CN103579011B - 封装载板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种封装载板及其制作方法。提供一绝缘基材。绝缘基材具有一上表面、一下表面、多个位于下表面的凹槽及多个贯穿绝缘基材且分别连通至凹槽的贯孔。凹槽与贯孔定义出多个通孔。形成一填满通孔的导电材料以定义出多个导电柱。形成一具有一顶表面及多个从顶表面延伸至导电柱的盲孔的绝缘层于绝缘基材的上表面上。形成一填满盲孔、连接导电柱并暴露出部分顶表面的图案化线路层于绝缘层的顶表面上。形成一防焊层于图案化线路层上且覆盖图案化线路层及其所暴露出的部分顶表面。防焊层具有多个暴露出部分图案化线路层的开口而定义出多个接垫。

Description

封装载板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种封装结构及其制作方法，且特别是涉及一种封装载板及其制作方法。

背景技术

芯片封装的目的在于保护裸露的芯片、降低芯片接点的密度及提供芯片良好的散热。传统的打线（wirebonding）技术通常采用导线架（leadframe）作为芯片的承载器（carrier）。随着芯片的接点密度逐渐提高，导线架已无法再提供更高的接点密度，故可利用具有高接点密度的封装载板（packagecarrier）来取代之，并通过金属导线或凸块（bump）等导电媒体，将芯片封装至封装载板上。

以目前常用的发光二极管封装结构来说，由于发光二极管芯片在使用前需先进行封装，且发光二极管芯片在发出光线时会产生大量的热能。倘若，发光二极管芯片所产生的热能无法逸散而不断地堆积在发光二极管封装结构内，则发光二极管封装结构的温度会持续地上升。如此一来，发光二极管芯片可能会因为过热而导致亮度衰减及使用寿命缩短，严重者甚至造成永久性的损坏。

随着集成电路的积成度的增加，由于发光二极管芯片与封装载板之间的热膨胀系数不匹配（mismatch），其所产生的热应力（thermalstress）与翘曲（warpage）的现象也日渐严重，而此结果将导致发光二极管芯片与封装载板之间的可靠度（reliability）下降。因此，现今封装技术除着眼于提高光汲取效率外，另一重要关键技术是降低封装结构的热应力，以增加使用寿命及提高可靠度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种封装载板，可有效降低承载一发热元件时的热膨胀差异，可提高使用的可靠度。

本发明再一目的在于提供一种封装载板的制作方法，用以制作上述的封装载板。

为达上述目的，本发明提出一种封装载板的制作方法，其包括以下步骤。提供一绝缘基材。绝缘基材具有彼此相对的一上表面与一下表面、多个凹槽以及多个贯孔。凹槽位于下表面，而贯孔贯穿绝缘基材且分别连通至凹槽，以定义出多个通孔。形成一导电材料于通孔内，其中导电材料填满通孔，而定义出多个导电柱。形成一绝缘层于绝缘基材的上表面上。绝缘层具有相对远离绝缘基材的上表面的一顶表面以及多个从顶表面延伸至导电柱的盲孔。形成一图案化线路层于绝缘层的顶表面上。图案化线路层填满盲孔且连接导电柱。图案化线路层暴露出绝缘层的部分顶表面。形成一防焊层于图案化线路层上。防焊层覆盖图案化线路层及其所暴露出的绝缘层的部分顶表面。防焊层具有多个开口，其中开口暴露出部分图案化线路层，而定义出多个接垫。

在本发明的一实施例中，上述绝缘基材的材质包括ABF树脂、高分子材料、硅填充物或环氧树脂。

在本发明的一实施例中，上述绝缘基材的凹槽的形成方法包括激光成孔法或注塑成型法。

在本发明的一实施例中，上述绝缘基材的贯孔的形成方法包括激光成孔法。

在本发明的一实施例中，上述形成导电材料于通孔的步骤，包括：进行一无电电镀步骤，以于绝缘基材的上表面、下表面、通孔内形成导电材料，其中导电材料覆盖绝缘基材的上表面与下表面且填满通孔；以及移除位于绝缘基材的上表面与下表面上的部分导电材料，以暴露出绝缘基材的上表面与下表面，而定义出导电柱。

在本发明的一实施例中，上述每一导电柱具有彼此相对的一第一表面以及一第二表面。每一导电柱的第一表面与绝缘基材的上表面齐平，而每一导电柱的第二表面与绝缘基材的下表面齐平。

在本发明的一实施例中，上述形成绝缘层的方法包括热压合法。

在本发明的一实施例中，上述绝缘层的材质包括ABF树脂、高分子材料、硅填充物或环氧树脂。

在本发明的一实施例中，上述绝缘层的盲孔的形成方法包括激光成孔法。

在本发明的一实施例中，上述形成图案化线路层的方法包括无电电镀法或半加成法。

在本发明的一实施例中，上述于形成防焊层之后，更包括形成一表面处理层于接垫上。

在本发明的一实施例中，上述表面处理层包括一电镀金层、一电镀银层、一还原金层、一还原银层、一电镀镍钯金层、一化镍钯金层或一有机保焊剂（organicsolderabilitypreservatives,OSP）层。

本发明提出一种封装载板，适于承载一发热元件。封装载板包括一绝缘基材、多个导电柱、一绝缘层、一图案化线路层以及一防焊层。绝缘基材具有一彼此相对的一上表面与一下表面、多个凹槽以及多个贯孔。凹槽位于下表面，而贯孔贯穿绝缘基材且分别连通至凹槽，以定义出多个通孔。导电柱分别配置于通孔内，且每一导电柱具有彼此相对的一第一表面与一第二表面。每一导电柱的第一表面与绝缘基材的上表面齐平，而每一导电柱的第二表面与绝缘基材的下表面齐平。绝缘层配置于绝缘基材的上表面上。绝缘层具有相对远离绝缘基材的上表面的一顶表面以及多个从顶表面延伸至导电柱的盲孔。图案化线路层配置于绝缘层的顶表面上且暴露出绝缘层的部分顶表面。图案化线路层填满盲孔且连接导电柱。防焊层配置于图案化线路层上。防焊层覆盖图案化线路层及其所暴露出的绝缘层的部分顶表面。防焊层具有多个开口，其中开口暴露出部分图案化线路层，以定义出多个接垫，而发热元件配置于接垫上。

在本发明的一实施例中，上述的封装载板还包括一表面处理层，配置于接垫上。

在本发明的一实施例中，上述表面处理层包括一电镀金层、一电镀银层、一还原金层、一还原银层、一电镀镍钯金层、一化镍钯金层或一有机保焊剂（organicsolderabilitypreservatives,OSP）层。

基于上述，本发明的封装载板是使用具有理想的热膨胀系数的绝缘基材作为核心（core），因此当后续使用在发热元件（如：芯片）的封装时，有效缩小封装基板及其所载发热元件间的热膨胀系数的差异，可避免发热元件与绝缘基材之间因热膨胀系数差异过大而导致相互之间的应力增加，可有效防止发热元件剥落、坏损的现象产生，进而可提高封装载板的使用可靠度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1H为本发明的一实施例的一种封装载板的制作方法的剖面示意图；

图2为本发明的图1H的封装载板承载一发热元件的剖面示意图。

主要元件符号说明

100：封装载板

110：绝缘基材

112：上表面

114：下表面

116：凹槽

118：贯孔

120：导电材料

120a：导电柱

122：第一表面

124：第二表面

130：绝缘层

132：顶表面

140：图案化线路层

142：接垫

150：防焊层

152：开口

160：表面处理层

200：芯片

210：焊球

B：盲孔

T：通孔

具体实施方式

图1A至图1H为本发明的一实施例的一种封装载板的制作方法的剖面示意图。依照本实施例的封装载板的制作方法，首先，请参考图1A，首先，提供一绝缘基材110。绝缘基材110具有彼此相对的一上表面112与一下表面114以及多个凹槽116，其中凹槽116位于绝缘基材110的下表面114。于此，形成绝缘基材110的凹槽116的方法例如是激光成孔法或注塑成型法。此外，绝缘基材110的材质例如是ABF树脂、高分子材料、硅填充物或环氧树脂。

接着，请参考图1B，在绝缘基材110的上表面112上形成贯穿绝缘基材110且分别连通至凹槽116的贯孔118。于此，每一贯孔118与对应的凹槽116可定义出一通孔T，且每一贯孔118的孔径实质上小于每一凹槽116的孔径。此外，形成贯孔118的方法例如是激光成孔法。

接着，请参考图1C，进行一无电电镀步骤，以于绝缘基材110的上表面112、下表面114、通孔T内形成一导电材料120。导电材料120覆盖绝缘基材110的上表面112与下表面114且填满通孔T，其中导电材料120例如是铜。

接着，请参考图1D，移除位于绝缘基材110的上表面112与下表面114上的部分导电材料120，以暴露出绝缘基材110的上表面112与下表面114，而定义出多个导电柱120a。于此，每一导电柱120a具有彼此相对的一第一表面122以及一第二表面124。每一导电柱120a的第一表面122与绝缘基材110的上表面112实质上齐平，而每一导电柱120a的第二表面124与绝缘基材110的下表面114实质上齐平。

接着，请参考图1E，形成一绝缘层130于绝缘基材110的上表面112上，其中绝缘层130具有相对远离绝缘基材110的上表面112的一顶表面132。于此，形成绝缘层130的方法例如是热压合法。此外，绝缘层130的材质例如是ABF树脂、高分子材料、硅填充物或环氧树脂。

接着，请参考图1F，形成多个从绝缘层130的顶表面132延伸至导电柱120a的盲孔B，其中盲孔B分别暴露出导电柱120a的第一表面122。于此，绝缘层130的盲孔B的形成方法例如是激光成孔法。

之后，请参考图1G，形成一图案化线路层140于绝缘层130的顶表面132上，其中图案化线路层140填满盲孔B且结构性及电连接导电柱120a，并且图案化线路层140暴露出绝缘层130的部分顶表面132。于此，形成图案化线路层140的方法例如是无电电镀法或半加成法，于此并不加以限制。

最后，请参考图1H，形成一防焊层150于图案化线路层140上，其中防焊层150覆盖图案化线路层140及其所暴露出的绝缘层130的部分顶表面132。于此，防焊层150具有多个开口152，其中开口152暴露出部分图案化线路层140，而定义出多个接垫142。此外，本实施例的封装载板的制作方法更可包括形成一表面处理层160于接垫142上，其中表面处理层160例如是一电镀金层、一电镀银层、一还原金层、一还原银层、一电镀镍钯金层、一化镍钯金层或一有机保焊剂（organicsolderabilitypreservatives,OSP）层。于此，形成表面处理层160的方法例如是电镀法或无电电镀法，于此并不加以限制。至此，已完成封装载板100的制作。

在结构上，请再参考图1H，本实施例的封装载板100包括绝缘基材110、导电柱120a、绝缘层130、图案化线路层140以及防焊层150。绝缘基材110具有彼此相对的上表面112与下表面114、凹槽116以及贯孔118，其中每一贯孔118的孔径实质上小于每一凹槽116的孔径。凹槽116位于下表面114，而贯孔118贯穿绝缘基材110且分别连通至凹槽116，以定义出通孔T。导电柱120a分别配置于通孔T内，且每一导电柱120a具有彼此相对的第一表面122与第二表面124。每一导电柱120a的第一表面122与绝缘基材110的上表面112实质上齐平，而每一导电柱120a的第二表面124与绝缘基材110的下表面114实质上齐平。绝缘层130配置于绝缘基材110的上表面112上。绝缘层130具有相对远离绝缘基材110的上表面112的顶表面132以及从顶表面132延伸至导电柱120a的盲孔B。图案化线路层140配置于绝缘层130的顶表面132上且暴露出绝缘层130的部分顶表面132。图案化线路层140填满盲孔B且连接导电柱120a。防焊层150配置于图案化线路层140上，且防焊层150覆盖图案化线路层140及其所暴露出的绝缘层130的部分顶表面132。防焊层150具有多个开口152，其中开口152暴露出部分图案化线路层140，而定义出接垫142。此外，本实施例的封装载板100可更包括配置于接垫142上的表面处理层160，其中表面处理层160例如是一电镀金层、一电镀银层、一还原金层、一还原银层、一电镀镍钯金层、一化镍钯金层或一有机保焊剂（organicsolderabilitypreservatives,OSP）层。

由于本实施例是采用绝缘基材110来作为封装载板100的核心（core），其中绝缘基材110具有理想的热膨胀系数（例如是与后续应用的发热元件的热膨胀系数相近），因此当将封装载板100使用在后续发热元件（未绘示）封装时，可缩小封装载板100及其所载发热元件间的热膨胀系数的差异，可避免发热元件与绝缘基材110之间因热膨胀系数差异过大而导致相互之间的应力增加，可有效防止发热元件剥落、坏损的现象产生，进而可提高封装载板100的使用可靠度。此外，由于本实施例的图案化线路层140是采用无电电镀法或半加成法所形成，因此图案化线路层140的宽度可符合细线路的规格。

图2为本发明的图1H的封装载板承载一发热元件的剖面示意图。在本实施例中，封装载板100适于承载一发热元件200，其中发热元件200配置于对应防焊层150的开口152所暴露出的接垫142上方的表面处理层160上，而发热元件200例如是一电子芯片或一光电元件，但并不以此为限。举例来说，电子芯片可以是一集成电路芯片，其例如为一绘图芯片、一存储器芯片、一半导体芯片等单一芯片或是一芯片模块。光电元件例如是一发光二极管（LED）、一激光二极管或一气体放电光源等。在此，发热元件200是以一发光二极管（LED）作为举例说明。

详细来说，发热元件200（例如是半导体芯片）可通过倒装接合的方式而电连接至表面处理层160。由于本实施例是采用具有理想的热膨胀系数的绝缘基材110来作为封装载板10的核心（core），因此发热元件200与封装载板100彼此之间的热膨胀系数差异可渐近式的逐渐减少。如此一来，可避免发热元件200与封装载板100之间因热膨胀系数差异过大而导致相互之间的应力增加，可有效防止发热元件200剥落、坏损的现象产生，进而可提高封装载板100的使用可靠度。再者，当将发热元件200配置于封装载板100上时，发热元件200所产生的热可通过表面处理层160、图案化线路层140及导热柱120a而快速地传递至外界。如此一来，本实施例的封装载板100可以有效地排除发热元件200所产生的热，进而改善发热元件200的使用效率与使用寿命。此外，本实施例的封装载板100的绝缘基材110的下表面114也可设置多个焊球210，而封装载板100通过焊球210可与外部电路（未绘示）电连接，可有效增加封装载板100的应用性。

综上所述，本发明的封装载板是使用具有理想的热膨胀系数的绝缘基材作为核心（core），因此当后续使用在发热元件（如：芯片）的封装时，可有效缩小封装基板及其所载发热元件间的热膨胀系数的差异，可避免发热元件与绝缘基材之间因热膨胀系数差异过大而导致相互之间的应力增加，可有效防止发热元件剥落、坏损的现象产生，进而可提高封装载板的使用可靠度。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种封装载板的制作方法，包括：

提供一绝缘基材，该绝缘基材具有彼此相对的上表面与下表面、多个凹槽以及多个贯孔，其中该些凹槽位于该下表面，而该些贯孔贯穿该绝缘基材且分别连通至该些凹槽，以定义出多个通孔；

形成一导电材料于该些通孔内，其中该导电材料填满该些通孔，而定义出多个导电柱，其中形成该导电材料于该些通孔的步骤，包括：

进行一无电电镀步骤，以于该绝缘基材的该上表面、该下表面、该些通孔内形成该导电材料，其中该导电材料覆盖该绝缘基材的该上表面与该下表面且填满该些通孔；以及

移除位于该绝缘基材的该上表面与该下表面上的部分该导电材料，以暴露出该绝缘基材的该上表面与该下表面，而定义出该些导电柱；

形成一绝缘层于该绝缘基材的该上表面上，其中该绝缘层具有相对远离该绝缘基材的该上表面的一顶表面以及多个从该顶表面延伸至该些导电柱的盲孔；

形成一图案化线路层于该绝缘层的该顶表面上，其中该图案化线路层填满该些盲孔且连接该些导电柱，该图案化线路层暴露出该绝缘层的部分该顶表面；以及

形成一防焊层于该图案化线路层上，该防焊层覆盖该图案化线路层及其所暴露出的该绝缘层的部分该顶表面，且该防焊层具有多个开口，其中该些开口暴露出部分该图案化线路层，而定义出多个接垫。

2.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中该绝缘基材的材质包括ABF树脂、高分子材料、硅填充物或环氧树脂。

3.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中该绝缘基材的该些凹槽的形成方法包括激光成孔法或注塑成型法。

4.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中该绝缘基材的该些贯孔的形成方法包括激光成孔法。

5.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中各该导电柱具有彼此相对的第一表面以及第二表面，各该导电柱的该第一表面与该绝缘基材的该上表面齐平，而各该导电柱的该第二表面与该绝缘基材的该下表面齐平。

6.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中形成该绝缘层的方法包括热压合法。

7.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中该绝缘层的材质包括ABF树脂、高分子材料、硅填充物或环氧树脂。

8.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中该绝缘层的该些盲孔的形成方法包括激光成孔法。

9.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，其中形成该图案化线路层的方法包括无电电镀法或半加成法。

10.如权利要求1所述的封装载板的制作方法，还包括：

于形成该防焊层之后，形成一表面处理层于该些接垫上。

11.如权利要求10所述的封装载板的制作方法，其中该表面处理层包括电镀金层、电镀银层、还原金层、还原银层、电镀镍钯金层、化镍钯金层或有机保焊剂层。