TW200822333A - Semiconductor package and method for manufacturing the same - Google Patents

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200822333 九、發明說明： 本申請案係根據及主張2006年11月15日所提出之曰 本專利申請案第2006-309452號之優先權，藉此以提及方 式併入該日本專利申請案之整個内容。 【發明所屬之技術領域】 本揭露係有關於一種具有細微佈線結構之半導體封裝 及一種用以製造該半導體封裝之方法。 衣 【先前技術】 _ 現今，許多半導體封裝使用一藉由一增層技術所實現之 多層佈線結構，以及已藉由一半加成法實施細微佈線至約 15至2〇μιη之寬線。 然而，由於在下面相關技藝技術中之問題（1)至（4)，無 法進一步實現1 〇μιη或更小之線寬的小型化。 (1) 金屬線形成表面之平坦度及平滑度 為了實現細微佈線，需要一下層之高度平坦。 _ 然而，依據該增層技術，在一下圖案之影響下所形成之 不規則性係不可忽略的。再者，使一做為一基材之樹脂層 平滑化係有利的。然而，為了確保一機械錨固效應以獲得 在該樹脂層與一佈線層間之黏著，必須粗化該樹脂層之表 • 面。 (2) 防鍍層之分辨率（resolution) 雖然佈線之小型化係相依於一防鍍層之分辨率，但是該 防鍍層在該半加成法下需要一大於電鍍之厚度的厚度。因 而，達成一高深寬比（例如：ΙΟμπι之電鍍寬度對20至25μιη 3 UXP/發明說明書(補件)/96-12/96142966 6 200822333 之防鍍層厚度的比率），以及因此，對可達成分辨率係有 限制的。 (3) 佈線之均勻厚度 因為猎由電鍛形成佈線，所以對佈線之均勻厚度會有限 ‘ 制，以及對阻抗匹配亦存有限制。 (4) 在一種子層之蝕刻期間所產生之底切（undercut) §在金屬線電鍍後餘刻一種子層時，可能發生底切，因 而對小型化係有限制的。 日本專利未審查文件：JP-A-2001-339167及 JPH005-45150揭露藉由一增層技術形成一多層佈線結 構，其中該增層技術藉由使用預浸板（一通常藉由使玻璃 布π >貝有樹脂所形成之板）實施加熱及接點接合。然而， ϋ亥專方法未揭不問題（1)至（4)。 【發明内容】 一相關技藝限制之方式 種用以製造該半導體封 示範性具體例提供一種以超出 _ 來小型化佈線之半導體封裝及一 裝之方法。

由導電電鍍層所構成之佈線層彼此堆疊；

一接合層，該接合層係由一 熱塑性樹脂所構成及夾在該 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-12/96142966 200822333 去曰層佈線結構與該細微佈線結構之間，藉此將該等結構接 合在一起。 依據本毛明之另一態樣’該樹脂帶可以由一聚醯亞胺膜 所構成，以及該導電箔係由銅所構成。 依據本七明之另—悲樣，該導電箱之表面的粗糙度可以 疋Ra=0· 1或更小。 依據本發明之另一態樣，該細微佈線結構在上側之佈線 _層的寬度可以是1 0 μπι或更小。 •依據本叙明之另一態樣，該接合層可以由一熱塑性聚醯 -亞胺樹脂所構成。 依據本發明之另一態樣，一種半導體封裝之製造方法包 括： a )彼此堆宜一由樹脂所構成之絕緣層與一由導電電鑛 層所構成之佈線層，藉此形成一增層佈線結構； b)形成一熱塑性樹脂層於該增層佈線結構上； ⑩ C)藉由在一樹脂帶上圖案化一導電箔以形成一比該增 層佈、、泉、、Ό構之佈線層細的佈線層，藉此形成一細微佈線結 構，其中該導電箔係附著至該樹脂帶；以及 d)藉由加熱及加壓在該增層佈線結構之熱塑性樹脂層 *上所豐加之該細微佈線結構以塑化該熱塑性樹脂層，藉此 • 將該等結構接合在一起。 依據本發明之另一態樣，在該c)步驟中，可以以捲轴 式生產線（reel- to-reel 1 ine)在該樹脂帶上製造該細微 佈線結構。 312XP/發明說明書(補件)/96·12/96142966 200822333 佈線3 態樣’分別製造該增層佈線結構及該細微 以及彼此接合這些結構，因而製造-半導體封 二=成Γ該半導體封I之—要安裝-半導體元件之 下部八細微佈線結構，以及使該半導體封裝之一 依據:非增層佈線結構。如同在該相關技藝中，可 適:^ 帶上圖牵务 微佈線結構’可藉由在-樹脂 二=:導電落(亦即，藉由-減去法)以形成-比該 在該半導體封Μ所安裝之半導體元件形成細 【實施方式】 依據本發日月’如下以_減去法形成—細微佈線結 此解決該相關技藝之缺點。 θ (1)金屬線形成表面之平坦度及平滑度 在:細微佈線結構之形成中’可藉由圖案化一樹脂帶 匕層樹脂帶）之-導電箱（亦即，藉由一減去法）以形 成:連接至-半導體元件之佈線層，其中該導μ係附著 至該樹脂帶。因此，可獨創地確保該金屬線形成表面之平 坦度及平滑度。 (2)防鑛層之分辨率 、有關於項(1) ’在該減去法下藉由圖案化該導電箔以形 成該細微佈線結構。於是，可以薄薄地形成約數個微来之 -用於圖案化之防蝕層，以及因而可輕易地獲得高分辨 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-12/96142966 9 200822333 率。 (3) 佈線之均勻厚度 ^ 一上面安裳一半導體元件之細微結構中，藉由圖案化 一導電箔以形成佈線。因此，確保佈線之均勻厚度與該導 ^ 電箔之厚度相符。 〜 (4) 在種子層之蝕刻中所產生之底切 在一上面安裝一半導體元件之細微佈線結構中，藉由圖 ⑩案化一導電箔形成佈線。因此，不需要一在該半加成法中 所必需之種子層。結果，不實施蝕刻，以及不會產生易發 生於蝕刻之切底。 將多考圖1以描述依據本發明之一較佳具體例的半導 體封裝之一範例。 半&體封裝100包括一下增層佈線結構20及一上細 微佈線結構30，其中藉由一夾於其間之接合層25將該下 增層佈線結構20與該上細微佈線結構3〇接合在一起。 • 藉由在一具有一基底佈線層14之核心基板（core substrate)l〇的兩個表面上，彼此堆疊一由一樹脂所構 成之絕緣層16與一由一導電體所構成之佈線層18,以形 成该增層佈線結構20。藉由以蝕刻圖案化在一絕緣基材 ，12(例如：一樹脂）之兩個表面上所成之導電箔以形成該基 •底佈線層14。以穿過該絕緣基板12之通孔13在需要位 置上將在該核心基板10之兩個表面上所成之基底佈線層 14連接在一起。以穿過該絕緣層16之介層17在需要位 置上’將該基底佈線層14與該多層結構之第一層的佈線 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96142966 10 200822333 層18以及該多層結構之相鄰佈線層18連接在一起。 在忒細微佈線結構30之上表面側的佈線層34係用以 與一在半導體封裝上所安裝之半導體元件的電極端（中介 層）連接。藉由該減去法形成該佈線層34，其中在該減去 法下藉由在一樹脂帶32上蝕刻一導電箔以實施圖案化及 該導電箔係附著至該樹脂帶32 ,以及該佈線層係一比 該增層佈線結構20之佈線層14及18細之佈線層。特別 _地，形成該增層佈線結構20之佈線層14及18至最少約 15至20_之佈線寬度。在該減去法下形成該細微佈線結 構3 0之上佈線層3 4至1 〇 μπι或更小之佈線寬度。 依據該導電箔所要附著及用於該細微佈線結構3〇中之 樹脂帶32,通常使用單面銅包覆聚醯亞胺膜。亦即，使 用一聚醯亞胺膜做為該樹脂帶及使用銅做為該導電箔，以 及該銅係附著至該聚醯亞胺膜之單一表面。在該帶中，例 如：一具有9μιη厚度之銅箔係附著至一具有2〇至託卵 _厚度之聚醯亞胺膜的一表面。此銅箔之表面的平坦度及平 滑度相當高，因而該表面之粗糙度係Ra=〇· j或更小。因 此，在該減去法下所形成之細微佈線層34具有由該銅箔 所衍生出之高平坦度及平滑度（其中藉由該減去法以蝕刻 -圖案化該銅箔）及以一黏著劑牢固地接合至做為一基材之 ，樹脂帶32，以及不需要該樹脂帶32之粗化。習慣上，為 了確保佈線間之黏著，將一基材之表面粗化至Ra=〇 6至 〇·7μπι。一下層之佈線層無可避免地被相對應地粗化。 一在該細微佈線結構3〇之下表面上的佈線層％用以與 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-12/96142966 11 200822333 該下增層佈線結構20連接。如稍後所詳述，藉由填充、 電鍍及圖案化介層以形成該佈線層36。特別地，沒有必 要為了與一半導體元件連接來小型化該佈線層。 孩接合層25係由一熱塑性聚醯亞胺樹脂所構成，其中 该接合層25係夾在該增層佈線結構2〇與該細微佈線結構 30之間及將該等結構接合在一起。從強度及絕緣特性之 態樣來看，使用一熱塑性聚醯亞胺樹脂做為該接合層託 _之材料車乂佳。亦可以使用液晶聚合物以取代聚醯亞胺樹 脂。該液晶聚合物在低熱膨脹、低成本、非親水特性及低 氣版珍透性之類的方面比聚醯亞胺樹脂有利，以及常常用 以做為一用於一可撓性基板之聚醯亞胺替代物。藉由穿過 該接合層25之介層27在需要位置上將該細微佈線結構 30與該增層佈線結構2〇連接在一起。 現在苓考圖2A至3E以描述一用以製造圖！所示之半導 體封裝的方法。 • 首先將參考圖以至沈以描述一用以製造圖1所示之拎 層佈線結構20的方法。 形成一圖2A所示之增層佈線基板2〇，。特別地，使用 -雙面銅包覆疊層板做為該核心基才反1〇，其中將一銅笛 .附著至該絕緣基材12(例如：一環氧樹脂）之兩個表面上。 -該導電箱係以餘刻而圖案化，因而形成該基底佈線層14。 亦在需要位置上形成用以互連在兩個表面上之基底佈線 層14的通孔13。 在兩個表面上之基底佈線層14上依序提供由一熱固性 312XP/發明說明書(補件)/96·12/96142966 12 200822333 f月曰片（例如·一環氧樹脂）之疊合所形成之絕緣層16 ; 藉由田射加工之類在該絕緣層16中所形成之介層孔；藉 由銅種子電錄及銅電鍍所形成之一導電層及介層17;以 及猎由使用化學蝕刻之類圖案化該導電層所形成之佈線 層18。隨後，依據所需佈線層之數目使該核心基板1〇之 兩個表面經歷類似操作，因而重複一多 成1此，獲得-所述增層佈線板2()，。 如圖2Β所示，在該增層佈線基板2〇，之上表面上形成 一由一熱塑性樹脂所構成之接合層25。特別地，堆疊一 熱塑性樹脂片（例如：一聚醯亞胺樹脂），以及藉由雷射加 工之類形成介層孔27，。 如所述，在該增層佈線基板20，之下表面上形成一防焊 層22，以便完成該增層佈線結構。 以鎳/金電鑛該上及下钸線18之暴露部分 線層受污染或氧化。 万止-亥佈

經由前述處理，獲得一由其上所提供之婵 20與接合層25所構成之組裝28。 3㈢布、、泉…構 除前述處理之外，如圖3A至3E所示 構30。 ^所不形成该細微佈線結 如圖3A所示，使用一上表面覆蓋有一銅 而 銅包覆聚醯亞胺膜32做為該樹脂帶，i 之早面 Τ孩V電箔附著 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96142966 13 200822333 至該樹脂帶。在典型範例中，該做為一基材之聚醯亞胺膜 32,具有約20至25μιη之厚度，以及一附著至該帶之銅箔 34具有9μιη之厚度。如稍後所述，該銅箔34，係用以在 该減去法下以圖案化形成該細微佈線層34。 如圖3Β所不’藉由雷射加工等在該膜32之下表面中形 成介層孔37’。該介層孔37，從該膜32之下表面穿過該膜 32及被在δ亥膜32之上表面上所提供之銅箔34，所封閉。 如圖3C所示’藉由銅種子電鍍及銅電鑛，從該膜之下 表面侧形成一下導電層36,及介層37。 如圖3D所示’以化學蝕刻之類圖案化兩個表面，藉以 同時形成該上佈線層34及該下佈線層⑽。 々乂上所述’在上表面上之佈線層％係用以與一要 導體封裝上之半導體元件的電極端(中介層) 下減去法形成該佈線I 34,其中在該減去法 :=刻：附著至該膜32之銅箱來實施圖案化。因 線# 1目4由半加成法所形成之增層佈線結構20的佈 : ，可更容易小型化該佈線層34。 声士在:亥半加成法下’需要-防蝕層，其中該防韻 二因子該做為钱刻標的之佈線層的厚度。基於此理 力成去所糾亥J結果之部分具有一高深寬比，所以由該半 加成法所製成之增声佑 ^ 乂干 細微佈線。相較下；一上構:適合於需要 因此，可㈣地達^ 層對於該料法係足夠的。 佈線。 呵刀辨率，以及可確實地圖案化細微 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96142966 14 200822333 如先剛所述，在該半加成法下所形成之增層佈線結構 20的佈線層14及18的最小線寬之典型極限為約15至 20叩。在藉由該減去法之使用形成該細微佈線結構3〇之 上佈線層34的情況中，可充分形成一具有1〇叩或更小之 '線寬。如先前所述，該銅箔34,之平坦度及平滑度係相當 尚’因而達成Ra=〇· 1或更小之粗糖度。結果，在以餘刻 圖案化-銅猪之減去法下所形成之細微佈線34呈現由該 _銅羯=平坦度及平滑度所衍生出之高平坦度及平滑度。再 者，藉由一黏著劑將該細微佈線結構34牢固地接合至該 樹脂帶32，其中該樹脂帶32做為一基材。 人 習慣上’將該做為一基材之樹脂的表面粗化至Ra=〇 6 至〇.7叩，以便確保一電鍍佈線層之㈣。一卩電鐘在該 電鏡佈線層上所形成之下層佈線層不可避免地反映相同 於該基材之粗縫度。因此，該佈線層之厚度變得不均句， 因而產生阻抗匹配之問題。 斤依據本發明，該佈線層之平坦度及平滑度直接反映該銅 泊之平坦度及平滑度。因此，解決在該相關技藝+之缺點。 在該細微佈線結構30之下表面側上的佈線層％係用以 與該下增層佈線結構2〇連接。相較於在該細微佈線結構 =上二提供之佈、㈣34’不需為了與一半導 =來小型化該佈線層36。於是，基本需求係以銅電鑛 及：蝕刻(亦即’在該半加成法下)形成該佈線層36。 最後’如圖3E所示，在形杰古分A . 有該、屈微怖線層34之上表 面上形成一防焊層3 8，以#含# # , 乂使7°成该細微佈線結構30。當 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96142966 15 200822333 必要時，亦可以使用一用以防止氧化之有機膜（〇sp)塗佈 該細微佈線結構。 因為可以一捲軸式生產線（ree卜to-reel line)在該樹 •月曰π 32上製造该細微佈線結構30，所以使用以製造該細 微佈線結構之處理侷限至一約4〇至1〇〇mm之相對小帶 見口此亦/、有特別谷易使一電鑛層之厚度均勻的優 點。又具有小的钕刻變化之優點。 _ 將以圖^至犯所示之製程所製造之細微佈線結構3〇 放置在以圖2所示之製程由該增層佈線結構2〇與該接合 層25所形成之組裝28上，以及藉由在一真空熱壓系統中 所實施之加熱及加壓將它們接合在一起。當該等凸塊27 係由焊料所構成時，一在那時所達成之加熱溫度對應於能 允許該等焊料凸塊27之回流及該熱塑性樹脂25之塑化 (流體化）的溫度。通常依據一高於一熱塑性樹脂之塑化溫 度的回ML /m度來设定該加熱溫度。當使用一無錯焊料（例 _如：單獨錫或錫-銀（-銅）合金）時，必須在高於該無鉛焊 料之熔點的2 5 0至3 0 0度之溫度下加熱該組裝。當該等凸 塊27係由一不同於焊料之導電樹脂所構成時，依據具有 較高溫度之該導電樹脂的塑化溫度或該接合層之樹脂的 - 塑化溫度來設定該加熱溫度。 在一典型製造具體例中，在一大尺寸多組裝基板上形成 由該增層佈線結構2 0與該接合層2 5所構成之組裝2 8。 如先前所述，以該捲軸式生產線在該樹脂帶32上製造該 細微佈線結構30。因此，在將該大尺寸基板分割成片後 312XP/發明說明書(補件)/96-12/96142966 16 200822333 及在將該等個別組裝28放置在該等個別細微佈線結構3〇 上後’將該組裝28與該細微佈線結構30接合在一起。在 .另一情況中，在將該帶32分割成片後及在將該等細微佈 線結構30放置在該大尺寸基板上之個別組裝28上後，亦 可將該組裝28與該細微佈線結構30接合在一起。在後者 情況中，在將該大尺寸基板切割成中間尺寸多組裝基板 後，亦可以實施接合。 在本具脰例中，藉由該核心基板1 〇之使用來製造該辦 層佈線結構20。然而，該增層佈線結構並非特別侷限於 該核心基板。亦可以採用一無核心結構卜 structure) 〇 依據本發明，提供一種以超出一相關技藝限制之方式來 小型化佈線之半導體封裝及一種用以製造該半導體^ 之方法。 衣 雖然已描述關於本發明之示範性具體例，但是熟習該 技藝者將明顯易知在不脫離本發明之情況下可以實施夂 種變更及修改。因此，意欲在所附申請專利範圍中涵蓋二 在本發明之貫際精神及範圍内的所有此等變更及修 【圖式簡單說明】 ^ ° 圖1係顯示依據本發明之一較佳具 裝之結構的剖面圖； W +蛤體封 圖2A至2C®係顯示用以製造依據本發明之較佳且 ^圖」所示之半導體封裝的一增層佈線結構與一接合声 之組4的製程之剖面圖；以及 曰 312»V發明說明書(補件)/96-12/96142966 17 200822333 圖3A至3E圖係顯示用以製造依據本發明之較佳具 的圖1所示之半導體封裝的〆細微佈線結構之製程 面圖。 【主要元件符號說明】 - 10 核心基板 !2 絕緣基材 13 通孔 ^^14 基底佈線層 16 絕緣層 17 介層 18 佈線層 20 下增層佈線結構 增層佈線基板 22 防焊層 25 接合層 ⑩27 介層 27’ 介層孔 28 組裝 30 上細微佈線結構 ，32 樹脂帶（聚醯亞胺膜） 34 佈線層 34’ 銅箔 36 佈線層 36’ 下導電層 312χΡ/發明說明書(補件)/96-12/96142966 18 200822333 37 介層 37， 介層孔 38 防焊層 100 半導體封裝

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Claims (1)

1. 200822333 十、申請專利範園： 1.種半導體封褒，包括·· 一增層佈線結構，其中使—由樹脂所構成之絕緣層盘一 由導電電鍍層所構成之佈線層彼此堆疊； 〃 -細微佈線結構，該細微佈線結構係藉由在—樹脂帶上 :案化-導電箱所形成’其令該導電落係附著至該樹脂

   m 細微佈線結構係包括—比該增層佈線結構之佈線 層更細之佈線層；以及 接口層，該接合層係由一熱塑性樹脂所構成及夹在該 =層佈線結構與該細微佈線結構U此將 合在一起。 得设 2如rt專利範圍第1項之半導體封裝，其中該樹脂帶 糸由4亞胺朗構成，以及該導電㈣由銅所構成。 3·如申請專利_第2項之半導體封裝，其巾該導電羯 之表面的粗糙度係Ra=〇· 1或更小。 4 ·如申清專利範圍第1項本 體封裝，其中該細微佈 線、纟σ構在上側之佈線層的寬度係10卿或更小。 5 ·如申凊專利範圍第1項丰莫 ^ 貝之牛蜍體封裝，其中該接合層 係由一熱塑性聚醯亞胺樹脂所構成。 6·—種半導體封裝之製造方法，包括： a) 彼此堆疊一由樹脂所構成 μ再取您、、、巴緣層與一由導電電鍍 ' 之布線層’藉此形成—增層佈線結構； b) 形成一熱塑性樹脂層於該增層佈線結構上； C)藉由在-樹脂帶上圖案化—導電謂以形成一比該增 312ΧΡ/®_^^(補件)/96·12/96142966 20 200822333 層佈線結構之佈線層更細的佈線層，藉此形成一細微佈線 結構，其中該導電箔係附著至該樹脂帶；以及 d)藉由加熱及加壓在該增層佈線結構之熱塑性樹脂層 上所且加之該細彳政佈線結構以塑化該熱塑性樹脂層，藉此 將該等結構接合在一起。 7.如申請專利範圍第6項丰 中 千V體封裝之製造方法，其 在該步驟c )中，該έ田；, 該樹脂帶上製造。、構係以捲軸式生產線在

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