无核心封装基板的制造方法

摘要

本发明公开一种无核心封装基板的制造方法，其是在一临时核心层的二侧分别依序堆叠一第一金属箔层、一第一介电层及第二金属箔层，所述第一金属箔层具有一平坦表面及一粗糙表面，所述平坦表面朝向所述临时核心层，及所述粗糙表面朝向所述第一介电层。接着，对每一所述第二金属箔层进行图案化，并堆叠至少一增层结构。在上述增层期间，所述临时核心层暂时提供支撑作用。在完成增层之后，移除所述临时核心层，以得到二无核心封装基板。

权利要求

1.一种无核心封装基板的制造方法，其特征在于：所述制造方法包含：

提供一临时核心层，所述临时核心层的每一侧具有一金属支撑层及一第一金属箔层，所述金属支撑层具有一粗糙表面及一平坦表面，所述金属支撑层的粗糙表面结合于所述临时核心层的表面，及所述金属支撑层的平坦表面结合于所述第一金属箔层的一平坦表面；

在所述临时核心层的二侧分别依序堆叠一第一介电层及第二金属箔层，其中所述第一金属箔层的一粗糙表面朝向所述第一介电层；

对每一所述第二金属箔层进行图案化，以分别形成一第二电路层；

在每一所述第二电路层外堆叠至少一增层结构，所述增层结构包含一增层介电层及一增层金属箔层；及移除所述临时核心层及金属支撑层，以得到二无核心封装基板，每一所述无核心封装基板至少包含所述第一金属箔层、第一介电层、第二电路层及至少一增层结构。

2.如权利要求1所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：在提供所述临时核心层的步骤中，所述临时核心层为含有B阶段热固性树脂的核心层。

3.如权利要求1所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：所述临时核心层的金属支撑层的厚度大于所述第一金属箔层的厚度。

4.如权利要求1所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：在堆叠所述增层结构的步骤后及移除所述临时核心层的步骤前，另对所述增层结构的增层介电层及增层金属箔层进行钻孔、填孔及图案化，以形成数个导通孔及一增层电路层。

5.如权利要求1所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：在得到所述无核心封装基板的步骤后，另对所述无核心封装基板的第一金属箔层及第一介电层进行钻孔、填孔及图案化，以形成一第一电路层及数个导通孔。

6.如权利要求5所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：在形成所述第一电路层的步骤后，在所述第一电路层上形成一防焊层，并对所述防焊层进行图案化，以形成数个开口，裸露一部分的所述第一电路层，以提供数个焊垫。

7.如权利要求1所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：在得到所述无核心封装基板的步骤后，另对所述增层结构的增层介电层及增层金属箔层进行钻孔、填孔及图案化，以形成数个导通孔及一增层电路层。

8.如权利要求7所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：在形成所述增层电路层的步骤后，在所述增层电路层上形成一防焊层，并对所述防焊层进行图案化，以形成数个开口，裸露一部分的所述增层电路层，以提供数个焊垫。

9.如权利要求6或8所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：在形成所述防焊层及焊垫的步骤后，在所述焊垫的表面形成一助焊层。

10.如权利要求9所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：所述助焊层选自电镀镍层、电镀金层、无电镀镍化金层、浸镀银、浸镀锡或有机保护膜。

11.如权利要求1所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：所述第一金属箔层、第二金属箔层及增层金属箔层的厚度分别介于10至35微米之间。

12.如权利要求1所述的无核心封装基板的制造方法，其特征在于：所述第一介电层及增层介电层的厚度分别介于30至55微米之间。

说明书

无核心封装基板的制造方法

【技术领域】

[0001] 本发明是有关于一种无核心封装基板的制造方法，特别是有关于一种利用可移除式临时核心层进行增层程序的无核心封装基板的制造方法。【背景技术】

[0002] 现今，半导体封装产业为了满足各种高密度封装的需求，逐渐发展出各种不同型式的封装构造，其中常见具有基板(substrate)的封装构造包含球栅阵列封装构造(ball grid array，BGA)、针脚阵列封装构造(pin grid array，PGA)、接点阵列封装构造(land grid array，LGA)或基板上芯片封装构造(board onchip，BOC)等。在上述封装构造中，所述基板的一上表面承载有至少一芯片，并通过打线(wire bonding)或凸块(bumping)程序将芯片的数个接垫电性连接至所述基板的上表面的数个焊垫。同时，所述基板的一下表面亦必需提供大量的焊垫，以焊接数个输出端。通常，所述基板是一多层电路板，其除了在上、下表面提供表面电路层以形成所需焊垫之外，其内部亦具有至少一内电路层及数个导通孔，以重新安排上、下表面的焊垫的连接关系。因此，如何制造具有多层电路的封装用基板，亦为封装产业的一重要关键技术。

[0003] 举例而言，请参照图1所示，其揭示一种现有封装基板10的构造，其中所述封装基板10是以一核心层(core layer)11为中心，并通过增层法(build-up)在所述核心层11的两侧分别向外依序形成一第一电路层12、一第一介电层13、一第二电路层14、一第二介电层15、一表面电路层16及一防焊层17。再者，在增层期间，所述核心层11另可能形成数个电镀通孔(plating throughhole)111贯穿其间，以电性连接两侧的所述第一电路层12。所述第一介电层13可能形成数个导通孔(conductive via)131贯穿其间，以电性连接所述第一及第二电路层12、14。所述第二介电层15亦可形成数个导通孔151贯穿其间，以电性连接所述第二电路层14及表面电路层16。最后，所述防焊层16形成数个开口161，以裸露一部分的所述表面电路层16，以提供数个焊垫(即图号16位置)，以便结合金属线、凸块或锡球等电性连接构造(未绘示)。

[0004] 上述现有封装基板10大量应用在目前的半导体封装制造过程中。然而，为了符合半导体封装的小型化需求，因此有必要进一步设法减少所述封装基板10的整体厚度。然而，所述封装基板10在增层期间不可避免的必需使用具有足够厚度的所述核心层11，以确保能提供足够的支撑强度，及防止因热应力(thermal stress)不均匀所发生的翘曲等(warpage)缺陷。但是，使用所述核心层11却也会占用过多厚度空间，导致不利于降低所述封装基板10的整体厚度。另一方面，当整体厚度不变时，也难以通过减少所述核心层11的厚度，以将省下来的厚度空间用来增加电路层的总层数，因此使用所述核心层11亦不利于提高电路集成度。

[0005] 故，有必要提供一种封装基板的制造方法，以解决现有技术所存在的问题。【发明内容】

[0006] 本发明的主要目的在于提供一种无核心封装基板的制造方法，其是利用临时核心层在增层期间提供足够支撑强度，并可在增层后移除临时核心层，进而有利于降低基板厚度及提高电路集成度。

[0007] 本发明的次要目的在于提供一种无核心封装基板的制造方法，其是利用临时核心层进行增层，以同时在其两侧制做二组无核心封装基板，进而提高生产速度、降低制造成本及确保增层良率。

[0008] 本发明的另一目的在于提供一种无核心封装基板的制造方法，其是利用临时核心层进行增层，临时核心层的表面具有可撕除的金属箔层，可直接转用做为无核心封装基板的表面电路层，进而简化增层程序、提高增层效率及降低备料成本。

[0009] 为达上述的目的，本发明提供一种无核心封装基板的制造方法，其包含：提供一临时核心层；在所述临时核心层的二侧分别依序堆叠一第一金属箔层、一第一介电层及第二金属箔层，其中所述第一金属箔层具有一平坦表面及一粗糙表面，所述平坦表面朝向所述临时核心层，及所述粗糙表面朝向所述第一介电层；对每一所述第二金属箔层进行图案化，以分别形成一第二电路层；在每一所述第二电路层外堆叠至少一增层结构，所述增层结构包含一增层介电层及一增层金属箔层；以及，移除所述临时核心层，以得到二无核心封装基板，每一所述无核心封装基板至少包含所述第一金属箔层、第一介电层、第二电路层及至少一增层结构。

[0010] 在本发明的一实施例中，在提供所述临时核心层的步骤中，所述临时核心层为含有B阶段热固性树脂的核心层。

[0011] 在本发明的一实施例中，在提供所述临时核心层及压合所述第一金属箔层的步骤中，所述临时核心层的每一侧具有一临时粘性表面，以结合于所述第一金属箔层的平坦表面。

[0012] 在本发明的一实施例中，在堆叠所述第一金属箔层、第一介电层及第二金属箔层的步骤后，进行加热处理，以永久性去除所述临时核心层的临时粘性表面的粘性。

[0013] 在本发明的一实施例中，在提供所述临时核心层及压合所述第一金属箔层的步骤中，所述临时核心层的每一侧具有一金属支撑层，所述金属支撑层具有一粗糙表面及一平坦表面，所述金属支撑层的粗糙表面结合于所述临时核心层的表面，及所述金属支撑层的平坦表面结合于所述第一金属箔层的平坦表面。

[0014] 在本发明的一实施例中，所述临时核心层的金属支撑层的厚度大于所述第一金属箔层的厚度。

[0015] 在本发明的一实施例中，在堆叠所述增层结构的步骤后及移除所述临时核心层的步骤前，另对所述增层结构的增层介电层及增层金属箔层进行钻孔、填孔及图案化，以形成数个导通孔及一增层电路层。

[0016] 在本发明的一实施例中，在得到所述无核心封装基板的步骤后，另对所述无核心封装基板的第一金属箔层及第一介电层进行钻孔、填孔及图案化，以形成一第一电路层及数个导通孔。

[0017] 在本发明的一实施例中，在形成所述第一电路层的步骤后，在所述第一电路层上形成一防焊层(solder mask)，并对所述防焊层进行图案化，以形成数个开口，裸露一部分的所述第一电路层，以提供数个焊垫。

[0018] 在本发明的一实施例中，在得到所述无核心封装基板的步骤后，另对所述增层结构的增层介电层及增层金属箔层进行钻孔、填孔及图案化，以形成数个导通孔及一增层电路层。

[0019] 在本发明的一实施例中，在形成所述增层电路层的步骤后，在所述增层电路层上形成一防焊层，并对所述防焊层进行图案化，以形成数个开口，裸露一部分的所述增层电路层，以提供数个焊垫。

[0020] 在本发明的一实施例中，在形成所述防焊层及焊垫的步骤后，在所述焊垫的表面形成一助焊层。

[0021] 在本发明的一实施例中，所述助焊层选自电镀镍层、电镀金层、无电镀镍化金层(electroless Ni/Au)、浸镀银(immersion silver)、浸镀锡(immersiontin)或有机保护膜(organic solderability preservatives，OSP)。

[0022] 在本发明的一实施例中，所述第一金属箔层、第二金属箔层及增层金属箔层的厚度分别实质介于10至35微米之间。

[0023] 在本发明的一实施例中，所述第一介电层及增层介电层的厚度分别实质介于30至55微米之间。【附图说明】

[0024] 图1：现有封装基板的示意图。

[0025] 图2A至2H：本发明第一实施例的无核心封装基板的制造方法的流程示意图。

[0026] 图3：本发明第二实施例的无核心封装基板的制造方法的示意图。【具体实施方式】

[0027] 为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

[0028] 请参照图2A至2H所示，本发明第一实施例的无核心封装基板的制造方法主要包含下列步骤：提供一临时核心层20；在所述临时核心层20的二侧分别依序堆叠一第一金属箔层21、一第一介电层22及第二金属箔层23，其中所述第一金属箔层21具有一平坦表面211及一粗糙表面212，所述平坦表面211朝向所述临时核心层20，及所述粗糙表面212朝向所述第一介电层22；对每一所述第二金属箔层23进行图案化，以分别形成一第二电路层
230；在每一所述第二电路层230外堆叠至少一增层结构30，所述增层结构30包含一增层介电层31及一增层金属箔层32；以及，移除所述临时核心层20，以得到二无核心封装基板
200，每一所述无核心封装基板200至少包含所述第一金属箔层21、第一介电层22、第二电路层230及至少一增层结构30。

[0029] 请参照图2A所示，本发明第一实施例的无核心封装基板的制造方法第一步骤是：提供一临时核心层20。在本步骤中，所述临时核心层20优选是选自含有B阶段热固性树脂(B-stage thermosetting resin)的核心层，例如含有B阶段环氧树脂的核心层，另外亦可能含有双顺丁烯二酸酰亚胺三氮树脂(bismaleimide triazine，BT)等热固性树脂。上述含有B阶段热固性树脂的核心层是通过将玻璃纤维(glass fiber)布等填充材料预浸在生漆(varnish)状态的A阶段热固性树脂半干后并经加热软化所制成。因此，所述临时核心层20的每一侧皆具有一临时粘性表面201、202，以提供一预定程度的临时粘性。在本实施例中，所述临时核心层20可选自玻纤布基材环氧树脂铜箔基板，例如FR-4或FR-5等，但并不限于此。所述临时核心层20用以提供增层程序所需的足够支撑强度，因此必需具备足够厚度，但在具备足够支撑强度的前题下，本发明并不限制所述临时核心层20的厚度范围。

[0030] 请再参照图2A所示，本发明第一实施例的无核心封装基板的制造方法第二步骤是：在所述临时核心层20的二侧分别依序堆叠一第一金属箔层21、一第一介电层22及第二金属箔层23。在本步骤中，所述第一金属箔层21及第二金属箔层23是可预先通过电镀法(electroplating)或辗轧法(rolling)加以制成备用，其中至少所述第一金属箔层21必需具有一平坦表面211及一粗糙表面212，所述平坦表面211朝向所述临时核心层20，及所述粗糙表面212朝向所述第一介电层22。上述堆叠排列关系的作用将另于下文加以详细说明。再者，所述第一金属箔层21及第二金属箔层23可取材自铜、铝、镍、金、银等金属或合金，但并不限于此。所述第一金属箔层21及第二金属箔层23的厚度优选实质介于10至35微米之间。值得注意的是，当所述临时核心层20选用FR-4或FR-5等玻纤布基材环氧树脂铜箔基板时，所述临时核心层20每一侧的临时粘性表面201、202已预先粘附有一平坦表面朝内的金属箔层，其可直接用以做为所述第一金属箔层21，因而有利于减少备料成本或简化堆叠步骤。所述第一介电层22实质包含具备临时粘性的B阶段热固性树脂等绝缘材料，例如B阶段的环氧树脂或双顺丁烯二酸酰亚胺三氮树脂(BT)等，必要时，亦可加入玻璃纤维布等填充材料。所述第一介电层22的厚度优选实质介于30至55微米之间。在进行本发明第二步骤时，可在完成堆叠之后，进行加热处理，使所述临时核心层20的临时粘性表面201、202永久性去除其黏性。此时，所述临时粘性表面201、202仍可暂时性结合于所述第一金属箔层21的平坦表面211，而所述第一金属箔层21的粗糙表面212将会永久性结合于所述第一介电层22，同时所述第二金属箔层23亦会永久性结合于所述第一介电层22。

[0031] 请参照图2B所示，本发明第一实施例的无核心封装基板的制造方法第三步骤是：对每一所述第二金属箔层23进行图案化，以分别形成一第二电路层230。在本步骤中，本发明可通过现有的涂布光刻胶、掩膜曝光及显影液显影等程序对所述第二金属箔层23进行图案化，以去除一部分的所述第二金属箔层23，因而形成所述第二电路层230。必要时，本发明亦可在图案化之前(或之后)，选择进行钻孔及填孔的程序，以在所述第一介电层22中形成数个导通孔(未绘示)，所述钻孔程序可选自激光或机械钻孔，而所述填孔程序是通过电镀方式加以完成。惟，在本实施例中，本发明是在第五步骤之后，才在所述第一介电层
22中形成数个导通孔221(如图2G所示)。上述导通孔的形成时机并非用以限制本发明。

[0032] 请参照图2C、2D及2E所示，本发明第一实施例的无核心封装基板的制造方法第四步骤是：在每一所述第二电路层230外堆叠至少一增层结构30、40。在本实施例中，本发明是设置二组所述增层结构30、40，但其数量并不限于此，其亦可设置一组、三组或三组以上。所述增层结构30包含一增层介电层31及一增层金属箔层32。所述增层介电层31实质相同于所述第一介电层22，同样实质包含具备临时粘性的B阶段热固性树脂等绝缘材料，及其厚度优选实质介于30至55微米之间。所述增层金属箔层32实质相同于所述第二金属箔层23，同样可取材自铜、铝、镍、金、银等金属或合金，及其厚度优选实质介于10至35微米之间。在本实施例中，如图2C所示，本发明先在每一所述第二电路层230外堆叠所述增层结构30，并适当加热处理，以使所述增层介电层31结合于所述第二电路层230，并使所述增层金属箔层32朝向外侧。接着，如图2D所示，对所述增层结构30的增层介电层31及增层金属箔层32进行钻孔、填孔及图案化等处理，以形成数个导通孔311及一增层电路层320。
再者，如图2E所示，以类似图2C的做法，进一步在每一所述增层电路层320外再堆叠另一所述增层结构40，所述增层结构40包含一增层介电层41及一增层金属箔层42，其实质相同于所述增层介电层31及增层金属箔层32。必要时，本发明亦可在对所述增层介电层41及增层金属箔层42选择进行钻孔、填孔及图案化的程序，以形成数个导通孔(未绘示)及另一增层电路层(未绘示)。惟，在本实施例中，为了使堆叠结构具有对称性以防止热应力(thermal stress)不均匀造成翘曲(warpage)缺陷，本发明是在第五步骤之后，才使所述增层介电层41及增层金属箔层42形成数个导通孔411及另一增层电路层420(如图2G所示)。

[0033] 请参照图2F、2G及2H所示，本发明第一实施例的无核心封装基板的制造方法第五步骤是：移除所述临时核心层20，以得到二无核心封装基板200。在本实施例中，所述临时核心层20的临时粘性表面201、202已在上述数次堆叠加热过程中永久性去除其粘性。此时，所述平坦表面211与临时粘性表面201、202的最终结合强度将明显小于所述粗糙表面212与第一介电层22的最终结合强度。因此，如图2F所示，本发明可轻易通过人工或简易机具移除所述临时核心层20，并留下二组所述无核心封装基板200，其中每一所述无核心封装基板200至少包含所述第一金属箔层21、第一介电层22、第二电路层230及至少一增层结构30、40。在本实施例中，每一所述无核心封装基板200包含二组所述增层结构30、40，但并不限于此。接着，如图2G所示，在移除所述临时核心层20之后，可对每一所述无核心封装基板200的第一金属箔层21及第一介电层22进行钻孔、填孔及图案化，以形成一第一电路层210及数个导通孔221。同时，对所述增层结构40的增层介电层41及增层金属箔层42进行钻孔、填孔及图案化，以形成数个导通孔411及一增层电路层420。随后，如图2H所示，则可在所述第一电路层210上形成一防焊层(solder mask)50，并对所述防焊层50进行图案化，以形成数个开口51，裸露一部分的所述第一电路层210，以提供数个焊垫(未标示)。
同时，在所述增层电路层420上形成另一防焊层50，并对所述防焊层50进行图案化，以形成数个开口51，裸露一部分的所述增层电路层420，以提供数个焊垫(未标示)。最后，依产品需求，选择性的在所述第一电路层210(或增层电路层420)的焊垫的表面形成一助焊层60，所述助焊层60是可选自电镀镍层、电镀金层、无电镀镍化金层(electroless Ni/Au)、浸镀银(immersion silver)、浸镀锡(immersion tin)或有机保护膜(organic solderability preservatives，OSP)。

[0034] 通过上述第一至第五步骤，本发明第一实施例即可利用所述临时核心层20提供足够支撑强度，以便顺利进行增层程序，并可在增层后移除所述临时核心层20，故有利于降低所述无核心封装基板200的整体厚度及提高所述无核心封装基板200的电路集成度。由于可同时在所述临时核心层20的两侧制做二组无核心封装基板200，因此不但可相对提高生产速度及降低制造成本，亦可通过二侧对称进行增层，以确实防止热应力不均匀所造成的翘曲缺陷，进而确保增层良率。

[0035] 请参照图3所示，本发明第二实施例的无核心封装基板的制造方法是相似于本发明第一实施例，但所述第二实施例使用的临时核心层70不同于所述第一实施例的临时核心层20。在第二实施例中，在预先制备所述临时核心层70时，所述临时核心层70的每一侧已具有一金属支撑层71及一第一金属箔层72。例如，所述临时核心层70可选用特殊的FR-4或FR-5等玻纤布基材环氧树脂铜箔基板，亦即所述临时核心层70每一侧的表面已预先依序粘附有所述金属支撑层71及第一金属箔层72，因而有利于减少备料成本或简化堆叠步骤。更详言之，所述金属支撑层71具有一粗糙表面711及一平坦表面712，同时所述第一金属箔层72具有一平坦表面721及一粗糙表面722。在本发明中，所述金属支撑层71的粗糙表面711结合于所述临时核心层70，其中所述临时核心层70可具有临时粘性表面(未标示)，但亦可不具有临时粘性表面。再者，所述金属支撑层71的平坦表面712结合于所述第一金属箔层72的平坦表面721，所述第一金属箔层72的粗糙表面722则用以依序堆叠结合一第一介层电73及一第二金属箔层74。因此，所述金属支撑层71与临时核心层70的最终结合强度会大于所述金属支撑层71与第一金属箔层72的最终结合强度。当第二实施例完成增层并欲移除所述临时核心层70时，所述临时核心层70将连同所述金属支撑层71一起被移除，仅由所述第一金属箔层72、第一介层电73、第二金属箔层74及至少一增层结构(未绘示)构成二组无核心封装基板(未绘示)。

[0036] 值得注意的是，由于所述临时核心层70的金属支撑层71仅用以提供支撑作用，因此本发明并不限制所述金属支撑层71的厚度，但其厚度优选大于所述第一金属箔层72的厚度。所述第一金属箔层72的厚度优选实质介于10至35微米之间。除了所述临时核心层70的构造不同之外，所述第二实施例的无核心封装基板的制造方法是实质相同于所述第一实施例，故本发明不再另予详细说明所述第二实施例的各个步骤。

[0037] 如上所述，相较于图1的现有封装基板10在增层时使用所述核心层11，导致不利于降低整体厚度或提高电路集成度等缺点，图2A至2H及3的本发明利用所述临时核心层20在增层期间提供足够支撑强度，并可在增层后移除所述临时核心层20，因而有利于降低所述无核心封装基板200的整体厚度及提高所述无核心封装基板200的电路集成度。再者，由于可同时在所述临时核心层20的两侧制做二组无核心封装基板200，因此不但可相对提高生产速度及降低制造成本，亦可通过二侧对称进行增层，以确实防止热应力不均匀所造成的翘曲缺陷，进而确保增层良率。此外，如图3所示，当所述临时核心层70的表面具有可撕除的第一金属箔层72时，所述第一金属箔层72可直接转用做为后续无核心封装基板的表面电路层，因此能简化增层程序、提高增层效率及降低备料成本。

[0038] 本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。