WO2021253572A1 - 电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板 - Google Patents
电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021253572A1 WO2021253572A1 PCT/CN2020/104570 CN2020104570W WO2021253572A1 WO 2021253572 A1 WO2021253572 A1 WO 2021253572A1 CN 2020104570 W CN2020104570 W CN 2020104570W WO 2021253572 A1 WO2021253572 A1 WO 2021253572A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- capacitor
- layer
- electrode
- inductor
- dielectric layer
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 141
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 198
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 43
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 28
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 11
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 claims description 3
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 3
- VYQRBKCKQCRYEE-UHFFFAOYSA-N ctk1a7239 Chemical compound C12=CC=CC=C2N2CC=CC3=NC=CC1=C32 VYQRBKCKQCRYEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 abstract 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 abstract 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 5
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- BSIDXUHWUKTRQL-UHFFFAOYSA-N nickel palladium Chemical compound [Ni].[Pd] BSIDXUHWUKTRQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012536 packaging technology Methods 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/13—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body combined with thin-film or thick-film passive components
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/10—Inductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L28/40—Capacitors
- H01L28/60—Electrodes
Definitions
- a circuit layer which is arranged on the upper surface and the lower surface of the dielectric layer, and is connected to the inductor and the capacitor;
- a metal plate 110 is provided. Specifically, a metal plate 110 is prepared as a starting layer.
- the metal plate 110 includes two surfaces in the vertical direction, one of which is the upper surface and the opposite surface is the lower surface.
- the thickness and size of the metal plate 110 are specifically customized according to different requirements.
- the material of the metal plate 110 can be one of metals or metal alloys such as copper, aluminum, copper-aluminum alloy, etc.
- the metal plate 110 in the present application is copper foil.
- a first protective layer 120 is deposited on the upper surface of the copper foil.
- the first protective layer 120 is made of a metal material, specifically The material of the thin film dielectric layer 130 in the subsequent process is matched.
- the metal tantalum (Ta) is preferably selected as the first protective layer 120.
- the electroplating thickness is defined according to actual requirements; as shown in Figure 8, Paste the photosensitive barrier layer 800 on the surface of the upper electrode layer 160 and Perform patterning, mask the terminal position of the upper electrode 180 of the capacitor, expose other positions, and continue to mask the first protective layer 120, the thin-film dielectric layer 130, the second protective layer 140, the upper electrode seed layer 150, and the upper electrode layer 160.
- the masked area is ion-etched to form the upper electrode 180 of the capacitor and the film capacitor 170.
- the photosensitive barrier layer 800 attached to the upper and lower surfaces is removed.
- the inductor 400 and the capacitor 100 are embedded in the dielectric layer 200 at the same time.
- the dielectric layer 200 includes an upper dielectric layer 210 and a lower dielectric layer 220.
- the upper dielectric layer 210 and the lower dielectric are respectively provided with a capacitor upper electrode
- the upper electrode via hole 241 and the lower electrode via hole 242 connected to the capacitor lower electrode 190 are filled with metal on the surface of the upper electrode via hole 241 and the lower electrode via hole 242, and the metal is integrally connected with the circuit layer 500.
- the circuit layer 500 is arranged on the upper and lower surfaces of the dielectric layer 200. On the upper surface, the upper electrode 180 of the capacitor and one end of the inductor 400 are connected through a circuit layer 500.
- the circuit layer 500 on the lower surface includes two parts.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Abstract
本申请公开了一种电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板，该方法包括步骤：提供金属板；在金属板上表面依次沉积第一保护层、薄膜介质层、第二保护层和上电极层，并对第一保护层、薄膜介质层、第二保护层和上电极层刻蚀形成薄膜电容及电容上电极；压合上介质层至金属板上表面，覆盖薄膜电容和电容上电极，刻蚀金属板，形成电容下电极；压合下介质层至金属板下表面，对上介质层和下介质层钻孔，形成电感通孔和电容电极通孔；电镀金属形成电感和线路层，电感设置在电感导通孔中，线路层连通电感和电容电极通孔；在上下表面沉积阻焊层，并对阻焊层光刻形成线路层电极窗口。本申请能够减薄基板厚度，实现封装小型化。
Description
本申请涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板。
随着微电子技术的不断发展，用户对系统的小型化、多功能、低功耗、高可靠性的要求越来越高，将电子元件嵌埋至基板内部的封装方法越来越受到青睐。
目前，市面上多采用三维堆叠封装结构的方式将多个电子元件封装在基板内部不同层实现封装基板的小型化和集成化，但是三维堆叠封装技术封装层数较多，工艺较复杂并且随着嵌埋层数的增加会降低散热效率和提高成本。
申请内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请提出一种电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板，以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。所述技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种电容电感嵌埋结构制作方法，包括以下步骤：
提供金属板；
在所述金属板上表面依次沉积第一保护层、薄膜介质层、第二保护层和上电极层，并对所述第一保护层、所述薄膜介质层、所述第二保护层和所述上电极层刻蚀形成薄膜电容及电容上电极；
压合上介质层至所述金属板上表面，所述上介质层覆盖所述薄膜电容和所述电容上电极，刻蚀所述金属板，形成电容下电极，所述电容上电极、所述薄膜电容和所述电容下电极依次连接组成电容；
压合下介质层至所述金属板下表面，对所述上介质层和所述下介质层钻孔，形成电感通孔和电容电极通孔；
电镀金属形成电感和线路层，所述电感设置在所述电感导通孔中，所述线路层连通所述电感和所述电容电极通孔；
在上下表面沉积阻焊层，并对所述阻焊层光刻形成所述线路层的电极窗口。
根据本申请第一方面实施例的电容电感嵌埋结构制作方法，至少具有以下有益效果：第一方面，本申请将薄膜电容和垂直电感嵌埋与同一水平面，与现有的薄膜电容和电感叠层的 结构相比，缩小了电容电感嵌埋结构空间，实现嵌埋元器件小型化；第二方面，本申请分别在两个电容电极和薄膜介质层之间增加了保护层可以有效阻止金属离子迁移，提升了薄膜介质的可靠性；第三方面，该电容电感嵌埋结构制作方法与现有的无芯基板方法相比，流程更加简化，制作成本更加低廉。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：对所述电极窗口表面进行抗氧化处理。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括沉积种子层，所述种子层覆盖在所述电感外壁、所述电容上表面和下表面以及所述线路层下表面。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述电容电极通孔包括上电极导通孔和下电极导通孔，分别对应设置于所述电容上电极和所述电容下电极表面。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述薄膜介质层包括氧化铝、二氧化硅、钛酸钙、钛酸钡、钛酸锶、氮化硅、氧化钛和氧化钽介电性能较好的化合物。
可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一保护层和所述第二保护层为金属材料，所述第一保护层和所述第二保护层厚度大于等于200nm。
第二方面，本申请实施例提供一种电容电感嵌埋结构，包括：
介质层，包括上介质层和下介质层，在所述上介质层和所述下介质层分别设置有上电极导通孔和下电极导通孔；
电容，设置在所述介质层内部，所述电容包括从上往下依次连接的电容上电极、薄膜电容和电容下电极，所述电容上电极和所述电容下电极表面分别与所述上电极导通孔和所述下电极导通孔连通；
电感，贯穿于所述介质层；
线路层，设置在所述介质层的上表面和下表面，与所述电感和所述电容连接；
阻焊层，设置在上介质层和下介质层表面，覆盖所述线路层，所述阻焊层设置有电极窗口，用于线路层电极引出。
根据本申请第二方面实施例的电容电感嵌埋结构，至少具有以下有益效果：第一方面，本申请将薄膜电容和垂直电感嵌埋与同一水平面，与现有的薄膜电容和电感叠层的结构相比，缩小了电容电感嵌埋结构空间，实现嵌埋元器件小型化；第二方面，本申请分别在两个电容电极和薄膜介质层之间增加了保护层可以有效阻止金属离子迁移，提升了薄膜介质的可靠性；第三方面，该电容电感嵌埋结构制作方法与现有的无芯基板方法相比，流程更加简化，制作成本更加低廉。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括保护膜，所述保护膜设置设置在所述电极窗口表面。
可选地，在本申请的一个实施例中，还包括种子层，设置在所述电感外壁、所述电容上表面和下表面以及所述线路层下表面。
第三方面，本申请实施例提供一种基板，包括如上第二方面所述的电容电感嵌埋结构。
根据本申请第三方面实施例的基板，至少具有以下有益效果：第一方面，本申请将薄膜电容和垂直电感嵌埋与同一水平面，与现有的薄膜电容和电感叠层的结构相比，缩小了电容电感嵌埋结构空间，实现嵌埋元器件小型化；第二方面，本申请分别在两个电容电极和薄膜介质层之间增加了保护层可以有效阻止金属离子迁移，提升了薄膜介质的可靠性；第三方面，该电容电感嵌埋结构制作方法与现有的无芯基板方法相比，流程更加简化，制作成本更加低廉。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本申请一个实施例提供的电容电感嵌埋结构制作方法的步骤流程图；
图2至图16是本申请另一个实施例提供的电容电感嵌埋结构制作方法中间状态的截面图；
图17是本申请另一个实施例提供的电容电感嵌埋结构的截面图。
金属板110、第一保护层120、薄膜介质层130、第二保护层140、上电极种子层150、上电极层160、薄膜电容170、电容上电极180、电容下电极190、电容100、介质层200、上介质层210、下介质层220、电感通孔230、上电极导通孔241、下电极导通孔242、电感400、线路层500、阻焊层600、电极窗口610、种子层300、保护膜700、感光阻挡层800
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
本部分将详细描述本申请的具体实施例，本申请之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本申请的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本申请保护范围的限制。
在申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
参照图1，本申请的一个实施例提供的一种电容电感嵌埋结构制作方法包括以下步骤：
S100，如图2所示，提供金属板110，具体地，准备一块金属板110作为起始层，金属板110在垂直方向上包括两个表面，其中一面为上表面，相对一面为下表面，金属板110的厚度和尺寸根据不同的需求具体定制，金属板110材料可以为铜、铝、铜铝合金等金属或者金属合金中的一种，优选的，本申请中金属板110为铜箔。
S200，在金属板110上表面依次沉积第一保护层120、薄膜介质层130、第二保护层140和上电极层160，并对第一保护层120、薄膜介质层130、第二保护层140和上电极层160刻蚀形成薄膜电容170及电容上电极180，具体地，如图3所示，在铜箔上表面沉积第一保护层120，第一保护层120为金属材料，具体地与后续工艺的薄膜介质层130材料进行匹配，本申请一个实施例中优选的选择金属钽(Ta)作为第一保护层120，沉淀厚度可根据设计需求进行控制，在本申请的一个实施例中第一保护层120厚度大于等于200nm可起到很好的保护作用，需要说明的是，第一保护层120用于隔离铜箔和后续步骤中的薄膜介电质，防止铜离子迁移；如图4所示，在已沉积的第一保护层120表面继续沉积一层薄膜介质层130，薄膜介质层130材料可选用介电性能较好的化合物如氧化铝、二氧化硅、钛酸钙、钛酸钡、钛酸锶、氮化硅、氧化钛、氧化钽等中的一种或者多种组合，优选的，在本申请的一个实施例中，薄膜介质层130为氧化钽(Ta2O5)，与第一保护层120钽(Ta)匹配，氧化钽(Ta2O5)厚度可根据实际设计的容阻需求来定义，优选的，在本申请的一个实施例中，氧化钽(Ta2O5)厚度设定为1um及其误差范围，需要说明的是，第一保护层120的隔离下，可以阻止铜箔和薄膜介电质发生离子迁移，保证介电质的介电性能；如图5所示，进一步的，在已沉积的氧化钽层表面继续沉积第二保护层140，在本申请的一个实施例中第二保护层140厚度与第一保护层120厚度要求一致，大于等于200nm即可；如图6所示，在第二保护层140上表面沉淀上电极种子层150，上电极种子层150可为下步工序沉积上电极层160提供良好的生长环境，使上电极层160沉积质量更好，上电极种子层150为金属或者金属合金材料，在本申请的一个实施例中，优选的，上电极种子层150为金属铜；需要说明的是，以上第一保护层120、 薄膜介质层130、第二保护层140、上电极种子层150各个层的沉积方式可以选择物理溅射的方式，还可以选择化学气相淀积的方式，本申请不做限定；如图7所示，在起始金属板110铜箔下表面上贴附感光阻挡层800进行下表面保护和遮蔽，并在上电极种子层150上表面采用化学电镀的方式电镀上电极层160，电镀厚度根据实际需求定义；如图8所示，在上电极层160表面贴感光阻挡层800并进行图形制作，对电容上电极180端子位置处进行遮蔽，露出其他位置，继续对上述第一保护层120、薄膜介质层130、第二保护层140、上电极种子层150以及上电极层160未被遮蔽的区域进行离子蚀刻形成电容上电极180和薄膜电容170，如图9所示，去除上下表面贴附的感光阻挡层800。
需要说明的是，感光阻挡层800为光刻胶的一种，光刻胶包括感光干膜或者液态光阻，PCB光刻胶亦称为光阻或光阻剂，通过紫外光、深紫外光、电子束、离子束、X射线等光照或辐射后变化成耐蚀刻薄膜材料，从而起到对下层结构保护遮蔽的作用，本申请的一些实施例优选的采用感光阻挡层800，但不限于感光阻挡层800。
S300，压合上介质层210至金属板110上表面，上介质层210覆盖薄膜电容170和电容上电极180，刻蚀金属板110，形成电容下电极190，电容上电极180、薄膜电容170和电容下电极190依次连接组成电容100，具体地，如图10所示，压合上介质层210覆盖电容上电极180，上介质层210材料通常为树脂材料，如图11所示，在金属板110下表面重新贴附感光阻挡层800并光刻形成保护图案，将电容下电极190端子位置遮蔽，其他区域裸露出来，对金属板110进行离子刻蚀形成电容下电极190，去除感光阻挡层800。
S400，压合下介质层220至金属板110下表面，对上介质层210和下介质层220镭射钻孔，形成电感通孔230和电容100电极通孔，具体地，如图12所示，压合下介质层220覆盖电容下电极190，介质层200材料通常为树脂材料，如图13所示，分别对上介质层210和下介质层220对应电容上电极180、电容下电极190位置处通过镭射钻孔进行开窗，形成上电极导通孔241和下电极导通孔242以及在垂直方向上通过镭射钻孔的方式对上介质层210和下介质层220进行穿通钻孔，形成电感通孔230，说要说明的是，电容上电极180和电容下电极190可对薄膜介质层130进行有效保护，避免镭射钻孔过程造成的损伤。
S500，电镀金属形成电感400和线路层500，电感400设置在电感通孔230中，线路层500连通电感400和电容100，具体地，如图14所示，分别在上介质层210和下介质层220外侧表面利用物理溅射的方式沉淀种子层300，使种子层300覆盖上下表面，以及所有通盲孔孔壁，包括上电极导通孔241、下电极导通孔242以及电感通孔230，种子层300可以使线路层500与介质层200实现更好的接触，提高产品的可靠性；如图15所示，在图14所示结构的上下表面分别贴附感光阻挡层800并进行图形制作，露出需要电镀的区域，需要电镀 的区域包括上电极导通孔241、下电极导通孔242、电感通孔230以及起到电气连接作用的线路层500区，在电镀区域电镀金属形成电感400和线路层500，线路层500位于介质层200的上下表面，在上表面通过线路层500将电容上电极180和电感400一端进行连通，在下表面线路层500包括两部分，一部分与电容下电极190连接，一部分与电感400另一端连接，通过上下表面的线路层500连接方式可以实现电感400与电容100的同层串联连接，线路层500电镀厚度可根据设计需求进行控制，如图16所示，去除上下表面感光阻挡层800，蚀刻种子层300，使种子层300与线路层500开口保持一致，最终形成一个由薄膜电容170和垂直电感400串联的回路。
S600，在上下表面沉积阻焊层600，并对阻焊层600光刻形成线路层500的电极窗口610，具体地，如图17所示，在图16所示结构的上下表面沉积阻焊层600，并对阻焊层600光刻露出线路层500的电极窗口610，线路层500的电极窗口610用于实现嵌埋的电容100和电感400的电气特性的引出，方便与外部电路连接使用，最后，对电极窗口610表面进行抗氧化处理，形成保护膜700，具体地，在电极窗口610表面形成一层稀有金属保护层，稀有金属具有化学性质稳定，耐腐蚀等特性，可以防止电极窗口610氧化。形成保护膜700的方式包括化学镀镍钯浸金(ENEPIG，Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)技术和有机保焊(OSP，Organic Solderability Preservatives)技术。
基于上述电容电感嵌埋结构制作方法，提出本申请的电容电感嵌埋结构的各个实施例。
参照图9至图17，本申请的另一个实施例还提供了一种电容电感嵌埋结构包括介质层200，包括上介质层210和下介质层220，在上介质层210和下介质层220分别设置有上电极导通孔241和下电极导通孔242；电容100，设置在介质层200内部，电容100包括从上往下依次连接的电容上电极180、薄膜电容170和电容下电极190，电容上电极180和电容下电极190表面分别与上电极导通孔241和下电极导通孔242连通；电感400，贯穿于介质层200；线路层500，设置在介质层200的上表面和下表面，与电感400和电容100连接；阻焊层600，设置在上介质层210和下介质层220表面，覆盖线路层500，阻焊层600设置有电极窗口610，用于线路层500电极引出。
在一实施例中，电感400与电容100同时嵌埋于介质层200内部，介质层200包括上介质层210和下介质层220，在上介质层210和下介质中分别设置有与电容上电极180和电容下电极190连接的上电极导通孔241和下电极导通孔242，上电极导通孔241和下电极导通孔242表面填充有金属，金属与线路层500一体连通，线路层500设置于介质层200的上下两个表面，在上表面通过线路层500将电容上电极180和电感400一端进行连通，在下表面线路层500包括两部分，一部分与电容下电极190连接，一部分与电感400另一端连接，通 过上下表面的线路层500连接方式可以实现电感400与电容100的同层串联连接回路，在线路层500的表面覆盖有阻焊层600，用于隔离内部电感400电容100与外部电路，在阻焊层600上设置有路层电极窗口610，通过电极窗口610引出内部电感400电容100的电气接口，实现与外部电路连接。
本申请的一个实施例提供的一种电容电感嵌埋结构，还包括保护膜700，保护膜700设置在电极窗口610表面。
在一实施例中，在电极窗口610表面设置有一层稀有金属保护层，稀有金属具有化学性质稳定，耐腐蚀等特性，可以防止电极窗口610氧化。形成保护膜700的方式包括化学镀镍钯浸金(ENEPIG，Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)技术和有机保焊(OSP，Organic Solderability Preservatives)技术。
本申请的一个实施例提供的一种电容电感嵌埋结构，还包括种子层300，设置在电感400外壁、电容100上表面和下表面以及线路层500下表面，种子层300可以使线路层500与介质层200实现更好的接触，提高产品的可靠性。
本申请的另一个实施例还提供了一种基板，该基板包括有如上任一实施例中的电容电感嵌埋结构。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
- 一种电容电感嵌埋结构制作方法，其特征在于，包括以下步骤：提供金属板；在所述金属板上表面依次沉积第一保护层、薄膜介质层、第二保护层和上电极层，并对所述第一保护层、所述薄膜介质层、所述第二保护层和所述上电极层刻蚀形成薄膜电容及电容上电极；压合上介质层至所述金属板上表面，所述上介质层覆盖所述薄膜电容和所述电容上电极，刻蚀所述金属板，形成电容下电极，所述电容上电极、所述薄膜电容和所述电容下电极依次连接组成电容；压合下介质层至所述金属板下表面，对所述上介质层和所述下介质层钻孔，形成电感通孔和电容电极通孔；电镀金属形成电感和线路层，所述电感设置在所述电感通孔中，所述线路层连通所述电感和所述电容；在上下表面沉积阻焊层，并对所述阻焊层光刻形成所述线路层电极窗口。
- 根据权利要求1所述的电容电感嵌埋结构制作方法，其特征在于，还包括：对所述电极窗口表面进行抗氧化处理，形成保护膜。
- 根据权利要求1所述的支撑框架结构制作方法，其特征在于：还包括沉积种子层，所述种子层覆盖在所述电感外壁、所述电容上表面和下表面以及所述线路层下表面。
- 根据权利要求1所述的电容电感嵌埋结构制作方法，其特征在于：所述电容电极通孔包括上电极导通孔和下电极导通孔，分别对应设置于所述电容上电极和所述电容下电极表面。
- 根据权利要求1所述的电容电感嵌埋结构制作方法，其特征在于：所述薄膜介质层包括氧化铝、二氧化硅、钛酸钙、钛酸钡、钛酸锶、氮化硅、氧化钛和氧化钽介电性能较好的化合物。
- 根据权利要求1所述的电容电感嵌埋结构制作方法，其特征在于：所述第一保护层和所述第二保护层为金属材料，所述第一保护层和所述第二保护层厚度大于等于200nm。
- 一种电容电感嵌埋结构，其特征在于，包括：介质层，包括上介质层和下介质层，在所述上介质层和所述下介质层分别设置有上电极导通孔和下电极导通孔；电容，设置在所述介质层内部，所述电容包括从上往下依次连接的电容上电极、薄膜电容和电容下电极，所述电容上电极和所述电容下电极表面分别与所述上电极导通孔和所述下电极导通孔连通；电感，贯穿于所述介质层；线路层，设置在所述介质层的上表面和下表面，与所述电感和所述电容连接；阻焊层，设置在上介质层和下介质层表面，覆盖所述线路层，所述阻焊层设置有电极窗口，用于线路层电极引出。
- 根据权利要求7所述的电容电感嵌埋结构，其特征在于，还包括保护膜，所述保护膜设置在所述电极窗口表面。
- 根据权利要求7所述的电容电感嵌埋结构，其特征在于，还包括种子层，设置在所述电感外壁、所述电容上表面和下表面以及所述线路层下表面。
- 一种基板，包括如权利要求7至9任一所述的电容电感嵌埋结构。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020227032312A KR20220140631A (ko) | 2020-06-17 | 2020-07-24 | 커패시터 및 인덕터의 매립 구조, 그 제작 방법 및 기판 |
| US17/998,159 US20230197739A1 (en) | 2020-06-17 | 2020-07-24 | Capacitor and inductor embedded structure and manufacturing method therefor, and substrate |
| JP2022556505A JP7450061B2 (ja) | 2020-06-17 | 2020-07-24 | キャパシタとインダクタ埋め込み構造及びその製造方法並びに基板 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010553554.X | 2020-06-17 | ||
| CN202010553554.XA CN111834341B (zh) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | 电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021253572A1 true WO2021253572A1 (zh) | 2021-12-23 |
Family
ID=72898836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2020/104570 WO2021253572A1 (zh) | 2020-06-17 | 2020-07-24 | 电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230197739A1 (zh) |
| JP (1) | JP7450061B2 (zh) |
| KR (1) | KR20220140631A (zh) |
| CN (1) | CN111834341B (zh) |
| TW (1) | TWI743951B (zh) |
| WO (1) | WO2021253572A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115867127A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-03-28 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构及其制备方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114695339A (zh) * | 2020-12-25 | 2022-07-01 | 京东方科技集团股份有限公司 | 集成有无源器件的基板及其制备方法 |
| CN115516587A (zh) * | 2021-04-23 | 2022-12-23 | 京东方科技集团股份有限公司 | 集成有无源器件的基板及其制备方法 |
| US20240153871A1 (en) * | 2021-04-23 | 2024-05-09 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Substrate integrated with passive devices and manufacturing method thereof |
| CN115458511A (zh) * | 2022-09-07 | 2022-12-09 | 安徽安努奇科技有限公司 | 一种滤波器电路封装结构及其制作方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1953169A (zh) * | 2005-10-21 | 2007-04-25 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 电源芯线器件及其制造方法 |
| US20140084391A1 (en) * | 2012-09-25 | 2014-03-27 | Cambridge Silicon Radio Limited | Composite Reconstituted Wafer Structures |
| CN106030782A (zh) * | 2014-02-18 | 2016-10-12 | 高通股份有限公司 | 具有无源器件的低剖型封装 |
| CN106663670A (zh) * | 2014-08-25 | 2017-05-10 | 高通股份有限公司 | 包括嵌入式电容器的封装基板 |
| CN109659239A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-19 | 珠海越亚半导体股份有限公司 | 一种埋芯流程后置的集成电路封装方法及封装结构 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10161285A1 (de) * | 2001-12-13 | 2003-07-03 | Infineon Technologies Ag | Integriertes Halbleiterprodukt mit Metall-Isolator-Metall-Kondensator |
| JP4878434B2 (ja) * | 2004-09-22 | 2012-02-15 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| JP4757587B2 (ja) * | 2005-09-21 | 2011-08-24 | Ｔｄｋ株式会社 | 積層コンデンサ、及び、その製造方法 |
| JP4997757B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2012-08-08 | 富士通株式会社 | 薄膜キャパシタ及びその製造方法、電子装置並びに回路基板 |
| KR100967056B1 (ko) * | 2007-03-29 | 2010-06-29 | 삼성전기주식회사 | 박막 캐패시터 및 박막 캐패시터 내장형 인쇄회로기판 |
| TW200915938A (en) * | 2007-09-28 | 2009-04-01 | Unimicron Technology Corp | Circuit board with embedded capacitance and resistance structures |
| US8067816B2 (en) * | 2009-02-03 | 2011-11-29 | Qualcomm Incorporated | Techniques for placement of active and passive devices within a chip |
| CN101699587A (zh) * | 2009-10-10 | 2010-04-28 | 长兴立峰电子有限公司 | 一种金属化片式薄膜电容器及其制备方法 |
| JPWO2012014647A1 (ja) | 2010-07-30 | 2013-09-12 | 三洋電機株式会社 | 基板内蔵用キャパシタ、これを備えたキャパシタ内蔵基板、及び基板内蔵用キャパシタの製造方法 |
| CN102385985A (zh) * | 2011-08-05 | 2012-03-21 | 贵州大学 | 金属薄膜电容及其制备方法 |
| JP5401617B1 (ja) | 2013-01-24 | 2014-01-29 | 有限会社 ナプラ | 受動素子内蔵基板 |
| US9349788B2 (en) * | 2013-08-08 | 2016-05-24 | Zhuhai Advanced Chip Carriers & Electronic Substrate Solutions Technologies Co. Ltd. | Thin film capacitors embedded in polymer dielectric |
| JP2019106429A (ja) | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 凸版印刷株式会社 | ガラス配線基板、その製造方法及び半導体装置 |
| JP6988919B2 (ja) * | 2017-12-27 | 2022-01-05 | 株式会社村田製作所 | 半導体複合装置およびそれに用いられるパッケージ基板 |
-
2020
- 2020-06-17 CN CN202010553554.XA patent/CN111834341B/zh active Active
- 2020-07-24 KR KR1020227032312A patent/KR20220140631A/ko unknown
- 2020-07-24 WO PCT/CN2020/104570 patent/WO2021253572A1/zh active Application Filing
- 2020-07-24 US US17/998,159 patent/US20230197739A1/en active Pending
- 2020-07-24 JP JP2022556505A patent/JP7450061B2/ja active Active
- 2020-08-18 TW TW109128047A patent/TWI743951B/zh active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1953169A (zh) * | 2005-10-21 | 2007-04-25 | E.I.内穆尔杜邦公司 | 电源芯线器件及其制造方法 |
| US20140084391A1 (en) * | 2012-09-25 | 2014-03-27 | Cambridge Silicon Radio Limited | Composite Reconstituted Wafer Structures |
| CN106030782A (zh) * | 2014-02-18 | 2016-10-12 | 高通股份有限公司 | 具有无源器件的低剖型封装 |
| CN106663670A (zh) * | 2014-08-25 | 2017-05-10 | 高通股份有限公司 | 包括嵌入式电容器的封装基板 |
| CN109659239A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-19 | 珠海越亚半导体股份有限公司 | 一种埋芯流程后置的集成电路封装方法及封装结构 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115867127A (zh) * | 2023-03-03 | 2023-03-28 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构及其制备方法 |
| CN115867127B (zh) * | 2023-03-03 | 2023-06-02 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7450061B2 (ja) | 2024-03-14 |
| KR20220140631A (ko) | 2022-10-18 |
| CN111834341B (zh) | 2021-09-21 |
| TWI743951B (zh) | 2021-10-21 |
| JP2023518080A (ja) | 2023-04-27 |
| TW202202014A (zh) | 2022-01-01 |
| US20230197739A1 (en) | 2023-06-22 |
| CN111834341A (zh) | 2020-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021253572A1 (zh) | 电容电感嵌埋结构及其制作方法和基板 | |
| WO2019117073A1 (ja) | ガラス配線基板、その製造方法及び半導体装置 | |
| US10566130B2 (en) | Coil component and method of manufacturing same | |
| US6678144B2 (en) | Capacitor, circuit board with built-in capacitor and method for producing the same | |
| JP3098509B2 (ja) | 電子コンポーネント構造体およびその製造方法 | |
| US8069560B2 (en) | Method of manufacturing multilayer wiring board | |
| US6278153B1 (en) | Thin film capacitor formed in via | |
| US6555913B1 (en) | Electronic component having a coil conductor with photosensitive conductive paste | |
| US20070176175A1 (en) | Thin-film capacitor and method of manufacturing the same | |
| CN112382574B (zh) | 具有埋磁电感结构的封装基板及其制作方法 | |
| CN101834178B (zh) | 整合型无源元件及其制造方法 | |
| JP7176060B2 (ja) | 埋め込み型パッケージ構造及びその製造方法 | |
| TWI823278B (zh) | 集成電感的嵌埋支撐框架的製作方法 | |
| US20090077799A1 (en) | Circuit board structure with capacitor embedded therein and method for fabricating the same | |
| CN110349927A (zh) | 多层配线结构体及其制造方法 | |
| JP4537753B2 (ja) | 多層配線基板およびその製造方法 | |
| KR20180049738A (ko) | 코일 전자 부품 | |
| CN111863627B (zh) | 集成无源器件封装结构及其制作方法和基板 | |
| JP2006041122A (ja) | 電子部品内蔵要素、電子装置及びそれらの製造方法 | |
| TWI823768B (zh) | 一體電感嵌埋基板及其製作方法 | |
| TWI355725B (en) | Multilayer module of stacked aluminum oxide-based | |
| TW201143557A (en) | Multi layer printed circuit board electronic structure and method for fabricating the same | |
| TW200926377A (en) | Aluminum oxide-based substrate and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20941307 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 20227032312 Country of ref document: KR Kind code of ref document: A |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2022556505 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20941307 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |