具有球焊盘的基板、半导体封装体以及制造方法
【专利说明】具有球焊盘的基板、半导体封装体以及制造方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年11月25日提交的申请号为10-2013-0144115的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此，如同全文阐述。
技术领域
[0003]本公开的实施例涉及一种半导体封装体，且更具体而言，涉及一种具有球焊盘的基板、包括所述基板的半导体封装体以及用于制造包括所述基板的半导体封装体的方法。
【背景技术】
[0004]在电子系统中采用的电子器件可以包括各种有源电路元件和各种无源电路元件。有源电路元件和无源电路元件可以集成在半导体基板中和/或上，以构成电子器件(也被称作半导体芯片或半导体裸片)。由集成电路组成的电子器件可以附接至或安装在包括互连的封装体基板上，且可以被封装以提供半导体封装体。半导体封装体可以安装在印刷电路板(PCB)上，以制作诸如计算机、移动系统或数据储存媒介的电子系统。
[0005]当半导体芯片与封装体基板电耦接，或半导体芯片与另一个半导体芯片电耦接时，焊料球或焊料凸块可以被实施成互连结构。
【发明内容】
[0006]各种实施例涉及具有球焊盘的基板、包括所述基板的半导体封装体以及制造包括所述基板的半导体封装体的方法。
[0007]在一个实施例中，一种基板包括:核心层，具有彼此相对的第一表面和第二表面；球焊盘焊垫，在核心层的第一表面上；开口，穿过核心层以暴露出球焊盘焊垫；以及第一虚设球焊盘，被设置在核心层的第二表面上以包围开口，且包括至少一个子图案、和沿着与核心层的第二表面平行的水平方向穿过至少一个子图案的至少一个第一排气孔。
[0008]在一个实施例中，一种半导体封装体包括:核心层，具有彼此相对的第一表面和第二表面；球焊盘焊垫，在核心层的第一表面上；开口，穿过核心层以暴露出球焊盘焊垫；以及第一虚设球焊盘，被设置在核心层的第二表面上以包围开口，且包括至少一个子图案、和沿着与核心层的第二表面平行的水平方向穿过至少一个子图案的至少一个第一排气孔；焊接掩模图案，在核心层上以暴露出开口 ；以及半导体芯片，附接至焊接掩模图案上且与球焊盘焊垫电连接。核心层、球焊盘焊垫和第一虚设球焊盘构成基板。
[0009]在一个实施例中，一种制造半导体封装体的方法包括提供基板。所述基板包括:核心层，具有彼此相对的第一表面和第二表面；球焊盘焊垫，在核心层的第一表面上；开口，穿通核心层以暴露出球焊盘焊垫；第一虚设球焊盘，被设置在第二表面上以包围开口，且包括至少一个子图案、和侧向与至少一个子图案的部分交叉的至少一个第一排气孔。焊接掩模图案形成在基板上以暴露出开口。半导体芯片被附接至基板上。半导体芯片与基板电连接。外部端子形成在第一虚设球焊盘上以填充开口。
[0010]在一个实施例中，一种半导体封装体包括基板、焊接掩模图案和半导体芯片。所述基板包括:核心层，具有彼此相对的第一表面和第二表面；球焊盘焊垫，在核心层的第一表面上；开口，穿通核心层以暴露出球焊盘焊垫；虚设球焊盘，被设置在第二表面上以包围开口，且包括至少一个子图案、和侧向与至少一个子图案的部分交叉的至少一个第一排气孔。焊接掩模图案被设置在核心层的第二表面上以暴露出开口和至少一个子图案。半导体芯片被附接至基板且与基板电连接。
【附图说明】
[0011]结合附图和所附详细描述，实施例将变得更加显然。
[0012]图1A是说明根据一个实施例的基板的截面图。
[0013]图1B是沿着图1A的线1-1’截取的侧截面图。
[0014]图1C是说明根据一个实施例的适用于图1A的基板的虚设球焊盘的平面图。
[0015]图1D是说明根据另一个实施例的适用于图1A的基板的虚设球焊盘的平面图。
[0016]图2A是说明根据另一个实施例的基板的截面图。
[0017]图2B是说明根据一个实施例的图2A的虚设球焊盘的平面图。
[0018]图3至13C是说明根据一个实施例的制造半导体封装体的方法的示意图。
[0019]图14是说明根据一个实施例的半导体封装体的截面图。
[0020]图15是说明图14中的虚设球焊盘和焊料球的平面图。
【具体实施方式】
[0021]参见图1A、1B和1C，根据一个实施例的基板103包括:核心层100，具有彼此相对的第一表面105和第二表面110 ;第一球焊盘焊垫130a，被设置在核心层100的第一表面105上；第一电路互连图案130b，被设置在核心层100的第一表面105上；第二球焊盘焊垫130c，被设置在核心层100的第一表面105上；以及开口 120，穿通核心层100以暴露出第一球焊盘焊垫130a和第二球焊盘焊垫130c。第二球焊盘焊垫130c可以对应于从第一电路互连图案130b的端部延伸的部分。
[0022]基板103可以是安装有半导体芯片(未示出)的封装体基板。第一电路互连图案130b可以用于将基板103与安装在基板103上的半导体芯片电耦接。第一电路互连图案130b可以包括例如铜材料的导电材料。在一些实施例中，穿通核心层100的每个开口 120可以具有倾斜侧壁，使得每个开口 120的水平截面面积从核心层100的第二表面110朝向核心层100的第一表面105逐渐减少。在另一个实施例中，尽管在附图中未示出，但是穿通核心层100的每个开口 120可以具有垂直侧壁，使得每个开口 120的水平截面面积是恒定的或是一致的，而与开口 120的水平截面的层级无关。开口 120暴露出第一球焊盘焊垫130a的表面和第二球焊盘焊垫130c的表面，第一球焊盘焊垫130a和第二球焊盘焊垫130c的表面邻接在核心层100的第一表面105上。
[0023]虚设球焊盘140可以被设置在核心层100的第二表面110上，与第一球焊盘焊垫130a和第二球焊盘焊垫130c中的每个相对。在一些实施例中，虚设球焊盘140中的每个包括多个子图案140a、140b、140c和140d，多个子图案被设置成在平面图中包围开口 120中的相应的一个开口。S卩，如图1C中所示，子图案140a、140b、140c和140d可以对应于包围相应开口 120的环形的四个单独的部分。
[0024]排气孔142可以被设置在子图案140a、140b、140c和140d之间。S卩，子图案140a、140b、140c和140d通过排气孔142彼此分开。排气孔142沿着与核心层100的第二表面110平行的水平方向穿过至少一个子图案。在一个实施例中，在从平面图观察时，第一子图案140a可以被设置成具有关于第四子图案140d的点对称结构，而第二子图案140b可以被设置成具有关于第三子图案140c的点对称结构，以在焊料球(未示出)安装在球焊盘上时将焊料球连接应力最小化。
[0025]然而，第一子图案至第四子图案140a、140b、140c和140d的排列不限于上述结构。
[0026]尽管图1C说明如下的实施例:在第一子图案至第四子图案140a、140b、140c和140d之间的排气孔142具有大体相同的宽度，但是实施例不限于此。在另一个实施例中，在第一子图案至第四子图案140a、140b、140c和140d之间的排气孔142的宽度可以彼此不同。
[0027]第一球焊盘焊垫130a和第二球焊盘焊垫130c可以包括导电材料，例如铜材料、镍材料或金材料。构成每个虚设球焊盘140的子图案140a、140b、140c和140d可以包括用于焊料球的湿润材料。子图案140a、140b、140c和140d可以包括铜材料、镍材料或金材料。
[0028]尽管图1C说明如下的实施例:构成每个虚设球焊盘140的子图案140a、140b、140c和140d的数目是四，但是实施例不限于此。即，在一些实施例中，每个虚设球焊盘140可以包括两个、三个、五个或更多个子图案。在任何情况下，每个虚设球焊盘140中的子图案可以通过诸如排气孔142的排气孔而彼此分开。
[0029]在另一个实施例中，每个虚设球焊盘140可以具有单个子图案104e，如图1D中所示。在这种情况下，单个子图案140e在平面图中可以具有包围开口 120的“C”形状结构。如果每个虚设球焊盘焊垫140具有单个子图案140e，则单个排气孔142可以设置在单个子图案140e的一个端部和单个子图案140e的另一个端部之间。
[0030]根据以上实施例，焊料球(未示出)可以安装在开口 120中的相应的一个上，且焊料球可以被回流以完全填充开口 120。结果，焊料球可以与第一球焊盘焊垫130a和第二球焊盘焊垫130c以及虚设球焊盘140接合。在焊料球被回流以填充开口 120时，在焊料球中可以产生空隙。然而，在焊料球中产生的空隙可以通过排气孔142被容易地去除。S卩，排气孔142可以防止在焊料球中产生的空隙被捕获在焊料球中。因为排气孔142抑制焊料球中空隙的产生，所以可以提高半导体封装体的可靠性。
[0031]参见图2A和2B，根据另一个实施例的基板203包括:核心层，具有彼此相对的第一表面205和第二表面210 ;第一球焊盘焊垫230a,被设置在核心层200的第一表面205上；第一电路互连图案230b，被设置在核心层200的第一表面205上；第二球焊盘焊垫230c，被设置在核心层200的第一表面205上；以及开口 220，穿过核心层200以暴露出第一球焊