TW201442181A - 晶片封裝基板及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種晶片封裝基板，包括電路板芯板、第一膠層、玻璃基底及第三導電線路層。該電路板芯板包括絕緣基底及形成該絕緣基底相對兩側的第一和第二導電線路層，該第一導電線路層包括多個第一電性連接墊，該第二導電線路層包括多個第二電性連接墊。該第一膠層形成於該第一導電線路層表面及該絕緣基底露出於該第一導電線路層的表面，該玻璃基底黏接於該第一膠層，該第三導電線路層形成於該玻璃基底表面，且通過形成於該玻璃基底和第一膠層的多個導盲孔與該多個第一電性連接墊分別電連接。本發明還涉及一種上述晶片封裝基板的製作方法。

Description

晶片封裝基板及其製作方法

本發明涉及電路板製作領域，尤其涉及一種晶片封裝基板及其製作方法。

晶片封裝基板可為晶片提供電連接、保護、支撐、散熱、組裝等功效，以實現多引腳化，縮小封裝產品體積、改善電性能及散熱性、超高密度或多晶片模組化的目的。

習知的晶片封裝基板包括一層或多層絕緣基底及形成於該絕緣基底一側或相對兩側的導電線路層。隨著晶片技術的日益發展，晶片內的線路間距越來越細，使得承載晶片的晶片封裝基板內的導電線路的間距也要求越來越細，造成晶片封裝基板的製造難度越來越大，製造成本增加。在晶片的高密度封裝需求下，業界也有採用玻璃材料作為絕緣基底，採用玻璃材料作絕緣基底可以做到導電線路層的超細線路要求。然而，晶片封裝基板的絕緣基底一般都很薄，在將玻璃材料做成很薄的絕緣基底時，玻璃材料極易碎裂，導致晶片封裝基板的製作難度大，製作良率低。

因此，有必要提供一種製作容易且良率高的晶片封裝基板及其製作方法。

一種晶片封裝基板的製作方法，包括步驟：提供電路板芯板，包括絕緣基底及形成該絕緣基底相對兩側的第一導電線路層和第二導電線路層，該第一導電線路層包括多個第一電性連接墊，該第二導電線路層包括多個第二電性連接墊；在該第一導電線路層及該絕緣基底露出於該第一導電線路層的表面設置第一膠層，並將將第一玻璃基底黏接於該第一膠層上；及在該第一玻璃基底表面形成第三導電線路層，並形成多個貫穿該第一玻璃基底和第一膠層的第一導盲孔，該多個第一導盲孔的一端電連接於該第三導電線路層，相對的另一端分別電連接於該多個第一電性連接墊，從而形成晶片封裝基板。

一種晶片封裝基板，包括電路板芯板、第一膠層、第一玻璃基底及第三導電線路層。該電路板芯板包括絕緣基底及形成該絕緣基底相對兩側的第一導電線路層和第二導電線路層，該第一導電線路層包括多個第一電性連接墊，該第二導電線路層包括多個第二電性連接墊。該第一膠層形成於該第一導電線路層表面及該絕緣基底露出於該第一導電線路層的表面上，該第一玻璃基底黏接於該第一膠層上，該第三導電線路層形成於該第一玻璃基底表面，且通過形成於該第一玻璃基底和第一膠層的多個第一導盲孔與該多個第一電性連接墊分別電連接。

本實施例中，在第一玻璃基底上形成第一盲孔時，該第一玻璃基底被電路板芯板所支撐，從而防止第一玻璃基底在加工時的碎裂，使晶片封裝基板的製作變得容易，並提高了晶片封裝基板的製作良率。另外，玻璃基底上可以製作超細線路並且線路間距也可以做得很細，因此可以減小整個晶片封裝基板的導電線路層的層數以減小晶片封裝基板的厚度，並使得該第一玻璃基底可電連接具有高密度焊點的半導體封裝件，從而使晶片封裝基板的適用性更廣。

10．．．電路板芯板

101．．．絕緣基底

20．．．第一玻璃基底

22．．．第二玻璃基底

102．．．第一導電線路層

103．．．第二導電線路層

104．．．第一表面

105．．．第二表面

106．．．芯板單元

107．．．第一電性連接墊

108．．．第二電性連接墊

30．．．第一膠層

32．．．第二膠層

24．．．第一盲孔

26．．．第二盲孔

44．．．第三導電線路層

46．．．第四導電線路層

242．．．第一導盲孔

262．．．第二導盲孔

442．．．第三電性連接墊

462．．．第四電性連接墊

50．．．第一介電層

52．．．第五導電線路層

60．．．第二介電層

62．．．第六導電線路層

522．．．第三導盲孔

622．．．第四導盲孔

524．．．第五電性連接墊

624．．．第六電性連接墊

70．．．第一防焊層

72．．．第二防焊層

74．．．表面處理層

100．．．晶片封裝基板

80．．．晶片

200．．．晶片封裝結構

82．．．晶片本體

84．．．焊料凸塊

526，528．．．焊球

530．．．底部填充劑

圖1是本發明實施例提供的電路板芯板和玻璃基底的俯視圖。

圖2是圖1中所示電路板芯板和玻璃基底的II部分的放大圖。

圖3是圖2的電路板芯板和玻璃基底的剖視圖。

圖4是在圖3的玻璃基底上形成盲孔後的剖視圖。

圖5是在圖4的玻璃基底上形成導電線路層及在盲孔內形成導盲孔後的剖視圖。

圖6是在圖5的電路板上進行增層後的剖視圖。

圖7是在圖6的電路板兩側形成防焊層後形成的晶片封裝基板的剖視圖。

圖8是在圖7的晶片封裝基板上設置晶片後的剖視圖。

圖9是將圖8的晶片進行封裝後形成的晶片封裝結構的剖視圖。

圖10是圖3中的電路板芯板和玻璃基底的連接關係的另一實施方式。

請參閱圖1至9，本發明實施例提供一種晶片封裝結構的製作方法，包括如下步驟：

第一步，請參閱圖1至圖3，提供電路板芯板10，在該電路板芯板10的相對兩側分別設置第一膠層30和第二膠層32，並將將多個第一玻璃基底20黏接於該第一膠層30上，將多個第二玻璃基底22黏接於該第二膠層32上。

該電路板芯板10包括絕緣基底101及設置於該絕緣基底101相對兩側的第一導電線路層102和第二導電線路層103，該絕緣基底101包括相對的第一表面104和第二表面105，該第一導電線路層102和第二導電線路層103分別形成於該第一表面104和第二表面105，該第一導電線路層102與第二導電線路層103通過貫通該第一導電線路層102、絕緣基底101及第二導電線路層103的導通孔(圖未示)實現電連接。本實施例中，該電路板芯板10包括陣列式排列的多個芯板單元106，用於形成多個相同結構的晶片封裝基板，圖1及圖2以虛線相隔開，實際生產中的芯板單元106的數量並不以此為限。該多個芯板單元106內的第一導電線路層102的導電線路的結構相同，該多個芯板單元106內的第二導電線路層103相同。每個芯板單元106內的第一導電線路層102均包括多個第一電性連接墊107，每個芯板單元106內的第二導電線路層103均包括多個第二電性連接墊108。

該第一膠層30覆蓋該第一導電線路層102及露出於該第一導電線路層102的第一表面104，該第二膠層32覆蓋該第二導電線路層103及露出於該第二導電線路層103的第二表面105，該多個第一玻璃基底20與多個第二玻璃基底22分別黏接於該第一膠層30和第二膠層32上，即每一芯板單元106的相對兩側分別設置有第一玻璃基底20和第二玻璃基底22。該第一膠層30和第二膠層32可以為純膠。本實施例中，該多個第一玻璃基底20分別黏接並凸於第一膠層30的表面，該多個第二玻璃基底22分別黏接並凸於第二膠層32的表面。可以理解，如圖10所示，該多個第一玻璃基底20也可以分別嵌入第一膠層30內，該多個第二玻璃基底22也可以分別嵌入第二膠層32內，並不以本實施例為限。

為便於說明，本實施例從第一步開始至切割形成分離的多個晶片封裝基板單元的多個步驟，針對該多個芯板單元106及對應的多個第一玻璃基底20和第二玻璃基底22的制程均為同時進行。本實施例為便於說明，從第二步至切割形成分離的多個晶片封裝基板單元的步驟，均以針對其中一個芯板單元106及其對應的第一玻璃基底20和第二玻璃基底22的制程為例進行說明。

第二步，請參閱圖4，從該第一玻璃基底20側形成貫穿該第一玻璃基底20和第一膠層30且分別暴露該多個第一電性連接墊107的多個第一盲孔24，在該第二玻璃基底22側形成貫穿該第二玻璃基底22和第二膠層32且分別暴露該多個第二電性連接墊108的多個第二盲孔26。該第一盲孔24和第二盲孔26可通孔雷射蝕孔的方法製作形成。

第三步，請參閱圖5，在該第一玻璃基底20和第二玻璃基底22表面分別製作形成第三導電線路層44和第四導電線路層46，及在該第一盲孔24和第二盲孔26內形成電連接該第一導電線路層102與該第三導電線路層44的第一導盲孔242和電連接該第二導電線路層103與該第四導電線路層46的第二導盲孔262。該第三導電線路層44包括多個第三電性連接墊442，該第四導電線路層46包括多個第四電性連接墊462。

該第三導電線路層44和第一導盲孔242可以採用如下方法製作形成：在該多個第一盲孔24的內壁、該多個第一電性連接墊107的表面及該第一玻璃基底20表面形成連續的種子層；在該第一玻璃基底20表面形成圖案化的光致抗蝕劑層，該光致抗蝕劑層暴露該多個第一盲孔24；通過電鍍的方法在露出於該光致抗蝕劑層的種子層的表面形成電鍍銅層；及移除該光致抗蝕劑層，並去除該種子層被該光致抗蝕劑層所覆蓋的部分，保留於該第一玻璃基底20表面的種子層及電鍍銅層構成該第三導電線路層44，該多個第一盲孔24內的種子層和電鍍銅層構成該多個第一導盲孔242。該種子層為通過化學鍍銅或濺鍍銅的方法形成的薄銅層。

當然，該第三導電線路層44和第一導盲孔242還可以採用如下方法製作形成：在該多個第一盲孔24內填充導電膏；在該第一玻璃基底20表面形成連續的種子層；在該第一玻璃基底20表面形成圖案化的光致抗蝕劑層，與該多個第一盲孔24相對的種子層暴露於該光致抗蝕劑層；通過電鍍的方法在露出於該光致抗蝕劑層的種子層的表面形成電鍍銅層；及移除該光致抗蝕劑層，並去除該種子層被該光致抗蝕劑層所覆蓋的部分，保留於該第一玻璃基底20表面的種子層及電鍍銅層構成該第三導電線路層44，該多個第一盲孔24內導電膏構成該多個第一導盲孔242。該種子層為通過化學鍍銅或濺鍍銅的方法形成的薄銅層。

該第四導電線路層46和第二導盲孔262的製作方法與該第三導電線路層44和第一導盲孔242的製作方法相同。

第四步，請參閱圖6，在該第三導電線路層44側依次形成第一介電層50和第五導電線路層52，在該第四導電線路層46側依次形成第二介電層60和第六導電線路層62，並形成電連接該第三導電線路層44與該第五導電線路層52的多個第三導盲孔522以及電連接該第四導電線路層46與該第六導電線路層62的多個第四導盲孔622。該第五導電線路層52包括多個第五電性連接墊524，第六導電線路層62包括多個第六電性連接墊624。

該第一介電層50和第二介電層60可由半固化膠片壓合固化形成，該半固化膠片可以為環氧樹脂。該第五導電線路層52和第三導盲孔522以及第六導電線路層62和第四導盲孔622的製作方法與第三導電線路層44和第一導盲孔242的製作方法類似。該多個第三導盲孔522的一端電連接該第五導電線路層52，相對的另一端分別電連接該多個第三電性連接墊442，該多個第四導盲孔622的一端電連接該第六導電線路層62，相對的另一端分別電連接該多個第四電性連接墊462。

第五步，請參閱圖7，在該第五導電線路層52側形成第一防焊層70，在該第六導電線路層62側形成第二防焊層72，並在該第五電性連接墊524和第六電性連接墊624表面形成表面處理層74，形成晶片封裝基板條(未標示)。

該第一防焊層70覆蓋露出於該第五導電線路層52的第一介電層50表面及部分該第五導電線路層52，該多個第五電性連接墊524露出於該第一防焊層70，該第二防焊層72覆蓋露出於該第六導電線路層62的第二介電層60表面及部分該第六導電線路層62，該多個第六電性連接墊624露出於該第二防焊層72。該多個第五電性連接墊524用於與待封裝的晶片電連接，該多個第六電性連接墊624用於與其他電子器件如封裝基板或電路板電連接。

本實施例中，形成該表面處理層74的方式為電鍍金。可以理解，形成該表面處理層74的方法也可以取代為鍍鎳金、化鎳浸金、鍍鎳鈀金、鍍錫等，並不以本實施例為限，當然，該表面處理層74也可以省略。

本實施例的第一步至第五步中，多個芯板單元106連接在一起進行加工，因此，第五步後所形成的晶片封裝基板條包括多個陣列式晶片封裝基板單元。

第六步，將多個連接在一起的晶片封裝基板條進行切割，形成多個結構相同的晶片封裝基板100。切割方法可以採用雷射切割、機械切割或沖切等方法。

請參閱圖7，本實施例的晶片封裝基板100包括電路板芯板10，沿該電路板芯板10其中一側依次層疊設置的第一膠層30、第一玻璃基底20、第三導電線路層44、第一介電層50、第五導電線路層52及第一防焊層70，及沿該電路板芯板10相對的另一側依次層疊設置的第二膠層32、第二玻璃基底22、第四導電線路層46、第二介電層60、第六導電線路層62及第二防焊層72。該電路板芯板10包括絕緣基底101及設置於該絕緣基底101相對兩側的第一導電線路層102和第二導電線路層103，該第一導電線路層102與第二導電線路層103通過貫通該第一導電線路層102、絕緣基底101及第二導電線路層103的導通孔實現電連接。該第一膠層30覆蓋該第一導電線路層102及露出於該第一導電線路層102的第一表面104，該第二膠層32覆蓋該第二導電線路層103及露出於該第二導電線路層103的第二表面105，該第一玻璃基底20和第二玻璃基底22分別黏接於該第一膠層30和第二膠層32上，該第三導電線路層44和第四導電線路層46分別形成於該第一玻璃基底20和第二玻璃基底22遠離該電路板芯板10的表面，該第三導電線路層44通過形成於該第一玻璃基底20的第一導盲孔242電連接於該第一導電線路層102，該第四導電線路層46通過形成於該第二玻璃基底22的第二導盲孔262電連接於該第二導電線路層103。該第五導電線路層52通過第三導盲孔522電連接於該第三導電線路層44，該第六導電線路層62通過第四導盲孔622電連接於該第四導電線路層46。該第一防焊層70覆蓋露出於該第五導電線路層52的第一介電層50表面及部分該第五導電線路層52，該多個第五電性連接墊524露出於該第一防焊層70；該第二防焊層72覆蓋露出於該第六導電線路層62的第二介電層60表面及部分該第六導電線路層62，該多個第六電性連接墊624露出於該第二防焊層72。

第七步，請參閱圖8和圖9，提供晶片80，並將晶片80封裝於該晶片封裝基板100，形成晶片封裝結構200。

本實施例以覆晶封裝為例來說明，該晶片80包括晶片本體82及多個與該第五電性連接墊524一一對應的焊料凸塊84，該焊料凸塊84與該晶片本體82的內部線路電連接，該晶片80封裝於該晶片封裝基板100的步驟如下：

首先，在該多個第五電性連接墊524對應的表面處理層74表面分別形成焊球526，該多個焊球526的材料一般主要包括錫。

其次，將晶片80設置於晶片封裝基板100上，並使該多個焊料凸塊84分別與對應的焊球526相接觸。

進一步地，將該晶片80和晶片封裝基板100一起經過回焊爐，使焊料凸塊84和焊球526熔融結合後冷卻固化，從而使多個焊料凸塊84分別與對應的焊球526相互連接並電導通。如圖9所示，該焊料凸塊84和焊球526熔融結合後形成更大的焊球528。

最後，將底部填充劑530填充於該晶片80與晶片封裝基板100之間的縫隙內，從而將該晶片80與晶片封裝基板100封裝固定。底部填充劑530黏結晶片80的表面以及第一防焊層70的表面，並包圍由焊料凸塊84和焊球526熔融結合後形成的焊球528，從而形成晶片封裝結構200。該底部填充劑530一般採用環氧樹脂，如底部填充劑材料Loctite 3536。

本實施例，每個晶片封裝基板100分別用於封裝一個封裝晶片80，從而形成多個晶片封裝結構200。可以理解，晶片80封裝於晶片封裝基板100的步驟也可以在第五步之後、第六步之前，將多個晶片80封裝於多個晶片封裝基板100後，再進行第六步的切割步驟，得到多個晶片封裝結構200。

可以理解的是，該第一介電層50和第五導電線路層52也可以省略，而將第一防焊層70形成於該第一玻璃基底20表面和部分第三導電線路層44表面，將晶片80直接電連接於該第三導電線路層44；當然，該第二介電層60和第六導電線路層62也可以省略，而將第二防焊層72形成於該第二玻璃基底22表面和部分第四導電線路層46表面。同樣可以理解，在第五導電線路層52與第一防焊層70之間和第六導電線路層62與第二防焊層72之間均可以繼續增層，以形成具有更多層導電線路層的晶片封裝基板。

相對於習知技術，本實施例中，在第一玻璃基底20上形成第一盲孔24和在第二玻璃基底22上形成第二盲孔26時，該第一玻璃基底20和第二玻璃基底22均被電路板芯板10所支撐，從而防止第一玻璃基底20和第二玻璃基底22在加工時的碎裂，使晶片封裝基板100的製作變得容易，並提高了晶片封裝基板100的製作良率。另外，玻璃基底上可以製作超細線路並且線路間距也可以做得很細，因此可以減小整個晶片封裝基板100的導電線路層的層數以減小晶片封裝基板100的厚度，並使得該第一玻璃基底20和第二玻璃基底22可電連接具有高密度焊點的半導體封裝件，從而使晶片封裝基板100的適用性更廣。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

200．．．晶片封裝結構

74．．．表面處理層

80．．．晶片

524．．．第五電性連接墊

528．．．焊球

530．．．底部填充劑

Claims (10)

1. 一種晶片封裝基板的製作方法，包括步驟：
   提供電路板芯板，包括絕緣基底及形成該絕緣基底相對兩側的第一導電線路層和第二導電線路層，該第一導電線路層包括多個第一電性連接墊，該第二導電線路層包括多個第二電性連接墊；
   在該第一導電線路層及該絕緣基底露出於該第一導電線路層的表面設置第一膠層，並將將第一玻璃基底黏接於該第一膠層上；及
   在該第一玻璃基底表面形成第三導電線路層，並形成多個貫穿該第一玻璃基底和第一膠層的第一導盲孔，該多個第一導盲孔的一端電連接於該第三導電線路層，相對的另一端分別電連接於該多個第一電性連接墊，從而形成晶片封裝基板。
2. 如請求項1所述的晶片封裝基板的製作方法，其中，該第三導電線路層和第一導盲孔的製作方法包括步驟：
   通過雷射蝕孔工藝在該第一玻璃基底上形成多個貫穿該第一玻璃基底和第一膠層的第一盲孔，該多個第一盲孔分別暴露該多個第一電性連接墊；
   在該多個第一盲孔的內壁、該多個第一電性連接墊的表面及該第一玻璃基底表面形成連續的種子層；
   在該第一玻璃基底表面形成圖案化的光致抗蝕劑層，該光致抗蝕劑層暴露該多個第一盲孔；
   通過電鍍的方法在露出於該光致抗蝕劑層的種子層的表面形成電鍍銅層；及
   移除該光致抗蝕劑層，並去除該種子層被該光致抗蝕劑層所覆蓋的部分，保留於該第一玻璃基底表面的種子層及電鍍銅層構成該第三導電線路層，該多個第一盲孔內的種子層和電鍍銅層構成該多個第一導盲孔。
3. 如請求項1所述的晶片封裝基板的製作方法，其中，該第三導電線路層和第一導盲孔的製作方法包括步驟：
   通過雷射蝕孔工藝在該第一玻璃基底上形成多個貫穿該第一玻璃基底和第一膠層的第一盲孔，該多個第一盲孔分別暴露該多個第一電性連接墊；
   在該多個第一盲孔內填充導電膏；
   在該第一玻璃基底表面形成連續的種子層；
   在該第一玻璃基底表面形成圖案化的光致抗蝕劑層，與該多個第一盲孔相對的種子層暴露於該光致抗蝕劑層；
   通過電鍍的方法在露出於該光致抗蝕劑層的種子層的表面形成電鍍銅層；及
   移除該光致抗蝕劑層，並去除該種子層被該光致抗蝕劑層所覆蓋的部分，保留於該第一玻璃基底表面的種子層及電鍍銅層構成該第三導電線路層，該多個第一盲孔內導電膏構成該多個第一導盲孔。
4. 如請求項1所述的晶片封裝基板的製作方法，其中，在形成第三導電線路層和第一導盲孔後，進一步包括步驟：
   在該第三導電線路層一側依次層疊形成第一介電層和第五導電線路層；及
   在該第五導電線路層側形成第一防焊層，該第一防焊層覆蓋部分該第五導電線路層，露出於該第一防焊層的第五導電線路層構成第五電性連接墊，該第五電性連接墊用於與待封裝晶片電連接。
5. 如請求項1所述的晶片封裝基板的製作方法，其中，該第一玻璃基底凸出於該第一膠層的表面或嵌入該第一膠層內。
6. 如請求項1所述的晶片封裝基板的製作方法，其中，該晶片封裝基板的製作方法進一步包括步驟：
   在將第二導電線路層表面及該絕緣基底露出於該第二導電線路層的表面設置第二膠層，並將第二玻璃基底黏接於該第二膠層上；及
   在該第二玻璃基底表面形成第四導電線路層，並形成多個貫穿該第二玻璃基底和第二膠層的第二導盲孔，該多個第二導盲孔的一端電連接於該第四導電線路層，相對的另一端分別電連接於該多個第二電性連接墊。
7. 如請求項6所述的晶片封裝基板的製作方法，其中，該晶片封裝基板的製作方法進一步包括步驟：
   在該第四導電線路層一側依次層疊形成第二介電層和第六導電線路層；及
   在該第六導電線路層側形成第二防焊層，該第二防焊層覆蓋部分該第六導電線路層，露出於該第二防焊層的第六導電線路層構成第六電性連接墊，該第六電性連接墊用於與其他封裝基板或電路板電連接。
8. 一種晶片封裝基板，包括：
   電路板芯板，包括絕緣基底及形成該絕緣基底相對兩側的第一導電線路層和第二導電線路層，該第一導電線路層包括多個第一電性連接墊，該第二導電線路層包括多個第二電性連接墊；及
   第一膠層、第一玻璃基底及第三導電線路層，該第一膠層形成於該第一導電線路層表面及該絕緣基底露出於該第一導電線路層的表面上，該第一玻璃基底黏接於該第一膠層上，該第三導電線路層形成於該第一玻璃基底表面，且通過形成於該第一玻璃基底和第一膠層的多個第一導盲孔與該多個第一電性連接墊分別電連接。
9. 如請求項8所述的晶片封裝基板，其中，該晶片封裝基板進一步包括第二膠片、第二玻璃基底及第四導電線路層，該第二膠層形成於該第二導電線路層表面及該絕緣基底露出於該第二導電線路層的表面上，該第二玻璃基底黏接於該第二膠層上，該第四導電線路層形成於該第二玻璃基底表面，且通過形成於該第二玻璃基底和第二膠層的多個第二導盲孔與該多個第二電性連接墊分別電連接。
10. 如請求項8所述的晶片封裝基板，其中，該晶片封裝基板進一步包括依次層疊設置於第三導電線路層一側的第一介電層、第五導電線路層及第一防焊層，以及依次層疊設置於第四導電線路層一側的第二介電層、第六導電線路層及第二防焊層，該第五導電線路層形成於該第一介電層上，該第一防焊層覆蓋部分該第五導電線路層，露出於該第一防焊層的第五導電線路層構成第五電性連接墊，該第六導電線路層形成於該第二介電層上，該第二防焊層覆蓋部分該第六導電線路層，露出於該第二防焊層的第六導電線路層構成第六電性連接墊。