配線基板的製造方法
2023-10-06 23:09:54 1
專利名稱：配線基板的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種配線基板的製造方法，特別地，本發明涉及其中結合有半導體晶片的一種配線基板。
背景技術：
現在，使用半導體器件(諸如半導體晶片等)的電子裝置的性能日益提高，因此，存在這樣的需求，即以更高密度將半導體晶片安裝在基板上，使安裝有該半導體晶片的基板小型化並減小尺寸。
這樣，已經提出了其中置入半導體晶片的基板，即所謂的晶片內置式配線基板(例如參見JP-A-2004-327624)和設計為將半導體晶片置入基板的各種結構。這種晶片內置式配線基板具有連接到半導體晶片的配線，並包括在其上形成以將該配線基板連接到其他器件、母板等的連接部。
然而，在提供具有薄型化設計和更高封裝密度的晶片內置式配線基板的情況下，可能會出現配線基板翹曲的問題。為應對這種翹曲，需要這樣的結構，即例如具有預定厚度的芯板等基板層壓在嵌入有半導體晶片的層上，以有效抑制翹曲。在這種層壓結構中，難以獲得配線基板的薄型化設計和更高密度。
發明內容
鑑於以上情形做出本發明，並且本發明提供一種解決以上問題的創新、有用的配線基板的製造方法。
本發明實施例的目的在於獲得一種薄型化的晶片內置式配線基板，並且可以抑制該配線基板的翹曲。
在本發明的某些實施方案中，配線基板的製造方法包括在支撐基板上形成絕緣層和配線，在所述絕緣層中嵌入有半導體晶片，所述配線連接到所述半導體晶片上；去除所述支撐基板；以及在去除所述支撐基板之後，同時形成第一加強層和第二加強層，以便將所述絕緣層夾在所述第一加強層和所述第二加強層之間。
根據本發明的方法，在形成嵌入有半導體晶片的絕緣層和連接到該半導體晶片的配線之後，去除支撐基板，接著同時形成第一和第二加強層，以便將不存在支撐基板的絕緣層等夾在第一加強層和第二加強層之間。通常，加強層在固化時會表現出較大收縮。然而，由於第一和第二加強層是同時形成以將絕緣層夾在它們之間的，所以固化時產生的收縮是從該絕緣層的上方和下方均勻施加的，這樣便可以防止翹曲的發生。
在配線基板的製造方法中，加強層由預浸漬材料製成。
根據本發明的方法，使用預浸漬材料作為加強層。這使得易於形成加強層，並且提高了加強層的剛度。
所述配線基板的製造方法包括在所述支撐基板上形成所述絕緣層和所述配線之前，在所述支撐基板上形成停止層，其中，由所述停止層停止所述支撐基板的去除。
根據本發明的方法，由停止層停止支撐基板的去除，從而防止支撐基板的去除對該停止層內側的層產生影響。這樣，使去除支撐基板過程中去除處理的控制變得容易，從而簡化了配線基板的製造。
所述配線基板的製造方法包括在形成所述第一加強層和所述第二加強層之後，同時形成第一阻焊層和第二阻焊層，所述第一阻焊層層壓在所述第一加強層上，所述第二阻焊層層壓在所述第二加強層上，其中，在所述第一阻焊層和所述第二阻焊層中的每一個的配線位置處形成有開口。
所述配線基板的製造方法包括在形成所述第一阻焊層和所述第二阻焊層之後，同時在第一配線和第二配線上進行表面處理，所述第一配線和所述第二配線分別從在所述第一阻焊層中形成的所述開口和在所述第二阻焊層中形成的所述開口露出。
根據本發明的方法，可以同時形成這樣的各層，即在絕緣層的頂面和底面形成的各層，從而簡化了製造工藝，減少了製造所需的時間。
根據本發明的方法，可以提供抑制配線基板中翹曲的薄型化的晶片內置式配線基板。
圖1為通過根據本發明實施例的配線基板的製造方法製造的配線基板的示意橫截面視圖。
圖2為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(1)。
圖3為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(2)。
圖4為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(3)。
圖5為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(4)。
圖6為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(5)。
圖7為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(6)。
圖8為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(7)。
圖9為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(8)。
圖10為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(9)。
圖11為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(10)。
圖12為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(11)。
圖13為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(12)。
圖14為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(13)。
圖15為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(14)。
圖16為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(15)。
圖17為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(16)。
圖18為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(17)。
圖19為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(18)。
圖20為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(19)。
圖21為逐步示出根據本發明實施例的配線基板的製造方法的附圖(20)。
具體實施例方式
下面將參照
本發明的優選實施例。
圖1為通過本發明實施例的配線基板的製造方法製造的配線基板100的示意橫截面視圖。為了便於說明起見，在說明配線基板100的製造方法之前，首先說明配線基板100的結構。
如圖1中所示，在本實施例中製造的配線基板100具有嵌入半導體晶片110的絕緣層106，該絕緣層包括例如環氧樹脂等所謂增層樹脂(buildup resin)材料。並且，相對於絕緣層106形成第一和第二加強層103、114。
如圖中所示，加強層103、114設置為從上部和底部將絕緣層106夾在它們之間。加強層103、114是用例如預浸漬材料等具有高剛度的材料形成的。絕緣層106由如前所述的撓性增層樹脂材料構成。這樣，通過設置用以將絕緣層106夾在其間的加強層103、114，絕緣層106通過加強層103、114而得以加強。
半導體晶片110連接到配線部(將在後面介紹)，並通過該配線部連接到在阻焊層119中的開口中形成的電極102或阻焊層117中的開口中形成的電極118。電極102或118用於連接到例如母板、其他器件或連接器件等。
在半導體晶片110的電極片(未示出)上，形成由例如金構成的柱形凸點111。柱形凸點111通過例如焊料連接部109連接到嵌入絕緣層106中的配線部108。從保護柱形凸點111和防止產生應力的觀點出發，在半導體晶片110的下部形成底部填充層110A。
配線基板100具有配線部105、113、116以及配線部108。配線部105、108、113、116由例如銅構成。
配線部105包括導通塞105a和圖案配線105b。導通塞105a形成在加強層103中形成的開口處。連接到導通塞105a的圖案配線105b形成在加強層103上。
配線部108形成在絕緣層106中。如圖中所示，配線部108形成在配線部105的上方。配線部108包括在圖案配線105b上形成的導通塞108a和連接到導通塞108a的圖案配線108b。如前所述，半導體晶片110通過焊料連接部109和柱形凸點111連接到圖案配線108b。
配線部113形成在絕緣層106中。如圖中所示，配線部113形成在配線部108的上方。配線部113電連接到配線部108。配線部113包括在圖案配線108b上形成的導通塞113a和連接到導通塞113a的圖案配線113b。
如圖中所示，在配線部113的上方形成配線部116。配線部116電連接到配線部113。配線部116包括在圖案配線113b上形成的導通塞116a和連接到導通塞116a的圖案配線116b。導通塞116a形成在加強層114中形成的開口處。圖案配線116b形成在加強層114上。
在位於絕緣層106下方的阻焊層119中的開口處，形成連接到導通塞105a的電極102。在位於絕緣層106上方的阻焊層117的開口處，形成連接到導通塞116b的電極118。這樣，配線基板100可以通過在頂部和底部的電極102、118提供到半導體晶片110的電連接。
阻焊層119、117是以覆蓋加強層103和114的方式而形成的。在每個阻焊層119、117中，形成有用於形成電極102、118的開口。根據需要，在電極102上形成焊球120。也可以在電極118上形成焊球120。
如此構造的配線基板100具有半導體晶片110和配線部105、108、113、116嵌入其中的絕緣層106，其中，一對加強層103、114將絕緣層106夾在它們之間。這樣，即使當絕緣層106由撓性樹脂材料製成時，也可以由具有高剛度的加強層103、114從兩側加強絕緣層106。這減少了配線基板100中的翹曲，可以給配線基板100提供高的平整度，並且可以應對精細設置的配線。
舉例來說，優選的是用預浸漬材料形成加強層103、114。可以使用預浸漬材料作為用於形成多層配線基板(增層基板)的芯板材料。
舉例來說，預浸漬材料具有用環氧樹脂浸漬玻璃纖維的結構，並具有比一般增層樹脂材料更高的熱固化後剛度。例如，增層樹脂材料的彈性模量(楊氏模量)為大約5GPa至8GPa，而預浸漬材料的彈性模量為20GPa或更高，這表明後者的剛度更高，從而可以減少配線基板中的翹曲。
用於加強層103、114的材料並不局限於預浸漬材料，而可以是具有高剛度的模製樹脂。儘管優選的是在使用例如金屬等導電材料的情況下，增加用以使配線部與加強層絕緣的結構，但是用於加強層103、114的材料可以是金屬材料。可以基於允許配線基板100的薄型化設計的增層法，形成根據本實施例的配線基板100。
接下來，將參照圖2至21，逐步說明配線基板的製造方法。
在圖2中示出的工藝中，提供由例如銅等導電材料構成的200微米厚的支撐基板101。通過電鍍法在支撐基板101上形成停止層121。停止層121為2至3微米厚的鎳膜，並且是這樣形成的即，使用支撐基板101作為電極，通過電鍍法在支撐基板101的頂面上形成該停止層。
在此時，對於上述電鍍來說，是用支撐基板101作為通電路徑。這樣，支撐基板101優選為導電材料，或者更加優選為例如銅等低電阻材料。
在圖3中示出的工藝中，在形成停止層121的支撐基板101上形成圖案配線105b。更確切地說，圖案配線105b是這樣形成的即，通過光刻法形成抗蝕圖案(未示出)，將該抗蝕圖案作為掩模，以通過電鍍沉積銅，然後去除該抗蝕圖案從而形成圖案配線105b。
接下來，在圖4中示出的工藝中，在支撐基板101上形成絕緣層106，以便覆蓋圖案配線105b。絕緣層106由例如熱固性環氧樹脂等增層材料製成。用雷射束在支撐基板101上形成的絕緣層106中形成導通孔106A，以便露出圖案配線105b的一部分。
接下來，在圖5中示出的工藝中，根據需要，在絕緣層106的表面上進行去汙工藝，以去除導通孔中的殘留物，並進行表面處理。接著，通過無電解電鍍，在絕緣層106的表面和露出的圖案配線105b的表面上形成由銅構成的種晶層(seed layer)107。
接下來，在圖6中示出的工藝中，使用光刻法以形成抗蝕圖案(未示出)。接下來，將抗蝕圖案作為掩模，實施電解鍍銅，從而在導通孔106A中形成導通塞108a，以及在絕緣層106上形成一體連接到導通塞108a的圖案配線108b。導通塞108a和圖案配線108b構成配線部108。當形成配線部108時，剝去抗蝕圖案，並通過蝕刻去除露出的多餘種晶層107。
接下來，在圖7中示出的工藝中，在絕緣層106上形成絕緣層106a，以便覆蓋配線部108。絕緣層106a由例如熱固性環氧樹脂等的增層材料製成，即與絕緣層106的材料相同。這樣，絕緣層106a和絕緣層106實質上成為一體。在圖7中及以後示出的工藝中，假定絕緣層106包括絕緣層106a。
接下來，在圖8中示出的工藝中，通過使用雷射束加工方法，在絕緣層106中形成開口106B，以便露出配線部108的一部分(導通塞108a)。接下來，根據需要，向絕緣層106施加去汙工藝，以去除開口中的殘留物，並進行表面處理。此後，如圖9中所示，使用電鍍法以在開口106B處形成焊料連接部109。
接下來，在圖10中示出的工藝中，執行將半導體晶片110安裝在絕緣層106上的工藝。半導體晶片110具有預先在其上形成的由金構成的柱形凸點111。在半導體晶片110上，柱形凸點111和焊料連接部109定位為互相對應，並通過倒裝晶片法連接到配線部108(圖案配線108b)上。在此時，在半導體晶片110和絕緣層106之間形成底部填充層110A。
接下來，在圖11中示出的工藝中，在絕緣層106上形成絕緣層106b，以便覆蓋半導體晶片110。絕緣層106b由例如熱固性環氧樹脂等的增層材料製成。絕緣層106b和絕緣層106實質上成為一體。在圖11中及以後示出的工藝中，假定絕緣層106包括絕緣層106b。
接下來，在圖12中示出的工藝中，在絕緣層106中形成導通孔106C。導通孔106C是這樣形成的即，通過例如使用雷射束加工方法，以露出圖案配線108b的方式形成的。接下來，根據需要，在絕緣層106的表面上施加去汙工藝，從而去除導通孔中的殘留物，並進行表面處理。
接下來，通過無電解電鍍法，在絕緣層106的表面上和圖案配線108b的表面上形成由銅構成的種晶層112。種晶層112通過配線部108、圖案配線105b和由鎳構成的停止層121電連接到由銅構成的支撐基板101上。
接下來，在圖13中示出的工藝中，使用光刻法形成抗蝕圖案(未示出)。接下來，將抗蝕圖案作為掩模以實施電解鍍銅，從而在導通孔106C中形成導通塞113a，以及在絕緣層106上形成連接到導通塞113a的圖案配線113b。導通塞113a和圖案配線113b構成配線部113。當形成配線部113時，剝去抗蝕圖案，並通過蝕刻去除露出的多餘種晶層。
接下來，在圖14中示出的工藝中，在絕緣層106上形成由例如熱固性環氧樹脂構成的絕緣層(增層)106c，以便覆蓋配線部108。絕緣層106c和絕緣層106實質上成為一體。在圖14中及以後示出的工藝中，假定絕緣層106包括絕緣層106c。
在前述各個工藝中，進行在支撐基板101上層壓絕緣層106、圖案配線105b和配線部108、113的工藝。在此時，絕緣層106由具有較小彈性模量、並在其中裝填有緻密填料的樹脂材料製成，該樹脂材料不太可能在該絕緣層中產生翹曲。這樣，在圖2至14中示出的工藝中，不會發生問題性翹曲。
接下來，在圖15中示出的工藝中，通過蝕刻去除支撐基板101。所使用的蝕刻液應該溶解支撐基板101(銅)，而不應溶解停止層121的鎳。這使得停止層121停止支撐基板101的去除，從而防止蝕刻液對停止層121內側的層(即絕緣層106、圖案配線105b和配線部108、113)產生影響。另外，使去除支撐基板101過程中的去除處理管理變得容易，從而簡化了配線基板100的製造。當完成支撐基板101的去除時，用溶解鎳而不會溶解銅的蝕刻液去除停止層121。
去除支撐基板101，意味著沒有任何部件支撐絕緣層106。當去除支撐基板101時，絕緣層106為大約200至300微米厚，這保證了承受處理的剛度。支撐基板101的缺少不會成為後面所述的圖16中及以後示出的工藝的障礙。
接下來，在圖16中示出的工藝中，在絕緣層106的下方形成加強層103，同時在絕緣層106的上方形成加強層114。這樣，加強層103和114將絕緣層106夾在它們之間。
這裡，同時形成加強層103和114。這意味著同時進行加強層103和114的固化，以便從絕緣層106等的上方和下方均勻施加加強層103和114在固化時產生的收縮，從而防止配線基板可能的翹曲。此外，通過同時進行固化，加強層103的熱歷程和加強層114的熱歷程可以是相同的。
在這種情況下，暫時將加強層103和114擠壓並附著到絕緣層106上，然後進行固化。加強層103和114可以分別或同時附著到絕緣層106上。
通過例如在熱量和壓力下層壓預浸漬材料來形成加強層103、114。預浸漬材料具有用如前所述的環氧樹脂浸漬玻璃纖維的結構，並具有比一般增層樹脂材料更高的熱固化後剛度。例如，增層樹脂材料的彈性模量(楊氏模量)為大約5GPa至8GPa，而預浸漬材料的彈性模量為20GPa或更高，這表明後者的剛度更高，從而可以減少配線基板中的翹曲。
接下來，在圖17中示出的工藝中，通過使用雷射束在加強層103中形成導通孔103A，以便露出圖案配線105b。然後，通過使用雷射束在加強層114和絕緣層106中形成導通孔114A，以便露出配線部113(圖案配線113b)。其中，導通孔103A和114A是同時形成的。
接下來，在圖18中示出的工藝中，為了去除導通孔中的殘留物並進行表面處理，根據需要，向加強層103的底面和加強層114的頂面施加去汙工藝。然後，通過無電解電鍍法，分別在加強層103的底面和加強層114的頂面(包括絕緣層106從導通孔114A露出的一部分)上形成由銅構成的種晶層104、115。其中，種晶層104和115是同時形成的。
接下來，在圖19中示出的工藝中，使用光刻法在種晶層104和種晶層115中形成抗蝕圖案(未示出)。接下來，將抗蝕圖案作為掩模，以實施電解鍍銅，從而在加強層103上形成導通塞105a，以便提供到圖案配線105b的連接。導通塞105a和圖案配線105b構成配線部105。
同時，將抗蝕圖案作為掩模以實施電解鍍銅從而形成導通塞116a，以便提供到從加強層114中形成的導通孔114A露出的圖案配線113b的連接。在加強層114上形成圖案配線116b，以提供到導通塞116a的連接。導通塞116a和圖案配線116b構成配線部116。
在形成配線部105、116之後，剝去抗蝕圖案，並通過蝕刻去除露出的多餘種晶層104、115。
接下來，在圖20中示出的工藝中，形成阻焊層119以覆蓋加強層103，並且在阻焊層119中使配線部105(導通塞105a)露出的預定位置處形成開口119A。形成阻焊層117以便覆蓋加強層114。在阻焊層117中使配線部116(圖案配線116b)露出的預定位置處形成開口117A。其中，包括開口117A的阻焊層117和包括開口119A的阻焊層119是同時形成的。
接下來，在圖21中示出的工藝中，在從開口117A露出的配線部116(圖案配線116b)上形成包括例如金層118a和鎳層118b的電極118。在從開口119A露出的配線部105(導通塞105a)上形成包括例如金層102a和鎳層102b的電極102(表面處理)。其中，電極102和電極118是同時形成的。
此後，在電極102上形成焊球120，從而形成圖1示出的配線基板100。
以上製造方法為使用無芯結構(去除支撐基板的結構)的增層法。此方法可以實現配線基板的薄型化、緊湊和輕質設計。加強層103、114的使用減少了配線基板中的翹曲。這使得形成包括超精細配線部的薄型化配線基板成為可能。
在本實施例中，形成嵌入有半導體晶片110的配線部116和配線部105、108、113，然後去除支撐基板101。同時形成加強層103和114，以將其上未附著支撐基板101的絕緣層106夾在加強層103和114之間。通常，每個加強層103、114在固化時會表現出較大收縮。通過同時形成加強層103和114，以將絕緣層106、配線部116等夾在加強層103和114之間，這樣，從絕緣層106、配線部116等的上方和下方均勻施加固化時產生的收縮，從而防止可能的翹曲。
根據本實施例，在去除支撐基板101之後的工藝中，更具體來說，在圖15至21中示出的工藝中，同時進行圖中所示的在絕緣層106的頂面上的處理和底面上的處理。這樣，在去除支撐基板101之後，同時在絕緣層106的頂面和底面形成各層，從而簡化了製造工藝，並減少了製造所需的時間。
雖然已經參照優選實施例對本發明進行了說明，但是本發明並不局限於這些具體實施例，而是在未背離權利要求書的情況下，可以對本發明做出變型和變更。
顯然，對於所屬領域的技術人員來說，在未背離本發明的要旨或保護範圍的情況下，可以對本發明所述優選實施例做出各種修改和變型。因而，本發明旨在涵蓋與所附的權利要求書及其等效內容所限定的保護範圍一致的本發明的所有修改和變型。
本申請基於2005年8月26日提交的日本專利申請No.2005-246438，並要求該申請的外國優先權，其內容在此通過引用的方式併入本文。
權利要求
1.一種配線基板的製造方法，所述方法包括在支撐基板上形成絕緣層和配線，在所述絕緣層中嵌入有半導體晶片，所述配線連接到所述半導體晶片上；去除所述支撐基板；以及在去除所述支撐基板之後，同時形成第一加強層和第二加強層，以便將所述絕緣層夾在所述第一加強層和所述第二加強層之間。
2.根據權利要求1所述的配線基板的製造方法，其中，所述加強層由預浸漬材料製成。
3.根據權利要求1所述的配線基板的製造方法，所述方法包括在所述支撐基板上形成所述絕緣層和所述配線之前，在所述支撐基板上形成停止層，其中，由所述停止層停止所述支撐基板的去除。
4.根據權利要求1所述的配線基板的製造方法，所述方法包括在形成所述第一加強層和所述第二加強層之後，同時形成第一阻焊層和第二阻焊層，所述第一阻焊層層壓在所述第一加強層上，所述第二阻焊層層壓在所述第二加強層上，其中，在所述第一阻焊層和所述第二阻焊層中的每一個的配線位置處形成有開口。
5.根據權利要求4所述的配線基板的製造方法，所述方法包括在形成所述第一阻焊層和所述第二阻焊層之後，同時在第一配線和第二配線上進行表面處理，所述第一配線和所述第二配線分別從在所述第一阻焊層中形成的所述開口和在所述第二阻焊層中形成的所述開口露出。
全文摘要
本發明公開了一種配線基板的製造方法，所述配線基板包括嵌入有半導體晶片的絕緣層，所述方法包括在支撐基板上形成其中嵌入有半導體晶片的絕緣層和配線，所述配線連接到所述半導體晶片上；去除所述支撐基板；以及在去除所述支撐基板之後，同時形成第一加強層和第二加強層，以便將所述絕緣層夾在所述第一加強層和所述第二加強層之間。
文檔編號H05K3/32GK1921079SQ20061010998
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月25日 優先權日2005年8月26日
發明者山野孝治 申請人:新光電氣工業株式會社