压合封装基板结构及其制作方法与流程

1.本技术涉及半导体封装技术领域，尤其涉及压合封装基板结构及其制作方法。


背景技术：

2.随着电子技术的日益发展，电子产品的性能要求越来越高，导致电子元件及线路板基板线路越来越复杂；同时电子产品尺寸要求越来越小，越来越薄。从而使得电子元件及线路板基板线路集成化、小型化、多功能化是必然趋势。这就要求作为元器件载体的线路板有更小的线宽、线距以及导通孔/柱；同时高频信号的传输以及对传输信号完整度的要求对电路板的线路阻抗设计提出了更高的要求，对应的线路图形应该有更小的侧蚀、更少的缺陷、更好的完整度。
3.现有技术中，进行层压时，通常是在导通柱上堆叠一定厚度的绝缘层材料后进行层压，还需要对层压后形成的绝缘层进行研磨，以暴露出连接上下线路层的导通柱并对绝缘层的厚度进行控制。如果使用诸如abf膜或rcf膜这样的纯树脂膜作为绝缘层，由于没有玻纤布支撑容易出现断裂，还会导致压合后绝缘层的厚度控制能力变差，而使用含有玻纤布的pp半固化片作为绝缘层则会导致填充能力偏低，且使减薄后绝缘层的表面粗糙度偏大以及导致玻纤布外露。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提出一种压合封装基板结构及其制作方法。
5.基于上述目的，本技术提供了一种压合封装基板结构的制作方法，包括以下步骤：
6.(a)准备临时承载板；
7.(b)在所述临时承载板表面形成第一导通柱；
8.(c)形成具有第一开窗的第一绝缘层，其中所述第一绝缘层具有玻纤布；
9.(d)在所述第一导通柱上层压第一绝缘层，使得所述第一导通柱穿过所述第一开窗嵌埋在所述第一绝缘层中；
10.(e)在所述第一绝缘层的上表面形成第二导通柱和第一线路层，其中所述第二导通柱与所述第一导通柱导电连通；
11.(f)在所述第一线路层和所述第二导通柱上层压具有第二开窗的第二绝缘层，使得所述第二导通柱穿过所述第二开窗嵌埋在所述第二绝缘层中，其中所述第二绝缘层具有玻纤布；
12.(g)在所述第二绝缘层的上表面形成第二线路层，其中所述第二线路层与所述第一线路层通过所述第二导通柱电连接；
13.(h)移除所述临时承载板，在所述第一绝缘层的下表面形成第三线路层，其中所述第三线路层与所述第一线路层通过所述第一导通柱电连接。
14.本技术实施例还提供一种压合封装基板结构，包括：具有第一开窗的第一绝缘层，嵌埋在所述第一开窗内的第一导通柱，在所述第一绝缘层上的具有第二开窗的第二绝缘
层，嵌埋在所述第二绝缘层中的第一线路层和嵌埋在所述第二开窗中的第二导通柱，在所述第二绝缘层上的第二线路层，以及在所述第一绝缘层下方的第三线路层；
15.其中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层具有玻纤布，所述第一线路层与所述第三线路层通过第一导通柱电连接，所述第一线路层与所述第二线路层通过第二导通柱电连接。
16.由此可见，本技术实施例提供的压合封装基板结构及其制备方法，通过预先在具有玻纤布的绝缘层内形成与导通柱相对应的开窗，使得导通柱经由开窗穿过绝缘层，从而防止层压时导通柱强行穿过绝缘层导致的不均匀，防止玻纤布外露并降低减薄后绝缘层的表面粗糙度，提高封装稳定性，提高良率。进一步地，通过将含玻纤布的介质层和不含玻纤布的纯树脂层预压形成绝缘层，既能提高绝缘层层压后的厚度控制能力，又能提高绝缘层的填充能力，同时防止减薄后绝缘层的表面粗糙度偏大以及玻纤布外露。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为现有技术中的层压结构的截面结构示意图；
19.图2为现有技术中的层压结构的又一截面结构示意图；
20.图3为本技术实施例的压合封装基板结构的截面示意图；
21.图4为本技术实施例的压合封装基板结构的又一截面示意图；
22.图5a～图5n为图3和图4的压合封装基板结构的制作方法的各步骤中间结构的截面示意图。
具体实施方式
23.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。
24.需要说明的是，除非另外定义，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
25.图1～图2示出了现有技术中的层压结构的截面结构示意图。
26.如图1所示，在进行层压时，将绝缘层材料压合至突起的导通柱之间，再进行减薄等处理以暴露出导通柱。如图2所示，当使用常规的含玻纤布的pp半固化片作为绝缘层时，会导致绝缘层中的玻纤布被顶至绝缘层的上部，经过后续减薄处理后容易暴露或者断裂，
且会导致绝缘层的厚度不均匀，并且对于导通柱侧部的填充性能不足等，进而影响压合封装基板结构的稳定性和可靠性。
27.图3示出了本技术实施例的压合封装基板结构的截面示意图。
28.如图3所示，本技术实施例提供的压合封装基板结构，可以包括：具有第一开窗的第一绝缘层110，嵌埋在第一开窗内的第一导通柱120，在第一绝缘层110上的具有第二开窗的第二绝缘层160，嵌埋在第二绝缘层160中的第一线路层140和嵌埋在第二开窗中的第二导通柱150，在第二绝缘层160上的第二线路层170，以及在第一绝缘层110下方的第三线路层130，其中第一绝缘层110具有玻纤布111，第二绝缘层160具有玻纤布161。第一线路层140与第三线路层130通过第一导通柱120电连接，第一线路层140与第二线路层170通过第二导通柱150电连接。
29.在一些实施例中，第一绝缘层110由第一介质层与第二介质层压合而成，所述第二介质层靠近第三线路层130。第一介质层可以为pp半固化片，在其中部具有玻纤布。第二介质层为不含玻纤布的纯树脂层。这样压合后所得的第一绝缘层110中的玻纤布结构靠近第一绝缘层110的下表面，纯树脂层靠近第一线路层140，pp半固化片靠近所述第三线路层130，这样可以进一步提高第一绝缘层110厚度的均匀性。
30.在一些实施例中，第二介质层的材质可以是薄膜型纯树脂层，如abf膜或rcf膜。
31.在一些实施例中，第二绝缘层160与第一绝缘层110具有相同的结构。也即，第二绝缘层160具有对应于第二导通柱150的第二开窗，并且第二绝缘层160具有玻纤布161。
32.在一些实施例中，第二绝缘层160由第三介质层与第四介质层压合而成，第四介质层靠近第一线路层140。其中，第三介质层的中部具有玻纤布，压合后玻纤布靠近第二绝缘层160的下表面。第三介质层的材料与结构可以与第一介质层相同，第四介质层的材料与结构可以与第二介质层相同，此处不再赘述。
33.在一些实施例中，第一线路层140的表面被第一绝缘层110的玻纤布111所覆盖。
34.在一些实施例中，第一导通柱120和第二导通柱150可以设置为多个，可以为金属导通柱，例如可以为铜柱。在第一绝缘层110的下表面可以施加第一金属种子层131；在第一绝缘层110的上表面可以施加第二金属种子层141。在一些实施例中，在第二绝缘层160的上表面可以施加第三金属种子层171。
35.在一些实施例中，如图4所示，还可以包括设置在第二线路层170上表面的第一阻焊层181和设置在第三线路层130下表面的第二阻焊层182。通过第一阻焊层181和第二阻焊层182可以使压合封装基板结构具有绝缘性。第一阻焊层181对应第二线路层170的位置可以设置有焊盘(图未示)，用于电性连接或测试。第二阻焊层182对应第三线路层130的位置可以设置有焊盘，用于电性连接或测试。
36.在一些实施例中，还可以包括保护层(图未示)，设置在焊盘的上表面。通过设置保护层可以防止焊盘氧化，增强基板的可靠性，保护层材料包括镍钯金、镍金、锡、银等化学稳定的金属或者机保焊膜。
37.参照图5a～图5n，示出了图3和图4的压合封装基板结构的制作方法。
38.压合封装基板结构的制作方法包括如下步骤：准备临时承载板10-步骤(a)，如图5a所示。通常，临时承载板可以为具有可分离铜箔层的芯板，这样便于后续移除临时承载板。临时承载板具体可以包括核心层101和第一金属层102、第二金属层103、蚀刻阻挡层104
和第一金属种子层131等。其中，第一金属层102和第二金属层103通常为金属铜层，两者之间可以通过物理方式结合，可进行分离。蚀刻阻挡层104可以对最终制备得到的压合封装基板的线路和铜柱进行保护，防止过度蚀刻等造成的线路和铜柱等的损伤。通常，蚀刻阻挡层的材质可以为金属镍。通常，第一金属种子层131的材质可以为铜，厚度可以为1-3um，以作为后续电镀的导通基础。
39.接着，在所述临时承载板表面形成第一导通柱120-步骤(b)，如图5b所示。通常，该步骤可以包括以下子步骤：
40.在所述临时承载板的第一金属种子层131表面施加光阻材料。通常可以通过贴膜或者涂覆的方式来施加光阻材料。
41.对光阻材料进行处理，制作第一导通柱120图形，形成第一光阻层191，如图5c所示。通常可以通过曝光和显影的方式来形成第一导通柱开窗1911，制作第一导通柱图形。
42.在所述第一导通柱开窗1911内形成第一导通柱120。通常可以采用电镀的方式形成第一导通柱120。第一导通柱120的材质可以为铜，也即为第一导通铜柱。第一导通铜柱的厚度可以根据实际需求定义，通常可以低于第一光阻层191厚度，以便于第一导通柱120的制作。第一导通柱120可以设置为一个或多个，通常可以设置为多个。
43.移除第一光阻层191，得到图5b所示结构。通常可以通过撕除或者蚀刻等方式去除第一光阻层191。
44.然后，形成具有第一开窗112的第一绝缘层110，第一开窗112与第一导通柱120相对应适配-步骤(c)，如图5d所示。通常，第一绝缘层110具有增强结构，例如玻纤布111等，以使最终制备得到的压合封装基板结构具有足够的支撑强度，避免在压合封装基板制备过程中，在移除承载板之后导致绝缘层开裂等。通常，该步骤可以包括以下子步骤：
45.准备第一介质层113和第二介质层114，如图5e。第一介质层113的材料可以为pp半固化片，其中具有玻纤布111。通常，玻纤布可以位于半固化片的中部，以使半固化片具有更好的强度。第二介质层114的材料可以为纯树脂层，例如abf膜或rcf膜等。纯树脂层的上表面和下表面可以分别具有第一离型膜115和第二离型膜116。
46.除去第二介质层114靠近第一介质层113一面的第二离型膜116，并在第一介质层113远离第二介质层114的一面施加第三离型膜117，在第一介质层113的表面预压所述第二介质层114，以使所述玻纤布111靠近第一绝缘层110的下表面，如图5f。预压时可以在传统的压机或真空贴膜机或快压机等设备上加工完成。预压后玻纤布111靠近第一绝缘层110的下表面设置，这样，可以避免后续对第一绝缘层110进行减薄时对玻纤布的损害等。
47.在对应第一导通柱120的位置进行开窗，形成第一开窗112，得到第一绝缘层110，如图5d所示。在开窗之前可先移除第一离型膜115和第三离型膜117。这样，通过在第一绝缘层110上预先形成第一开窗112，可以避免后续直接将第一绝缘层110层压至第一导通柱120时，由于第一导通柱120直接冲击第一绝缘层110，导致如图2所示的将玻纤布顶至绝缘层(例如第一绝缘层110)的上部导致的绝缘层(例如第一绝缘层110)性能降低，并且能够避免后续减薄处理时造成玻纤布的断裂和外露等，以及避免绝缘层(例如第一绝缘层110)的厚度不均匀等问题，提高绝缘层(例如第一绝缘层110)的支撑强度，便于后续制备导通柱和线路层，提高基板可靠性，进而提高压合封装基板结构的整体良率等。
48.在一些实施例中，第一绝缘层110的高度大于第一导通柱120的高度，这样有利于
控制第一绝缘层110与第一导通柱120上表面的齐平。例如可以便于后期通过减薄处理等来使得第一导通柱120与第一绝缘层110的上表面齐平以暴露出第一导通柱120的上表面。
49.接着，在第一导通柱120上层压第一绝缘层110-步骤(d)，如图5g。通常，该步骤包括以下子步骤：
50.在第一导通柱120上层压通过在第一介质层113的表面预压第二介质层114形成的第一绝缘层110。
51.对第一绝缘层110进行减薄处理，以使第一绝缘层110的上表面与第一导通柱120的上表面齐平以暴露出第一导通柱120的上表面。由于第一导通柱120穿过第一绝缘层110中的第一开窗112，不会顶起玻纤布，因而不会导致玻纤布外露，也不会导致第一绝缘层110不均匀并降低第一绝缘层110在减薄后的表面粗糙度，同时能够避免减薄对第一导通柱120表面造成的破坏。
52.然后，在第一绝缘层110的上表面形成第二导通柱150和第一线路层140-步骤(e),如图5h。通常该步骤可以包括以下子步骤：
53.在第一绝缘层110表面制作第二金属种子层141。通常第二金属种子层141可以为金属铜层，可以通过化铜或者溅射铜的方式来形成金属铜层。
54.在第二金属种子层141的表面制作第二光阻层192。可以通过贴膜或者涂覆的方式施加光阻材料；并对光阻材料进行曝光+显影，制作第一线路层图案1921和第二导通柱图案1922，形成第二光阻层192，如图5i。
55.在第二导通柱图案1922和第一线路层图案1921内分别形成第二导通柱150和第一线路层140，并去除第二光阻层192，如图5i。其中，第一线路层140可以通过电镀形成，且其厚度可以根据实际需求定义，通常低于第二光阻层192厚度。通常可以选择退膜方式去除第二光阻层192。其中，第二导通柱150可以通过单独进行曝光+显影+电镀+退膜等工序形成。
56.接着，形成第二绝缘层160。第二绝缘层160与第一绝缘层110的制备方法可以相同。在第二绝缘层160上可以具有与第二导通柱150对应的第二开窗，以进一步提高压合封装基板结构的整体性能。可以理解的是，第二绝缘层160的制备可以包括以下子步骤：
57.准备第三介质层和第四介质层，第三介质层的中部具有玻纤布161；其中，第三介质层和第四介质层的材料可以与第一介质层113和第二介质层114的材料相同，此处不再赘述。
58.在第三介质层的表面预压第四介质层，以使玻纤布161靠近第二绝缘层160的下表面。
59.在对应第二导通柱150的位置进行开窗，形成第二开窗。
60.然后，在第一线路层140和第二导通柱150的上表面层压第二绝缘层160-步骤(f),如图5j。
61.对第二绝缘层160进行减薄处理，以使第二绝缘层160的上表面与第二导通柱150的上表面齐平以暴露出第二导通柱150的上表面。由于第二导通柱150穿过第二绝缘层160中的第二开窗，不会顶起玻纤布，因而不会导致玻纤布外露，也不会导致第二绝缘层160不均匀并降低第二绝缘层160在减薄后的表面粗糙度，同时能够避免减薄对第二导通柱150表面造成的破坏。
62.接着，在第二绝缘层160的上表面施加第三光阻层193，在第三光阻层193形成第二
线路层图案1931，在第二线路层图案1931内形成第二线路层170，并移除第三光阻层193-步骤(g)，如图5k所示。其中，第二线路层170与第一线路层140通过第二导通柱150电连接；通常该步骤可以包括以下子步骤：
63.在第二绝缘层160表面制作第三金属种子层171。通常第三金属种子层171可以为金属铜层，可以通过化铜或者溅射铜的方式来形成金属铜层。
64.在第三金属种子层171的表面制作第三光阻层193。可以通过贴膜或者涂覆的方式施加光阻材料；并对光阻材料进行曝光+显影，制作第二线路层图案1931，形成第三光阻层193,如图5k。
65.在第二线路层图案1931内形成第二线路层170，并去除第三光阻层193，如图5l。其中，第二线路层170可以通过电镀形成，且其厚度可以根据实际需求定义，通常低于第三光阻层193厚度。通常可以选择退膜方式等去除第三光阻层193，如图5k。
66.然后，去除临时承载板，如图5m所示。通常该步骤可以包括如下子步骤：
67.将第一金属层和第二金属层进行分离，将承载板与基板进行分板。通常可以采用撕除的方式使第一金属层和第二金属层进行分离。
68.去除承载板下表面的第一金属层，通常采用蚀刻的方式去除第一金属层。
69.去除蚀刻阻挡层，通常采用特定药水蚀刻的方式,例如可以采用蚀刻镍药水。
70.接着，在第一绝缘层110的下表面形成第三线路层130-步骤(h)。其中，第三线路层130与第一线路层140通过第一导通柱120电连接。通常，该步骤可以包括如下子步骤：
71.在第一金属种子层131的表面制作第四光阻层194。可以通过贴膜或者涂覆的方式施加光阻材料；并对光阻材料进行曝光+显影，制作第三线路层图案1941，形成第四光阻层194，如图5n。
72.在第三线路层图案1941内形成第三线路层130，并去除第四光阻层194，如图3。其中，第三线路层130可以通过电镀形成，且其厚度可以根据实际需求定义，通常低于第四光阻层194厚度。通常可以选择退膜方式等去除第四光阻层194。
73.然后，还可以分别在第三线路层130和第二线路层170的表面形成第一阻焊层181和第二阻焊层182，如图4所示。通过第一阻焊层181和第二阻焊层182可以使压合封装基板结构具有绝缘性。第一阻焊层181对应第二线路层170的位置可以设置有焊盘(图未示)，用于电性连接或测试。第二阻焊层182对应第三线路层130的位置可以设置有焊盘(图未示)，用于电性连接或测试。
74.接着，还可以分别在第一阻焊层181和第二阻焊层182的表面形成保护层(图未示)，具体可以设置在焊盘的上表面。通过设置保护层可以防止焊盘氧化，增强基板的可靠性，保护层材料包括镍钯金、镍金、锡、银等化学稳定的金属或者机保焊膜。
75.本技术实施例提供的压合封装基板结构及其制作方法，通过将常规的pp半固化片和纯树脂膜(abf或rcf)进行预压后再对应铜柱位置开窗进行压合制作绝缘层，可以改善绝缘层的厚度均匀性和填充能力以及使得绝缘层的表面粗糙度更小利于精细线路的制作，还可以防止玻纤布外露，使压合后绝缘层的厚度控制更好，绝缘层填充能力更强。
76.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本技术的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如
上所述的本技术实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
77.另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本技术实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本技术实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本技术实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本技术的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本技术实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
78.尽管已经结合了本技术的具体实施例对本技术进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。
79.本技术实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。