同軸金屬柱的制作方法

文檔序號：12160029閱讀：281來源：國知局

本發(fā)明涉及揭露一種同軸金屬柱，特別是設置于芯片封裝的電路板側(PCB side)，適合于電子訊號傳輸時，具有噪聲屏蔽，保持信號傳輸完整性(signal integrity)的同軸金屬柱。

背景技術：

參照圖1，芯片封裝單元電性耦合于外部的系統(tǒng)電路板11。系統(tǒng)電路板11的底表面具有多個金屬墊113；芯片封裝單元具有多個焊球123電性耦合于系統(tǒng)電路板11之金屬墊113。芯片封裝單元包括：一基材12、一介電層122和一芯片13，基材12具有多個上層金屬墊121；介電層122設置于基材12之上表面；芯片13設置于基材12之底部。

圖1所示習知技藝的缺點為噪聲干擾，在更密集的設計，電路與電路愈靠近，噪聲干擾的狀況愈嚴重。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的上述不足，根據(jù)本發(fā)明的實施例，希望提供一種設置于芯片封裝的電路板側(PCB side)，適合于電子訊號傳輸時，具有噪聲屏蔽，保持信號傳輸完整性(signal integrity)的同軸金屬柱,并提供前述同軸金屬柱的制作方法。

根據(jù)實施例，本發(fā)明提供的一種同軸金屬柱，包括軸心金屬柱、介電層和外層金屬層，軸心金屬柱設置于封裝基材的上層金屬墊的上表面；介電層包覆于軸心金屬柱的外側表面；外層金屬層包覆于介電層的外側表面。

根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述同軸金屬柱中，軸心金屬柱底部電性耦合于金屬墊的上表面。

根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述同軸金屬柱中，金屬墊為封裝基材的電路系統(tǒng)的表面鏈接端點。

根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述同軸金屬柱中，電路系統(tǒng)進一步包括第一底部電路重新分配層、上層金屬墊、第二底部電路重新分配層和下層金屬墊，第一底部電路重新分配層設置于同軸金屬柱的底部，埋設于第一介電層中；上層金屬墊設置于第一底部電路重新分配層的上方，具有第一密度，適合將封裝基材電性耦合至外部的系統(tǒng)電路板；第二底部電路重新分配層設置于第一底部電路重新分配層的下方，埋入至第二介電層中；下層金屬墊設置于第二底部電路重新分配層下方，具有第二密度；第二密度高于第一密度，適合于芯片安置用。

根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述同軸金屬柱中，外部的系統(tǒng)電路板包括軸心金屬墊和環(huán)形金屬墊，軸心金屬墊設置于外部的系統(tǒng)電路板上；環(huán)形金屬墊環(huán)繞于軸心金屬墊的外圍，電性獨立于軸心金屬墊；當封裝基材與外部的系統(tǒng)電路板連接時，軸心金屬墊對應連接同軸金屬柱的軸心金屬柱，環(huán)形金屬墊對應連接同軸金屬柱的外層金屬層。

根據(jù)實施例，本發(fā)明提供的一種同軸金屬柱的制作方法，包括如下工藝步驟：

準備封裝基材，表面具有上層介電層，多個上層金屬墊裸露于上方，具有一個密度適于將芯片封裝單元電性耦合至外部的系統(tǒng)電路板；封裝基材具有下層介電層，多個下層金屬墊裸露于下方，適于芯片安置用；

涂布種子層，于上金屬墊的上表面與上層介電層的上表面；

涂布第一光阻層，于種子層的上表面；

圖案化第一光阻層，制作多個第一溝槽；

電鍍金屬(例如銅)于第一溝槽內(nèi)，制作多個金屬柱；

移除第一光阻層；

移除金屬柱與金屬柱之間的種子層；

涂布第二光阻層，于介電層的上表面與金屬柱的上表面；

圖案化第二光阻層，制作多個第二溝槽，第二溝槽環(huán)繞特定的金屬柱；

填充介電材料于第二溝槽內(nèi)，包覆裸露的金屬柱；

移除頂部多余材料，使第二光阻層、介電材料以及金屬柱具有相同的高度；

移除第二光阻層；

涂布第三光阻層；

圖案化第三光阻層，制作多個第三溝槽，第三溝槽環(huán)繞已被介電材料包覆之特定的金屬柱；

無電電鍍金屬材料(例如銅)層，包覆于介電材料的裸露外表面與軸心金屬柱的上表面；

移除第三光阻層；

移除覆蓋于介電材料上表面與軸心金屬柱上表面的金屬材料層。

根據(jù)一個實施例，本發(fā)明前述同軸金屬柱的制作方法中，進一步包括如下工藝步驟：

至少一片芯片電性耦合至下層金屬墊；

底部填充材料填充于芯片與基材之間的空間；

切割得到多個芯片封裝單元。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明使用同軸金屬柱(coaxial metal pillar)作為芯片封裝的電路板側(PCB side)接點，同軸金屬柱應用于電路訊號傳輸時，外層金屬可以隔離噪聲干擾，而保持金屬柱對訊號傳送之完整性。

附圖說明

圖1為習知技藝之橫截面結構示意圖。

圖2A-2C為根據(jù)本發(fā)明實施例之同軸金屬柱的橫截面結構示意圖。

圖3-21為根據(jù)本發(fā)明實施例之同軸金屬柱的制作方法的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例應理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等效變化和修改同樣落入本發(fā)明權利要求所限定的范圍。

本發(fā)明以下實施例以銅(copper)導線制成同軸金屬柱作為范例說明。本發(fā)明以下實施例提供的同軸金屬柱包括軸心銅金屬柱、外層包覆介電層、再包覆外層金屬層于介電層外部；軸心銅金屬柱電性耦合于外部的系統(tǒng)電路板的電路訊號傳輸線。介電層包覆于軸心銅金屬柱之外側表面。第二銅金屬材料層，再包覆于介電層之外側表面，電性耦合至外部的系統(tǒng)電路板的零電位，即是接地(ground)，構成一個同軸金屬柱。

圖2A-2C為本發(fā)明實施例之示意圖。

參照圖2A，系統(tǒng)電路板21具有同軸金屬墊210。同軸金屬墊210設置于系統(tǒng)電路板21之底表面，包括軸心金屬墊211和環(huán)形金屬墊212；其中，環(huán)形金屬墊212環(huán)繞于軸心金屬墊211之外圍。軸心金屬墊211經(jīng)由系統(tǒng)電路板21上的電路(圖中未表示)電性耦合至電子系統(tǒng)之訊號線。環(huán)形金屬墊212經(jīng)由系統(tǒng)電路板21上的電路(圖中未表示)電性耦合至電子系統(tǒng)之接地線。

圖2B為圖2A中同軸金屬墊210之仰視圖。參照圖2B，環(huán)形金屬墊212環(huán)繞于軸心金屬墊211之外圍。環(huán)形金屬墊212具有軸心金屬墊211之訊號遮蔽功能。

圖2C為本發(fā)明之同軸金屬柱之截面結構圖。

參照圖2A，封裝基材22上方為電路板側(PCB side)具有多個上層金屬墊121，提供封裝單元電性耦合至外部系統(tǒng)電路板用。同軸金屬柱310設置于特定的上層金屬墊121之上表面。

同軸金屬柱310包括軸心金屬柱125、介電層225與金屬材料層325。軸心金屬柱125底部電性耦合至特定的上層金屬墊121。介電層225包覆于軸心金屬柱125之外側表面。銅金屬材料層325包覆于介電層225之側表面。

封裝基材22具有第一重新分配電路RDC1埋設于第一介電層D1、D2中。第二重新分配層RDL2具有第二重新分配電路RDC2埋設于第二介電層D3、D4中。上層金屬墊121設置于封裝基材22之上層，電性耦合至第二重新分配電路RDC2。

至少一片芯片13設置于封裝基材22之下方，即是封裝基材22的芯片側(chip side)；芯片13電性耦合至封裝基材22之下層金屬墊221。底部填充材料(underfill)126填充于芯片13與封裝基材22之間的空間。封裝材料(molding compound)127包覆于芯片13之外側周邊。

上層介電層122設置于封裝基材22之上表面，裸露上層金屬墊121之上表面中央?yún)^(qū)域，提供后續(xù)制作金屬柱(metal pillars)之用。

圖3-21為本發(fā)明同軸金屬柱之制作方法

一同軸金屬柱的制作方法，包括：

參照圖3，準備封裝基材22，該封裝基材22，包括：復數(shù)個上層金屬墊121自上層介電層122裸露出來；

參照圖4，涂布種子層(seed layer)123于上層金屬墊121之上表面與介電層122之上表面；

參照圖5，涂布第一光阻層(PR1)于種子層之上表面；