面エリア204が存在し得、図2に例示されるのと同様に、それぞれが第1表面エリア202により囲まれる。
図13A〜15Bに示されるように、一実施形態に係る、金属箔412を含む剥離層200を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図が提供される。キャリア基板401はキャリア基板206と同じ材料から形成され得、任意選択的に前面及び後面上に導電層(例えば金属層)410を含み得る。一実施形態において、キャリア基板401は、キャリアコア(例えばガラス、金属)と、キャリアコアの片方又は両方の側面上に金属層410とを含む。例えば、金属層410は、銅から形成され得、厚さ約10〜20μmであり得る。例示される実施形態において、例えば真空積層を用いて、キャリア基板401の片方又は両方の側面上に、金属箔412層及びキャップ層414が手配され、積層される。一実施形態において、金属箔412層は、銅であり、厚さ約10〜20μmである。一実施形態において、キャップ層414は、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド−co−N、N−ジメチルアクリルアミド)(poly(N-isopropylacrylamide-co-N,N-dimethylacrylamide)、PID)、ポリベンゾビスオキサゾール(polybenzobisoxazole、PBO)、エポキシ味の素ビルドアップフィルム(epoxy Ajinomoto Build-up Film、ABF)など、好適な誘電材料から形成される。図13A〜15Bに例示される実施形態において、キャリア基板の金属箔層412と金属層410との間の第2表面エリア204内に、エアギャップが存在し得る。いくつかの実施形態によれば、金属箔層412は更に、例えばビルドアップ構造体のBGAサイドの電気的開口試験の間、短絡層として機能し得る。
図16A〜18Bは、一実施形態に係る、犠牲(固着防止)層413コーティングを含む剥離層200を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。キャリア基板401は、図13A〜15Bに関連して説明されるキャリア基板401と同様に形成され得る。例えば、キャリア基板401は、キャリアコア(例えばガラス、金属)と、キャリアコアの片方又は両方の側面上に金属層410とを含み得る。図17A〜17Bに示されるように、犠牲層413が金属層410上に被覆され得、続いて、犠牲層413よりも高い接着強度性を有する基板コアを露出するために、キャリア基板401の側縁又は周辺部において金属層410のエッチングが行われる。犠牲層413は、下にある層(例えばパターン化された金属層210)に対し低接着強度境界面を形成するために、固着防止特性を有し得る。犠牲層413の模範的材料には、ポリフッ化ビニリデン(polyvinyl fluoride、PVF)、ニッケル、クロムが含まれ得る。キャリア基板401の露出部分は、高接着強度境界面を形成する第1表面エリア202に該当し得る。
次に、キャリア基板401及び犠牲層413の上方に、及び両表面エリア202、204の直接上に、キャップ層414が形成され得る。一実施形態において、キャップ層414が積層される。
図19A〜21Bは、一実施形態に係る、粗表面上に剥離層200を形成するプロセスの概略上面図及び側断面図である。
キャリア基板401は、プリプレグ、ガラス、金属(例えばステンレス鋼)などを含む様々な材料であり得る。一実施形態において、キャリア基板401は、金属キャリアであり、任意選択的に固着防止表面コーティングを有し得る。一実施形態において、キャリア基板401の周辺部エリアは、第1表面エリア402に対しジェットブラスト、レーザエッチング、又は化学エッチングなどの好適なプロセスを用いて、粗面化される。次に、真空積層などの好適な技術を用いて、キャリア基板401の表面エリア402、404の上方に、キャップ層414が形成される。
図22A〜22Bに示されるように、支持基板上にビルドアップ構造体を形成する方法を例示するフローチャートが提供される。工順は図22A〜22Bに別々に例示されるが、動作のうちの任意の1つ以上は組み合わせ可能であり得る。したがって、これらの工順は、互いに排他的である意図はなく、同じプロセスを特徴付ける異なる方法として解釈されてもよい。説明を明確にするために、図22A〜22Bの以下の説明は、本明細書において説明される別の図において見られる参照特徴に関して行われる。
図22Aに示されるように、動作2210において、剥離層200が、キャリア基板401の上に形成される。図13A〜15Bに関して前述されるように、一実施形態において、剥離層200を形成することは、キャリア基板401上に金属箔412を配置することと、キャリア基板401上の金属箔412の上方及び側方周りにキャップ層414を積層することとを含む。図16A〜18Bに関して前述されるように、一実施形態において、剥離層200を形成することは、キャリアコアの側縁周りの金属層410の一部を除去することと、キャリアコア上の金属層410の上方及び側方周りにキャップ層414を形成することとを含む。一実施形態において、剥離層200を形成することは、キャリア基板401のエリア420を粗面化することと、キャリア基板401の粗面化エリア及びキャリア基板401の非粗面化エリア400の上方にキャップ層414を形成することとを含む。動作2220において、次にビルドアップ構造体220が、剥離層200の上に形成される。動作2230において、支持基板600がビルドアップ構造体に取り付けられ、続いてキャリア基板401がビルドアップ構造体220から取り外される(剥離される)。キャリア基板401の剥離は、剥離層の第2表面エリア404を通して切断することを含み得る。一実施形態において、剥離層200の第2表面エリア404を通して切断することは、金属箔412を通して切断することを含む。一実施形態において、剥離層200の第2表面エリア404を通して切断することは、金属層210を通して切断することを含む。一実施形態において、剥離層200の第2表面エリア404を通して切断することは、キャリア基板401の非粗面化エリア400の上方のキャップ層414を通して切断することを含む。キャリア基板401が剥離された後に、残っている残留剥離層200は次に任意選択的に、少なくとも部分的にビルドアップ構造体220から除去され得る。
図22Bに示されるように、動作2202において、短絡層が、キャリア基板401の上に形成される。実施形態によれば、短絡層は、剥離層200の一部として、又は剥離層200の上に、形成され得る。例えば、金属箔412が短絡層として機能し得る。あるいは、剥離層200上に形成されたシード層450が、短絡層として機能し得る。動作2222において、次にビルドアップ構造体220が、短絡層の上に形成される。この時点で、電気的開口を検出する試験が、ビルドアップ構造体220の露出されたコンタクトパッド226(例えばBGAコンタクトパッド)に対して行われ得る。一実施形態において、露出されたコンタクトパッド226のそれぞれは、シード層450又は金属箔412と共に短絡される。一実施形態において、一旦試験が完了すると、動作2230において、支持基板600がビルドアップ構造体220に取り付けられる。動作2242において、キャリア基板401が、ビルドアップ構造体220から取り外される(剥離される)。動作2252において、短絡層がビルドアップ構造体から除去され、動作2254において、ビルドアップ構造体220上のコンタクトパッド227(例えばSMTコンタクトパッド)が露出される。この時点で、電気的短絡を検出する試験が、ビルドアップ構造体220の露出されたコンタクトパッド227(例えばSMTコンタクトパッド)に対して行われ得る。電気的試験を通るパネル500又は基板ストリップ300はそれから更に、「良品確認済み」基板として処理され得る。
支持基板600上にビルドアップ構造体220を形成する方法は、図23A〜23G及び図24A〜24Gに例示される。図23A〜23Gは、一実施形態に係る、図13A〜15Bに例示される剥離層200を用いる方法の側断面図である。図24A〜24Gは、図16A〜18B又は図19A〜21Bのいずれかに例示される剥離層200を用いる方法の側断面図である。例示される特定の実施形態において、単一のキャリア基板401から2つのパネル500を製作するために、キャリア基板401の両側が処理される。
図23Aに示されるように、剥離層200は、図13A〜15Bに例示されるのと同様に、キャリア基板401の両側に形成される。図24Aに示されるように、剥離層200は、図16A〜18Bに例示されるのと同様に、キャリア基板401の両側に形成される。図19A〜21Bの特定の剥離層200は、図24A〜24Gにおいて別々に示されていないが、処理工順は、剥離層200の形成後、実質的に類似する。
図23Bに例示される実施形態において、リソグラフィ又はレーザエッチングなどの好適な技術を用いて、バンプ開口部421がキャップ層414に形成される。次に障壁金属層223が、バンプ開口部421に被せられる。例えば、障壁金属層223は、Au、Ni/Au、又はCuなどの素材であり得る。図23に例示される実施形態において、シード層450は、キャップ層414の上方に形成される。例えば、シード層は、Cuであり得、スパッタリング又は無電解めっきなどの技術を用いて形成され得る。次に誘電体層214が、シード層450の上方に形成され得、バンプ開口部211を形成するようにパターン化される。次に障壁金属層223が、バンプ開口部211に被せられる。例えば、障壁金属層223は、Au、Ni/Au、又はCuなどの素材であり得る。
図23C及び図24Cに例示されるように、ビルドアップ構造体220を形成するために、金属ルーティング層224及び誘電体層214の連続的ビルドアッププロセスが次に実行され得る。任意選択的に、コンタクトパッド226(例えばBGAコンタクトパッド)を露出する開口部217を含むBGA側パッシベーション層215が形成され得る。パッシベーション層215は、誘電体層214と同じ材料、又は異なる材料から形成され得る。この時点で、電気的開口を検出する試験が、ビルドアップ構造体220の底面225の露出されたコンタクトパッド226(例えばBGAコンタクトパッド)に対して行われ得る。一実施形態において、露出されたコンタクトパッド226のそれぞれは、シード層450又は金属箔412と共に短絡される。一実施形態において、一旦試験が完了すると、支持基板600がビルドアップ構造体220に取り付けられる。図23D及び24Dに例示されるように、支持基板600は、接着剤層602を用いて取り付けられ得る。
図23E〜23G及び24E〜24Gに示されるように、上部及び底部パネル500は、第2表面エリア404を通した切断により、キャリア基板401から剥離される。図23Fに例示される実施形態において、金属箔412(剥離層200の一部)は、剥離後、ビルドアップ構造体220上に保持され得る。金属箔412は次に、図23Gに例示されるように、コンタクトパッド227(例えばSMTコンタクトパッド)を明瞭化するために、エッチングにより除去され得る。図24Fに例示される実施形態において、シード層450及び金属箔414(剥離層200の一部)は、剥離後、ビルドアップ構造体220上に保持され得る。一実施形態において、図24Gに例示されるように、キャップ層414はプラズマエッチングにより除去され、続いて、コンタクトパッド227(例えばSMTコンタクトパッド)を明瞭化するためにシード層450を除去するマイクロエッチングが行われる。図23G及び24Gにおける結果得られたパネルは次に、基板ストリップ300に個片化され得る。この時点で、電気的短絡を検出する試験が、ビルドアップ構造体220の上面229の露出されたコンタクトパッド227(例えばSMTコンタクトパッド)に対して行われ得る。電気的試験を通るパネル500又は基板ストリップ300はそれから更に、「良品確認済み」基板として処理され得る。
図25A〜28に示されるように、基板ストリップ300上のチップ組立てプロセスの側断面図及び概略上面図が提供され、これは図1Bに関して前に説明されたものと類似する。図25Aは、一実施形態に係る、ビルドアップ構造体上に実装されたダイの側断面図である。図25Bは、一実施形態に係る、複数のパッケージエリアを含むストリップ基板の概略上面図である。示されるように、複数のダイ240が、ビルドアップ構造体220上に実装される。図8に関する前の説明と同様に、ビルドアップ構造体220の多重パッケージルーティング221の上に、複数のダイ240が実装される。例えば、複数のダイ240は、フリップチップ実装であり得、半田接合244によりビルドアップ構造体220に接着され得る。例示される実施形態において、多重ダイ240は、型成形群251内に配列され、各型成形群は、同じ型成形化合物でカプセル化される。
図26Aは、一実施形態に係る、ビルドアップ構造体上にカプセル化されたダイの側断面図である。図26Bは、一実施形態に係る、複数のカプセル化されたパッケージエリアを含むストリップ基板の概略上面図である。図26Bに示されるように、型成形群251内の多重ダイ240の上方に、型成形化合物250の別個の位置が形成される。
カプセル化に続き、支持基板600上にビルドアップ構造体220を保持していた接着剤層602から、ビルドアップ構造体220が剥離され得る(例えばはがされ得る)。半田バンプ312が、図27に示される露出されたコンタクトパッド226及び接地ルーティング222に任意選択的に付けられ得、それから個々のパッケージ310が、図28に示されるように個片化され得る。一実施形態において、接地ルーティング222が切断側面上に露出されるように、接地ルーティング222と、それに取り付けられた任意選択の半田バンプ312とを通して、切断又はソーイングが行われる。一実施形態において、図11〜12に関する説明と同様に、例えばEMI遮蔽のためのスパッタリングにより、接地ルーティング222を含むパッケージ310の露出された側面及び上面に、導電性シールド314(例えば金属層)が形成され得る。
実施形態の様々な態様を利用する際、キャリア超薄型基板を形成するために、上記の実施形態の組み合わせ又は変形が可能であることが、当業者には明らかになるであろう。実施形態は、構造上の特徴及び/又は方法論的な動作に特定の言語で説明されたが、添付の特許請求の範囲は、必ずしも上述の特定の特徴又は動作に限定されないことを理解されたい。開示される特定の特徴及び動作は、むしろ、説明上有用な特許請求の範囲の実施形態として理解されたい。

Claims (19)

  1. キャリア基板上に剥離層を形成することであって、前記剥離層は前記キャリア基板上に第1表面エリア及び第2表面エリアを含み、前記第1表面エリアは前記第2表面エリアを囲み、前記第1表面エリアは前記第2表面エリアよりも前記キャリア基板に対する接着性が高い、ことと、
    前記剥離層上に、前記剥離層の前記第1表面エリア及び前記第2表面エリアにわたるビルドアップ構造体を形成することであって、前記ビルドアップ構造体は、厚さ100μm未満であり、前記ビルドアップ構造体の底面は、接地ルーティングを含む、ことと、
    前記ビルドアップ構造体に対し支持基板を、前記キャリア基板の反対側に取り付けることと、
    前記ビルドアップ構造体、前記剥離層の前記第2表面エリア、及び前記キャリア基板を通して切断することと、
    前記キャリア基板を前記ビルドアップ構造体から取り外すことと、
    を含む、コアレス基板を形成する方法。
  2. 前記剥離層を少なくとも部分的に除去した後に、前記支持基板及び前記ビルドアップ構造体を複数のパネルに切り分けることを更に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記剥離層を形成することは、
    前記キャリア基板上に金属箔を配置することと、
    前記キャリア基板上の前記金属箔の上方及び側方周りにキャップ層を積層することと、
    を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記剥離層の前記第2表面エリアを通して切断することは、前記金属箔を通して切断することを含む、請求項3に記載の方法。
  5. 前記剥離層を形成することは、
    キャリアコアの側縁周りの金属層の一部を除去することと、
    前記キャリアコア上の前記金属層の上方及び側方周りにキャップ層を形成することと、
    を含み、前記剥離層の前記第2表面エリアを通して切断することは、前記金属層を通して切断することを含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記剥離層を形成することは、
    前記キャリア基板の一部エリアを粗面化することと、
    前記キャリア基板の前記粗面化エリア及び前記キャリア基板の非粗面化エリアの上方にキャップ層を形成することと、
    を含み、
    前記剥離層の前記第2表面エリアを通して切断することは、前記キャリア基板の前記非粗面化エリアの上方の前記キャップ層を通して切断することを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記剥離層を形成することは、短絡層を形成することを含み、
    前記ビルドアップ構造体に前記支持基板を取り付けることは、前記短絡層と共に電気的に短絡される複数のBGAボンドパッドを含む前記ビルドアップ構造体のBGA側に、前記支持基板を取り付けることを含む、請求項1に記載の方法。
  8. 前記剥離層を少なくとも部分的に除去することは、複数の表面実装ボンドパッドを露出するように、前記短絡層を除去することを含む、請求項7に記載の方法。
  9. 短絡層を前記剥離層上に形成することを更に含み、
    前記剥離層上に前記ビルドアップ構造体を形成することは、前記短絡層上に前記ビルドアップ構造体を形成することを含み、
    前記ビルドアップ構造体に前記支持基板を取り付けることは、前記短絡層と共に電気的に短絡される複数のボンドパッドを含む前記ビルドアップ構造体のBGA側に、前記支持基板を取り付けることを含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記剥離層を少なくとも部分的に除去した後に、複数の表面実装ボンドパッドを露出するように前記短絡層を除去することを更に含む、請求項9に記載の方法。
  11. 短絡層をキャリア基板上に形成することと、
    ビルドアップ構造体を前記短絡層上に形成することであって、前記ビルドアップ構造体は、前記ビルドアップ構造体の背面側の前記短絡層を通して互いに短絡される複数のコンタクトパッドを前記ビルドアップ構造体の前面側に含み、前記ビルドアップ構造体は、厚さ100μm未満であり、前記ビルドアップ構造体の底面は、接地ルーティングを含む、ことと、
    支持基板を前記ビルドアップ構造体の前記前面側に取り付けることと、
    前記キャリア基板を取り外すことと、
    前記短絡層を除去することと、
    前記ビルドアップ構造体の前記背面側で第2の複数のコンタクトパッドを露出することと、
    を含む、コアレス基板を形成する方法。
  12. 前記第2の複数のコンタクトパッドを露出した後に、前記支持基板及び前記ビルドアップ構造体を複数の基板ストリップに切り分けることを更に含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記短絡層を形成することは、
    前記キャリア基板上に金属箔を配置することと、
    前記キャリア基板上の前記金属箔の上方及び側方周りにキャップ層を積層することと、
    を含む、請求項11に記載の方法。
  14. 前記キャリア基板を取り外す前に、前記金属箔、前記キャップ層、前記ビルドアップ構造体、及び前記支持基板を通して切断することを更に含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記短絡層を形成することは、
    前記キャリア基板上にキャップ層を形成することと、
    前記キャップ層上にシード層を形成することと、
    を含む、請求項11に記載の方法。
  16. 前記キャリア基板を取り外す前に、前記キャップ層、前記シード層、前記ビルドアップ構造体、及び前記支持基板を通して切断することを更に含む、請求項15に記載の方法。
  17. 前記支持基板を前記ビルドアップ構造体の前記前面側に取り付ける前に、電気的開口を検出するために前記複数のコンタクトパッドに対し試験を行うことと、
    前記ビルドアップ構造体の前記背面側で前記第2の複数のコンタクトパッドを露出した後に、電気的短絡を検出するために前記第2の複数のコンタクトパッドに対し試験を行うことと、
    を更に含む、請求項12に記載の方法。
  18. 矩形側面を含む支持基板と、
    前記支持基板上の接着剤層と、
    前記接着剤層に取り付けられたビルドアップ構造体であって、前記ビルドアップ構造体は、複数のBGAコンタクトパッドを含む底面と、複数の表面実装コンタクトパッドを含む上面とを含む、ビルドアップ構造体と、
    を備え
    前記ビルドアップ構造体は、厚さ100μm未満であり、前記ビルドアップ構造体の前記底面は、接地ルーティングを含む、基板ストリップ。
  19. 前記ビルドアップ構造体は、型成形群内に配列されているパッケージルーティングのアレイ及び接地ルーティングのアレイを含み、各パッケージルーティングは、前記パッケージルーティングの外周に接地ルーティングを含み、各々の型成形群は、複数のパッケージルーティング及び複数の接地ルーティングを含む、請求項1に記載の基板ストリップ。
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