TWI768680B - 具有低介電常數防焊層之封裝結構及其形成方法 - Google Patents
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Abstract
一種具有低介電常數防焊層的封裝結構包括基板、位於基板上的導電結構、以及位於基板上的防焊層。防焊層包括數個氣泡和以及防焊油墨材料,其中氣泡固定在該防焊層內,且防焊油墨材料包覆氣泡。
Description
本揭示案是關於一種防焊層,特別是在封裝結構中一種具有低介電常數的防焊層。
為了因應印刷電路板發展趨勢,適用於高頻與高速的電路板材料已是未來技術追求精進的首要目標。電路板材料參數如銅層厚度、銅面粗糙度、基板厚度、基板介電常數等,是影響高頻與高速訊號傳輸過程的重要因素,因此業界對於上述因素已有相關對策及發展。然而,由於受限於製程需求,使得防焊層的介電常數無法降低。
根據本揭示案的一些實施例,一種具有低介電常數防焊層的封裝結構包括基板、位於基板上的導電結構、以及位於基板上的防焊層。防焊層包括數個氣泡和以及防焊油墨材料,其中氣泡固定在該防焊層內,且防焊油墨材料包覆氣泡。
根據本揭示案的另一些實施例,一種形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法包括形成球殼、混合球殼和液相的防焊油墨材料以形成混合溶液、以及使用混合溶液在基板上形成防焊層。其中球殼由防焊油墨材料形成並且為中空球殼。
本揭示案提供一種具有低介電常數防焊層的封裝結構及其形成方法,藉由氣泡(例如,空氣)具有較小的介電特性,將氣泡(例如,空氣)形成在防焊層內,以有效降低防焊層的介電常數和損耗因子。
當一個元件被稱為「在…上」時,它可泛指該元件直接在其他元件上,也可以是有其他元件存在於兩者之中。相反地,當一個元件被稱為「直接在」另一元件,它是不能有其他元件存在於兩者之中間。如本文所用,詞彙「及/或」包含了列出的關聯項目中的一個或多個的任何組合。
在本文中,使用第一、第二與第三等等之詞彙,是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應該被這些術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此,在下文中的一第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊,而不脫離本揭示案的本意。
關於本揭示案中所使用之「約」一般通常係指數值之誤差或範圍約百分之二十以內,較好地是約百分之十以內,而更佳地則是約百分五之以內。文中若無明確說明,其所提及的數值皆視作為近似值,即如「約」所表示的誤差或範圍。
一般而言,形成防焊層(solder mask/solder resist)的防焊油墨材料所具有的介電常數(dielectric constant, Dk)和損耗因子(dissipation factor, Df)會大於空氣的介電常數和損耗因子,因此,在形成防焊層之後,信號的傳輸速度與傳輸品質會受到防焊層的影響而降低。本揭示案提供一種具有低介電常數防焊層的封裝結構,藉由氣泡(例如,空氣)形成在防焊層內,以降低防焊層的介電常數和損耗因子。除此之外,本揭示案亦提供形成具有氣泡(例如,空氣)的防焊層的製程方法。
參見第1A圖,根據本揭示案一些實施例而繪示具有低介電常數防焊層的封裝結構100之截面圖。具有低介電常數防焊層的封裝結構100包括基板102、形成在基板102上的導電結構104、和形成在基板102上的防焊層106。防焊層106暴露出導電結構104並且包括氣泡108固定在內部。基板102可包括介電材料,並且介電材料可為聚合物(polymeric)或非聚合物(non-polymeric)所形成。舉例來說,液晶聚合物(liquid crystal polymer,LCP)、雙順丁烯二酸醯亞胺樹脂(bismaleimide-triazine,BT)、膠片(prepreg)、含有玻璃顆粒的環氧樹脂(Ajinomoto Build-up Film, ABF)、環氧樹脂(epoxy)、聚醯亞胺(polyimide, PI)、其他合適的材料、或上述之組合,但本揭示案並不以上述舉例為限。再者,前述的材料中亦可具有纖維,例如玻璃纖維或克維拉纖維(Kevlar fiber),來強化樹脂材料進而提升基板102的強度。在一些實施例中,基板102的介電材料可由光成像(photo-imageable)或感光 (photoactive)的介電材料所形成。
基板102上具有圖案化的導電結構104和圖案化的防焊層106。在一些實施例中,防焊層106暴露出導電結構104,並且未與導電結構104接觸。在另一實施例中,如第1B圖所示,防焊層106暴露出導電結構104,並且接觸導電結構104,因此防焊層106覆蓋部分的導電結構104。同樣地,在第1B圖所繪示的實施例中,防焊層106內亦具有氣泡108,並且氣泡108固定在防焊層106內。
導電結構104可使用金屬,例如鋁、金、銀、銅、錫、其他可用於電性傳導之金屬、或上述之組合。在一些實施例中,導電結構104使用銅金屬製成。在一些實施例中,導電結構104為銅墊(Cu pad)。在一些實施例中,導電結構104為銅凸塊(Cu bump)。圖案化的導電結構104的形成可包括沉積製程、曝光顯影製程、蝕刻製程、其他合適的製程、或上述之組合。其中沉積製程可包括電鍍(electroplating)製程、無電鍍(electroless plating)製程、濺鍍(sputter)製程、蒸鍍(evaporation)製程、其他合適的製程、或上述製程之組合。在後續製程中,導電結構104可與其他元件(未繪示)接合以形成電性連接。
防焊層106包括氣泡108和防焊油墨材料110,其中氣泡108固定在防焊層106內部,防焊油墨材料110為氣泡108之外的材料並包覆住氣泡108。防焊層106的氣泡108包括氣體,其中氣體種類隨製程環境而有所不同。在一些實例中,氣泡108包括空氣。針對每個氣泡108的尺寸,每個氣泡108的直徑可小於約10微米(μm),例如1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10微米。在一些實施例中,每個氣泡108的直徑小於約5微米,例如1、2、3、4、或5微米。每個氣泡108的直徑可以藉由統計計算得到直徑平均值。在一些實施例中,每個氣泡108的直徑比直徑平均值的比值為約0.8至約1.2之間,例如0.8、0.9、1.0、1.1、或1.2。再者,每個氣泡108的直徑與直徑平均值之間可能存在的差值。在一些實施例中,每個差值比直徑平均值的比值介於約0至約0.2之間。除此之外,過多的氣泡108可能會對防焊層106產生不良之影響,例如氣泡108可能阻礙光源穿透造成曝光製程和顯影製程的良率不佳、氣泡108可能會使形成的防焊層106可承受的應力降低、或其他不限於此的影響。因此,氣泡108在防焊層106內的占比需進一步調控。在一些實施例中,全部氣泡108的總體積比防焊層106的體積(例如,氣泡108的總體積與防焊油墨材料110的體積之合併)的體積比為約5vol%至約50vol%之間,例如5、10、15、20、25、30、35、40、45、或50vol%。在一些實施例中,全部氣泡108的總體積比防焊層106的體積(例如,氣泡108的總體積與防焊油墨材料110的體積之合併)的體積比為約5vol%至約10vol%之間,例如5、6、7、8、9、或10vol%。
防焊層106的防焊油墨材料110可包括環氧樹脂、聚醯亞胺、或其他合適的防焊油墨材料。並且,可依據製程需求或產品設計,於前述的材料中加入添加劑,例如,硬化劑或光起始劑,但本揭示案不限於上述舉例。在一些實施例中,防焊層106的防焊油墨材料110可為熱固型防焊油墨。在另一些實施例中,防焊層106的防焊油墨材料110可為光固型防焊油墨。圖案化的防焊層106的形成可使用沉積製程、曝光顯影製程、蝕刻製程、固化製程、其他合適的製程、或上述製程之任意組合。在一些實施例中,圖案化的防焊層106可使用網版印刷(screen print)技術而形成。在一些實施例中,藉由本揭示案的實施例所提供的方法(稍後討論),可使防焊層106的防焊油墨材料110為均質(homogeneous)材料。在一些實施例中,防焊油墨材料110和氣泡108之間形成了邊界112(如第1A圖和第1B圖中所示),除邊界112之外,無其他的異質邊界形成在防焊油墨材料110中。
氣泡108在防焊層106的體積比會影響防焊層106表現出來的介電常數和損耗因子。在一些實施例中,當防焊油墨材料110具有介電常數為3.90以及損耗因子為0.030時,以及當氣泡108包括空氣時並且空氣具有介電常數為1.00及損耗因子為0.000,則氣泡108在防焊層106的體積比和防焊層106的介電常數和損耗因子的關係如下表所示。由下表得知,氣泡108在防焊層106的體積比與防焊層106的介電常數為負相關,氣泡108在防焊層106的體積比與防焊層106的損耗因子亦為負相關。換句話說,氣泡108有助於降低防焊層106的介電常數和損耗因子,進而形成具有低介電常數的防焊層。
| 氣泡在防焊層的體積比(vol%) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| 防焊層的D k | 3.90 | 3.61 | 3.32 | 3.03 | 2.74 | 2.45 |
| 防焊層的D f | 0.030 | 0.027 | 0.024 | 0.021 | 0.018 | 0.015 |
請參見第2圖,本揭示案提供一種形成具有低介電常數防焊層之封裝結構100的方法200。應理解的是,實際的製程可能須在方法200之前、過程中、或之後進行額外的操作步驟以完整形成具有低介電常數防焊層之封裝結構100。本揭示案可能將簡短地說明其中一些額外的操作步驟。
方法200始於步驟202,形成中空的防焊油墨球殼(簡稱球殼)。球殼經固化製程而呈現固相。在一些實施例中,固化的方式可包括熱固化製程、光固化製程、其他合適的固化製程、或上述之組合。其中光固化製程中可使用紫外線(ultraviolet, UV)。因中空狀態,球殼內部可包括氣體而呈現為氣相。氣體種類隨製程環境而不同。在一些實例中,球殼內部的氣體為空氣。球殼內部的氣相空間,大致上等於第1A圖和第1B圖的氣泡108。換句話說,球殼大致上可視為第1A圖和第1B圖之氣泡108的前一個狀態。可藉由本揭示案的實施例所提供的方法(稍後討論的方法300和方法400)形成球殼。
接者,方法200的步驟204中,混合中空的防焊油墨球殼(簡稱球殼)和液相的防焊油墨材料以形成混合溶液,其中液相的防焊油墨材料與形成球殼所用防焊油墨材料是相同的。為了使球殼和液相的防焊油墨材料形成均勻的混合溶液,在一些實施例中,可藉由攪拌的方式來形成均勻的混合溶液。如前所述,由於氣泡108在防焊層106內的占比需調控,並且,球殼可定義出氣泡108的尺寸以及球殼大致上可視為氣泡108的前一狀態,因此在方法200的步驟204中,球殼在混合溶液的占比需相應地調控。在一些實施例中,全部的球殼比混合溶液的體積比為約5vol%至約50vol%之間,例如5、10、15、20、25、30、35、40、45、或50vol%。在一些實施例中,全部的球殼比混合溶液的體積比為5vol%至約10vol%之間,例如5、6、7、8、9、或10vol%。
接著方法200的步驟206,使用步驟204的中空的防焊油墨球殼(簡稱球殼)和液相的防焊油墨材料所製成的混合溶液,形成防焊層在基板上。在一些實施例中,藉由網版印刷製程與固化製程,將混合溶液固化在基板上,形成未圖案化的防焊層。網版印刷製程與固化製程的操作次數可依製程需求而調整。在一些實施例中,形成未圖案化的防焊層之後,藉由曝光顯影製程、蝕刻製程、固化製程、其他合適的製程、或上述製程之任意組合,形成圖案化的防焊層(例如,第1A圖與第1B圖中的防焊層106)。
參見第3圖,本揭示案進一步提供一種形成中空的防焊油墨球殼(即,方法200的步驟202)的方法300之示意圖。應理解的是,實際的製程可能須在方法300之前、過程中、或之後進行額外的操作步驟以完整形成中空的防焊油墨球殼。為了簡化說明,方法300之示意圖(即,第3圖)可能會省略一些裝置或系統。
在第3圖中,第一腔體302內裝有液相的防焊油墨材料304,並且第一腔體302設置噴嘴306,其中噴嘴306的開口308設置在第二腔體310內,使開口308朝向第二腔體310的內部。在一些實施例中,噴嘴306並非直接設置在第一腔體302上,而是通過管線(未繪示)連接第一腔體302與噴嘴306。第一腔體302具有使液相的防焊油墨材料304產生流動之系統(未繪示),例如活塞系統、泵浦系統、或其他合適的系統,使液相的防焊油墨材料304朝向噴嘴306流動。在一些實施例中,第一腔體302使用活塞系統(未繪示)使液相的防焊油墨材料304朝向噴嘴306流動,流經噴嘴306後,液相的防焊油墨材料304從噴嘴306的開口308進入至第二腔體310內。
液相的防焊油墨材料304流經噴嘴306時,噴嘴306可使液相的防焊油墨材料304產生流速差/壓力差。在一些實施例中,液相的防焊油墨材料304產生的流速差/壓力差足以在液相的防焊油墨材料304中造成空穴現象(cavitation)。在一些實施例中,噴嘴306呈現類似於錐狀(如第3圖所示),即入口端的截面積大於出口端(即, 開口308)的截面積。當液相的防焊油墨材料304往前推進噴嘴306的過程中,噴嘴306的截面積急速縮小造成液相的防焊油墨材料304在噴嘴306內的流速增加且壓力降低。若是液相的防焊油墨材料304在噴嘴306中產生的流速差/壓力差足以產生空穴現象,則會在液相的防焊油墨材料304中形成空穴氣泡312,並且在通過開口308時,空穴氣泡312經開口308進入第二腔體310內形成液相球殼314。
在一些實施例中,第二腔體310維持高溫狀態,當液相球殼314經開口308進入第二腔體310的瞬間,立刻對液相球殼314進行熱固化製程,液相球殼314可固化成固相的球殼316,換句話說,液相球殼314轉變成中空的防焊油墨球殼316。在一些實施例中,第二腔體310維持的溫度足以固化防焊油墨材料304,例如約50、約100、約150、約200、約250、約300、約350、或約400°C。在一些實施例中,第二腔體310維持在約180°C至220°C之間。一些實施例中,第二腔體310維持在約200°C。在另一些實施例中,第二腔體310提供光源,使得液相球殼314經開口308進入第二腔體310的瞬間,立刻對液相球殼314進行光固化製程,液相球殼314可固化成固相的球殼316,形成了中空的防焊油墨球殼316。在一些實施例中,光源可為紫外線。因中空的防焊油墨球殼316的中空狀態,其內部可包括氣體,其中氣體種類隨製程環境而有所不同。在一些實例中,氣體包括空氣。
最後,收集中空防焊油墨球殼316。在一些實施例中,可進一步對收集來的中空防焊油墨球殼316進行尺寸篩選,例如使用篩網,以收集具有直徑小於10微米的中空防焊油墨球殼316。後續製程可為方法200中的步驟204。基於本揭示案,使用與方法300相同實施概念但不同操作裝置或系統皆在本揭示案之精神及範圍內。
參見第4圖,本揭示案進一步提供另一種形成中空的防焊油墨球殼(即,方法200的步驟202)的方法400。方法400的各製程階段之示意圖繪示於第5圖、第6A圖、第7A圖、第8A圖、和第9A圖,且方法400的各製程階段之球殼的截面圖繪示於第6B圖、第7B圖、和第9B圖。應理解的是,為了簡化說明,方法400可能會省略部分裝置或系統,並且實際的製程可能須在方法400之前、過程中、或之後進行額外的操作步驟以完整形成中空的防焊油墨球殼。本揭示案可能將簡短地說明其中一些額外的操作步驟。再者,除非額外說明,第5圖到第9B圖談論到相同的元件之說明可直接應用至其他圖片上。
參見第4圖的步驟402,混合液相的防焊油墨材料和溶液以形成彼此不相溶的分層。例如,如第5圖所示,混合液相的防焊油墨材料500和溶液502並形成彼此不相溶的分層。在一些實施例中,藉由物質之間的極性差異,例如,油脂和水,以產生分層現象。因此,防焊油墨材料500的特性可決定溶液502種類的選擇。在一些實施例中,溶液502可具有較大的極性,例如水。在一些實施例中,溶液502可具有較小的極性,例如正己烷(hexane)。
參見第4圖的步驟404,在液相的防焊油墨材料和溶液的分層邊界進行攪拌以形成球體,其中球體包括液相球殼和液相核心,液相球殼為防焊油墨材料而液相核心為溶液。例如,如第6A圖所示,球體600形成在溶液502中,其形成方式是利用裝置602在液相的防焊油墨材料500和溶液502之間的分層邊界進行攪拌,將液相的防焊油墨材料500分散在溶液502中。在一些實施例中,如第6B圖所示,形成的球體600包括液相球殼604和液相核心606,其中液相球殼604為液相的防焊油墨材料500而液相核心606為溶液502。在一實施例中,球體600的液相球殼604包覆液相核心606,意即,液相的防焊油墨材料500包覆溶液502。
參見第4圖的步驟406,固化球體的液相球殼。例如,如第7A圖所示,在固化製程中,溶液502中的球體600固化以形成球體700,其固化製程可包括熱固化製程、光固化製程、添加固化劑、其他合適的技術、或上述之組合。在固化製程中,如第7B圖所示,液相球殼604固化成固相球殼702,而液相核心606則維持原本的狀態(即,維持液相)。因此,球體700可包括固態球殼702,以及液相核心606。熱固化製程使用適當的固化溫度,例如約50、約100、約150、約200、約250、約300、約350、或約400°C。在一些實施例中,當溶液502是水時,固化溫度可低於或等於約100°C,例如約50、約60、約70、約80、約90、或約100°C。在一些實施例中,當溶液502是正己烷時,固化溫度可低於或等於約70°C,例如約50、約60、或約70°C。在另一些實施例中,當選用的油墨材料500之固化溫度高於溶液502之沸點時,則固化球體700的液相球殼702之作用與移除球體700的液相核心606之作用大致上同時發生。在一些實施例中,光固化製程中使用光源可為紫外光。在一些實施例中,滴定固化劑至溶液502中以使液相球殼604固化成固相球殼702。
參見第4圖的步驟408,移除球體的液相核心,以形成中空的防焊油墨球殼。例如,如第8A圖所示,先移除球體700之外溶液502(搭配參照第7A圖),留下球體700。接著,移除第8B圖和第8C圖所繪示之球體700的液相核心606,其中第8C圖為第8B圖的局部放大圖。移除球體700的液相核心606可使用揮發方法、乾燥方法、其他合適的方法、或上述之組合。在一些實施例中,藉由提升溫度使球體700的液相核心606揮發。因升溫而產生的揮發氣體通過固相球殼702的孔隙(如第8C圖所示的孔隙800)而從固相球殼702內部逸散出去至固相球殼702外部。在另一些實施例中,藉由流動氣體,例如流動的空氣,通過孔隙800使球體700的液相核心606乾燥。除此之外,在使用揮發方法之實施例中,在大部分的液相核心606經揮發而移除之後,可進一步執行乾燥方法以移除殘留的液相核心606。
接著參照第9A圖,球體700內的液相核心606經移除後,留下的球殼形成了中空的防焊油墨球殼900。再進一步描述,如第9B圖所示,中空的防焊油墨球殼900包括固態球殼702且內無液體。因中空的防焊油墨球殼900為中空狀態,其內部可包括氣體,其中氣體種類隨製程環境而有所不同。在一些實例中,氣體包括空氣。
最後,參見第4圖的步驟410,收集中空的防焊油墨球殼,例如,收集中空防焊油墨球殼900(如第9B圖所示)。在一些實施例中,可進一步對收集來的中空防焊油墨球殼900進行尺寸篩選,例如使用篩網,以收集具有直徑小於10微米的中空防焊油墨球殼900。後續製程可接續方法200中的步驟204。在一些實施例中,方法400為微膠囊(microencapsulation)技術的一種應用。基於本揭示案,使用與方法400相同實施概念但不同操作裝置或系統皆在本揭示案之精神及範圍內。
根據本揭示案的實施例,使用方法300或方法400形成的中空防焊油墨球殼將在後續製程中(例如,方法200的步驟204與步驟206)定義防焊層內的氣泡尺寸,換句話說,中空防焊油墨球殼和氣泡大致上具有相同的直徑。因此,可以藉由調整中空防焊油墨球殼的製程參數來控制防焊層內的氣泡的尺寸。除此之外,使用相同的防焊油墨材料來形成中空防焊油墨球殼與防焊層,可使防焊層呈現均質狀態。即,除了氣泡與防焊油墨材料的邊界之外,在防焊層內無其他邊界。
基於上述內容,將形成的中空防焊油墨球殼均勻地混合在防焊油墨材料中,進而形成具有氣泡(例如,空氣)的防焊層,並藉由氣泡(例如,空氣)具有較小的介電特性,可有效降低防焊層的介電常數和損耗因子。
以上概略說明了本揭示案數個實施例的特徵,使所屬技術領域內具有通常知識者對於本揭示案可更為容易理解。任何所屬技術領域內具有通常知識者應瞭解到本說明書可輕易作為其他結構或製程的變更或設計基礎,以進行相同於本發明實施例的目的及/或獲得相同的優點。任何所屬技術領域內具有通常知識者亦可理解與上述等同的結構並未脫離本發明之精神及保護範圍內,且可在不脫離本揭示案之精神及範圍內,可作更動、替代與修改。
100:封裝結構
102:基板
104:導電結構
106:防焊層
108:氣泡
110:防焊油墨材料
112:邊界
200:方法
202:步驟
204:步驟
206:步驟
300:方法
302:第一腔體
304:防焊油墨材料
306:噴嘴
308:開口
310:第二腔體
312:空穴氣泡
314:球殼
316:球殼
400:方法
402:步驟
404:步驟
406:步驟
408:步驟
410:步驟
500:防焊油墨材料
502:溶液
600:球體
602:裝置
604:球殼
606:核心
700:球體
702:球殼
800:孔隙
900:球殼
閱讀以下實施方法時搭配附圖以清楚理解本揭示案的觀點。應注意的是,根據業界的標準做法,各種特徵並未按照比例繪製。事實上,為了能清楚地討論,各種特徵的尺寸可能任意地放大或縮小。
第1A圖是根據部分實施例繪製的封裝結構之截面圖。
第1B圖是根據部分實施例繪製的封裝結構之截面圖。
第2圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構之方法流程圖。
第3圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的方法示意圖。
第4圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼之方法流程圖。
第5圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之示意圖。
第6A圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之示意圖。
第6B圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之截面圖。
第7A圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之示意圖。
第7B圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之截面圖。
第8A圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之示意圖。
第8B圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之截面圖。
第8C圖為第8B圖的局部放大圖。
第9A圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之示意圖。
第9B圖是根據部分實施例繪製的形成封裝結構方法中的球殼的一製程階段之截面圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
100:封裝結構
102:基板
104:導電結構
106:防焊層
108:氣泡
110:防焊油墨材料
112:邊界
Claims (16)
- 一種具有低介電常數防焊層的封裝結構,包括:一基板;一導電結構,位於該基板上;以及一防焊層,位於該基板上,包括:複數個氣泡,其中該些氣泡固定在該防焊層內;以及一防焊油墨材料,包覆該些氣泡,該防焊油墨材料為一熱固型防焊油墨、一光固型防焊油墨、或一添加劑固化型油墨,其中該防焊油墨材料和該些氣泡之間形成了一邊界且在該防焊層內無其他邊界。
- 如請求項1所述之具有低介電常數防焊層的封裝結構,其中每一該些氣泡具有一直徑,該直徑小於約10微米。
- 如請求項2所述之具有低介電常數防焊層的封裝結構,其中該些氣泡包括一直徑平均值,其中每一該些氣泡的該直徑比該直徑平均值的一比值為約0.8至約1.2之間。
- 如請求項1所述之具有低介電常數防焊層的封裝結構,其中該些氣泡比該防焊層的一體積比為約5vol%至約50vol%之間。
- 如請求項1所述之具有低介電常數防焊層的封裝結構,其中該防焊油墨材料為均質(homogenous)材料。
- 如請求項1所述之具有低介電常數防焊層的封裝結構,其中該防焊層暴露出該導電結構並物理接觸該導電結構。
- 如請求項1所述之具有低介電常數防焊層的封裝結構,其中該防焊層暴露出該導電結構並與該導電結構彼此隔開。
- 一種形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,包括:形成一球殼,由一防焊油墨材料所形成,該球殼為中空,其中該防焊油墨材料為一熱固型防焊油墨、一光固型防焊油墨、或一添加劑固化型油墨;混合該球殼和液相的該防焊油墨材料以形成一混合溶液;以及使用該混合溶液在一基板上形成防焊層。
- 如請求項8所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,其中形成該球殼包括: 形成一液相球殼,由液相的該防焊油墨材料組成;固化該液相球殼以形成該球殼;以及收集該球殼。
- 如請求項9所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,其中形成該液相球殼包括使用一噴嘴,該噴嘴產生一壓力差使液相的該防焊油墨材料形成該液相球殼。
- 如請求項9所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,其中固化該液相球殼以形成該球殼包括使用一固化溫度,該固化溫度約180℃至220℃之間。
- 如請求項8所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,其中形成該球殼包括:混合液相的該防焊油墨材料和一溶液,其中液相的該油墨材料和該溶液彼此不相溶並且形成分層;在液相的該防焊油墨材料和該溶液的分層邊界進行攪拌,以形成一球體,其中該球體包括一液相球殼和一液相核心,該液相球殼為該防焊油墨材料且該液相核心為該溶液;固化該球體的該液相球殼;移除該球體的該液相核心,以形成該球殼;以及收集該球殼。
- 如請求項12所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,其中固化該球體的該液相球殼包括使用熱固化製程、光固化製程、添加固化劑、或上述之組合。
- 如請求項8所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,進一步包括篩選該球殼的尺寸,以收集具有直徑小於約10微米的該球殼。
- 如請求項8所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,其中混合該球殼和液相的該防焊油墨材料以形成該混合溶液使該球殼以體積比約5vol%至約50vol%混合在該混合溶液中。
- 如請求項8所述之形成具有低介電常數防焊層的封裝結構之方法,其中該球殼具有複數個孔隙。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201314964A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-04-01 | Lg伊諾特股份有限公司 | 發光裝置封裝件 |
| CN109082249A (zh) * | 2017-06-13 | 2018-12-25 | 三星显示有限公司 | 可热剥离的粘合构件及包括其的显示装置 |
| TW202003662A (zh) * | 2018-05-28 | 2020-01-16 | 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 | 樹脂組成物、預浸體、覆金屬箔疊層板、樹脂複合片、及印刷配線板 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1103855A1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-05-30 | Nitto Denko Corporation | Photosensitive resin composition, porous resin, circuit board, and wireless suspension board |
| JP4896309B2 (ja) * | 2001-07-13 | 2012-03-14 | 日東電工株式会社 | 多孔質ポリイミド樹脂の製造方法 |
| US6632511B2 (en) * | 2001-11-09 | 2003-10-14 | Polyclad Laminates, Inc. | Manufacture of prepregs and laminates with relatively low dielectric constant for printed circuit boards |
| WO2013085542A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Intel Corporation | Reducing dielectric loss in solder masks |
| US20140124254A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | Nvidia Corporation | Non-solder mask defined copper pad and embedded copper pad to reduce packaging system height |
| CN113491009B (zh) * | 2019-03-11 | 2025-08-26 | 积水化学工业株式会社 | 涂层剂、以及使用该涂层剂制造模块的制造方法 |
-
2021
- 2021-01-25 TW TW110102738A patent/TWI768680B/zh active
- 2021-03-11 US US17/198,287 patent/US20220240367A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW201314964A (zh) * | 2011-09-15 | 2013-04-01 | Lg伊諾特股份有限公司 | 發光裝置封裝件 |
| CN109082249A (zh) * | 2017-06-13 | 2018-12-25 | 三星显示有限公司 | 可热剥离的粘合构件及包括其的显示装置 |
| TW202003662A (zh) * | 2018-05-28 | 2020-01-16 | 日商三菱瓦斯化學股份有限公司 | 樹脂組成物、預浸體、覆金屬箔疊層板、樹脂複合片、及印刷配線板 |
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