CN101677067B

CN101677067B - 铜核层多层封装基板的制作方法

Info

Publication number: CN101677067B
Application number: CN200810304555XA
Authority: CN
Inventors: 林文强; 王家忠; 陈振重
Original assignee: Yuqiao Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Yuqiao Semiconductor Co Ltd; Bridge Semiconductor Corp
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: CN101677067A

Abstract

一种铜核层多层封装基板的制作方法，系以铜核基板为基础开始制作的单面、多层封装基板。其结构包括一具高刚性支撑的厚铜板，且此厚铜板的一面具增层线路，另一面则具球侧图案阻障层。其各增层线路及置晶侧与球侧连接的方式系以数个电镀盲孔、埋孔所导通。因此，本发明封装基板的特色在于具有高密度增层线路以提供电子组件相连时所需的绕线，同时并以厚铜板提供足够的刚性使封装制程可更为简易。藉此，使用本发明所制造的多层封装基板，可依实际需求形成具铜核基板支撑的铜核层多层封装基板，并可有效达到改善超薄核层基板板弯翘问题、及简化传统增层线路板制作流程，进而达到提高封装体接合基板时的可靠度的目的。

Description

铜核层多层封装基板的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种铜核层多层封装基板的制作方法，尤指一种以铜核基板为基础开始制作的单面、多层封装基板的制作方法。

背景技术：

在一般多层封装基板的制作上，其制作方式通常系由一核心基板开始，经过钻孔、电镀金属、塞孔及双面线路制作等方式，完成一双面结构的内层核心板，之后再经由一线路增层制程完成一多层封装基板。如图22所示，其系为一有核层封装基板的剖面示意图。首先，准备一核心基板60，其中，该核心基板60由一具预定厚度的芯层601及形成于此芯层601表面的线路层602所构成，且该芯层601中形成有数个电镀导通孔603，可藉以连接该芯层601表面的线路层602。

接着如图23～图26所示，对该核心基板60实施线路增层制程。首先，于该核心基板60表面形成一第一介电层61，且该第一介电层61表面形成有数个第一开口62，以露出该线路层602；之后，以无电电镀或电镀等方式于该第一介电层61外露的表面形成一晶种层63，并于该晶种层63上形成一图案化阻层64，且其图案化阻层64中具有数个第二开口65，以露出部分形成图案化线路的晶种层63；接着，利用电镀的方式于该第二开口65中形成一第一图案化线路层66及数个导电盲孔67，并使其第一图案化线路层66得以透过该数个导电盲孔67与该核心基板60的线路层602做电性导通，然后再移除该图案化阻层64与蚀刻，待完成后形成一第一线路增层结构6a。同样地，该法系可于该第一线路增层结构6a的最外层表面再运用相同的方式形成一第二介电层68及一第二图案化线路层69的第二线路增层结构6b，以逐步增层方式形成一多层封装基板。然而，此种制作方法有布线密度低、层数多及流程复杂等缺点。

另外，亦有利用厚铜金属板当核心材料的方法，可于经过蚀刻及塞孔等方式完成一内层核心板后，再经由一线路增层制程以完成一多层封装基板。如图27～图29所示，其系为另一有核层封装基板的剖面示意图。首先，准备一核心基板70，该核心基板70由一具预定厚度的金属层利用蚀刻与树脂塞孔701以及钻孔与电镀通孔702等方式形成的单层铜核心基板70；之后，利用上述线路增层方式，于该核心基板70表面形成一第一介电层71及一第一图案化线路层72，藉此构成一具第一线路增层结构7a。该法亦与上述方法相同，系可再利用一次线路增层方式于该第一线路增层结构7a的最外层表面形成一第二介电层73及一第二图案化线路层74，藉此构成一具第二线路增层结构7b，以逐步增层方式形成一多层封装基板。然而，此种制作方法不仅其铜核心基板制作不易，且亦与上述方法相同，具有布线密度低及流程复杂等缺点。故，一般已用者无法符合使用者于实际使用时的所需。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种可依实际需求形成具铜核基板支撑的铜核层多层封装基板，并可有效达到改善超薄核层基板板弯翘问题、及简化传统增层线路板制作流程，进而达到提高封装体接合基板时的可靠度(Board Level Reliability)的铜核层多层封装基板的制作方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种铜核层多层封装基板的制作方法，至少包含下列步骤：

(A)提供一铜核基板；

(B)分别于该铜核基板的第一面上形成一第一阻层，以及于该铜核基板的第二面上形成一完全覆盖状的第二阻层，于其中，该第一阻层上形成数个第一开口；

(C)于数个第一开口下方形成数个第一凹槽；

(D)移除该第一阻层及该第二阻层；

(E)于数个第一凹槽内形成一第一电性阻绝层；

(F)于该铜核基板的第一面与该第一电性阻绝层上形成一第一介电层及一第一金属层；

(G)于该第一金属层与该第一介电层上形成数个第二开口，并显露部分的铜核基板第一面；

(H)于数个第二开口中及该第一金属层上形成一第二金属层；

(I)分别于该第二金属层上形成一第三阻层，以及于该铜核基板的第二面上形成一完全覆盖状的第四阻层，于其中，该第三阻层上形成数个第三开口；

(J)移除该第三开口下方的第二金属层及第一金属层，并形成一第一线路层；

(K)移除该第三阻层及该第四阻层，至此，完成一具有铜核基板支撑并具电性连接的单层增层线路基板，并选择直接进行步骤(L)或步骤(M)；

(L)于该单层增层线路基板上进行一置晶侧与球侧线路层制作，于其中，在该第一线路层表面形成一第一防焊层，并且在该第一防焊层上形成数个第四开口，以显露该第一线路层作为电性连接垫的部分，接着于该铜核基板的第二面上形成一第五阻层，并且在该第五阻层上形成数个第五开口，之后再分别于数个第四开口中形成一第一阻障层，以及于第五开口中形成一第二阻障层，最后移除该第五阻层；以及

(M)于该单层增层线路基板上进行一线路增层结构制作，于其中，在该第一线路层表面形成一第二介电层，并且在该第二介电层上形成数个第六开口，以显露部分的第一线路层，接着于该第二介电层与数个第六开口表面形成一第一晶种层，再分别于该第一晶种层上形成一第六阻层，以及于该铜核基板的第二面上形成一完全覆盖状的第七阻层，并于该第六阻层上形成数个第七开口，以显露部分的第一晶种层，之后于该第七开口中已显露的第一晶种层上形成一第三金属层，最后移除该第六阻层、该第七阻层及该第一晶种层，以在该第二介电层上形成一第二线路层，至此，完成一具有铜核基板支撑并具电性连接的双层增层线路基板，并继续本步骤(M)增加线路增层结构，形成具更多层的封装基板，亦或直接至该步骤(L)进行置晶侧与球侧线路层制作。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明以铜核基板为基础开始制作单面、多层封装基板，其结构包括一具高刚性支撑的厚铜板，且此厚铜板的一面系具增层线路，另一面则具球侧图案阻障层，且各增层线路及置晶侧与球侧连接的方式为以数个电镀盲孔、埋孔所导通。同时本发明具有高密度增层线路以提供电子组件相连时所需的绕线，同时，并以厚铜板提供足够的刚性使封装制程可更为简易。这样就可依实际需求形成具铜核基板支撑的铜核层多层封装基板，并可有效达到改善超薄核层基板板弯翘问题、及简化传统增层线路板制作流程，进而达到提高封装体接合基板时的可靠度(Board Level Reliability)。

附图说明：

图1系本发明的制作流程示意图。

图2系本发明一实施例的多层封装基板(一)剖面示意图。

图3系本发明一实施例的多层封装基板(二)剖面示意图。

图4系本发明一实施例的多层封装基板(三)剖面示意图。

图5系本发明一实施例的多层封装基板(四)剖面示意图。

图6系本发明一实施例的多层封装基板(五)剖面示意图。

图7系本发明一实施例的多层封装基板(六)剖面示意图。

图8系本发明一实施例的多层封装基板(七)剖面示意图。

图9系本发明一实施例的多层封装基板(八)剖面示意图。

图10系本发明一实施例的多层封装基板(九)剖面示意图。

图11系本发明一实施例的多层封装基板(十)剖面示意图。

图12系本发明一实施例的多层封装基板(十一)剖面示意图。

图13系本发明一实施例的多层封装基板(十二)剖面示意图。

图14系本发明一实施例的多层封装基板(十三)剖面示意图。

图15系本发明一实施例的多层封装基板(十四)剖面示意图。

图16系本发明一实施例的多层封装基板(十五)剖面示意图。

图17系本发明一实施例的多层封装基板(十六)剖面示意图。

图18系本发明一实施例的多层封装基板(十七)剖面示意图。

图19系本发明一实施例的多层封装基板(十八)剖面示意图。

图20系本发明一实施例的多层封装基板(十九)剖面示意图。

图21系本发明一实施例的多层封装基板(二十)剖面示意图。

图22系已用有核层封装基板的剖面示意图。

图23系已用实施线路增层(一)剖面示意图。

图24系已用实施线路增层(二)剖面示意图。

图25系已用实施线路增层(三)剖面示意图。

图26系已用实施线路增层(四)剖面示意图。

图27系另一已用有核层封装基板的剖面示意图。

图28系另一已用的第一线路增层结构剖面示意图。

图29系另一已用的第二路增层结构剖面示意图。

标号说明：

(本发明部分)

步骤(A)～(M)11～23 单层增层线路基板3

铜核基板30 第一、二阻层31、32

第一开口33 第一电性阻绝层34

第一介电层35 第一金属层36

第二开口37 第二金属层38

第三、四阻层39、40 层增层线路基板4

第三开口41 第一线路层42

第二介电层43 第四开口44

第一晶种层45 第五、六阻层46、47

第五开口48 第三金属层49

第二线路层50 第一防焊层51

第六开口52 第七阻层53

第七开口54 第一、二阻障层55、56

(习用部分)

第一、二线路增层结构6a、6b 核心基板60

芯层601 线路层602

电镀导通孔603 第一介电层61

第一开口62 该晶种层63

图案化阻层64 第二开口65

第一图案化线路层66 导电盲孔67

第二介电层68 第二图案化线路层69

二线路增层结构7a、7b 核心基板70

树脂塞孔701 电镀通孔702

第一介电层71 第一图案化线路层72

第二介电层73 第二图案化线路层74

具体实施方式：

请参阅图1所示，系为本发明的制作流程示意图。如图所示：本发明系一种铜核层多层封装基板的制作方法，其至少包括下列步骤：

(A)提供铜核基板11：提供一铜核基板；

(B)形成第一、二阻层及第一开口12：分别于该铜核基板的第一面上形成一第一阻层，以及于该铜核基板的第二面上形成一完全覆盖状的第二阻层，并以曝光及显影方式在该第一阻层上形成数个第一开口；

(C)形成第一凹槽13：以蚀刻方式于数个第一开口下方形成数个第一凹槽；

(D)移除第一、二阻层14：以剥离方式移除该第一阻层及该第二阻层；

(E)形成第一电性阻绝层15：以直接压合或印刷方式于数个第一凹槽内形成一第一电性阻绝层；

(F)形成第一介电层及第一金属层16：于该铜核基板的第一面与该第一电性阻绝层上直接压合一第一介电层及一第一金属层，亦或先采取贴合该第一介电层后，再形成该第一金属层，其中，该第一介电层可与该第一电性阻绝层同时进行压合或印刷方式形成；

(G)形成第二开口17：以激光钻孔的方式于该第一金属层与该第一介电层上形成数个第二开口，并显露部分的铜核基板第一面，其中，数个第二开口可先做开铜窗(Conformal Mask)后，再经由激光钻孔的方式形成，亦或以直接激光钻孔(LASERDirect)的方式形成；

(H)形成第二金属层18：以无电电镀或电镀的方式于数个第二开口中及该第一金属层上形成一第二金属层；

(I)形成第三、四阻层及第三开口19：分别于该第二金属层上形成一第三阻层，以及于该铜核基板的第二面上形成一完全覆盖状的第四阻层，并以曝光及显影方式在该第三阻层上形成数个第三开口；

(J)形成第一线路层20：以蚀刻方式移除该第三开口下方的第二金属层及第一金属层，并形成一第一线路层；

(K)完成具有铜核基板支撑并具电性连接的单层增层线路基板21：以剥离方式移除该第三阻层及该第四阻层。至此，完成一具有铜核基板支撑并具电性连接的单层增层线路基板，并可选择直接进行步骤(L)或步骤(M)；

(L)进行置晶侧与球侧线路层制作22：于该单层增层线路基板上进行一置晶侧与球侧线路层的制作，于其中，在该第一线路层表面涂覆一层具绝缘保护用的第一防焊层，并以曝光及显影方式在该第一防焊层上形成数个第四开口，以显露该第一线路层作为电性连接垫的部分，接着于该铜核基板的第二面上形成一第五阻层，并且在该第五阻层上形成数个第五开口，之后再分别于数个第四开口中形成一第一阻障层，以及于第五开口中形成一第二阻障层，最后以剥离方式移除该第五阻层。至此，完成一完整图案化的置晶侧线路层与已图案化但仍完全电性短路的球侧线路层，其中，该第一、二阻障层可为电镀镍金、无电镀镍金、电镀银或电镀锡中择其一；以及

(M)进行线路增层结构制作23：于该单层增层线路基板上进行一线路增层结构的制作，于其中，在该第一线路层与该第一介电层表面形成一第二介电层，并以激光钻孔方式在该第二介电层上形成数个第六开口，以显露部分的第一线路层，接着以无电电镀或电镀的方式于该第二介电层与数个第六开口表面形成一第一晶种层，再分别于该第一晶种层上形成一第六阻层，以及于该铜核基板的第二面上形成一完全覆盖状的第七阻层，并利用曝光及显影方式于该第六阻层上形成数个第七开口，以显露部分的第一晶种层，之后再以无电电镀或电镀的方式于该第七开口中已显露的第一晶种层上形成一第三金属层，最后以剥离方式移除该第六阻层与该第七阻层，并以蚀刻的方式移除该第一晶种层，以在该第二介电层上形成一第二线路层。至此，又再增加一层线路增层结构，完成一具有铜核基板支撑并具电性连接的双层增层线路基板。并可继续本步骤(M)增加线路增层结构，形成具更多层的封装基板，亦或直接至该步骤(L)进行置晶侧与球侧线路层制作，其中，数个第六开口可先做开铜窗后，再经由激光钻孔方式形成，亦或以直接激光钻孔方式形成。

于其中，上述该第一～七阻层系以贴合、印刷或旋转涂布所为的干膜或湿膜的高感旋光性光阻；该第一电性阻绝层及该第一、二介电层可为防焊绿漆、环氧树脂绝缘膜(AjinomotoBuild-up Film，ABF)、苯环丁烯(Benzocyclo-buthene，BCB)、双马来亚酰胺-三氮杂苯树脂(Bismaleimide Triazine，BT)、环氧树脂板(FR4、FR5)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚四氟乙烯(Poly(tetra-floroethylene)，PTFE)或环氧树脂及玻璃纤维所组成的一者。

请参阅图2～图21所示，分别为本发明一实施例的多层封装基板(一)剖面剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(二)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(三)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(四)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(五)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(六)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(七)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(八)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(九)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十一)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十二)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十三)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十四)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十五)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十六)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十七)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十八)剖面示意图、本发明一实施例的多层封装基板(十九)剖面示意图、及本发明一实施例的多层封装基板(二十)剖面示意图。如图所示：本发明于一较佳实施例中，先提供一铜核基板30，并分别于该铜核基板30的第一、二面上各自贴合一高感旋光性高分子材料的第一、二阻层31、32，并以曝光及显影的方式在该第一阻层31上形成数个第一开口33，以显露其下的铜核基板30第一面，而其第二面上的第二阻层32则为完全覆盖状。之后，再以蚀刻的方式制作半蚀的凹槽311，其中，该铜核基板30为一不合介电层材料的厚铜板；该第一、二阻层31、32为干膜光阻层。

接着，移除该第一、二阻层，以形成具有接脚第一面的铜核基板30。之后印刷一第一电性阻绝层34于该凹槽311中，并在该铜核基板30的第一面上压合一第一介电层35及一第一金属层36，再以激光钻孔的方式于该第一金属层36与该第一介电层35上形成数个第二开口37，之后以无电电镀或电镀的方式于数个第二开口37及该第一金属层36表面形成一第二金属层38，其中，该第一、二金属层36、38皆为铜，且该第二金属层38作为与该铜核基板30第一面的电性连接用。

接着，分别于该第二金属层38上贴合一高感旋光性高分子材料的第三阻层39，以及于该铜核基板30的第二面上贴合一高感旋光性高分子材料的第四阻层40。并以曝光及显影的方式于该第三阻层39上形成数个第三开口41，以显露其下的第二金属层38。之后以蚀刻方式移除该第三开口41下的第一、二金属层，以形成一第一线路层42，最后移除该第三、四阻层。至此，完成一具有图案化线路并与该铜核基板30的接脚第一面连接的单层增层线路基板3。

接着，在本发明较佳实施例中，系先行进行线路增层结构的制作。首先于该第一线路层42与第一介电层35上贴压合一为环氧树脂绝缘膜材料的第二介电层43，之后，以激光钻孔的方式于该第二介电层43上形成数个第四开口44，以显露其下的第一线路层42，并在该第二介电层43及该第四开口44表面以无电电镀或电镀的方式形成一第一晶种层45。之后分别于该第一晶种层45上贴合一高感旋光性高分子材料的第五阻层46，以及于该铜核基板30的第二面上贴合一高感旋光性高分子材料的第六阻层47，接着利用曝光及显影方式于该第五阻层46上形成数个第五开口48，然后再于数个第五开口48中无电电镀或电镀一第三金属层49，最后移除该第五、六阻层，并再以蚀刻方式移除该第一晶种层，以形成一第二线路层50。至此，又再增加一层的线路增层结构，完成一具有铜核基板支撑并具电性连接的双层增层线路基板4，于其中，该第一晶种层与该第三金属层皆为金属铜。

之后，进行置晶侧与球侧线路层的制作。首先于该第二线路层50表面涂覆一层绝缘保护用的第一防焊层51，然后以曝光及显影的方式于该第一防焊层51上形成数个第六开口52，以显露线路增层结构作为电性连接垫。接着，于该铜核基板30的第二面上贴合一高感旋光性高分子材料的第七阻层53，并以曝光及显影方式于该第七阻层53上形成数个第七开口54，再分别于数个第六开口52上形成一第一阻障层55，以及于数个第七开口54上形成一第二阻障层56，最后，移除该第七阻层。至此，完成一具铜核层支撑的多层封装基板5，其中，该第一、二阻障层55、56皆为镍金层。

由上述可知，本发明系以铜核基板为基础，开始制作的单面、多层封装基板，其结构包括一具高刚性支撑的厚铜板，且此厚铜板的一面具增层线路，另一面则具球侧图案阻障层。于其中，各增层线路及置晶侧与球侧连接的方式系以数个电镀盲孔、埋孔所导通。因此，本发明封装基板的特色系在于具有高密度增层线路以提供电子组件相连时所需的绕线，同时，并以厚铜板提供足够的刚性使封装制程可更为简易。虽然各线路在封装制程完成前于电性上完全短路，但封装制程完成后则可利用球侧图案阻障层，以蚀刻的方式移除部分的厚铜板，进而可使电性独立并形成具保护作用的柱状接脚。藉此，使用本发明具高密度的增层线路封装基板方法所制造的多层封装基板，可依实际需求形成具铜核基板支撑的铜核层多层封装基板，并可有效达到改善超薄核层基板板弯翘问题、及简化传统增层线路板制作流程，进而达到提高封装体接合基板时的可靠度(Board Level Reliability)的目的。

综上所述，本发明系一种铜核层多层封装基板的制作方法，可有效改善已用的种种缺点，具有高密度增层线路以提供电子组件相连时所需的绕线，同时，并以厚铜板提供足够的刚性使封装制程可更为简易。藉此，使用本发明所制造的多层封装基板，可依实际需求形成具铜核基板支撑的铜核层多层封装基板，并可有效达到改善超薄核层基板板弯翘问题、及简化传统增层线路板制作流程，以达到提高封装体接合基板时的可靠度(Board LevelReliability)的目的，进而使本发明的产生能更进步、更实用、更符合使用者的所须，确已符合发明专利申请的要件，爰依法提出专利申请。

惟以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；故，凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims

1.一种铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于至少包含下列步骤：

(A)提供一铜核基板；

(C)于数个第一开口下方形成数个第一凹槽；

(D)移除该第一阻层及该第二阻层；

(E)于数个第一凹槽内形成一第一电性阻绝层；

(G)于该第一金属层与该第一介电层上形成数个第二开口，并显露部分的铜核基板第一面；(H)于数个第二开口中及该第一金属层上形成一第二金属层；

2.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该铜核基板为一不含介电层材料的铜板。

3.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该第一～七阻层是以贴合、印刷或旋转涂布所为的干膜或湿膜的高感旋光性光阻。

4.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，数个第一、三、五及七开口以曝光及显影的方式形成。

5.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该步骤(C)形成数个第一凹槽、该步骤(J)移除该第一、二金属层及该步骤(M)移除该第一晶种层的方法为蚀刻。

6.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该第一～七阻层的移除方法为剥离。

7.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该第一电性阻绝层以直接压合或印刷的方式形成。

8.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该第一电性阻绝层及该第一、二介电层为防焊绿漆、环氧树脂绝缘膜、苯环丁烯、双马来亚酰胺-三氮杂苯树脂、环氧树脂板、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、环氧树脂或玻璃纤维其中之一。

9.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该步骤(E)第一电性阻绝层与步骤(F)第一介电层同时进行压合或印刷的方式形成。

10.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该步骤(F)以直接压合该第一介电层及该第一金属层于其上，或采取贴合该第一介电层后，再形成该第一金属层。

11.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，数个第二、六开口是先做开铜窗后，再经由激光钻孔的方式形成，亦或以直接激光钻孔的方式形成。

12.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该第二、三金属层及该第一晶种层的形成方式为无电电镀或电镀。

13.根据权利要求1所述的铜核层多层封装基板的制作方法，其特征在于，该第一、二阻障层为电镀镍金、无电镀镍金、电镀银或电镀锡中之一。