單層無芯基板制造技術

本發明專利技術提供一種電子芯片封裝，其包括與插件的布線層接合的至少一個芯片，所述插件包括布線層和通孔柱層，其中所述通孔柱層被第一介電材料層包圍，所述第一介電材料層包括在聚合物樹脂中的玻璃纖維，其中所述電子芯片封裝還包括包覆所述至少一個芯片、所述布線層和導線的第二介電材料層。本發明專利技術還提供一種制造該電子芯片封裝的方法。

Single layer coreless substrate

The present invention provides an electronic chip package, which comprises at least one chip wiring layer and plug-in bonding, the plugin includes a wiring layer and hole layer, wherein the hole layer is the first layer of dielectric material surrounded by the first layer of dielectric material in polymer resin glass fiber, wherein the electronic chip package also includes coating the at least one chip, the wiring conductor layer and a second layer of dielectric material. The invention also provides a method for manufacturing the encapsulation of the electronic chip.

【技術實現步驟摘要】
單層無芯基板
本專利技術涉及電子芯片封裝及其制造方法。
技術介紹
消費電子產品如計算機和電信裝置包括集成電路芯片。這些電子產品需要IC基板作為芯片封裝部件。IC基板需要具有高平坦度并且具有剛性和抗翹曲性以確保與下方基板的良好接觸。這種支撐結構的一般要求是可靠性以及合適的電氣性能、薄度、剛性、平坦性、散熱性好和有競爭力的單價。已確立的相對廉價并且實現IC電路與外界通訊的常用芯片封裝類型是引線框架。引線框架使用延伸至外殼之外的金屬引線。引線框架技術可追溯到早期的DIP芯片，但其仍廣泛用于許多封裝類型。引線框架用作IC封裝的“骨架”，在管芯組裝為成品的過程中為管芯提供機械支撐。引線框架由管芯附著的管芯焊盤和引線構成，所述引線用作向外電連接至外界的手段。通過引線接合或通過帶式自動鍵合，將管芯經由導線連接至引線。在引線框架與連接導線相連后，使用作為塑料保護材料的模塑料覆蓋管芯或芯片。用于制造更先進多層基板的其它技術包括用于連接介電材料內的焊盤或特征結構的層。提供穿過介電材料的通孔來連接不同層中的特征結構。一種制造這種通孔的方法是鉆填法，其中通常利用激光來鉆孔穿過電介質，然后用導電材料例如銅來填充該孔，由此形成通孔。一種制造通孔的替代方法是利用稱為“圖案鍍覆”的技術在光刻膠形成的圖案中沉積銅或其它金屬。隨后移除光刻膠，并用介電材料層壓直立的通孔柱，所述介電材料優選是用以增強剛性的聚合物浸漬玻璃纖維氈預浸料。在圖案鍍覆中，首先沉積種子層。然后在其上沉積光刻膠層，隨后曝光形成圖案，并且選擇性移除該圖案以制成暴露出種子層的溝槽。通過將銅沉積到光刻膠溝槽中來形成通孔柱。然后移除剩余的光刻膠，蝕刻掉種子層，并在其上及其周圍層壓通常為聚合物浸漬玻璃纖維氈的介電材料，以包圍所述通孔柱。然后，可以使用各種技術和工藝來減薄所述介電材料，將其平坦化并暴露出所述通孔柱頂部以允許通過通孔柱導電連接到底平面或基準面，用于在其上構建下一金屬層。可在其上通過重復該過程來沉積后續的金屬導體層和通孔柱，以構建所需的多層結構。在一個替代但緊密關聯的技術即下文所稱的“面板鍍覆”中，將連續的金屬或合金層沉積到基板上。在其頂部沉積光刻膠層，并在其中顯影出圖案。剝除顯影光刻膠的圖案，選擇性地暴露出其下的金屬，該金屬可隨后被蝕刻掉。未顯影的光刻膠保護其下方的金屬不被蝕刻掉，并留下直立的特征結構和通孔的圖案。剝除未顯影光刻膠后，在所述直立的銅特征結構和/或通孔柱上及周圍層壓介電材料，如聚合物浸漬玻璃纖維氈。通過諸如前述的圖案鍍覆或面板鍍覆方法創建的通孔層通常被稱為“通孔柱”。可以利用類似的技術制造特征層。一種制造高密度互連的靈活技術是構建由介電基質中的金屬通孔或特征結構構成的圖案鍍覆或面板鍍覆的多層結構。所述金屬可以是銅，電介質可以是纖維增強聚合物，通常使用的是具有高玻璃化轉變溫度（Tg）的聚合物，例如聚酰亞胺。這些互連可以是有芯的或無芯的，并可包括用于堆疊元件的空腔。它們可具有奇數或偶數層。實現技術描述在授予Amitec-AdvancedMultilayerInterconnectTechnologiesLtd.的現有專利中。例如，赫爾維茨（Hurwitz）等人的題為“高級多層無芯支撐結構及其制造方法（Advancedmultilayercorelesssupportstructuresandmethodfortheirfabrication）”的美國專利US7,682,972描述了一種制造包括在電介質中的通孔陣列的獨立膜的方法，所述膜用作構建優異的電子支撐結構的前體。該方法包括以下步驟：在包圍犧牲載體的電介質中制造導電通孔膜，和將所述膜與犧牲載體分離以形成獨立的層壓陣列。基于該獨立膜的電子基板可通過將所述層壓陣列減薄和平坦化，隨后端接通孔來形成。該公報通過引用全文并入本文。赫爾維茨（Hurwitz）等人的題為“集成電路支撐結構及其制造方法（integratedcircuitsupportstructuresandtheirfabrication）”的美國專利US7,635,641描述了一種制造電子基板的方法，包括以下步驟：(A)選擇第一基礎層；(B)將蝕刻阻擋層沉積到所述第一基礎層上；(C)形成交替的導電層和絕緣層的第一半堆疊體，所述導電層通過貫穿絕緣層的通孔而互連；(D)將第二基礎層涂覆到所述第一半堆疊體上；(E)將光刻膠保護涂層涂覆到第二基礎層上；(F)蝕刻掉所述第一基礎層；(G)移除所述光刻膠保護涂層；(H)移除所述第一蝕刻阻擋層；(I)形成交替的導電層和絕緣層的第二半堆疊體，導電層通過貫穿絕緣層的通孔而互連；其中所述第二半堆疊體具有與第一半堆疊體基本對稱的構造；(J)將絕緣層涂覆到交替的導電層和絕緣層的所述第二半堆疊體上；(K)移除所述第二基礎層，以及，(L)通過將通孔末端暴露在所述堆疊體的外表面上并對其施加端子來端接基板。該公報通過引用全文并入本文。多層基板能夠實現更高密度的互連并用于甚至更復雜的IC芯片。它們遠比簡單單層引線框架更為昂貴，對于許多電子應用來說，更經濟的引線框架才是適合的。然而，引線框架技術存在許多局限。芯片通過引線接合連接至引線框架，連接導線越長，形成斷路并導致故障的導線斷裂危險就越大。此外，裝在一起的導線越接近，短路的可能性就越大。介電材料內通孔柱的方法適用于多層基板，但通常因太過易損而不用于單層基板中，應當認識到翹曲和彎曲導致接觸不良、不可靠和短路。本專利技術的實施方案解決了這些問題。
技術實現思路
本專利技術的實施方案涉及提供新型芯片封裝解決方案。一種電子芯片封裝包括與插件的布線層接合的至少一個芯片，所述插件包括布線層和通孔柱層，其中所述通孔柱層被介電材料包圍，所述介電材料包括在聚合物樹脂中的玻璃纖維，并且所述芯片和所述布線層嵌入在第二介電材料層中，所述第二介電材料層包覆所述芯片和所述布線層。在一些實施方案中，所述電子芯片封裝還包括在所述通孔柱層的與所述布線層相反側上的金屬犧牲基底。在一些實施方案中，所述通孔柱層中的至少一個通孔柱具有非圓柱形狀，其特征在于X-Y平面內的長尺寸是X-Y平面內的短尺寸的至少3倍長度。在一些實施方案中，所述插件的底面包括被所述介電材料包圍的所述通孔柱的銅端部，使得所述通孔柱的銅端部與該介電材料齊平。在其它實施方案中，所述插件的底面包括被所述介電材料包圍的所述通孔柱的銅端部，使得所述通孔柱的銅端部相對于該介電材料凹陷至多5微米。在其它實施方案中，所述通孔層還包括銅通孔柱和覆蓋遠離所述布線層的所述通孔柱的端部的阻擋金屬層，使得所述插件的底面包括通孔柱端部，所述通孔柱端部包括被介電材料包圍的阻擋金屬，使得所述通孔柱的阻擋金屬端部與該介電材料齊平。通常，所述阻擋金屬層選自鎳、金、錫、鉛、鈀、銀及其組合。在一些實施方案中，所述通孔的阻擋金屬層具有1微米至10微米范圍的厚度。在一些實施方案中，所述至少一個芯片設置為倒裝芯片，其通過凸點陣列接合至所述布線層。在一些這樣的實施方案中，所述第二介電材料層是玻璃纖維增強聚合物。通常，所述至少一個芯片通過引線接合與所述布線層接合，并且所述第二介電材料層是模塑料。任選地，包圍所述通孔柱的第一介電材料層包括第一聚合物樹脂，包圍所述布線層和所述至少一個芯片的所述第二介電材料層本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電子芯片封裝，包括與插件的布線層接合的至少一個芯片，所述插件包括布線層和通孔柱層，其中所述通孔柱層包括嵌入在第一介電材料層中的通孔柱，所述第一介電材料層包括在聚合物樹脂中的玻璃纖維，并且所述芯片和所述布線層嵌入在第二介電材料層中，所述第二介電材料層包覆所述芯片和所述布線層，使得：1)所述插件的底面包括被包圍或嵌入在所述第一介電材料層中的所述通孔柱的銅端部，使得所述通孔柱的銅端部與所述第一介電材料層齊平；或2)所述插件的底面包括被包圍或嵌入在所述第一介電材料層中的所述通孔柱的銅端部，使得所述通孔柱的銅端部相對于所述第一介電材料層凹陷至多5微米。

【技術特征摘要】
2012.12.13 US 13/713,5501.一種電子芯片封裝，包括與插件的布線層接合的至少一個芯片，所述插件包括布線層和通孔柱層，其中所述通孔柱層包括嵌入在第一介電材料層中的通孔柱，所述第一介電材料層包括在聚合物樹脂中的玻璃纖維，并且所述芯片和所述布線層嵌入在第二介電材料層中，所述第二介電材料層包覆所述芯片和所述布線層，使得：1)所述插件的底面包括被包圍或嵌入在所述第一介電材料層中的所述通孔柱的銅端部，使得所述通孔柱的銅端部與所述第一介電材料層齊平；或2)所述插件的底面包括被包圍或嵌入在所述第一介電材料層中的所述通孔柱的銅端部，使得所述通孔柱的銅端部相對于所述第一介電材料層凹陷至多5微米。2.如權利要求1所述的電子芯片封裝，還包括在所述通孔柱層的與所述布線層相反側上的金屬犧牲基底。3.如權利要求1所述的電子芯片封裝，其中所述通孔柱層中的至少一個通孔柱具有非圓柱形狀，其特征在于所述至少一個通孔柱的X-Y平面內的長尺寸是X-Y平面內的短尺寸的至少3倍長度。4.如權利要求1所述的電子芯片封裝，其中所述通孔層還包括銅通孔柱和覆蓋遠離所述布線層的所述通孔柱的端部的阻擋金屬層，使得所述插件的底面包括通孔柱端部，所述通孔柱端部包括被所述第一介電材料層包圍的阻擋金屬層，使得所述通孔柱的端部的阻擋金屬層與所述第一介電材料層齊平。5.如權利要求4所述的電子芯片封裝，其中所述阻擋金屬層選自鎳、金、錫、鉛、鈀、銀及其組合。6.如權利要求5所述的電子芯片封裝，其中所述阻擋金屬層具有1微米至10微米范圍的厚度。7.如權利要求1所述的電子芯片封裝，其中所述至少一個芯片設置為倒裝芯片，其通過凸點陣列接合至所述布線層。8.如權利要求7所述的電子芯片封裝，其中所述第二介電材料層是玻璃纖維增強聚合物。9.如權利要求7所述的電子芯片封裝，其中所述至少一個芯片通過引線接合與所述布線層接合，并且所述第二介電材料層是模塑料。10.如權利要求1所述的電子芯片封裝，其中包圍所述通孔柱的所述第一介電材料層包括第一聚合物樹脂，并且包圍所述布線層和所述至少一個芯片的所述第二介電材料層包括第二聚合物樹脂，其中所述第一聚合物樹脂不同于所述第二聚合物樹脂。11.如權利要求1所述的電子芯片封裝，其中包圍所述通孔柱的所述第一介電材料層包括無機填料。12.如權利要求1所述的電子芯片封裝，其中包圍所述通孔柱的所述第一介電材料層的聚合物樹脂選自聚酰亞胺、環氧樹脂、雙馬來酰亞胺/三嗪樹脂、聚苯醚及其共混物。13.一種制造電子芯片封裝的方法，包括以下步驟：(a)選擇犧牲基板；(b)在所述犧牲基板上沉積蝕刻阻擋層；(c)鍍覆通孔柱層；(d)用第一介電材料層壓所述通孔柱層；(e)減薄和平坦化該第一介電材料層；(f)在所述通孔層上鍍覆布線特征層；(g)連接至少一個芯片；(h)用第二介電材料包覆所述至少一個芯片和布線特征結構；(i)移除所述犧牲基板，和(j)移除所述蝕刻阻擋層。14.如權利要求13所述的方法，其中步驟(g)包括將所述至少一個芯片引線接合至所述布線特征結構，并且步驟(h)包括用模塑料包覆。15.如權利要求13所述的方法，其中步驟(g)包括將所述至少一個芯片利用凸點陣列倒裝芯片接合至所述布線特征結構。16.如權利要求15所述的方法，其中步驟(h)包括用玻璃纖維聚合物預浸料進行包覆。17.如權利要求13所述的方法，其中所述犧牲基板包括可剝離銅基板、離型層和超薄銅箔，并且移除所述犧牲基板的步驟(i)包括剝除所述可剝離銅基板并蝕刻掉剩余的銅箔。18.如權利要求13所述的方法，還包括步驟(k)：通過移除所述蝕刻阻擋層以暴露出堆疊體外表面上的通孔端部并對所述通孔端部施加端子來端接所述基板。19.如權利要求13所述的方法，其中步驟(b)的所述蝕刻阻擋層沉積的厚度為0.1微米至數十微米范圍，并且步驟(b)的所述蝕刻阻擋層：包括選自鉭、鎢、鈦、鈦-鉭合金、鈦-鎢合金、鎳、錫、鉛和錫-鉛合金中的金屬，并且所述沉積包括濺射，或包括選自鎳、錫、鉛和錫/鉛合金中的金屬，并且所述沉積通過選自電鍍和化學鍍的工藝進行。20.如權利要求19所述的方法，其中鍍覆通孔柱層的步驟(c)包括通過以下子步驟來圖案鍍覆所述通孔柱層：敷設光刻膠層；在所述光刻膠層中顯影出通孔圖案；在所述圖案中鍍銅；和剝除所述光刻膠層以留下直立的通孔。21.如權利要求19所述的方法，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：卓爾·赫爾維茨，陳先明，黃士輔，
申請(專利權)人：珠海越亞封裝基板技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44