TWI397473B - 核心基材及製造核心基材之方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種核心基材及一種製造該核心基材的方法。
隨著朝向更小、更高密度及更薄之電子部件的趨勢，已進行許多研究來發展具有更高功能性的較薄半導體封裝基材。特定言之，為了實施多晶片封裝(MCP)技術(其中複數個半導體晶片係堆疊在一基材上)或疊合封裝(package on package，POP)技術(其中複數個具有晶片嵌入其中之基材係堆疊在彼此之上)，需要發展具有相似於晶片之熱膨脹行為且在晶片埋入後具有絕佳翹曲性質的印刷電路板。
隨著現今朝向高效能晶片的趨勢，晶片操作速率的增加造成一加熱問題。因此，亟須尋求此問題的解決之道。為了回應此需要，高熱傳導性金屬板(例如，銅板或鋁板)係普遍地插入印刷電路板的核心中以製造一核心基材。因為金屬板具有絕佳的熱膨脹性質及熱傳導性質，金屬板可抑制基材的熱膨脹行為並實行散熱的功能。
在此種核心基材中，必須插入一金屬，且因此必須實行移除一部分其中具有一待經處理之孔洞的製程以用於介層連接，或必須實行使用金屬作為一端子區域(land)的製程。特定言之，使用一具有35μm或更小之厚度的薄金屬板來降低基材的厚度，但在一具有寬廣表面積(相較於厚度)的薄金屬板中製造一孔洞是困難的。再者，形成一端子區域可能造成一偏心缺陷。
進一步而言，在一典型使用預浸體(prepreg)之核心基材的實例中，由於預浸體中包括低熱傳導性的編織玻璃纖維，待使用於核心中之金屬的熱傳導性將可能劣化。
本發明提供一種核心基材及一種製造可增加散熱效率之該核心基材的方法。
本發明之一態樣提供一種核心基材，其包括：一黏著樹脂層，其具有一礦物填料添加於其中；一金屬片，其係經圖案化並嵌入該黏著樹脂層中；以及一絕緣層，其經堆疊於該黏著樹脂層的兩表面上。
本發明之另一態樣提供一種製造核心基材的方法，其至少包括以下步驟：提供一金屬膜層疊，其中一第一絕緣層、一具有一礦物填料添加於其中的第一黏著樹脂層及一金屬膜係相繼地堆疊於彼此之上；圖案化該金屬膜；以及在該金屬膜的上表面上堆疊一具有一礦物填料添加於其中之第二黏著樹脂層及一第二絕緣層。
本方法進一步包括以下步驟：在堆疊該第二黏著樹脂層及該第二絕緣層之步驟之後，在該核心基材的上端及下端之間形成一用於產生連接的穿孔。
該礦物填料可由包括選自由二氧化矽(SiO2
)、氧化鋁(Al2
O3
)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、氧化鎂(MgO)、碳化矽(SiC)、及氮化矽(Si3
N4
)所構成之群組中之至少一者的材料所製成
本發明的其他態樣或優點將部份在下文的描述中闡束，且部份自描述中將為顯而易見，或可藉由實施本發明來瞭解本發明的其他態樣或優點。
因為本發明允許多種變化及多種實施例，將於圖式中例示並在實施方式中詳細地描述一特定實施例。然而，此舉並非意欲將本發明限制於一特定實施模式，且應了解所有不悖離本發明之精神及技術範疇之變化、等效物及取代物皆被涵蓋在本發明之中。在本發明的描述中，當可能不必要地混淆本發明之本質時，將省略一些相關技術領域的詳細描述。
雖然可能使用諸如「第一」及「第二」等的術語來描述多種部件，但此等部件不須被限制於上述術語。該等上述術語僅使用來與其他部件區別。
在本發明中所使用的術語僅使用來描述一特定實施例，而非意欲限制本發明。使用單數形式的表示法將涵蓋複數形式的表示法，除非在文中具有明確的不同意義。在本說明書中，應了解諸如「包括(including)」「具有(having)」等的術語僅意欲指出在本說明書中所揭示之特徵結構、數量、步驟、動作、部件、部分、或其組合的存在，而非意欲排除一或多個其他可能存在或被添加的特徵結構、數量、步驟、動作、部件、部分、或其組合。
將在下文中參照伴隨圖式更詳細地描述根據本發明之特定實施例的一種核心基材及一種製造核心基材的方法。相同或相對應的部件係使用相同的元件符號而無論圖號為何，並省略不必要的描述。
第1圖例示一種根據本發明實施例製造一核心基材之方法的流程圖，以及第2至9圖圖示一種根據本發明實施例製造一核心基材的方法。
首先，在步驟(S110)中提供一金屬膜層疊110，其中一第一絕緣層140、一具有一礦物填料添加於其中的第一黏著樹脂層130、一金屬膜120係相繼地堆疊在彼此之上。為此，第一黏著樹脂層130係首先插入該第一絕緣層140(例如，聚醯亞胺)及該金屬膜120之間，且隨後藉由在滾輪之間移動並壓縮第一絕緣層、第一黏著樹脂層130及金屬膜120來實行一捲對捲(roll-to-roll)製程，以形成金屬膜層疊110。在此處，第一黏著樹脂層中可包含由包括二氧化矽(SiO2
)、氧化鋁(Al2
O3
)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、氧化鎂(MgO)、碳化矽(SiC)、氮化矽(Si3
N4
)中之至少一者的材料所製成之礦物填料。由於礦物填料(例如氧化鋁或二氧化矽)及金屬膜120具有高熱傳導性，礦物填料及金屬膜120可快速地釋放由嵌入印刷電路板中之晶片所產生的熱。上述的金屬膜層疊110例示於第2圖中。
隨後，金屬膜120係經圖案化(S120)。在一實例中，可藉由使用微影製程來圖案化金屬膜120的上表面。藉由圖案化金屬膜120，可在第一絕緣層140的頂部上形成金屬片121。
隨後，具有礦物填料添加於其中之第二黏著樹脂層150與第二絕緣層160係經堆疊在該金屬片121的上表面(其中該金屬片係藉由圖案化金屬膜120所形成)(S130)。
藉由相繼地在該金屬片121的上表面堆疊具有礦物填料添加於其中之第二黏著樹脂層150與第二絕緣層160，可將第二黏著樹脂層150與第二絕緣層160層疊。
例示於第4圖中的是經由上述製程形成的核心基材100，且核心基材100包括具有礦物填料添加於其中之黏著樹脂層130及150、經圖案化並嵌入該黏著樹脂層130及150中的金屬片121、以及堆疊於黏著樹脂層130及150之各表面上的絕緣層140及160。由於核心基材100具有礦物填料(例如具有高熱傳導性的氧化鋁或二氧化矽)及插入其中的金屬膜120，可快速地釋放傳遞至使用本發明實施例之核心基材之印刷電路板的熱。
隨後，為了在核心基材100的上端及下端之間產生連接，可藉由使用鑽鑿(例如CNC或YAG/CO2
)來形成穿孔170。在形成穿孔170之後，為了移除渣料可實行一除渣製程。例示於第5圖中的是核心基材200，其中穿孔170係貫穿該核心基材200形成。由於穿孔170是對應至根據較高密度之印刷電路板之介層孔洞的數目來形成，所以不需要形成傳統的端子區域，從而減少偏心缺陷。
隨後，在絕緣層140及160以及穿孔170之內壁的表面上實行濺射或電子束蒸發，並藉由使用無電化學銅方法來形成一種晶層180。
隨後，可在絕緣層140及160上形成核心電路193。
在形成核心電路193的步驟中，如第7圖所示，一佈覆阻劑191首先經由微影製程以堆疊在種晶層180的表面上。在種晶層180上堆疊佈覆阻劑191之後，除了待形成核心電路193及介層孔172的區域之外，諸如銅的金屬可經電鍍以形成核心電路193。隨後，如第8圖中所示，移除佈覆阻劑191，且隨後暴露於快速蝕刻(flash etching)之種晶層係經蝕刻以形成第9圖中所例示的核心基材400。
在一實例中，若欲製造2層之印刷電路板，可在上述之核心基材400上形成一襯墊，其中該襯墊形成連接至半導體晶片的電氣連接，且隨後可塗覆一焊料阻劑使得該襯墊得以開通(open)。在一實例中，若欲藉由使用上述之核心基材300來製造4層之印刷電路，可額外地在絕緣層140及160上堆疊一絕緣層，其中一電路係形成為使得核心電路193係經覆蓋而形成一外層電路，且隨後可在形成介層孔之後堆疊一焊料阻劑。
在本發明實施例中，印刷電路板之散熱效率可藉由包括具有高熱傳導性之礦物填料得以增強。
進一步而言，由於根據本發明實施例之穿孔是對應至根據較高密度之印刷電路板之介層孔洞的數目來形成，所以不需要形成傳統的端子區域，從而減少偏心缺陷。
儘管已詳細地參照一特定實施例來描述本發明之精神，該實施例僅為例示目的而不應限制本發明。應了解熟習此技藝者可在不背離本發明之範疇及精神下改變或修改本發明實施例。
因此，除了上述實施例之外，可在隨附申請專利範圍中查得許多其他實施例。
S110．．．步驟
S120．．．步驟
S130．．．步驟
S140．．．步驟
100．．．核心基材
110．．．金屬膜層疊
120．．．金屬層
121．．．金屬片
130．．．黏著樹脂層
140．．．絕緣層
150．．．黏著樹脂層
160．．．絕緣層
170．．．穿孔
172．．．介層孔
180．．．種晶層
191．．．佈覆阻劑
193．．．核心電路
200．．．核心基材
300．．．核心基材
400．．．核心基材
第1圖為根據本發明實施例例示一種製造一核心基材之方法的流程圖。
第2至9圖圖示根據本發明實施例製造一核心基材的方法。
121．．．金屬片
130．．．黏著樹脂層
140．．．絕緣層
150．．．黏著樹脂層
160．．．絕緣層
170．．．穿孔
200．．．核心基材
Claims (5)
- 一種核心基材，其包含：一黏著樹脂層，其具有一礦物填料添加於其中；一金屬片，其經圖案化並嵌入該黏著樹脂層中；以及一絕緣層，其堆疊於該黏著樹脂層的兩個表面上。
- 如申請專利範圍第1項所述之核心基材，其中該礦物填料包含氧化鋁或二氧化矽。
- 一種製造一核心基材的方法，該方法至少包含以下步驟：提供一金屬膜層疊，該金屬膜層疊具有一第一絕緣層、一第一黏著樹脂層及一金屬膜相繼地堆疊於該金屬膜層疊上，該第一黏著樹脂層具有一礦物填料添加於其中；圖案化該金屬膜；以及在該金屬膜的上表面上堆疊一第二黏著樹脂層及一第二絕緣層，該第二黏著樹脂層具有一礦物填料添加於其中。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該礦物填料係由包含選自由二氧化矽(SiO2 )、氧化鋁(Al2 O3 )、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、氧化鎂(MgO)、碳化矽(SiC)、氮化矽(Si3 N4 )所構成之群組中之至少一者的材料所製成。
- 如申請專利範圍第3項所述之方法，進一步包含以下步驟：在堆疊該第二黏著樹脂層及該第二絕緣層之步驟之後，在該核心基材的上端及下端之間形成一用於產生連接的穿孔。
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