TW200816443A - Circuit board structure having embedded semiconductor chip and fabrication method thereof - Google Patents

Description

200816443 * ·. t 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 =發明係有關於一種嵌埋半導體晶片之電路板結構 心ΓΓ尤指—種關於電路板中嵌埋有半導體晶片之結 構及其製法。 【先前技術】 自從職公司在i _年早期引入覆晶封裝（Flip Chip (Magem術以來，相較於打線（WireBQnd)技術，覆晶技 H 1在於半導體W與基板間的電性連接係透過錫球 =二般之金線。而此種覆晶技術之優點在於該技術可提 :尸=、度以降低封裝元件尺寸，且不需使用長度較長之 孟屬線，故可提高電性功能。 於曰，。近年來由於高密度、高速度以及低成本之半導 ::片而求之增加，同時因應電子產品之體積逐漸縮小的 集積度的要求，業界遂發展出將半導體晶片先容 ' 4路板之開π中，再於電路板及半導體晶片的表面上 t成線路增層結構之技術，藉以增加半導體晶片之封裝穷 度，而該線路增層結構之製作，如第】八至冗圖所示。山 請參閱帛1A圖，係提供一具有開口 11〇之承載板… 且：開口 110中合置一半導體晶片12，且該半導體晶片12 ^ 一主動面12a及與該主動面相對應之非主動面12b， 該主動面12a具有複數電極墊12ι。 4苓閱第1B圖，於該承載板u及半導體晶片I〕之 主動面】2a形成-介電層13,且於該介電層_成複數 19665 5 200816443 開孔13〇以露出該半導體晶片12之電極墊121。 月/ 第1C圖，於該介電層13表面形成一線路層 14，且在該介電層開孔130中形成導電結構141，該導 結構141並電性連接該半導體晶片12之電極墊121;其中 該線路層14係以半加成法製作，而此為成熟之技術不再為 文贅述，I續復可重覆上述製程以形成多層線路，而可將 该+導體晶片12封裝在承載板u中，並且達到電性連接。 惟别述製程中，該承載板u、介電層13及線路層Μ 之熱祕麵（CGeffieient Qf the刪丨叫咖^，cte)差異 中之溫度變化下易造成紐曲（Warpage)現象，因 而P+低產品的品質。 路二：二何提供一種可避免習知嵌埋半導體晶片之電 曰層衣私中，因材料膨脹係數差異大所導致之可 佳問題，實以成為目前業界亟待克服之課題。 又 【發明内容】 U 鑑於上述習知之缺失，个货％ +田伞宿碰口 1丄文9的你提供一種嵌 路板結構及其製法，可藉由介電層上形 孟蜀曰之月勝π件所具有堅固與較佳結合力之特 ，而侍以提高由薄化金屬層、導 ^ ^ ^ 7私增及電錄金屬層所组 成之钹s式線路層與介電層的结人 、 之趣曲現象。 k口力，亚有效降低電路板 為達上述之主要目 之電路板結構之製法， 形成有至少一貫穿之開 的’本發明之—種嵌埋半導體晶片 係包括』:提供一承載板，該承載板 口，於5亥承載板之開口中容置至少 19665 6 200816443 半導體晶片，該半導，曰Η 對應之非主動面，於該主：面面及與該主動面相 板與半導體晶片之主動面壓合_ 上於:亥承載 於-介電層上形成有-金屬層；：該二：：背=件係 面進行薄化製程而成為一薄化 @之:屬層表 複數開孔以露出該半導體晶片之广㈣形成有 笼务入届β主 日日片之电極墊；於該背膠元件之 =化孟屬層表面及開孔中形成有—導電層；於該導電 形成一阻層，且該阻層經、^ 、曰、 出部份之導電層;一之 鑛金屬層；以及移除該阻層及其所覆蓋之；：；及：：： 屬層，露出該背穋元件之介電声，層及湾化金 層、導恭厣乃帝誠入P 曰俾以形成一由薄化金屬 背+ $ Ή層所組成之複合式線路層，並於亨 月膠70件介電層開孔中形成導電結構。 亥 該背膠元件係於—介電層表面壓合 膠元件係於-介電層表面以一黏著層結合層層或㈣ ”^元件之金屬層係可為銅箱，而該背膠元件之介 ::二材，該背膠元件之金屬層表面係以物理或 匕予方式進仃溥化製程以形成該薄化金屬層。 依上述製法復包括於該背膠元件之介 ;層表面形成-線路增層結構，該線路增層結二 “膠兀件之介㈣及複合式線路層所 二 層，有導電結構以電性連接該半導體晶片， ^層結構外表㈣彡成複數電性連接墊，該線路增層結構 匕括至少-介電層、疊置於該介電層上之複合式線路層’，、 19665 7 200816443 以及形成於該介電層中之導電結構，並於該線路增層結構 上形成一防焊層，且該防焊層中形成複數開孔以露命 性連接墊。 氣 另依上述製法，復包括於該背膠元件之介電層及複合 式線路層表面形成-線路增層結構，而該線路增層結= 以複數介電層及線路層所構成，且該線路層係為導電芦及 電鍍金屬層所構成，該線路增層結構係包括至少一介带 f層:疊置於該介電層上之線路層，以及形成於該介電二 之ν电結構，且该導電結構電性連接該線路層，又 增層結構外表面形成複數電性連接塾 二思路 構上形成有-防焊層，且該防焊層中形成複數 該等電性連接墊。 汗]札以路出 依上所述之製法，本發明復提供一種嵌埋曰 之電路板結構，係包括：承載板，係具有至少-口，半導體晶片，係容置於該承載板之開口中， 二 及非主動面’於該主動面具有複㈣r 具有複數開孔以露出該半導體晶片之電極 二係形成於該介電層上’該複合式線路層依 斤匕括有溥化金屬層、導電層及 ㈢伋 =孔中形成有導電結構以供該複合式線:層 该+導體晶片之電極塾。 u生連接至 面形二冓，復包括於該介電層及複合式線路層表 有、’泉路~層、纟#構，㈣線路增層結構㈣複數背膝 19665 8 200816443 、 元件之介電層及線路層 數介電層及線路層所構成;= 以電性連接至該複人★妗μ a 、、、°構具有導電結構 ^ ^ ^ 口 ^ 17路層，又該線路增層社槿外# ；& 形成_性連接塾，該線路增層結構传：：：構外表面 層、疊置於該介電層上之複合式線路屛 V一介電 電層中之導電社構， 7 g，以及形成於該介 層，且該防;二=線路增層結構上形成有-防焊 ,3依前述“構=孔以露出該等電性連接墊。 表面形成-線路增層姓槿屯層及複合式線路層 電層及線路層所構rL 層結構係以複數介 層所構成…層係為導電層及電鑛金屬 i再取。亥線路增層結構係包括至少帝厗、 =介電層上之線路層，以及形成於該介電層ΐ:導； 層結構電性連接該複合式線路層，又該線:增 上形成有i rn線路增層結構 L等電性連^且㈣焊層中形成複數開孔以露出該 本考X明之背膠元件係於介雷厚卜并5 士、士 金屬層最佳係 '有一至屬層，該 電犀1姑併私、為銅泊，亚利用銅箔之粗糙面壓合上一介 子苜：:“貝卞為預浸材’或藉由黏著層將銅箔之粗糙面與 之;U結合而可產生較佳的結合力’其中’利用含玻纖 ^ 作為；|電層係可有效降低輕曲及尺寸大小變異。 严ί明=前述金屬層及介電層的組合，而提高由薄化金 ;二：電層及電鍍金屬層所組成之複合式線路層與介電 曰的結合力，並有效降低電路板之翹曲現象。 9 19665 1 200816443 • 、 【實施方式】 以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方 式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之内容輕易地 瞭解本發明之其他優點與功效。 請參閱第2Α至2G圖，係為本發明之嵌埋半導體晶片 之電路板結構及製法之實施例剖面示意圖。 如圖2Α所示，係於一承載板21中形成至少一貫穿開 f 口 210，且於該開口 21〇中容置有至少一半導體晶片 該半導體晶片22具有主動面22a及與該主動面相對應之非 主動面22b，於該主動面22a具有複數電極墊22〗，·並提 一背朦元件23 ’該背膠元件23係於一介電層23ι上- 有-金屬層232，且該金屬層232具有粗糖面而得有較 之結合性以與該介電層231結合成一體；其中該金屬層 232係可為㈣’而該介電層係為預浸材，·另請 曰 圖，或該背膠元件23亦可於一介電層231表面以〜二 233結合該金屬層232。俞、十、令八斥p 拍有屬 9 232則述之金屬層232最佳係可為銅 沾，而可利用銅箔之粗輕面壓合 土口上預汉材或藉由黏著屉 233將㈣之粗糙面與預浸材相結合而可產生 入曰 力，並利用含玻纖之預浸材作為介電層 板翹及尺寸大小變異。 ’双丨+低 如弟2B圖所示，將兮此舰— "丁將该月恥兀件23之介電層231壓人 在該承載板21與半導體晶片 口 门^ <王動面22a，且蔣辞公 電層231壓入該半導體曰 ^ ^ ^ 卞今版日日片22與開口 210之間的間隙中， 俾以將这半導體晶片22固定在該開口 中。 19665 10 200816443 • 、 i 另請參閱第2B’圖’該承載板21之底面係可先貼合一 離型膜21a，再將該半導體晶片22置於該開口 21。中，然 後以黏著材料21b填入該半導體晶片22與開口 21()之間: 間隙中，俾以將該半導體晶片22固定在該開口 21〇中；為 方便說明，以下以第2B圖之圖式作說明。 如第2C圖所示，接著該背膠元件23之金屬層2 =物理或化學方式進行薄化製程，而成為一薄化金屬層 〆 如第2D圖所示，於該背膠元件23形成複數開孔23〇, 以露出該半導體晶片22之電極墊221。 如» 2E圖所示，於該背膠元件23之薄化 f面及開孔謂中形成-導電㈣，且使該導電… 二連接斜導體晶片22之電極塾221，並於該導電層Μ 表面形成-阻層25’且該阻層25經圖 顯影）形成有開孔250以露出部份之導電層曝先、 U 如第2F圖所示’藉由該導電層24 ^於該阻層開孔25。之導電㈣表面上形成艾:八 屬層26’並於該介電層231 书鍍孟 ,σ m 2C T形成導電結構261。 弟2G圖所不，接著移除該阻層25及 電層24及薄化金屬層232,，俾以形成由該電錢人=之¥ 導電層24及薄化金屬芦232， 、义i萄層26、 且使該複合式、_丄細導電 路層2〇, 導體晶片U之電極墊221。“構261電性連接該半 由於該複合式線路層2G係於背膠元件U之薄化金屬 19665 11 200816443 層加上形成導電層24及電鑛金屬層26,而可藉由該背 膠元件3以p牛低熱膨脹係數差異所造成的勉曲drpage) 現象’以提咼產品的品質。 "月芩閱第3A及3B目，另於該背膠元件23之 ⑶及複合式線路層2〇表面上壓合-另-背膠元件23,： ::3广圖所不’接著該背膠元件”,經前述製程將以形成 另;;複5式線路層，俾以複數背膠元件23之介電層231 :及複^線路層2〇構成一線路增層結構27,如第3B圖所 、、泉路增層結構27係包括至少-介電層27卜疊置於 :介上之線路層272 ’以及形成於該介電層271 兮’且該導電結構Μ電性連接至形成於 式、'泉路層20 ’又該線路增層結構外表面形成複數電 性連接墊274，並於該線路增層結構27上形成一 m焊層28中形成有複數開孔彻以露出該等電性曰連 、式==:圖，於該背膠元件23之介電層加及複 膠元:23曰^ 成一線路增層結構27，，其係在該背 :電：271之二電層231及複合式線路層2〇表面先形成- 及在該介電層271，中形成1少_4=成—線路層272，’ 声俨ώ道卡成 成至夕一 V电結構273,，而該線路 鑛金屬層所構成，此種線路增層技術係 外表面V:不再為文贅述；又該線路增層結構27， 上开:：=性連接塾274’’並於該綠路增層結構27’ 上…防…8’且於該防谭層28中形成複數開孔⑽ 19665 12 200816443 以露出該等電性連接墊274,。 本發明之背膠元件係於一介電層上形

金屬層最佳係可為銅箔，且以該銅 曰VA 帝厣h ^ . ^ ’白之粗&面壓合在該介 电層上’㈣介電層材㈣為材 m又材相結合’而可產生較佳的結，i 中，利用含玻纖之預浸材作為介泰 σ /、 尺寸女…丄 屯層亦可有效降低翹曲及 而姐古丄— 層及介電層的組合， / 式線：二Ϊ屬層、導電層及電鍍金屬層所組成之複合 :線路層與介電層的結合力，並有效降低電路板之翹曲現 豕0 ▲上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功 效而非用於限制本發明。任 五 1士1 J热白此項技蟄之人士均可

在不运背本發明之精神及笳择T f乾可下，對上述實施例進行修飾 人受化。因此，本發明避# 知/3之％利保濩乾圍，應如後述之 專利範圍所列。 (J【圖式簡單說明】 第1A至1C®係為習知技術之半導體晶w埋在電路 板中之製法剖面示意圖； 第2A至2GU係為本發明之嵌埋半導體晶片之電路板 結構及其製法的製法剖面示意圖； 第2A圖仏為本發明之嵌埋半導體晶片之電路板結構 及其？法的第2A圖的另一實施剖面示意圖； 第2B圖係為本發明之嵌埋半導體晶片之電路板結構 及其製法的第2B圖的另_實施剖面示意圖； 13 19665 200816443

I - I 第3 A及3B圖係為本發明之電路板結構進行線路增層 結構的剖面示意圖；以及 第4圖係為本發明之電路板結構進行線路增層結構另 一實施例的剖面示意圖。 【主要元件符號說明】 11、21 承載板 110 、 210 開口 12、22 半導體晶片 121 、 221 電極墊 12a - 22a 主動面 12b 、 22b 非主動面 13、231、271、27Γ 介電層 130、230、250、280 開孔 14、272 線路層 141、261、273、273, 導電結構 20 複合式線路層 21a 離型膜 21b 黏者材料 23、23” 背膠元件 1ΎΤ 薄化金屬層 232 金屬層 233 黏著層 24 導電層 25 阻層 14 19665 200816443 26 Τί、TV 274 > 2745 28 電鐘金屬層 線路增層結構 電性連接墊 防焊層

15 19665

Claims (1)

1. 200816443 、申請專利範圍·· 一種肷埋半導體晶片之電路板結構，係包括： 承載板，係具有至少一貫穿之開口； 半導體晶片，係容置於該承載板之開口令 具有主動面及非主動面，於該主動面具有複 數電極墊； 巧吸 =電層’偏彡成㈣承驗財導體晶片表面， “電層具有複數開孔以露出該半導體晶片之電極 呈，以及 複合式線路層，係形成於該介電層上，該複合 線路層依序由薄化全屬芦、莫 , 寻化孟屬層蛉电層及電鍍金屬層所組 2. 3. 4· :且於該介電層開孔中形成有導電結構以供該複合 式、、泉路層電性連接至該半導體晶片之電極塾。 =申請專利範圍第！項之鼓埋半導體晶片之電路板結 设包括有—線路增層結構形成該介電層及複合式 線路層表面。 =申請專利範圍第2項之嵌埋半導體晶片之電路板結 ’其中’料路增層結構係為介電層及複 層所構成。 :申請專利範圍第3項之嵌埋半導體晶片之電路板結 二’其中，該線路增層結構中具有導電結構以電性連 ^形成於介電層上之複合式線路層，且該線路增層 結構外表面形成複數電性連接墊。 如申請專利範圍第4項之嵌埋半導體晶片之電路板結 19665 16 200816443 6· 構’復包括-防焊層係形成於該線路 且該防焊層中形成複數開孔以露出該連面， 如申請專利範圍第3項之#Μ“ &連接塾。 構，直令，令崎致β " +V电兀件之電路板結 ^ Ψ 4、、泉路增層結構係包括介雷Jg w 介電層上之複合式g、®置於該 導電結構。式、、泉路層’以及形成於該介電層中之 如申請專利範圍第2項之嵌埋半導體 構，豆中，兮娩,々广β 干蛤版日日片之電路板結 成，：該線冓係由介電層及線路層所構 8· 如Up 琶艘金屬層及導電層所構成。 ==7項之嵌埋半導體晶片之電路板結 9. 接該形成於介電層上之稽入切^"結構以電性連 ，士播从支硬合式線路層，且該線路增声 、、、°構外表面形成複數電性連接墊。 曰 =申㈣8項之嵌埋半㈣晶片之電 焊層形成於該線路增層結構上，· >層中形成複數開孔以露出該電性連接塾。人 7項u埋半導電元件之電路板結 八，、中，该線路增層結構係包括介電層、疊置於該 :冓電層上之線路層’以及形成於該介電層中之導電結 利範圍第1項之歲埋半導體晶片之電路板結 冓，其中，該介電層係為預浸材。 12. -種，埋半導體晶片之電路板結構之製法，係包括： 提供一承載板，該承载板形成有至少一貫穿之開 19665 17 200816443 σ ; 於該承載板之開口中容置半導體晶片，該半導㉒ 晶片具有主動面及與該主動面相對應之非主動面 該主動面具有複數電極墊； 、 於該承載板與半導體晶片之主動面壓合-背膠元 件，該背膠元件係於一介電層上形成有一金屬層； f C 於該背膠元件之金屬層表面進行薄化 一薄化金屬層，· 风马 /月膠元件形成有複數開孔以露出該半導體曰 之電極塾； ' —.於該背膠元件之薄化金屬層表面及開孔中形成有 一導電層； 制。於該導電層表面形成一阻層，且該阻層經圖案化 衣耘形成稷數開孔以露出部份之導電層； ;d層之開孔中的導電層表面形成電鍍 增；以及 移除該阻層及其所覆蓋之導電層及 :出；:：元：之介電層’俾以形成-由薄化金i θ▲，電k及電鍍金屬層所組成之複合式線路層，並 =背膠元件介電層開孔中形成導; 式線路層電性連接至該半導體晶片之電極墊。遺。 A:申：專利範圍第12項之嵌埋半導體晶片之電路板- :之::法’復包括於該介電層及複合式線路層表面形。 成一線路增層結構。 19665 18 200816443 14. 15. 16. 17. * 18. 19. 如申請專利範圍第13項之嵌埋半導 槿之制沐，甘；^ ^ 门 < 免路板結式線:層所=:錢路增層嶋 ^申請專利範圍第14項之嵌埋半導體晶片之 1之製法’其中，該線路增層結構中具有導電結構以σ 電性連接該形成於介電層上之複合式線路芦、、° 路增層結構外表㈣成複數電性連㈣。θ ’且該線 如申請專利範圍第15項之嵌埋半導體S曰 2之製法，復包括—防焊層係形成於該線路^路 ;面’且該防焊層中形成複數開孔以露出該;：接 利=第14項之嵌埋半導電元件之電路板結 置於該介電構係包括介電層、疊 層中之導;二式線路層，以及形成於該介電 第13項之嵌埋半導體晶片之電路板結 声所=⑽路增層結構係為介電層及線路 =構成’且該線路層係由—導電層及電鑛金屬層所 =利【了::之嵌埋半導體晶片之電路板結 電性連接該形成於介電層:二 路增層結構外表面形成複數電性連接塾。θ且°亥、7 如申凊專利範圍第19項之嵌埋半導體晶片之電路板結 19665 20. 200816443 構之製法，復包括一防焊層形成於該線路增層結構 上，且該防焊層中形成複數開孔以露出該電性連接墊。 21.如申請專利範圍第18項之嵌埋半導電元件之電路板結 構之製法’其中，該線路增層結構係包括介電層、疊 置於該介電層上之線路層’以及形成於該介電；中： 導電結構。 之· 22.如申請專利範圍第 構之象法，其中， 金屬層。 12項之嵌埋半導體晶片之電路板結 該背膠元件係於一介電層表面壓合 23.==利範®第12項之嵌埋半導體晶片之電路板結 二其中’該㈣元件係於-介電層表面以- 黏者層結合金屬層。 了 λ項，嵌埋半導體晶片之電路板結 25.如申α專’㈣以件之金屬層係、為銅结。 構之=利=第12項之嵌埋半導體晶片之電路板結 26 士由 ，、中，該介電層係為預浸材。 .如申請專利範圍第〗2項之嵌埋 構之製法，其中m生十“曰曰片之電路板結 及化尊豆由一口乂 ^ >兀之金屬層表面係以物理 層。〜 進行薄化製程，俾以形成該薄化金屬 19665 20