TWI296843B - A method for manufacturing a coreless package substrate - Google Patents

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TWI296843B TW095113953A TW95113953A TWI296843B TW I296843 B TWI296843 B TW I296843B TW 095113953 A TW095113953 A TW 095113953A TW 95113953 A TW95113953 A TW 95113953A TW I296843 B TWI296843 B TW I296843B
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Description

1296843 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種無核層封裝基板之製作方法，尤指 一種適用於無通孔結構、可提高線路佈線密度、及減少^ 5 作流程之無核層封裝基板之製作方法。 — 【先前技術】 隨著電子產業的蓬勃發展，電子產品亦逐漸進入多功 能、高性能的研發方向。為滿足半導體封裝件高積集度 10 (InteSrati〇n)以及微型化（Miniaturization)的封裝要求，提供 給多數主被動元件及線路連接用之電路板，亦逐漸由單層 板演變成多層板，以使在有限的空間下，藉由層間連接技 術（Interlayer connection)而擴大電路板上可利用的佈線面 積，且能配合高電子密度之積體電路（Integrated circuit)需 15 求。 惟一般半導體裝置之製程，首先係由晶片載板製造業 者生產適用於半導體裝置之晶片載板，如基板、或導線架， 之後’再將這些晶片載板交由半導體封裝業者進行置晶、 壓模、以及植球等製程，最後，方可完成可戶端所需之電 20 子功能之半導體裝置。期間因涉及不同技術領域之製造業 者，所以於實際製造過程中不僅步驟繁瑣且界面整合不 易。況且，若客戶端欲進行變更功能設計時，其牵涉變更 與整合層面更是複雜，亦不符合需求變更之彈性與經濟效 益0 1296843 另習知之半導體封裝結構是將半導體晶片黏貼於基板 頂面，進行打線接合（wire bonding)或覆晶接合（Flip chip) 封裝，再於基板之背面植以錫球以進行電性連接。如此， 雖可達到高腳數的目的，但是在更高頻使用時或高速操作 5時，其將因導線連接路徑過長而產生電氣特性之效能無法 提昇，而有所限制。另外，因傳統封裝需要多次的連接介 面，相對地也增加製程之複雜性。 在封裝基板的製作方法中，一般習知載板之製程係由 10製程完成内層結構，再經由線路增層製程完成多層載板。 圖1Α至圖1Ε係習知之有核層封裝基板之剖面示意圖，首 先，參照圖1A所示，製備一核心基板n，核心基板u係由 一具預定厚度的芯層111及形成於芯層lu表面上之線路層 112所構成。同時，於芯層丨丨丨中形成有複數電鍍導通孔 15 113，藉此可電性連接芯層111表面上之線路層ιι2。接著， 如圖1B所不，將核心基板丨丨實施線路增層結構製程，先於 核心基板11表面佈設一介電層12，在介電層12上並開設有 複數連通至線路層112之開口 13。再來，如圖1 c所示，於介 電層12外露表面以無電電鍍或濺鍍等方式形成一晶種層 20 14，並於晶種層14上形成一圖案化阻層15，俾使圖案化阻 層15形成有複數開口 15〇以外露出欲形成圖案化線路層之 部分晶種層14。繼續如圖1]0所示，利用電鍍方式於該阻層 開口中形成有一圖案化線路層16與複數導電盲孔13a，並使 圖案化線路層16得以透過該複數導電盲孔13a電性導接至 1296843 線路層112,然後蝕刻移除圖案化阻層15及其所覆蓋之部分 導電層14，俾形成一第一線路增層結構10a。最後，如圖1E 所示，同樣地，於第一線路增層結構10a最外層表面上再運 用相同製程步驟重複形成一第二線路增層結構1〇b，以逐步 5 增層形成一多層載板10產品。 然上述習用製程係由一核心基板開始，經過鑽孔、鍍 金屬、塞孔、線路成型等製程完成内層結構，再經由線路 增層製程完成多層載板，此種製法有佈線密度低、層數多、 導線長、且阻抗高等問題，對於高頻基板較難適用。又因 10 疊層數多，其製程步驟不僅流程複雜，且所耗費的製程成 本也較南，尤其為其製程設備投資更是昂貴，製程時間冗 長而不利大量生產，並非十分理想。 【發明内容】 15 本發明之無核層封裝基板之製作方法，包括有以下步 驟： (A) 提供一載板； (B) 形成一第一介電層於載板表面； (C) 形成一第一阻層於第一介電層表面，且第一阻層並 2〇 形成複數第一開口，以顯露其下之載板； (D) 形成一第一金屬層於複數第一開口中，並移除第一 阻層； (E) 形成至少一線路增層結構於第一介電層及第一金 屬層表面； > 1296843 ’ （F)移除載板； (G) 形成一第一防焊層於線路增層結構表面，且第一防 焊層並形成有複數第二開口，以顯露該至少一線路增層姓 構作為電性連接墊部分，另形成一第二防焊層於第二^ 5層表面，第二防焊層並形成有複數第三開口，且複數第三 開口係對應於第一金屬層；以岌 一 (H) 形成複數第四開口於第一介電層中，且複數第四開 口係對應顯露出第一金屬層。 藉此，本發明所製造之無核層封裝基板，可提高線路 10佈線密度，減少製作流程，且整體製品之厚度降低，可達 到輕薄短小之功能。 利用本發明之無核層封裝基板之製作方法製作出封裝 基板復可進行一步驟（!），該步驟⑴係形成複數焊料凸塊於 作為電性連接之第一防焊層之複數第二開口中，及複數焊 15 錫材料於第二防焊層之複數第三開口中。 此外’本發明之無核層封裝基板之製作方法，於步驟 ⑴形成焊料凸塊及焊錫材料之後，可更包括一步驟（J)形成 至少一固持件於第一防焊層周緣。藉此，可增加無核層封 裝基板之整體剛性。 20 另外，本發明之無核層封裝基板之製作方法，於步驟 (H)形成第四開口之後，可更包括一步驟（H1)形成一第三金 屬層於下述作為電性連接結構至少其中之一：第一防焊 層之複數第二開口及第一介電層、第二防焊層之複數第四 開口、複數第三開口中。 1296843 稭此 不發明可選擇在第一防焊層之第二、 -介電層、第二防焊層之第四開口、第三 ：口及/或第 金屬層，之後再進行步驟⑴形成焊料凸：：：：：成- 然也可不需形成金屬層，直接於第1焊層2材料’當 第-介電層、第二防焊層之第四開σ、第 成焊料凸塊及焊錫材料。： 中直接形 ⑻上形成-第二介電層於第一介電層及第一金屬層表 10 ，且第一介電層並形成複數介電層開口，以顯露盆下之 第一金屬層； ^ r ^ (E2)形成-晶種層於第二介電層及第_金屬層表面； (E3)形成一圖案化阻層於晶種層表面，圖案化阻層並形 成有複數阻層開口，且該複數阻層開口之至少其中之一係 15 對應於第一金屬層，並顯露其下之該晶種層； _ ' (E4)電鍍一第二金屬層於複數阻層開口及介電層開口 中；以及 (E5)移除圖案化阻層及其所覆蓋之晶種層。 糟此，可視貫際需要，重覆上述步驟俾得到所需要之 20 多層線路增層結構。 其中，上述步驟（E1)中之第二介電層及步驟（B)中之第 一介電層可為 ABF( Ajinomoto Build-up Film )、BCB (Benzocyclo-buthene) 、 LCP(Liquid Crystal Polymer) ^ Pl(Poly.imide) > PPE(Poly(phenylene 1296843 ether))、PTFE(Poly(tetra-fluoroethylene))、FR4、 FR5 、BT(Bismaleimide Triazine)、芳香尼龍 (Aramide)、環氧樹脂及玻璃纖維所組群組之一者或 其他等效之材料。 5 此外，上述步驟（E2)中之晶種層可為銅、錫、鎳、鉻、 鈦及鉛所組群組之一者或其他等效之材料。且晶種層之形 成方法可為濺鍍、蒸鍍、電鍍及無電電鍍之其中一者或其 他等效之方法。又該晶種層可為導電高分子作晶種層，且 該導電高分子係選自由聚乙炔、聚苯胺以及有機硫聚合物 10所組成之群組。而該導電高分子之晶種層係以旋轉塗佈 (spin coating )、喷墨印刷（ink_jet printing )、網印（似咖 printing)或壓印（imprinting)方式形成。 另外，上述步驟（E3)中之圖案化阻層及步驟（c)中之第 一阻層之形成方法可為印刷、旋轉塗佈及貼合之其中一 15 者或其他等效之方法。 再者，上述步驟（E4)中之第二金屬層可為銅、錫、鎳、 鉻、鈦及鉛所組群組之一者或其他等效之金屬層。 此外，上述步驟（A)中之載板可為金屬材質或非金屬材 質之載板。 料，上述步驟（B)中之第一介電層之形成方法可為壓 口印刷、紅轉塗佈及貼合之其中一者或其他等效之 方法。 1296843 又 ，上述步驟（D)中之第一金屬層及步驟（H1)中之第三 金屬層之形成方法可為電鐘及無電電鑛之其卜者或其: 專效之方法。 5 再者，上述步驟（F)中之載板之移除方法可為 他等效之方法。 钱刻或其 、此外，上述步驟（G)中之第一防焊層及第二防焊層可為 綠漆及黑漆之其中一者或其他等效之材料。 一另外，上述步驟（G)令之第一防焊層之複數第二開口、 第一防焊層之複數第三開口及步驟⑹中之第一阻層之複 1〇數第-開口之形成方法，可為曝光及顯影或其他等效之方 法0 再者，上述步驟（H)中之第一介電層之複數第四開口之 形成方法可為雷射鑽孔或其他等效之方法。 此外，上述步驟（H1)中之第三金屬層銅、錫、鎳、鉻、 15 鈦及鉛所組群組之一者或其他等效材質之金屬層。 另外’上述步驟（I)中之焊料凸塊及焊錫材料可為銅、 錫、鎳、鉻、鈦及鉛所組群組之一者或其他等效材質之金 屬。 20 【實施方式】 請參閱圖2A至2P係本發明一較佳實施例之無核層封裝 基板之剖面示意圖。首先，如.圖2 A所示，提供一金屬材質 之載板201。接著，如圖2B所示，壓合一 ABF(Ajinomoto Build-up Film)樹脂材料之第一介電層2〇2於該載板2〇1表 1296843 面。其中，本實施例並在該第一介電層202表面形成一晶種 層225，以利後續之電鍍製程。繼續如圖2C所示，形成一第 一阻層226於該晶種層225表面，並以曝光顯影方式使該第 一阻層226形成複數第一開口 226a，以顯露其下之該晶種層 5 225。再如圖2D所示，電鍍一第一金屬層227於該複數第一 開口 226a中。在本實施例中，該晶種層225及該第一金屬層 227係為銅金屬層，該第一金屬層227係作為電性連接。 接著，如圖2E所示，移除該第一阻層226，及以蝕刻方 式移除該第一阻層226所覆蓋之晶種層225。繼續於該第一 10 介電層202及該第一金屬層227表面形成一線路增層結構。 其中，形成線路增層結構的製程包括有下列步驟：（E1)如圖 2F所示，首先壓合一 ABF(Ajinomoto Build-up Film)樹脂材 料之第二介電層204於該第一介電層202及該第一金屬層 227表面。再如圖2G所示，以雷射鑽孔使該第二介電層204 15 形成複數介電層開口 204a。其中，該複數介電層開口 204a 係與該第一金屬層227相對應，且顯露出其下之該第一金屬 層227，並進行除膠渣（De-smear)作業以移除因雷射鑽孔所 殘留於該複數介電層開口 204a内的膠渣。（E2)再如圖2G所 示，於該第二介電層204及該第一金屬層227表面形成一銅 20 金屬層之晶種層228。（E3)接著，如圖2H所示，形成一圖案 化阻層220於該晶種層228表面，該圖案化阻層220係形成有 複數阻層開口 220a，且該等阻層開口 220a之至少其中之一 係對應於該第一金屬層227，並顯露其下之該晶種層228。 (E4)如圖21所示，再電鍍一銅金屬之第二金屬層206於該複 12 1296843 數阻層開口 220a及介電層開口 2〇4a中。（E5)最後，如圖2J 所示，移除該圖案化阻層220,及以蝕刻方式移除該圖案化 阻層220所覆蓋之該晶種層228，即可得到一線路增層結構 203。在本實施例中，該晶種層228係為銅金屬層。 5 請繼續參閱圖2K，再依上述之步驟（E1)至步驟（E5)於 該線路增層結構203上方形成另二層線路增層結構2〇7。請 再參閱圖2L，以蝕刻方式移除該载板2〇1。接著，如圖2μ 所不，塗覆一層絕緣保護用之第一防焊層2〇8於該線路增層 結構207表面，並以曝光及顯影方法於該第一防焊層2〇8上 10形成複數第二開口 209,以顯露線路增層結構作為電性連接 墊邛刀且塗覆一層絕緣保護用之第二防焊層2丨〇於該第一 介電層202下表面，並以曝光及顯影方法於該第二防焊層 210上形成複數第三開口 211，且該複數第三開口 2ΐι係對應 於該第-金屬層227。再如圖2Ν所示，卩雷射鑽孔方法於該 15第一介電層202上形成複數第四開口 212,以顯露出該第一 金屬層227下表面之該晶種層225。 °月再參閱圖20,電鍍一銅層之第三金屬層214於該第一 防焊層208之複數第二開口 2〇9中，且電艘該第三金屬層 於複數第三開π 211及第四開口212中。在本實施例中，係 20，該複數第二開口 2〇9及該複數第三開口 2ιι、第四開口 等電性連接處皆形成該第三金屬層214後，再分別以電鍍或 印刷方式形成焊料凸塊216及焊錫材料218於該第三金屬層 214表面。最後，如圖2ρ所示，於該第一防焊層2⑽之周緣 13 1296843 5
表面貼合一金屬材質之固持件2l7 基板之整體剛性。 ，藉以增加該無核層 封裝 錯此 个只〜丨…衣适之無核層封裝基板， 路佈線密度，減少製作流程，且榦辨制〇 捉W線 且整體製品之厚度降低， 達到輕薄短小之功能。 -可 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準 於上述實施例。 ’本發明所 ’而非僅限 10 【圖式簡單說明】 圖1Α至圖1Ε係習知之有核層封裝基板之剖面示意圖。 圖2A至2P係本發明一較佳實施例之無核層封裝基板之剖面 示意圖。 10a第一線路增層結構 11 核心基板 112線路層 12 介電層 13a導電盲孔 15 圖案化阻層 16 圖案化線路層 202第一介電層 204第二介電層 15 【主要元件符號說明】 10多層載板 10b第二線路增層結構 111芯層 113電鍍導通孔 13 開口 14 晶種層 150 開口 2〇1載板 203線路增層結構 1296843 204a 介電層開口 206 第二金屬層 207 線路增層結構 208 第一防焊層 209 第二開口 210 第二防焊層 211 第三開口 212 第四開口 214 第三金屬層 216 焊料凸塊 217 固持件 218 焊錫材料 220 圖案化阻層 220a 阻層開口 225 晶種層 226 第一阻層 226a 第一開口 227 第一金屬層 228 晶種層 15

Claims (1)

1296843 十、申請專利範圍·· I 一種無核層封裝基板之製作方法，包括以下步驟： (A) 提供一載板； · (B) 形成一第一介電層於該載板表面； 5 (C)形成一第一阻層於該第一介電層表面，且該第一 阻層並形成複數第一開口，以顯露其下之該載板； (D) 形成一第一金屬層於該複數第一開口中，並移除 該第一阻層； (E) 幵>/成至少一線路增層結構於該第一介電層及該第 10 一金屬層表面； (F) 移除該載板； (G) 形成一第一防焊層於該至少一線路增層結構表 面且該第一防焊層並形成複數第二開口，以顯露該至少 線路增層結構作為電性連接墊部分，另形成一第二防焊 I5層於該第一介電層表面，該第二防焊層並形成複數第三開 口’該複數第三開口係對應於該第一金屬層；以及 (H) 形成複數第四開口於該第一介電層中，該複數第 四開口係對應顯露出該第一金屬層。 2·如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 20 作方法，其中，於該步驟（H)完成後復可進行一步驟（I)，該 步驟（I)係形成複數焊料凸塊於該第一防焊層複數第二開口 中，及複數焊錫材料於該第二防焊層之該複數第三開口中。 3·如申請專利範圍第2項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，於該步驟（I)形成該複數焊料凸塊及該複數
1296843 5 焊锡材料之後，，更包括一步驟（J) ··形成至少一固持件於該 第一防焊層表面。 4·如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，於該步驟（H)形成該複數第四開口之後，更 包括一步驟（H1):形成一第三金屬層於下述電性連接結構 中至少其一：該第一防焊層之該複數第二開口及該第一 "電層、第二防焊層所形成之該複數第四開口、該複數第 三開口中。 10 15 5·如申請專利範圍第4項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，該步驟（H1)中之該第三金屬層係為銅、錫、 錄、鉻、鈦及鉛所組群組之一者。 6·如申印專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方法’其中’該步驟⑻中之形成該至少—線路增層結構 之步驟係包括下列步驟： (E1)形成一第二介電層於該第一介電層及該第一金屬 層表面’該第二介電層並形成複數介電層開口，以顯露盆 下之該第一金屬層； 八 (E2)形成一晶種層於該第 面； 一 ”電層及该第一金屬層 表 20 二=一圖案化阻層於該晶種層表面，該圖案化阻層 並形成複數阻層開Π，且該複數阻層開口之 係對應於該第-金屬層，並顯露其下之該晶種層； 17 1296843 (E4)電鍍一第二金屬層於該複數阻層開口及該複數介 電層開口中；以及 (E5)移除該圖案化阻層及其所覆蓋之該晶種層。 7·如申請專利範圍第6項所述之無核層封裝基板之製 5 作方法，其中，該步驟（E1)中之該第二介電層係為 ABF(Ajinomoto Build-up Film ) 、 BCB (Benzocyclo-buthene) 、 LCP(Liquid Crystal Polymer) - Pl(Poly-imide) ' PPE(Poly(phenylene ether))、PTFE(P〇ly(tetra-fluoroethylene))、FR4、 l〇 FR5 、BT(Bismaleimide Triazine)、芳香尼龍 (Aramide)、環氧樹脂及玻璃纖維所組群組之一者。 8.如申請專利範圍第6項所述之無核層封裝基板之製 作方法’其中，該步驟（E2)中之該晶種層係銅、錫、鎳、鉻、 鈦及鉛所組群組之一者。 15 9·如申請專利範圍第6項所述之無核層封裝基板之製 作方法’其中’該步驟（E2)中之該晶種層之形成方法係為濺 錢、蒸鍍、電鍍及無電電鍍之其中一者。 10·如申請專利範圍第6項所述之無核層封裝基板之製 作方法’其中’該步驟（E2)中之該晶種層係為導電高分子， 20 ^導電南刀子以旋轉塗佈（spin coating )、喷墨印刷（ink-jet Printmg)、網印（screen printing)或壓印（imprinting) 方式形成。 18 1296843 11·如申請專利範圍第1〇項所述之無核層封裝基板之 製作方法，其中，該導電高分子係為聚乙炔、聚苯胺以及 有機硫聚合物所組成之群組。 12·如申請專利範圍第6項所述之無核層封裝基板之製 5 作方法，其中，該步驟（Ε3)中之該圖案化阻層之形成方法係 為印刷、旋轉塗佈及貼合之其中一者。 13·如申請專利範圍第6項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，該步驟（Ε4)中之該第二金屬層係為銅、錫、 錄、鉻、鈦及錯所組群組之一者。 10 14·如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，該步驟（Β)中之該第一介電層係係為 ABF( Ajinomoto Build-up Film ) 、 BCB (Benzocyclo-buthene) 、 LCP(Liquid Crystal Polymer)、PI(P〇ly_imide)、PPE(Poly(phenylene 15 ether))、PTFE(Poly(tetra-fluoroethylene))、FR4、 Fk5 、BT(Bismaleimide Triazine)、芳香尼龍 (Aramide)、環氧樹脂及玻璃纖維所組群組之一者。 15·如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，該步驟（B)中之該第一介電層之形成方法係 2〇 為壓合、印刷、旋轉塗佈及貼合之其中一者。 16·如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，該步驟（C)中之該第一阻層之形成方法係為 印刷、旋轉塗佈及貼合之其中一者。 1296843 如申明專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方法’其中’該步驟（c)中之該第一阻層之該複數第一開 口之形成方法係為曝光及顯影。 18.如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方法，其中，該步驟（D)中之該第一金屬層係為銅、錫、 鎳、鉻、鈦及鉛所組群組之一者。 19·如申請專利範圍第丨項所述之無核層封裝基板之製 作方法’其中，該步驟（D)中之該第一金屬層之形成方法係 為電鍍及無電電鍍之其中一者。 2〇.如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方去’其中’該步驟（F)中之該載板之移除方法係為蝕刻。 21.如申請專利範圍第1項所述之無核層封裝基板之製 作方去’其中，該步驟(H)中之該第一介電層之該複數第四 開口之形成方法係為雷射鑽孔。 20
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