专利名称：间隔件及其制造方法
技术领域：
本发明是有关于ー种封装构造用间隔件及其制造方法。
背景技术：
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设计，其中各种不同的系统封装(system in package, SIP)设计概念常用于架构
高密度封装产品。系统封装中，常需要设计ー些间隔件(interposer)用于进行系统封装中各个芯片之间以及芯片与承载件之间的电性连接，间隔件的设计对于系统封装的集成度、散热性与可靠性的影响很大，因此在封装业界对于间隔件的设计与制造一直为ー热门的研究课 题。已知的一种间隔件是采用半导体材料，如硅材料，进行制造的。此种硅间隔件的上下表面之间通常制作直通娃穿孔(through silicon via, TSV),以电性连接后续堆叠的上层芯片至承载件。现有的制作直通硅穿孔的エ艺是对在硅载板的一表面进行选择性蚀刻或以激光方式形成穿孔，然后于穿孔中填充导电材料，最后从硅载板的另外ー表面进行研磨使得硅穿孔曝露出来从而形成两个表面之间的电性通路。然而，所述直通硅穿孔方法制造硅间隔件在实际使用上仍具有下述问题，例如由于硅材料较脆，不具有延展性，因此硅间隔件很容易在直通硅穿孔制造过程中或者后续的封装エ艺中破裂从而导致失效；另外，由于硅是半导体材料，因此在直通硅穿孔制造过程中需要对通孔先进行孔壁绝缘处理后再填入导电材料，从而导致エ艺复杂、精度要求很高，并且由于直通硅穿孔エ艺的设备以及制造成本很高，因此不易推广。故，有必要提供ー种改良的间隔件及其制造方法，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种间隔件及其制造方法，以解决现有技术所存在的间隔件易破裂、通孔需做绝缘处理以及成本较高的问题。本发明的主要目的在于提供一种间隔件及其制造方法，其中间隔件具有较强的刚性与韧性，以适应对于间隔件的平整度以及抗应カ程度的要求，同时エ艺简单，且材料与制造成本较低。为达成本发明的前述目的，本发明ー实施例提供一种间隔件的制造方法，其中所述间隔件的制造方法包含步骤提供一第一临时性载板，所述第一临时性载板上依序形成一黏胶层、ー种子层以及一光刻胶层；形成数个通孔贯穿所述光刻胶层，并于所述通孔中曝露出所述种子层；电镀填满所述通孔，以形成数个导电柱；去除所述光刻胶层，曝露出所述种子层；于所述种子层上形成一封胶体覆盖所述种子层以及填在所述导电柱之间，其中所述封胶体具有一第一表面曝露出所述导电柱；并于所述封胶体的第一表面形成一第一图案化线路层及数个第一导电凸块。再者，本发明另一实施例提供另ー种间隔件的制造方法，其中所述间隔件的制造方法包含步骤提供一第一临时性载板，所述第一临时性载板上依序形成一黏胶层、ー种子层以及一光刻胶型封胶体；形成数个通孔贯穿所述光刻胶型封胶体，并于所述通孔中曝露出所述种子层；电镀填满所述通孔，以形成数个导电柱，其中所述光刻胶型封胶体具有一第一表面曝露出所述导电柱；并于所述光刻胶型封胶体的第一表面形成一第一图案化线路层及数个第一导电凸块。再者，本发明ー实施例提供一种间隔件，其中所述间隔件包含一光刻胶型封胶体、一第一图案化线路层及一第二图案化线路层。所述光刻胶型封胶体具有一第一表面以及一第二表面，包含数个通孔以及数个导电柱，所述通孔贯穿所述第一表面与第二表面，所述导电柱对应填充于所述通孔中。所述第一图案化线路层形成于所述封胶体的第一表面。所述第二图案化线路层形成于所述封胶体的第二表面，所述第二图案化线路层通过所述导电柱电性连接至所述第一图案化线路层，其中所述光刻胶型封胶体包含光刻胶材料、环氧树脂以及填充颗粒，且所述填充颗粒的直径小于两个相邻所述导电柱的间距的三分之一。 与现有技术相比较，本发明的间隔件及其制造方法，这样不但可提高间隔件的刚性与韧性，从而保证制造过程中以及后续封装エ艺中的可靠性，同时由于无需对通孔进行绝缘处理，使得制造エ艺简单并降低了制造成本。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
图I是本发明一实施例间隔件的示意图。图2是本发明一实施例间隔件以及构成的封装构造的示意图。图3A至3J是本发明一实施例间隔件的制造方法示意图。图4A至4G是本发明另ー实施例间隔件的制造方法示意图。
具体实施例方式以下各实施例的说明是參考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」或「侧面」等，仅是參考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。图I是本发明一实施例间隔件的示意图，图2为本发明一实施例间隔件以及构成的封装构造的示意图。请參照图I及图2所示，本发明ー实施例的封装构造10主要包含间隔件100、芯片组200以及承载件300。在本实施例中，间隔件100主要包含封胶体110、导电柱120、第一图案化线路层130、第二图案化线路层140、第一导电凸块150以及第ニ导电凸块160。其中导电柱120电性连接第一图案化线路层130与第二图案化线路层140，第一导电凸块150电性连接至第一图案化线路层130，第二导电凸块160电性连接至第二图案化线路层140。更详细来说，在本实施例中，封胶体110可以为ー非光刻胶型封胶体，主要包含5至20%的环氧树脂、5至10%的硬化剂(hardner) >60至90%的填充颗粒以及I至5%的阻燃剂(flame retardant),但其成分或组成比例并不限于此。封胶体110亦可是一光刻胶型封胶体，主要包含80 %的光刻胶(photoresist)材料及20 %的封胶体材料，其中的封胶体材料则与上述非光刻胶型封胶体的成分或组成比例相同或相似。其中环氧树脂可选自双酹A环氧树脂(bisphenol A epoxy)、酹醒环氧树脂(novolac epoxy)或聚合性多功能树脂(polyfunctional resin),硬化剂可选自酹醒树脂等,填充颗粒材料可选自石英颗粒或氧化铝颗粒，阻燃剂可选自溴化环氧树脂和氧化锑，光刻胶材料可选自聚甲基丙烯酸甲酷、聚甲基戊ニ酰亚胺、酚醛树脂或环氧SU-8树脂等，但皆不限于此。封胶体110的选择可以根据不同应用的需要进行调整，对应的制造方法也可以随之调整，具体的制造方法会在本发明实施例中加以说明。在本实施例中，填充颗粒的直径小于两相邻导电柱120间距的1/3，从而可以减小填充颗粒未完全填满在导电柱120的间距中而产生空隙的可能性， 进ー步提高本实施例中的封胶体110的填隙效果以及间隔件100的可靠性。一般的，两相邻导电柱120的间距为10微米至50微米，填充颗粒的直径小于3. 3至16. 5微米，例如为10微米。在本实施例中，第一图案化线路层130与第二图案化线路层140皆属于ー种重分布线路层(re-distribution layer),两者的表面上分别形成有数个焊垫(未图示)，而第ー导电凸块150以及第ニ导电凸块160分别通过焊垫对应焊接于第一图案化线路层130与第二图案化线路层140上。在本实施例中，芯片组200包含第一芯片210以及第ニ芯片220，但芯片组200包含的芯片数量并不限于两个，例如芯片组200亦可包含单芯片或两个以上的芯片。芯片组200内的芯片之间通过间隔件I 00相互之间电性连接，并电性连接至承载件300。并且，在本实施例中，芯片组200中的第一芯片210以及第ニ芯片220均包含数个焊垫(未图示)及数个凸块，而凸块通过与第二导电凸块160相互焊接结合成一体，因而使第一芯片210以及第ニ芯片220焊接固定并电性连接至间隔件100。在本实施例中，承载件300包含承载板310以及导电金属球320，承载板310为ー小型的有机或陶瓷的印刷电路板(printed circuit board,PCB)。导电金属球320为ー锡球，导电金属球320固定并电性连接至承载板310以作为封装构造10的电性输出端子。间隔件100另通过第一导电凸块150固定并电性连接至承载件300的上表面。但本发明不限于此，例如承载件300亦可是其它类型的承载件，例如金属导线架。而导电金属球320亦可由其它材料形成，如金或铜。另外，承载件300上亦可承载有除本实施例中的芯片组200以及间隔件100以外的封装体、芯片或无源组件。图3A至3J是本发明一实施例间隔件的制造方法示意图，本发明将于下文利用图3A至3J逐一详细说明本实施例间隔件的制造方法。请參照图3A所不,提供一第一临时性载板400,第一临时性载板400上依序形成一黏胶层500、一种子层600以及一光刻胶层700，光刻胶层700形成有数个通孔710并于通孔710中曝露出种子层600。在本实施例中，黏胶层500可为ー紫外光固化涂料(UV tape)或ー感热胶带,可以在紫外光照射或加热后降低或失去黏性。其中，通孔710可以通过曝光、显影后蚀刻光刻胶层700形成。光刻胶层700的材料可以选自聚甲基丙烯酸甲酷、聚甲基戊ニ酰亚胺、酚醛树脂或环氧SU-8树脂。请參照图3B所示，以种子层600为电极电镀金属层121填满通孔710并覆盖光刻胶层700。于此电镀エ艺中，将种子层600连接电极负极将金属层121电镀形成于通孔710内，并且通过控制电镀时间，使得金属层121覆盖光刻胶层700，待金属层121几乎覆盖光刻胶层700后即可停止电镀。由于是通过电镀エ艺形成的，所以电镀金属层121可以看作是一体成型的，并且由于控制电镀时间使得金属层121覆盖光刻胶层700，可以确保通孔710内完全被金属层121填满而不产生孔洞或间隙。请參照图3C所示，去除部分金属层121直至曝露出光刻胶层700以及通孔710，形成导电柱120。本实施例中，可以通过研磨或蚀刻等方式去除金属层121。请參照图3D所示，去除光刻胶层700曝露出种子层600。本实施例中，可以通过蚀刻等方式去除光刻胶层700。
请參照图3E所不，于种子层600上形成一封胶体110覆盖种子层600以及填在导电柱120之间。本实施例中，可以将封胶体110的材料粉末与填充颗粒结合后通过压膜等方式覆盖于覆盖种子层600上。请參照图3F所示，去除部分封胶体110直至封胶体110的第一表面111曝露出导电柱120。本实施例中，可以通过研磨方式研磨封胶体110以去除部分封胶体110。请參照图3G所示，于封胶体110的第一表面111形成第一图案化线路层130、第一保护层170及数个第一导电凸块150，其中第一图案化线路层130包含数个焊垫131，第一导电凸块150分别焊接于焊垫131上并电性连接至第一图案化线路层130。本实施例中，第一图案化线路层130可以通过重布线技术形成(re-distribution layer, RDL)来形成,第一保护层170为一绿漆层(solder mask)。请參照图3H所示，提供第二临时性载板800，将第二临时性载板800通过中介层900设置于第一导电凸块上150。请參照图31所示，去除第一临时性载板400、黏胶层500以及种子层600，曝露出封胶体110的第二表面112及导电柱120，并于封胶体110的第二表面112形成第二图案化线路层140、第二保护层180及数个第二导电凸块160，其中第二图案化线路层140包含数个焊垫141。本实施例中，可通过前述的紫外光照或加热方式使黏胶层500降低或失去黏性后去除黏胶层500，通过研磨或蚀刻等方式去除种子层600。本实施例中，形成第二图案化线路层140、第二保护层180及第ニ导电凸块160方式与上述形成第一图案化线路层130、第一保护层170及第ー导电凸块150的方式类似，此处不再赘述。请參照图3J所示，去除第二临时性载板800以及中介层900以形成间隔件100。如上所述，相较于现有间隔件虽能实现电性互联，却也常因硅材料的脆性与不可延展性，而导致间隔件破裂等缺点，图I的本发明间隔件通过有机材料形成间隔件，其确实可以有效提高间隔件之強度与韧性，且无需担心导电柱的绝缘问题，进而提高封装结构稳定性。图4A至4G是本发明另ー实施例间隔件的制造方法示意图，本发明将于下文利用图4A至4G逐一详细说明本实施例间隔件的制造方法。 请參照图4A所不,提供一第一临时性载板400,第一临时性载板400上依序形成一黏胶层500、一种子层600以及一光刻胶型封胶体110，光刻胶型封胶体110形成有数个通孔190并于通孔190中曝露出种子层600。在本实施例中，光刻胶型封胶体110的材料如前述，此处不再赘述。其它未特别说明部分亦与前述实施例中类似，本实施例中不再做说明。请參照图4B所示，以种子层600为电极电镀金属层12 I填满通孔并覆盖光刻胶型封胶体110。于此电镀エ艺中，将种子层600连接电极负极将金属层121电镀形成于通孔190内，并且通过控制电镀时间，使得金属层121覆盖光刻胶型封胶体110，待金属层121几乎覆盖光刻胶型封胶体110后即可停止电镀。由于是通过电镀エ艺形成的，所以电镀金属层121可以看作是一体成型的，并且由于控制电镀时间使得金属层121覆盖光刻胶型封胶体110，可以确保通孔190内完全被金属层121填满而不产生孔洞或间隙。请參照图4C所示，去除部分金属层121直至曝露出光刻胶型封胶体110以及通孔190，形成导电柱120。请參照图4D所示，于光刻胶型封胶体110的第一表面111形成第一图案化线路层 130、第一保护层170及数个第一导电凸块150，其中第一图案化线路层130包含数个焊垫131，第一导电凸块150分别焊接于焊垫131上并电性连接至第一图案化线路层130。请參照图4E所示，提供第二临时性载板800，将第二临时性载板800通过中介层900设置于第一导电凸块上150。请參照图4F所示，去除第一临时性载板400、黏胶层500以及种子层600，曝露出光刻胶型封胶体110的第二表面112及导电柱120，并于光刻胶型封胶体110的第二表面112形成第二图案化线路层140、第二保护层180及数个第二导电凸块160，其中第二图案化线路层140包含数个焊垫141。请參照图4G所示，去除第二临时性载板800以及中介层900以形成间隔件100。本实施例的间隔件的制造方法相似于前ー实施例间隔件的制造方法，并大致沿用相同组件名称及图号，但本实施例的差异特征在干本实施例的间隔件的制造方法中封胶体Iio为一光刻胶型封胶体。上述特征的优点在于可以节省光刻胶层700，并且无需先覆盖光刻胶层700待形成导电柱120后再去除光刻胶层700，也无需对封胶体110进行研磨。因此，不但可节省材料，并可简化工艺，因而进ー步提高生产效率并降低成本。如上所述，相较于现有间隔件虽能实现电性互联，却也常因硅材料的脆性与不可延展性，而导致间隔件破裂等缺点，图4G的本发明间隔件通过有机材料形成间隔件，其确实可以有效提高间隔件之強度与韧性，且无需担心导电柱的绝缘问题，进而提高封装结构稳定性。相较于现有间隔件制造方法虽能实现电性互联，却也常因硅通孔绝缘处理工艺的复杂以及设备的昂贵成本，而导致无法大規模生产等问题，图3A-3J以及图4A-4G的本发明间隔件制造方法通过较简单且成本较低的エ艺完成了间隔件的制造，其确实可以大幅度降低间隔件的材料成本与制造成本。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。
权利要求
1.一种间隔件的制造方法，其特征在于所述间隔件的制造方法包含步骤提供一第ー临时性载板，所述第一临时性载板上依序形成一黏胶层、ー种子层以及一光刻胶层； 形成数个通孔贯穿所述光刻胶层，并于所述通孔中曝露出所述种子层； 电镀填满所述通孔，以形成数个导电柱； 去除所述光刻胶层，曝露出所述种子层； 于所述种子层上形成一封胶体覆盖所述种子层以及填在所述导电柱之间， 其中所述封胶体具有一第一表面曝露出所述导电柱；以及 于所述封胶体的第一表面形成一第一图案化线路层及数个第一导电凸块。
2.如权利要求I所述的间隔件的制造方法，其特征在于在形成所述第一图案化线路层及第ー导电凸块的步骤后，另包含 提供一第二临时性载板，将所述第二临时性载板设置于所述第一导电凸块上； 去除所述第一临时性载板、所述黏胶层以及所述种子层，曝露出所述封胶体的一第二表面及所述导电柱； 于所述封胶体的第二表面形成一第二图案化线路层及数个第二导电凸块； 以及 去除所述第二临时性载板。
3.如权利要求I所述的间隔件的制造方法，其特征在于在形成所述封胶体的步骤中，是通过ー压膜方式于所述种子层上形成所述封胶体。
4.如权利要求I所述的间隔件的制造方法，其特征在于所述封胶体包含环氧树脂、硬化剂、填充颗粒以及阻燃剂。
5.如权利要求4所述的间隔件的制造方法，其特征在于所述填充颗粒的直径小于两个相邻所述导电柱的间距的三分之一。
6.一种间隔件的制造方法，其特征在于所述间隔件的制造方法包含 提供一第一临时性载板，所述第一临时性载板上依序形成一黏胶层、一种子层以及ー光刻胶型封胶体； 形成数个通孔贯穿所述光刻胶型封胶体，并于所述通孔中曝露出所述种子层； 电镀填满所述通孔，以形成数个导电柱，其中所述光刻胶型封胶体具有一第一表面曝露出所述导电柱；以及 于所述光刻胶型封胶体的第一表面形成一第一图案化线路层及数个第一导电凸块。
7.如权利要求6所述的间隔件的制造方法，其特征在于在形成所述第一图案化线路层及第ー导电凸块的步骤后，另包含 提供一第二临时性载板，将所述第二临时性载板设置于所述第一导电凸块上； 去除所述第一临时性载板、所述黏胶层以及所述种子层，曝露出所述导电柱以及所述光刻胶型封胶体的一第二表面； 于所述光刻胶型封胶体的第二表面形成一第二图案化线路层及数个第二导电凸块；以及 去除所述第二临时性载板。
8.如权利要求6所述的间隔件的制造方法，其特征在于所述封胶体包含光刻胶材料、环氧树脂以及填充颗粒。
9.如权利要求8所述的间隔件的制造方法，其特征在于所述填充颗粒的直径小于两个相邻所述导电柱的间距的三分之一。
10.一种间隔件，其特征在干所述间隔件包含 一光刻胶型封胶体，具有一第一表面以及ー第二表面，包含数个通孔以及数个导电柱，所述通孔贯穿所述第一表面与第二表面，所述导电柱对应填充于所述通孔中； 一第一图案化线路层，形成于所述光刻胶型封胶体的第一表面；以及一第二图案化线路层，形成于所述光刻胶型封胶体的第二表面，所述第二图案化线路层通过所述导电柱电性连接至所述第一图案化线路层； 其中所述光刻胶型封胶体包含光刻胶材料、环氧树脂以及填充颗粒，且所述填充颗粒的直径小于两个相邻所述导电柱的间距的三分之一。
全文摘要
本发明公开一种间隔件及其制造方法。所述间隔件包含一光刻胶型封胶体，具有一第一表面以及一第二表面，并包含数个通孔以及数个导电柱。所述通孔贯穿所述第一表面与第二表面，所述导电柱对应填充于所述通孔中。所述间隔件另包含一第一图案化线路层及一第二图案化线路层，分别形成于所述封胶体的第一及第二表面。所述第二图案化线路层通过所述导电柱电性连接至所述第一图案化线路层，其中所述光刻胶型封胶体包含光刻胶材料、环氧树脂以及填充颗粒，且所述填充颗粒的直径小于两个相邻所述导电柱的间距的三分之一。
文档编号H01L21/768GK102738073SQ20121016352
公开日2012年10月17日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者周泽川, 唐和明, 黄东鸿, 黄文宏 申请人:日月光半导体制造股份有限公司