TWI685939B

TWI685939B - 封裝基板及其製法

Info

Publication number: TWI685939B
Application number: TW108102016A
Authority: TW
Inventors: 米軒皞; 白裕呈; 羅家麒; 吳啟睿; 康政畬
Original assignee: 矽品精密工業股份有限公司
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-02-21
Also published as: CN111463135A; TW202029447A

Abstract

一種封裝基板及其製法，係形成止擋層於一核心層上，並形成貫穿該核心層之通孔，接著形成導電結構於該通孔中，再移除該止擋層，之後形成線路層於該核心層與該導電結構上，俾藉由該止擋層之設計，以利控制該導電結構之高度，並製作出所需之細線寬/線距之線路層。

Description

封裝基板及其製法

本發明係有關一種基板結構，尤指一種具有導通孔之封裝基板及其製法。

為符合半導體封裝件輕薄短小、多功能、高速度、高線路密度及高頻化的開發方向，封裝基板已朝向細線路及小孔徑發展。現有封裝基板製程已從傳統100微米(μm)之線路尺寸縮減至30微米以下。

第1A至1H圖係為習知封裝基板1之製法之剖面示意圖。

如第1A圖所示，提供一核心板10，其相對兩表面10a,10b具有第一金屬層11a。

如第1B圖所示，於該核心板10及第一金屬層11a中形成至少一通孔(through-hole)100，再於該通孔100之孔壁及第一金屬層11a上形成銅質導電層(seed layer)12。

如第1C圖所示，於該第一金屬層11a上之導電層12上形成第二金屬層11b，並於該通孔100中之導電層12上形成導電通孔11c。

如第1D圖所示，於該通孔100之剩餘空間中形成導電或不導電之塞孔材料15。

如第1E圖所示，於各該第二金屬層11b上及導電通孔11c上形成一金屬蓋層11d。

如第1F圖所示，於各該金屬蓋層11d上形成一阻層14，並於該些阻層14中形成複數開口區140，以露出部分金屬蓋層11d。

如第1G圖所示，蝕刻移除該開口區140中之金屬蓋層11d、第二金屬層11b、導電層12及第一金屬層11a，以令該阻層14下之金屬蓋層11d、第二金屬層11b、導電層12及第一金屬層11a作為線路層13。

如第1H圖所示，移除該阻層14，以露出該線路層13，進而製得封裝基板1。

然而，習知封裝基板1之製法係採用減成蝕刻法(substractive)製作該線路層13，因需蝕刻極厚的金屬材(金屬蓋層11d、第二金屬層11b、導電層12及第一金屬層11a)，故需使用大量的蝕刻液，導致該封裝基板1之製作成本大幅增加。

再者，蝕刻液會產生側蝕底切現象(如第1F圖所示之錐狀線路層13)，致使無法製作線寬更小之線路層13，故該線路層13之線寬/線距之最小化僅為25/25微米(μm)，因而難以符合未來對於細線寬/線距之需求。

因此，如何克服上述習知技術之種種問題，實已成為目前業界亟待克服之難題。

有鑑於上述習知技術之缺失，本發明提供一種封裝基板之製法，係包括：形成一材質為惰性金屬的止擋層於一核心層上；形成至少一貫穿該止擋層與該核心層之通孔；形成導電結構於該通孔中；移除位於該核心層上之該止擋層；以及形成線路層於該核心層與該導電結構上，使該線路層電性連接該導電結構。

本發明復提供一種封裝基板之製法，係包括：形成至少一貫穿一核心層之通孔；形成一材質為惰性金屬的止擋層於該核心層與該通孔之孔壁上；形成導電結構於該通孔中；移除位於該核心層上之該止擋層；以及形成線路層於該核心層與該導電結構上，使該線路層電性連接該導電結構。

前述之製法中，構成該止擋層之材質係包含鎳、鈀及/或金。

前述之製法中，該導電結構之製程係包含先形成金屬材於該通孔中，再將填充材形成於該通孔剩餘空間中。例如，該填充材為絕緣材。進一步，該導電結構之製程還包含形成該金屬材於該止擋層上方，且於形成該填充材後，移除位於該止擋層上方之金屬材，使該止擋層呈外露狀態。

前述之製法中，該止擋層之移除係以化學剝離方式為之。

前述之製法中，還包括於形成該止擋層與該通孔之前，先形成第一金屬層於該核心層上，且移除位於該核心層上之該止擋層後，外露出該第一金屬層。例如，該線路層之製程係包含：形成導電層於該第一金屬層與該導電結構上；形成阻層於該導電層上，且該阻層形成有複數圖案化開口；形成第二金屬層於該圖案化開口中；以及移除該阻層及其下之該導電層與該第一金屬層，以令該線路層包含該第二金屬層及其下之該導電層與該第一金屬層。

本發明亦提供一種封裝基板，係包括：核心層，係具有至少一通孔；導電結構，係形成於該通孔中，且該導電結構係包含有接觸結合該通孔之孔壁且材質為惰性金屬之止擋層；以及線路層，係形成於該核心層上以電性連接該導電結構。

前述之封裝基板中，構成該止擋層之材質係包含鎳、鈀及/或金。

前述之封裝基板中，該導電結構復包含有接觸結合該止擋層之金屬材。

由上可知，本發明之封裝基板及其製法，主要藉由該止擋層之設計，以利於控制該導電結構之高度，並於移除該止擋層後，可製作出細線寬/線距(20/20微米以下)之線路層，故相較於習知技術，本發明之製法之成本低、產能高且量產性佳，並能符合未來對於細線寬/線距之需求。

1,2,3‧‧‧封裝基板

10‧‧‧核心板

10a,10b,20a,20b‧‧‧表面

100,210,300‧‧‧通孔

11a,201‧‧‧第一金屬層

11b,231‧‧‧第二金屬層

11c‧‧‧導電通孔

11d‧‧‧金屬蓋層

12,230‧‧‧導電層

13,23‧‧‧線路層

14,24‧‧‧阻層

140‧‧‧開口區

15‧‧‧塞孔材料

20‧‧‧核心板體

200‧‧‧核心層

200a,200b,21a‧‧‧表面

21‧‧‧止擋層

22,32‧‧‧導電結構

22a,32a‧‧‧端部

220‧‧‧金屬材

221‧‧‧填充材

240‧‧‧圖案化開口

300a‧‧‧孔壁

h‧‧‧高度差

t‧‧‧厚度

第1A至1H圖係為習知封裝基板之製法之剖視示意圖。

第2A至2H圖係為本發明之封裝基板之製法之第一實施例之剖視示意圖。

第3A至3H圖係為本發明之封裝基板之製法之第二實施例之剖視示意圖。

以下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內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當視為本發明可實施之範疇。

第2A至2H圖係為本發明之封裝基板2之製法之第一實施例的剖視示意圖。

如第2A至2B圖所示，提供一核心板體20，再形成至少一止擋層(stop layer)21於該核心板體20上。

於本實施例中，該核心板體20係具有第一金屬層201。例如，該核心板體20係為銅箔基板(Copper coated laminated，簡稱CCL)，其包含一核心層200，且於該核心層200之相對兩表面200a,200b上形成有如銅箔之第一金屬層201。具體地，形成該核心層200之材質係採用含玻纖及有機樹脂之基材，如BT(Bismaleimide Triazine)、FR4或FR5等，並無特別限制。

再者，該止擋層21係例如以電鍍方式形成於該第一金屬層201上。具體地，構成該止擋層21之材質係包含惰性金屬，如鎳、鈀及/或金，但不限於上述。

如第2C圖所示，以機械、雷射、蝕刻或其它適當方式形成至少一貫穿該止擋層21與該核心板體20之通孔210。

如第2D圖所示，形成一導電結構22於該通孔210中，且令該止擋層21於形成該導電結構22後呈外露狀態，亦即，該止擋層21未為該導電結構22所遮蓋。

於本實施例中，該導電結構22係為柱體，其可為實心金屬柱或空心金屬柱。

再者，該導電結構22之製程係先形成金屬材220於該通孔210中及該止擋層21上，再將填充材221形成於該通孔210之剩餘空間中。例如，以電鍍銅方式形成該金屬材220，且該填充材221係為導電材(如金屬)或不導電材(如封裝材之絕緣複合物)，其中，該填充材221選用不導電材時，可降低製程成本。或者，該導電結構22亦可直接以金屬材220填滿該通孔210。

又，令該導電結構22之端部22a係齊平該止擋層21之表面21a。例如，可藉由刷磨方式移除該止擋層21上之金屬材220(及該通孔210上方之部分填充材221)，以外露出該止擋層21。亦或，先以刷磨方式移除該止擋層21上之大部分金屬材220，再以蝕刻方式移除剩餘之金屬材220，以外露出該止擋層21。

如第2E圖所示，移除該止擋層21，以令該導電結構22之端部22a略高於該核心板體20(或該第一金屬層201)之表面20a,20b。

於本實施例中，係例如以化學剝離方式移除該止擋層21，如採用溶劑溶解該止擋層21。於其它實施例中，亦可利用物理性研磨方式移除該止擋層21，如化學機械整平(Chemical-Mechanical Planarization，簡稱CMP)。相較於物理性方式，採用化學方式移除該止擋層21，可縮短製程時間、提高產能且降低成本。

如第2F至2H圖所示，形成一線路層23於該核心層200之相對兩表面200a,200b與該導電結構22上，使該線路層23覆蓋及電性連接該導電結構22。

於本實施例中，該線路層23係以改良式半加成法(modified semi-additive process，簡稱MSAP)製作。具體地，該線路層23之製程係先形成一導電層230於該核心板體20之相對兩表面20a,20b與該導電結構22上(如第2F圖所示)，再形成一阻層24於該導電層230上，且該阻層24形成有複數圖案化開口240(如第2G圖所示)。接著，形成第二金屬層231於該圖案化開口240中(如第2G圖所示)，之後移除該阻層24及其下之導電層230與第一金屬層201(如第2H圖所示)，以令該第二金屬層231及其下之導電層230與第一金屬層201作為該線路層23。

再者，於形成該導電層230之前，可依需求先進行整平製程，如研磨該導電結構22之部分材質，使該導電結構22之端部22a齊平該核心板體20(或該第一金屬層201)之表面20a,20b，如第2F圖所示。另一方面，若該止擋層21採用惰性金屬材質，其厚度t(如第2B圖所示)相當薄，故於移除該止擋層21後，該導電結構22,32與該第一金屬層201之間的高度差h極小，因而能省略該整平製程，以直接進行電鍍該導電層230的製程，且該導電層230於電鍍後之表面大致呈平坦狀。

又，如第2H圖所示，於移除該阻層24下之導電層230與該第一金屬層201時，可採用蝕刻方式移除，以製得本發明之封裝基板2。

第3A至3H圖係為本發明之封裝基板3之製法之第二實施例的剖視示意圖。本實施例與第一實施例之差異在於通孔與止擋層之製作順序，其它製程大致相同，故以下僅說明相異處。

如第3A至3B圖所示，提供一核心板體20，再以機械、雷射、蝕刻或其它適當方式形成至少一貫穿該核心板體20之通孔300。

如第3C圖所示，以電鍍方式形成一止擋層21於該核心板體20與該通孔300之孔壁300a上。

如第3D圖所示，形成一導電結構32於該通孔300中，且該導電結構32包含位於該孔壁300a上之該止擋層21。

於本實施例中，該導電結構32之製程係先形成金屬材220於該通孔300之止擋層21及該核心板體20之止擋層21上，再將填充材221形成於該通孔300之剩餘空間中(亦或可直接以金屬材220填滿該通孔300)，之後藉由刷磨方式移除該核心板體20上之金屬材220(及該通孔210上方之部分填充材221)，以外露出該止擋層21。

如第3E圖所示，移除該核心板體20上之止擋層21，以令該導電結構32之端部32a略高於該核心板體20(或該第一金屬層201)之表面20a,20b。

如第3F至3H圖所示，透過如前述第2F至2H圖之製程，形成一線路層23於該核心層200之相對兩表面200a,200b與該導電結構32上，使該線路層23覆蓋及電性連接該導電結構32，以製得本發明之封裝基板3。

本發明之封裝基板2,3之製法，主要藉由該止擋層21之設計，以利於控制該導電結構22,32之高度，亦即容易控制刷磨/蝕刻製程之厚度，使刷磨/蝕刻作業可精準停止於該止擋層21之表面21a，並於移除該止擋層21後，可外露出該第一金屬層201，以利用MSAP製程製作出所需之細線寬/線距(如20/20微米以下)之線路層23。

再者，若該止擋層21採用惰性金屬材質，其厚度t極薄，故於移除該止擋層21後，該導電結構22,32與該第一金屬層201之間的高度差h極小(如第2E或3E圖所示)，因而能省略該導電結構22,32之整平製程(如第2E至2F圖所示或如第3E至3F圖所示)，以直接進行電鍍該導電層230的製程，且該導電層230於電鍍後表面大致呈平坦狀。應可理解地，若能省略該導電結構22,32之整平製程，即可避免研磨損壞該第一金屬層201(或該核心板體20之相對兩表面20a,20b)，故能確保該第一金屬層201(或該核心板體20之相對兩表面20a,20b)之均勻性與厚度一致性。

又，本發明之製法之成本低、產能高且量產性佳，並有利於製作細線寬/線距(20/20微米以下，較佳為15/15微米至20/20微米之間)之線路層23。

本發明提供一種封裝基板3，係包括：一核心層200、至少一導電結構32以及至少一線路層23。

所述之核心層200係具有至少一通孔300。

所述之導電結構32係形成於該通孔300中，且該導電結構32係具有一止擋層21，該止擋層21係接觸結合該通孔300之孔壁300a。

所述之線路層23係形成於該核心層200上以電性連接該導電結構32。

於一實施例中，該止擋層21係包含鎳、鈀及/或金。

於一實施例中，該導電結構32復具有接觸結合該止擋層21之金屬材220。

綜上所述，本發明之封裝基板及其製法，係利用止擋層之設計，以製作出成本低、產能高且量產性佳之封裝基板，並有利於製作細線寬/線距之線路層。

上述實施例係用以例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

20‧‧‧核心板體

21‧‧‧止擋層

21a‧‧‧表面

210‧‧‧通孔

22‧‧‧導電結構

22a‧‧‧端部

220‧‧‧金屬材

221‧‧‧填充材

Claims

一種封裝基板之製法，係包括：形成一材質為惰性金屬的止擋層於一核心層上；形成至少一貫穿該止擋層與該核心層之通孔；形成導電結構於該通孔中；移除位於該核心層上之該止擋層，使該核心層之表面上沒有該止擋層；以及形成線路層於該核心層與該導電結構上，使該線路層電性連接該導電結構。
一種封裝基板之製法，係包括：形成至少一貫穿一核心層之通孔；形成一材質為惰性金屬的止擋層於該核心層與該通孔之孔壁上；形成導電結構於該通孔中；移除位於該核心層上之該止擋層，使該核心層之表面上沒有該止擋層，且於該通孔中保留有該止擋層；以及形成線路層於該核心層與該導電結構上，使該線路層電性連接該導電結構。
如申請專利範圍第1或2項所述之封裝基板之製法，其中，構成該止擋層之材質係包含鎳、鈀及/或金。
如申請專利範圍第1或2項所述之封裝基板之製法，其中，該導電結構之製程係包含先形成金屬材於該通孔中，再將填充材形成於該通孔剩餘空間中。
如申請專利範圍第4項所述之封裝基板之製法，其中，該填充材為絕緣材。
如申請專利範圍第4項所述之封裝基板之製法，其中，該導電結構之製程還包含形成該金屬材於該止擋層上方，且於形成該填充材後，移除位於該止擋層上方之金屬材，使該止擋層呈外露狀態。
如申請專利範圍第1或2項所述之封裝基板之製法，其中，該止擋層之移除係以化學剝離方式為之。
如申請專利範圍第1或2項所述之封裝基板之製法，還包括於形成該止擋層與該通孔之前，先形成第一金屬層於該核心層上，且移除位於該核心層上之該止擋層後，外露出該第一金屬層。
如申請專利範圍第8項所述之封裝基板之製法，其中，該線路層之製程係包含：形成導電層於該第一金屬層與該導電結構上；形成阻層於該導電層上，且該阻層形成有複數圖案化開口；形成第二金屬層於該圖案化開口中；以及移除該阻層及其下之該導電層與該第一金屬層，以令該線路層包含該第二金屬層及其下之該導電層與該第一金屬層。
一種封裝基板，係包括：核心層，係具有至少一通孔；導電結構，係形成於該通孔中，且該導電結構係包含有接觸結合該通孔之孔壁且材質為惰性金屬之止擋層，其中，該止擋層未形成於該核心層之孔壁以外的表面上；以及線路層，係形成於該核心層上以電性連接該導電結構。
如申請專利範圍第10項所述之封裝基板，其中，構成該止擋層之材質係包含鎳、鈀及/或金。
如申請專利範圍第10項所述之封裝基板，其中，該導電結構復包含有接觸結合該止擋層之金屬材。