本發(fā)明大體上涉及一種包含通孔結(jié)構(gòu)的封裝襯底及其制造方法。更確切來說，本發(fā)明涉及一種包含尺寸減小的通孔連接盤結(jié)構(gòu)的封裝襯底。

背景技術(shù)：

持續(xù)存在對例如移動電話及可穿戴式電子件等電子產(chǎn)品的小型化、重量減少、性能改良、可靠度改良及成本降低的需求。因此，電路的復(fù)雜度及對緊密性及小型化的需要已增加。

除了對上文所描述的電子產(chǎn)品的需求以外，對電子產(chǎn)品中的封裝襯底的需求還包含對增加的數(shù)目個(gè)輸入/輸出信號的需求。為了容納大量輸入/輸出信號，可對于鄰接半導(dǎo)體裝置或襯底實(shí)施高密度互連件間距。然而，基底襯底還可包含用于將半導(dǎo)體裝置封裝的輸入/輸出信號連接到系統(tǒng)襯底(例如，印刷電路板，半導(dǎo)體裝置封裝襯底安裝到所述印刷電路板上)的較低密度互連件間距。滿足基底襯底中的較高及較低密度互連件間距兩者的要求可能是困難的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一些實(shí)施例中，一種封裝襯底包含：電介質(zhì)層；導(dǎo)電通孔，其安置于所述電介質(zhì)層中；以及導(dǎo)電圖案層，其從所述電介質(zhì)層的第一表面暴露。所述導(dǎo)電圖案層包含跡線及通孔連接盤，所述通孔連接盤延伸到所述導(dǎo)電通孔中，且所述通孔連接盤的周圍部分由所述導(dǎo)電通孔包圍。

在一些實(shí)施例中，一種封裝襯底包含：電介質(zhì)層；導(dǎo)電通孔，其延伸穿過所述電介質(zhì)層；以及導(dǎo)電圖案層，其從所述電介質(zhì)層的第一表面暴露。所述導(dǎo)電圖案層包含跡線及通孔連接盤。所述導(dǎo)電通孔包含凹槽，且所述通孔連接盤嵌入于所述凹槽中。

在一些實(shí)施例中，一種制造封裝襯底的方法包含：形成導(dǎo)電圖案層；提供電介質(zhì)層以覆蓋所述導(dǎo)電圖案層；以及形成通孔。所述導(dǎo)電圖案層包含跡線及通孔連接盤，且所述通孔連接盤包含底部表面及側(cè)表面。通過移除所述電介質(zhì)層的一部分并暴露所述通孔連接盤的所述底部表面及所述通孔連接盤的所述側(cè)表面的至少一部分來執(zhí)行形成所述通孔。所述方法進(jìn)一步包含將導(dǎo)電材料施加到所述通孔中以形成覆蓋所述通孔連接盤的導(dǎo)電通孔。

附圖說明

圖1說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝襯底的通孔結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖2說明圖1中所展示的封裝襯底的通孔結(jié)構(gòu)的橫截面圖；

圖3說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝襯底的通孔結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖4說明圖3中所展示的封裝襯底的通孔結(jié)構(gòu)的橫截面圖；

圖5a、圖5b、圖5c及圖5d說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法；

圖6a、圖6b、圖6c及圖6d說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的方法；

圖7說明通孔結(jié)構(gòu)的重疊橫截面圖；且

圖8說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有封裝襯底的半導(dǎo)體裝置封裝的橫截面圖。

貫穿圖式和具體實(shí)施方式使用共同參考數(shù)字以指示相同或類似元件。本發(fā)明將從以下結(jié)合附圖的具體實(shí)施方式而更顯而易見。

具體實(shí)施方式

可使用通孔來提供雙側(cè)封裝襯底的不同側(cè)上的層之間或多層封裝襯底的層之間的互連(例如，電互連)?？砂走B接盤以提供通孔與層之間的穩(wěn)定電連接。

通孔連接盤尺寸(例如，直徑)通常大于對應(yīng)通孔的尺寸(例如，直徑)，此可限制封裝襯底上的跡線布局，這是因?yàn)橥走B接盤占據(jù)本可由跡線占據(jù)的空間。為了保留通孔連接盤同時(shí)增加用于跡線布線的空間，本發(fā)明在一個(gè)方面中涉及具有尺寸減小的通孔連接盤結(jié)構(gòu)的封裝襯底。

此外，根據(jù)本發(fā)明的通孔連接盤可用于在于電介質(zhì)層中形成通孔時(shí)的激光切除期間保護(hù)通孔連接盤下方的金屬層，且在無通孔連接盤的情況下，可由引導(dǎo)于金屬層上的激光能量引起金屬層的損傷。后續(xù)工藝階段中所使用的化學(xué)品可進(jìn)入受損金屬層且致使金屬層剝落或彼此剝離。因此，通孔連接盤在制造期間為金屬層提供保護(hù)?？紤]形成通孔的制造容差(例如，為形成通孔時(shí)的激光容差作準(zhǔn)備)而設(shè)計(jì)通孔連接盤的尺寸。通孔連接盤還可用作激光穿透的終止標(biāo)記。

圖1說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝襯底10的通孔結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖1展示封裝襯底10的一部分，所述部分可在一或多個(gè)方向上(例如，沿平行于含有圖1的圖紙的平面)進(jìn)一步延伸。圖2說明橫跨圖1的線aa'的封裝襯底10的橫截面圖。參考圖1及2，封裝襯底10包含電介質(zhì)層11、導(dǎo)電通孔12、導(dǎo)電圖案層13、導(dǎo)電圖案層16及阻焊層17。

封裝襯底10可為將許多芯片或裸片安裝于其上的支撐襯底(例如，核心襯底)。電介質(zhì)層11可為或可包含(例如)單晶硅、多晶硅、非晶硅、其他合適材料或其組合。對于另一實(shí)例，電介質(zhì)層11可為或可包含由預(yù)浸復(fù)合纖維制成的薄片。

導(dǎo)電通孔12及導(dǎo)電圖案層13可為或可包含銅、鋁、金、另一金屬、金屬合金、另一合適導(dǎo)電材料或其組合。

電介質(zhì)層11包含第一表面111及第二表面112。導(dǎo)電圖案層13從電介質(zhì)層11的第一表面111暴露，且不從電介質(zhì)層11的第一表面111伸出(例如，導(dǎo)電圖案層13大體上與電介質(zhì)層11的第一表面111共面或從電介質(zhì)層11的第一表面111凹入)。導(dǎo)電圖案層13包含跡線14及通孔連接盤15，通孔連接盤15包含通孔連接盤15a及15b。通孔連接盤15為導(dǎo)電圖案層13的與導(dǎo)電通孔12接觸的部分。每一通孔連接盤15延伸到對應(yīng)導(dǎo)電通孔12的凹槽122中(嵌入于凹槽122中)，且通孔連接盤15的周圍部分由導(dǎo)電通孔12包圍(例如，導(dǎo)電通孔12圍繞通孔連接盤15的圓周接觸通孔連接盤15的側(cè)向表面)。導(dǎo)電通孔12從電介質(zhì)層11的第一表面111凹入。

導(dǎo)電通孔12在通孔連接盤15的底部表面處的側(cè)向尺寸w1(例如，直徑或?qū)挾?(展示于圖2中且由圖1中的虛線圓121指示)大于通孔連接盤15的側(cè)向尺寸w2，以沿凹槽122的側(cè)壁提供通孔連接盤15與導(dǎo)電通孔12之間的粘著。另外，因?yàn)橥走B接盤15的頂部表面處的側(cè)向尺寸w2小于導(dǎo)電通孔12的側(cè)向尺寸w1，所以與在導(dǎo)電通孔12暴露于第一表面111處的情況下導(dǎo)電通孔12將占據(jù)的空間相比，通孔連接盤15在電介質(zhì)層11的第一表面111上占據(jù)更少空間。

導(dǎo)電圖案層16安置于電介質(zhì)層11的第二表面112上。在一或多個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電通孔12與導(dǎo)電圖案層16為一體結(jié)構(gòu)(例如，在同一工藝階段形成)。

通孔連接盤15可為任何形狀。舉例來說，如圖1中所說明，通孔連接盤15可為矩形/正方形通孔連接盤15a，或橢圓形/圓形通孔連接盤15b。通孔連接盤15可為跡線14的一部分。通孔連接盤15可用作接合墊以用于附接于封裝襯底10上的組件之間的連接或用于襯底之間的互連。通孔連接盤15的從電介質(zhì)層11的第一表面111暴露的部分的側(cè)向尺寸w2小于或等于貫穿導(dǎo)電通孔12的高度的導(dǎo)電通孔12的側(cè)向尺寸(例如，直徑)。在一或多個(gè)實(shí)施例中，通孔連接盤15的部分的尺寸w2可為約7微米(μm)，例如小于約8μm，小于約9μm，或小于約10μm。尺寸減小的通孔連接盤15允許跡線14密度的增加(例如，增加封裝襯底10的電路密度)、封裝襯底10的大小的減小、較寬跡線14或跡線14布線規(guī)則的放寬。

圖3說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的封裝襯底20的通孔結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3展示封裝襯底20的一部分，所述部分可在一或多個(gè)方向上(例如，沿平行于含有圖3的圖紙的平面)進(jìn)一步延伸。圖4說明橫跨圖3的線bb'的封裝襯底20的橫截面圖。類似于圖1及2，圖3及4的封裝襯底20包含電介質(zhì)層11、導(dǎo)電圖案層13、導(dǎo)電圖案層16及阻焊層17，其中導(dǎo)電圖案層13包含跡線14及通孔連接盤15，且每一通孔連接盤15延伸到對應(yīng)導(dǎo)電通孔12中。然而，在圖3及4中所說明的實(shí)施例中，導(dǎo)電通孔12從電介質(zhì)層11的第一表面111暴露，且導(dǎo)電通孔12在第一表面111處的側(cè)向尺寸w3(展示于圖4中且由圖3中的圓121a指示)大于通孔連接盤15在第一表面111處的側(cè)向尺寸w4。在此實(shí)施例中，通孔連接盤15不從凹槽122伸出且不接觸電介質(zhì)層11。在此實(shí)施例中，可改良通孔連接盤15與導(dǎo)電通孔12之間的電接觸；然而，歸因于導(dǎo)電通孔12在電介質(zhì)層11的表面111處暴露，電介質(zhì)層11的第一表面111上的可用空間(例如，用于跡線14布線的空間)可減小。

圖5a到5d說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法。

參考圖5a，提供載體50。金屬層51形成于載體50上。金屬層52形成于金屬層51上，金屬層52的厚度小于金屬層51的厚度。隨后(例如)通過電鍍技術(shù)將導(dǎo)電圖案層13形成于金屬層52上。導(dǎo)電圖案層13包含跡線14及通孔連接盤15。通孔連接盤15中的每一者包含底部表面152及側(cè)表面153。在一或多個(gè)實(shí)施例中，金屬層51為約18μm(例如，約17μm到約19μm)厚的銅箔。在一或多個(gè)實(shí)施例中，金屬層52為約3μm(例如，約2μm到約4μm)厚的銅箔。在一或多個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電圖案層13的部分為約20μm(例如，約19μm到約21μm)厚；且通孔連接盤15為約20μm厚或更薄，例如小于約21μm，小于約19μm，或小于約18μm。通孔連接盤15的厚度可部分地取決于通孔連接盤15的寬度或直徑。

參考圖5b，電介質(zhì)層11堆疊或?qū)訅河诮饘賹?2上以覆蓋導(dǎo)電圖案層13。

參考圖5c，通過移除電介質(zhì)層11的一部分以暴露每一通孔連接盤15的底部表面152且暴露每一通孔連接盤15的側(cè)表面153的一部分來形成通孔53。在此實(shí)施例中，不暴露金屬層51及52。通孔53的直徑及體積相對小于在移除足量的電介質(zhì)層11以暴露金屬層52或金屬層51的情況下的直徑及體積。因此，將填充通孔53的材料的體積相對減少，且由通過電鍍填充通孔53引起的凹陷也可減少。此外，因?yàn)殡娊橘|(zhì)層11的一部分保持在金屬層52上方，所以可避免金屬層52的損傷，且防止化學(xué)品(例如，電鍍液體)滲透到金屬層51與52之間的界面中，此滲透可導(dǎo)致金屬層51及52的剝離。

激光束的對齊準(zhǔn)確度為(例如)±15μm，使得可在通孔連接盤15的周邊上的任一點(diǎn)處移除超出通孔連接盤15周邊的多達(dá)約15μm的電介質(zhì)層11。因此，對于±15μm對齊準(zhǔn)確度，通孔53在通孔連接盤15的底部表面152處的橫截面尺寸(例如，直徑)可為通孔連接盤15的尺寸(例如，直徑)加30μm。如上文所論述，通孔連接盤15的尺寸(例如，直徑)可小到約7μm；因此，通孔53在通孔連接盤15的底部表面152處的尺寸(例如，直徑)可為約37μm或更小。借助于比較，常規(guī)通孔的直徑可為約40μm到約60μm。因此，通孔53為尺寸減小的通孔。

參考圖5d，導(dǎo)電材料(例如，銅、鋁、金、另一適合的金屬或合金或其組合)被電鍍或以其它方式安置于通孔53中的一或多個(gè)層中以在通孔連接盤15上方形成導(dǎo)電通孔12。導(dǎo)電通孔12為尺寸減小的通孔。導(dǎo)電圖案層16可與導(dǎo)電通孔12同時(shí)地形成。替代地，可在另一工藝階段形成導(dǎo)電圖案層16。隨后通過剝離來移除金屬層51及載體50以暴露金屬層52，及可通過蝕刻來移除金屬層52以暴露導(dǎo)電圖案層13?？墒褂脠D5a到5d的制造方法來形成如圖1及2中所展示的封裝襯底10。

圖6a到6d說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法。

參考圖6a，提供載體60。金屬層61形成于載體60上。金屬層62形成于金屬層61上，金屬層62的厚度小于金屬層61的厚度。隨后(例如)通過電鍍技術(shù)將導(dǎo)電圖案層13形成于金屬層62上。導(dǎo)電圖案層13包含跡線14及通孔連接盤15。通孔連接盤15中的每一者包含底部表面152及側(cè)表面153。在一或多個(gè)實(shí)施例中，金屬層61為約18μm(例如，約17μm到約19μm)厚的銅箔。在一或多個(gè)實(shí)施例中，金屬層62為約3μm(例如，約2μm到約4μm)厚的銅箔。在一或多個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電圖案層13的部分為約20μm(例如，約19μm到約21μm)厚；且通孔連接盤15為約20μm厚或更薄，例如小于約21μm，小于約19μm，或小于約18μm。通孔連接盤15的厚度可部分地取決于通孔連接盤15的寬度或直徑。

參考圖6b，電介質(zhì)層11堆疊或?qū)訅河诮饘賹?2上以覆蓋導(dǎo)電圖案層13。

參考圖6c，通過移除電介質(zhì)層11的一部分以暴露每一通孔連接盤15的底部表面152且暴露每一通孔連接盤15的側(cè)表面153的一部分來形成通孔65。在此實(shí)施例中，還暴露金屬層62的一部分。通過對電介質(zhì)層11提供能量來形成通孔65。舉例來說，可由激光束提供能量。因?yàn)榧す馐淖畲竽芰堪l(fā)生在光束的中心處且能量從光束的中心朝向光束周邊減少，所以激光束的中心可損傷金屬層62。如果金屬層62受損，那么在后續(xù)制造階段期間使用的化學(xué)品可滲入到金屬層61與62之間的間隙中，且金屬層61與62可剝離。然而，因?yàn)橥走B接盤15在通孔65的中心處，所以通孔連接盤15可防止金屬層62受激光束的中心處的能量損傷。另外，因?yàn)榧す庠谕走B接盤15上停止，所以對激光功率的控制變得較容易。本發(fā)明的通孔連接盤15設(shè)計(jì)因此進(jìn)一步提供在制造期間的經(jīng)改良激光功率控制。

參考圖6d，導(dǎo)電材料(例如，銅、鋁、金、另一適合的金屬或合金或其組合)被電鍍或以其它方式安置于通孔65中的一或多個(gè)層中以在通孔連接盤15上方形成導(dǎo)電通孔12。導(dǎo)電圖案層16可與導(dǎo)電通孔12同時(shí)地形成。替代地，可在另一工藝階段形成導(dǎo)電圖案層16。隨后通過剝離來移除金屬層61及載體60以暴露金屬層62，及可通過蝕刻來移除金屬層62以暴露導(dǎo)電圖案層13。圖6a到6d的制造方法可用于形成如圖3及4中所展示的封裝襯底20。

圖7為了對照說明疊置于導(dǎo)電通孔722的橫截面圖上的導(dǎo)電通孔721的橫截面圖，導(dǎo)電通孔721類似于圖1及2的導(dǎo)電通孔12，導(dǎo)電通孔722類似于圖3及4的導(dǎo)電通孔12。導(dǎo)電通孔721提供高于導(dǎo)電通孔722的電路密度，這是因?yàn)閷?dǎo)電通孔721的直徑相對小于導(dǎo)電通孔722的直徑。因此，與跡線742(對應(yīng)于圖3及4的跡線14)可相對于導(dǎo)電通孔722所置放相比，跡線741(對應(yīng)于圖1及2的跡線14)可置放成更靠近導(dǎo)電通孔721。因此，包含導(dǎo)電通孔721的通孔連接盤結(jié)構(gòu)為尺寸減小的結(jié)構(gòu)。包含導(dǎo)電通孔722的通孔連接盤結(jié)構(gòu)視需要提供電介質(zhì)層111的表面處的較大連接區(qū)域，同時(shí)提供如關(guān)于圖6a到6d描述的經(jīng)改良制造。

圖8說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有封裝襯底的半導(dǎo)體裝置封裝80。半導(dǎo)體裝置封裝80包含半導(dǎo)體裝置81、封裝襯底82、焊球83及包封層84。類似于圖2及4，圖8的封裝襯底82包含電介質(zhì)層11、導(dǎo)電圖案層13、導(dǎo)電圖案層16及阻焊層17，其中導(dǎo)電圖案層13包含跡線14及通孔連接盤15，且每一通孔連接盤15延伸到對應(yīng)導(dǎo)電通孔12中。然而，在圖8中所說明的實(shí)施例中，封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含墊18。半導(dǎo)體裝置81位于封裝襯底82上，且經(jīng)由焊球83電連接到墊18。包封層84形成于封裝襯底82上方，且包封半導(dǎo)體裝置81。包封層84可由例如環(huán)氧模塑料(emc)、聚酰亞胺(pi)、酚醛樹脂或硅酮等包封材料形成。

額外實(shí)施例涉及半導(dǎo)體裝置封裝，所述半導(dǎo)體裝置封裝(例如)包含封裝襯底10或20、連接到封裝襯底10或20的一或多個(gè)半導(dǎo)體裝置(例如，芯片)及安置于封裝襯底10或20上方且覆蓋一或多個(gè)半導(dǎo)體裝置的封裝本體。

如本文中所使用，除非上下文另外明確規(guī)定，否則單數(shù)術(shù)語“一”和“所述”包含多個(gè)參考物。

如本文中所使用，例如“內(nèi)”、“內(nèi)部”、“外”、“外部”、“頂部”、“底部”、“前部”、“后部”、“上部”、“朝上”、“下部”、“朝下”、“垂直”、“垂直地”、“側(cè)向”、“側(cè)向地”、“上方”和“下方”等相對術(shù)語指組件集合相對于彼此的定向；此定向是根據(jù)圖式而非制造或使用期間所要求的定向。

如本文中所使用，術(shù)語“連接”指操作耦合或鏈接。經(jīng)連接組件可(例如)經(jīng)由另一組件集合直接或間接地彼此耦合。

如本文中所使用，術(shù)語“導(dǎo)電”和“電導(dǎo)率”指輸送電流的能力。導(dǎo)電材料通常指示展現(xiàn)對于電流流動的極少或零對抗的材料。電導(dǎo)率的一個(gè)量度為西門子/米(s/m)。通常，導(dǎo)電材料是具有大于大致10⁴s/m，例如至少大致10⁵s/m或至少大致10⁶s/m的電導(dǎo)率的材料。材料的電導(dǎo)率有時(shí)可隨溫度而變化。除非另外指定，否則材料的電導(dǎo)率是在室溫下測量。

如本文中所使用，術(shù)語“大致”、“大體上”及“約”指相當(dāng)大的程度或范圍。當(dāng)結(jié)合事件或情形使用時(shí)，術(shù)語可涵蓋事件或情形精確發(fā)生的情況以及事件或情形緊密近似地發(fā)生的情況，例如在解釋本文中所描述的制造方法的典型容差水平時(shí)。舉例來說，當(dāng)結(jié)合數(shù)值使用時(shí)，術(shù)語可涵蓋小于或等于所述數(shù)值的±10％的變化范圍，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。

如果兩個(gè)表面之間的位移不大于5μm、不大于2μm、不大于1μm或不大于0.5μm，那么可認(rèn)為這兩個(gè)表面共面或大體上共面。

另外，有時(shí)在本文中按范圍格式呈現(xiàn)量、比率及其它數(shù)值。應(yīng)理解，此類范圍格式是用于便利和簡潔起見，且應(yīng)靈活地解釋為包含明確地指定為范圍限制的數(shù)值以及涵蓋在所述范圍內(nèi)的所有個(gè)別數(shù)值或子范圍，如同明確地指定每一數(shù)值和子范圍一般。

雖然已參考本發(fā)明的特定實(shí)施例描述并說明本發(fā)明，但這些描述及說明并非限制性的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可在不脫離如由所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的情況下作出各種改變且取代等效物。所述說明可能未必按比例繪制。歸因于制造工藝和容差，本發(fā)明中的藝術(shù)再現(xiàn)與實(shí)際設(shè)備之間可存在區(qū)別。可存在并未特定說明的本發(fā)明的其它實(shí)施例。本說明書和圖式應(yīng)視為說明性的而非限制性的?？勺鞒鲂薷模允咕唧w情況、材料、物質(zhì)組成、方法或工藝適應(yīng)于本發(fā)明的目標(biāo)、精神和范圍。所有此類修改既定在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。雖然本文中所揭示的方法已參考按特定次序執(zhí)行的特定操作加以描述，但將理解，可在不脫離本發(fā)明的教示的情況下組合、細(xì)分或重新排序這些操作以形成等效方法。因此，除非在本文中特定指示，否則操作的次序和分組并非限制。