TWI310598B - Substrate used for packaging integrated circuits and method for manufacturing the same - Google Patents

Description

1310598 九、發明説明 、 . ....... ... . 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種積體電路封裝用基板及其製造方 法，特別是有關於一種減少線路微影蝕刻步驟之積體電路封 裝用基板的製造方法及其所形成的基板結構。 【先前技術】 隨著積體電路技術的發展，對積體電路的封裝要求更加 嚴格。現今大多數的高腳數晶片（如圖形晶片與晶片組等） 係使用 BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術，bga 封裝 用之基板可分爲五大類：PBG A ( Plastic BGA )基板、CBGA (Ceramic BGA )基板、FCBGA( FilpChipBGA )基板、TBGa (TapeBGA )基板與 CDPBGA ( Carity Down PBGA )基板。 IC晶片藉由打線電性連接至基板上的接墊，由於此連接線 之材質係為金，因此接墊上也需要披覆一層金，來增加連接 線與接墊之間的接合性’以提高打線製程的良率。 請參閱第1A圖至第1G圖，係繪示習知之PBGA基板 上選擇性鍍金之製造方法的流程剖面示意圖。首先，如第 1A圖所繪示，提供一夾層電路板1 〇〇，可以理解的是，此 夹層電路板100係尚未坡覆防銲層，其中夾層電路板1〇〇 上係具有一頂表面1 02以及與該頂表面1 〇2對應之一底表面 104，且該夾層電路板10〇中係具有導通孔100a。接著，如 第1B圖所繪示’全板電鍍夹層電路板1〇〇，以形成一電鍍 層110於夾層電路板i 00上，其中電鍍層110係包含位於頂 1310598 表面102上之第一電鍵層112、位於底表面i〇4上之第二電 鍍層114以及位於導通孔100a内之第三電鍍層116，其中 第一電鍍層112、第二電鍍層114與第三電鍍層116係形成 電性連接。然後，如第1C圖所繪示，進行第一次微影蝕刻 步驟，將第一電鍍層i丨2圖案化以形成線路圖案丨丨2a與接 墊112b。接著，如第1D圖所繪示，形成電鍍阻層圖案120 於頂表面102與底表面104上之部分區域，以露出位於頂表 面102上之接墊1121?以及第二電鍍層114上需要電鍍保護 層之區域，可以理解的是，在形成電鍍阻層圖案120的步驟 中係使用到微影步驟。然後，進行一電鍍步驟，以電鍍上一 保濩層，例如鎳/金層13〇a於第二電鍍層114上未被電鍍阻 層圖案120覆蓋之區域，來保護部分第二電鍍層ιΐ4免於氧 化；在此同時，利用導通孔内之第三電鍍層116導通 頂表面1〇2上之接墊112b，使電鍍頂表面102上之接墊112b 所需的電流，係由底表面1〇4上之第二電鍍層ιΐ4經由導通 孔1〇〇a傳導至頂表面102,以同時電鍍上一層鎳/金層130b 於頂表面1G2上之接墊mb，如此即可使頂表自ι〇2與底 表面1〇4_上皆同時電鍍上所需之鎳/金層13〇/、13扑，如第 圖斤/丁接著，如第1E圖所繪示，移除電鍍阻層圖案 後進行第二次微影餘刻步驟，將第二電鑛層】j 4 圖案化以形成線路圖案114a與接墊U4b，可以理解的是， 在此第二次微影_步驟中，係先在頂表® 102與底表面 HM上=成所需之光阻圖案刚。然後，再钱刻第二電鍵層 114以疋義出線路圖案114a與接墊114b，如第1F圖所繪 1310598 示：之後，移除光阻圖案140。接著 形成防辉層15。於頂表面102與底表面1〇4 = 二 :;:=擇:鍍金…基板。在上述習知之選擇= 金”中，由於需要經過至少二次的線路微影银 ： 兀成最後用以承載晶“ PBGA基板， 高，而且多次的续玖與旦, 衣狂的成本較 降。 Λ路微衫蝕刻步驟很容易導致產品良率的下 另外-種習知之選擇性鍍金製程，㈣在ρ 上額外佈設眾多的電鍍導線（platingbar)， ：板 導線將鎳/金層電鍍在接墊 二電鍍 佈…按贷上仁疋如此眾多之電鍍導線的 之面積減w、。了咖八基板之面積，使得可供佈設線路 效廣，^ :且在兩頻使用時，因多餘之電鍍導線的天線 ^ 谷易導致有雜訊（noise )的問題產生。 【發明内容】 ，此’非常需要一種改進的選擇性鍍金之製造方法，來 β ;、夕次線路微影蝕刻步驟所導致之產品良率下降的問 題’以達到提升產品品質與製程良率的目的。 ：發明之一方面係在於提供一種積體電路封裝用基板 之製坆方法’藉由在製程中披覆一層薄厚度的導電層於夾層 電路板之底表面上，使得經過—次線路微影㈣步驟所形成 在底表面上的線路圖案與接墊能形成電性連接，如此可使得 曰電路板之頂表面所形成的接墊可經由導通孔中的電鍍 、及導電層來與電鍍製程之電源構成電性連接如此就可 1310598 減少習知製程所需之線路微影蝕刻步驟的次數，以解決線路 微衫姓刻步驟所容易導致之產品良率下降的問題。、' 本發明之另一方面係在於提供一種積體電路封裝用基 板，藉由加入一層薄厚度之導電層於夾層電路板的底表面 ^可使得在製作基板之過程中底表面上的線路圖案與接塾 能形成電性連接，如此一來，夾層電路板之頂表面所形成的 接墊可經由導通孔中的電鍍層以及導電層來與電鍍製程之 電源構成電性連接，因此就可減少在製作積體電路封裝用其 板時所需之線路微影㈣步驟的次數，藉以解決線路微影ς 刻步驟所容易導致之製程良率較低與製造成本較高的問題。 ,根據本發明之一最佳實施例，此積體電路封裝用基板之 製造方法至少包含提供一夾層電路板，其中夾層電路：係具 有頂表面以及與頂表面對應之底表面，且該爽層電路板具有 至少—導通孔；形成一金屬層於夹層電路板上，其中金屬層 係包含位於頂表面上之第一金屬層、位於底表面上之第二: 屬層以及位於導通孔内之第三金屬層，其中第一金屬層、第 -金屬層與第三金屬層係形成電性連接；進行微影餘刻步 驟將第一金屬層圖案化以形成第一線路圖案與第—接墊， 將第一金屬層圖案化以形成第二線路圖案與第二接墊丨形成 導電層於該底表面上’其中導電層係電性連接第二線路圖案 與苐二接墊；形成電鍍阻層圖案於夾層電路板上，並露出位 於頂表面上之第―接墊以及位於底表面上之第二接塾；進行 電鍍V驟，以形成保護層於第一接墊以及第二接墊上；移除 電鑛阻層圖案；進行錢刻步驟（MierGetehing)，以移除導 8 1310598 電層’以及形成防銲層於夾層電路板上。 小a人據本發明之一最佳實施例’此積體電路封裝用基板至 具有相對之頂表面與底表面的爽層電路板，且該夹 =路板係具有至少-導通孔;位於該頂表面上的第一金屬 :案層；位於該底表面上的第二金屬圖案層；位於該導通孔 ^金屬層’其中該金屬層係電性連接該第—金屬圖案層與 金屬圖索層；位於該第二金屬圖案層上的導電層；位 ^該導電層與該第—金屬圖案層上的保護層；以及位於該爽 層電路板上的防鋒層。 依照本發明之較佳實施例 如是多層電路板。 依照本發明之較佳實施例 例如是銅。 依照本發明之較佳實施例 例如是銅。 .· 上述之夾層電路板可例 上述之金屬層之材質可 上述之導電層之材質可 應用上述積體電路封褒用基板之製造方法，由於是藉 由一次線路微影餘刻步驟就先將夹層電路板之頂表面鱼底 表面上之線路圖案與接塾製作完成，並且利用—導電層來電 性連接底表m路圖案與歸，之後才進行電鑛製程， 如此電鍍所需之電流就可經由導電層與導通孔内之金屬芦 傳送至夾層電路板頂表面上之接塾，所以本發明可同時使^ 夾層電路板之頂表面與底表面上的接墊皆電鑛上所需之保 護層。因此本發明與其它f知之選擇性鑛金製程相比，本發 明所揭露之製造方法不僅可減少線路微影㈣步驟的: 9 1310598 數’解決產品良率下降的問題，更可大幅降低製造的時間及 成本。 【實施方式】 請參閱第2Α圖至第2F圖，係繪示本發明之一較佳實 &例之積體電路封裝用基板之製作流程剖面示意圖。首先， 如第2Α圖所繪示，提供一夾層電路板2〇〇，該夾層電路板 200係可為一多層電路板，可以理解的是，此夾層電路板200 係尚未披覆防銲層，且此夾層電路板2〇〇係可用來製作 PBGA基板、CBGA基板、FCBGA基板、TBGA基板或 CDPBGA基板’其中夾層電路板2〇〇上係具有一頂表面2〇2 以及與該頂表面202對應之一底表面204，且該夾層電路板 200中係具有導通孔200a。接著，形成一金屬層210於夾層 電路板200上，其中此金屬層21〇係包含位於頂表面2〇2 上之第一金屬層212、位於底表面2〇4上之第二金屬層214 以及位於導通孔2〇0a内之第三金屬層216，其中第—金屬 層212、第二金屬層214與第三金屬層216係形成電性連 接。在本實施例中，形成此金屬層21〇的方法係先使用銅箔 壓合的方式形成第一金屬層212與第二金屬層214，然後利 用鍍導通孔（PTH)的方式形成第三金屬層216，然不限於 此，也可以利用全板電鍍失層電路板2〇〇的方式形成第一金 屬層212、第二金屬層214與第三金屬層216 ◦此外，在本 實施例中’此金屬yf 210之材質係為銅。然後，如第2B圖 所繪示，進行微影蝕刻步驟，將第一金屬層212與第二金屬 1310598 層214圖案化以形成線路圖案212a、214a與接墊212b、 214b。在本實施例中，此線路圖案212a、214a與接墊212b、 21扑之厚度大約介於20/zm至25/zm之間。接著，如第2C 圖所繪不，在底表面2〇4上形成一導電層22〇，以使線路圖 案214a與接墊214b之間構成電性連接。另一種選擇是，此 導電層220除了形成在底表面2〇4上外，也可同時形成在頂 表面202上。在本實施例中，此導電層22〇之材質係為銅， 且形成此導電層220的方法係為濺鍍法（Sputter)，然不限 於此其他材質（例如紹）與形成方法（例如無電解電鐘法） 也可以使用，值得一提的是，此導電層22〇之厚度很薄，大 約介於0.2/zm至〇.5/zm之間。然後，形成電鑛阻層圖案 230於頂表面202與底表面2〇4上，以露出位於頂表面 上之接墊212b以及底表面2〇4之接墊214b，如第2C圖所 繪示。其中形成此電鍍阻層圖案230之步驟係包含塗佈一層 電鍍阻層（未繪示）於該夾層電路板2〇〇上以及進行一微影 步驟，以形成該電鍍阻層圖案230。接著，進行一電鍍步驟\ 以電鍍一層保護層240a於底表面204之接墊214b上，來保 護接墊214b免於氧化與增加後續之打線製程或凸塊製程的 良率。在本實施例中，此保護層24〇a係為一層鎳/金層然 不限於此，其他不易氧化之材料也可以使用。在此同時，導 電層220也利用導通孔200a内之第三金屬層216電性導通 至頂表面202上之接墊212b，以電鍍形成保護層24扑於= 墊212b上，此保護層240b係為一層鎳/金層，如此即可同 時使頂表面202與底表面204上皆電鍍上所需之保護層 1310598 24〇a、24〇b，如第2C圖所示。接著，如第2D圖所繪示， 移除電鍍阻層圖案230。之後’如第2e圖所繪示，進行一 微姑刻（Micro etching )步驟，以移除底表面2〇4上之該導 電層220，只留下位於保護層240a下之部分導電層22〇可 以理解的是，由於導電層22〇之厚度（大約介於〇 2“爪至 〇.5#m之間）相對於線路圖案212a、214a與接墊212b、2Mb (大約介於介於2〇 # m至25以m之間）來得薄，因此微蝕 刻處理並不會影響線路圖案212a、214a與接墊212b、2丨仆 之厚度。值得一提的是，若是此導電層22〇也有形成在頂表 面202上時，在此微蝕刻步驟中，也會同時移除頂表面 上之該導電層220。接著，如第2F圖所繪示，形成防銲層 250於頂表面202與底表面2〇4上，如此即完成本發明之積 體電路封裝用基板。可以理解的是，本發明之積體電路封裝 用基板之製造方法中係僅使用一次微影蝕刻步驟。 請參照第2F圖，係繪示依照本發明之製造方法所形成 之積體電路封裝用基板的結構剖面示意圖。本發明之積體電 路封裝用基板至少包含一夾層電路板200,其中該夾層電路 板200具有一頂表面2〇2以及與該頂表面2〇2對應之一底表 面204’且該夹層電路板2〇〇係具有至少一導通孔位 於頂表面202上之線路圖案212a與接墊21孔（即第—金屬 圖案層）’位於底表面204上之線路圖案214a與接墊 (即第二金屬圖案層）；位於導通孔200a内之第三金屬層 其中第三金屬層216係電性連接該第一金屬圖案層^ °亥第一金屬圖案層；位於該第二金屬圖案層上之導電層 U0;位於該導電層22〇以及該第—金屬圖案層上之保護^ 12 1310598 2:、鳩；以及位於該夾層電路板2⑻上之防銲層謂。 值侍：提的是’若是採用另—種製造方法，即此導電層㈣ 除了形成在底表面204上外，j^r=7a*tT/ I* 上外也同時形成在頂表面202上 時’則可以得到本發明之另_插# μ恭 另種積體電路封裝用基板，其詳 =構如第3圖騎示，其與第^圖所繪示之基板結構的 差異，係在於此導電層220位於該第—金屬圖案層以及該第 ㈣金^圖案層上’以及保護層2術、_係位於該導電層 /簡言之，本發明之積體電路封I用基板之製造方法，其 特徵在於藉由一次線路微影蝕 步驟就直接先在夾層電路 板之頂表面與底表面上之分X丨丨形4、a ffl植办 之刀別形成線路圖案與接墊，並且利 用一導電層來電性連接底表面上之 之線路圖案與接墊，然後利 用此導電層與導通孔内之金屬層f 屬層電性連接至夾層電路板頂 ’ 執行電鑛製程時，電流就可經由導電 :與導通孔内之金屬層傳送至夾層電路板頂表面上之接 墊’如此一來，即可同時使夾声雷 比雷获Μ故 板之頂表面與底表面上 …又所而之保護層。因此，本發明之製程方法係 習知技術之線路微影蝕刻步驟的士 W土挪. 人數，故可解決線路微影蝕 刻步驟所導致之產品良率下降的 卞「呷耵問喊。此外，在 體電路封裝用基板的製造方法中，並 =月之積 種習知之選擇性鍍金製程中之電 ^

电锻導線，故可增加PRGA 基板之可供佈設線路的面積，而且 .π t r£JLrA基板在鬲頻梯用 時，因為沒有多餘之電鍍導線，故 負使用 生。 艾了有效防止雜訊問題的產 由上述本發明較佳實施例可知， 應用本發明之積體電路 1310598 封裝用基板之製造方法，装僖 頂矣而盘r· ^ 其優^在於可一次將夾層電路板之 =面與底表面上之線路圖案與接塾製作完成 選擇性電鍵保護層，所以本發明之製造方法中 ^進: =驟較習知技術少。另外，由於本發明之選擇性電：= B的方法不需要額外佈設電鍍導線，故利用本發明之方 製造之基板不僅可供佈設線路之面積較大，而且基板在$ 使用時，也不容易有雜訊的鬥曰§姦 〇頻 ♦勿令雜訊的問通產生。因此，與習知技術相 比，本發明之選擇性電鍍保護層之方法不僅解決了習知技： 之線路微影敍刻步驟次數過多、佈設線路之面積較小鱼= ⑷ 旯此大巾田如同產品品質及製程良率，進而降 低製造的時間和成本。 疋阳降 雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明 和範圍内，當可作各種之尹舍1w & 更動〃潤飾，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯 易懂’下文特舉-較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 第1A圖至第1G圖係繪示習知之福基板上選擇性 鍍金之製造方法的流程剖面示意圖； 第2A圖至第2F ®係繪不根據本發明之—較佳實施例 之積體電路封裝用基板之製作流程剖面示意圖；以及 第3圖係繪示根據本發明之另一較佳實施例之積體電 14 1310598 路封裝用基板之剖面結構示意圖。 主要元件符號說明】 100 :夾層電路板 1 0 2 :頂表面 110 :電鍍層 112a :線路圖案 114 :第二電鍍層 114b ：接墊 120 :電鍍阻層圖案 130b :鎳/金層 1 5 0 :防銲層 200a :導通孔 204 :底表面 212 :第一金屬層 212b :第一接墊 214a :第二線路圖案 216 :第三金屬層 230 :電鍍阻層圖案 240b ··保護層 100a :導通孔 104 :底表面 112 :第一電鍍層 112b :接墊 114a :線路圖案 116 :第三電鍍層 130a:錄/金層 140 :光阻圖案 200 :夾層電路板 202 :頂表面 210 :金屬層 212a:第一線路圖案 214 :第二金屬層 214b :第二接墊 220 :導電層 240a :保護層 2 5 0 :防銲層 15

Claims (1)

1310598 十、申募辦範_ 1. 一種積體電路射裝用基板’至少包含： 一夾層電路板，其中該夾層電路板具有一頂表面 該頂表面對應之一底表面’且該夾層電路板具有至+ 孔； 以及與 —導通 一第一金屬圖案層，位於該頂表面上； 一第二金屬圖案層’位於該底表面上； 一金屬層，位於該導通孔中’其中該金屬層係電性 該第一金屬圖案層與該第二金屬圖案層； 連接 一導電層，位於該第二金屬圖案層上；以及 一保護層，位於該導電層以及該第一金屬圖案層上。 板， 2·如申請專利範圍第1項所述之積體電 更至少包含： 一防銲層，位於該夾層電路板上。 路封裝用基 板 二如二項所述之㈣電路封裝用基 4.如申請專利範 毕&固第1項所甘 板，盆中古女土成雨 4之積體電路封 极，、〒忒夾層電路板 崎耵 1承為一多層電路板。 裝用基 5·如申請專利 軏圍第1項所述之積體電路封 裝用基 16 1310598 板，其中該第一金屬圖案層之材質係為銅。 6_如申請專利範圍帛1項所 板’其中該第二金屬圖案層之材質係為銅。電路封裝用基 7.如申請專利範圍帛i項所 板，其中該導電層之材質係 、體電路封農用基 8.如申請專利範圍第 項所述之積體雷, 板，其中該導電層之厚度係實質 封裝用基 間。 質"於〇·2心至〇.5 板 10. -裡槓體電路封裝用基板，至少包含： 以及與 —導通 一夾層電路板，其中該夾層電路板具有—頂表 該頂表面對應之一底表面，且該夾層電路板具有2 孔； 、主 —第一金屬圖案層，，位於該頂表面上； —第二金屬圖案層’位於該底表面上； 係電性連接 一金屬層，位於該導通孔中，其中該金屬層 該第一金屬圖案層與該第二金屬圖案層； -導電層，位於該第一金屬圖案層以及該第二金屬圖案 17 1310598 層上；以及 一保護層，位於該導電層上。 η.如申請專利範圍第10項所述之積體電 板，更至少包含： ί裝用 一防銲層，位於該夾層電路板上。 12.如申請專利範圍第11項所述之積體電路師用 板’其中該防銲層係為綠漆。 衣用 !3·如中請專利範圍第1G項所述之積體電路封 板，其中該夾層電路板係為一多層電路板。 14. 如申請專利範圍第10項所述之積體電路 板’其中該第一金屬圖案層之材質係為鋼。 15. 如申請專利範圍第10項所述之籍骑帝a 疋積體電路封裝用 板，其中該第二金屬圖案層之材質係為鋼。 基 基 基 基 基 16•如申請專利範圍第1{)項所述之積體電路封裝 板，其中該導電層之材質係為銅。 用 基 17.如申請專利範圍第H)項所述之積體電路封裝用 板，其中該導電層之厚度係實質介於〇.2 // m 至 〇· 基 之 18 1310598 間。 18.如申請專利範圍第ι〇項所述之積體電 板，其中該保護層係為一鎳/金層。 、、用基 19·—種積體電路封裝用基板之製造方法， 主少包含： 提供一夾層電路板，其中該夾層電路板具 . ’、行 丁負表面 及與該頂表面對應之一底表面，該夾層電路板呈 一 通孔； 八 y ~導 形成一金屬層於該夾層電路板上，其中該金屬層係包含 位於該頂表面上之一第一金屬層、位於該底表面上之— 金屬層以及位於該導通孔内之一第三金屬層，其中該第一: 屬層、該第二金屬層與該第三金屬層係形成電性連接丨^ 進行一微影蝕刻步驟，將該第一金屬層圖案化以形成— 第:線路圖案與-第—接墊，將該第二金屬層圖案化以形成 弟一線路圖案與一第二接墊； 上a形成一導電層於該底表面上，其中該導電層係電性連接 該第二線路圖案與該第二接墊； 形成一電鍍阻層圖案於該夾層電路板上，並露出位於該 頂表面上之該第一接墊以及位於該底表面上之該第二接墊\ 進打一電鍍步驟，以形成一保護層於該第一接墊以及該 第一^接塾上； 移除該電鍍阻層圖案；以及 進行一微蝕刻（Micro etching)步驟，以移除該導電層。 19 1310598 20. 如申請專利範圍第19項所述之積體電路封裝用基 板之製造方法，更至少包含： 形成一防銲層於該夾層電路板上。 21. 如申請專利範圍第20項所述之接躺$ πW迷之積體電路封 板之製造方法，其令該防銲層係為綠漆。 土 22.如申請專利範圍第19項所述 月夂積體電路封 板之製造方法，其中該形成該導電層於該 土 * 八. 履表面上的步驟中 更至少包含. /神丁 上。 形成該導電層於該頂表面 23·Μ請㈣範_19項所述之積體電路 板之製造方法’其中該夾層電路板係為一多層電路板'用土 24·如申請專利範圍第19項所述 板之製造方法，其中該金屬層之材質係為銅。令裝用基 用基 25.如申請專利範圍第19項所述之 板之製造方法’其中該導電層之材質係為鋼。、裝 26.如申請專利範圍第19項所述 七'土甘+ &積體電路封萝用萁 板之製造方法，其中該形成該導電 了装用基 策層之方法係為濺鍍法 20 1310598 (Sputter ) ° 27.如申請專利範圍第19項所述之積體電路封裝用基 板之製造方法，其中該形成該導電層之方法係為無電解電鍍 法。 28.如申請專利範圍第19項所述之積體電路封裝用基 板之製造方法，其中該保護層係為一鎳/金層。 21