封装基板的制作方法

封装基板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种封装基板，其包含基板本体、绝缘保护层与多个堆叠导电柱。基板本体的表面具有晶片设置区与围绕晶片设置区的堆叠连接区。堆叠连接区具有多个堆叠焊垫。绝缘保护层设置在基板本体的表面上，且绝缘保护层具有多个第一开孔。堆叠导电柱分别设置在堆叠焊垫上。每一个堆叠导电柱包含第一子部与第二子部。第一子部凸出于对应的第一开孔，且第一子部具有顶面与侧面。侧面邻接在顶面与绝缘保护层之间，且侧面形成斜坡。第一子部在水平方向的截面积由绝缘保护层往第一子部的顶面逐渐递减。第二子部设置在第一子部的顶面上。
【专利说明】封装基板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种封装基板。
【背景技术】
[0002]随着电子产业的发达，现今的电子产品已趋向轻薄短小与功能多样化的方向设计，半导体封装技术也随之开发出不同的封装方式。而针对不同的封装结构，也发展出各种封装用的封装基板。
[0003]现有堆叠封装(Package On Package ；P0P)基板，其一表面具有晶片设置区与堆叠连接区，晶片设置区与堆叠连接区中均具有焊垫。防焊层形成于基板表面上，且防焊层具有开孔以显露焊垫。在封装工艺过程中，可将半导体晶片电性连接晶片设置区的焊垫，且堆叠连接区的焊垫可通过锡球电性连接在另一封装结构的封装基板上。
[0004]然而，两个相叠的封装结构间需具有足够的垂直距离，才能让半导体晶片设置在两个封装基板之间。现有的堆叠封装结构以锡球的大小来控制两个封装基板间的垂直距离，也就是说，若半导体晶片的厚度较厚，则需使用直径较大的锡球来增加两个封装基板间的垂直距离。如此一来，不仅易造成相邻的两个锡球因接触而桥接短路，且堆叠连接区的相邻两个焊垫间的距离也需加大，因此堆叠连接区的焊垫位置的布局(layout)会有所局限。
实用新型内容
[0005]本实用新型的一个技术方案为一种封装基板。
[0006]根据本实用新型一实施方式，一种封装基板包含基板本体、绝缘保护层与多个堆叠导电柱。基板本体的表面具有晶片设置区与围绕晶片设置区的堆叠连接区。堆叠连接区具有多个堆叠焊垫。绝缘保护层设置在基板本体的表面上，且绝缘保护层具有多个第一开孔，使堆叠焊垫分别由第一开孔露出。堆叠导电柱分别设置在堆叠焊垫上。每一堆叠导电柱包含第一子部与第二子部。第一子部凸出于对应的第一开孔，且第一子部具有顶面与侧面。侧面邻接于顶面与绝缘保护层之间，且侧面形成斜坡。第一子部在水平方向的截面积由绝缘保护层往第一子部的顶面逐渐递减。第二子部设置在第一子部的顶面上。
[0007]在本实用新型一实施方式中，上述第二子部的宽度小于或等于第一子部的顶面的览度。
[0008]在本实用新型一实施方式中，上述第二子部的高度大于第一子部的顶面与绝缘保护层表面间的垂直距离。
[0009]在本实用新型一实施方式中，上述晶片设置区具有多个覆晶焊垫，且绝缘保护层具有多个第二开孔，使覆晶焊垫分别由第二开孔露出。
[0010]在本实用新型一实施方式中，上述封装基板还包含多个覆晶导电柱。覆晶导电柱分别设置在覆晶焊垫上。
[0011]在本实用新型一实施方式中，上述每一覆晶导电柱具有相对的第一端与第二端。第一端位于对应的覆晶焊垫上，第二端凸出于对应的第二开孔。[0012]在本实用新型一实施方式中，上述第二端的宽度小于对应的第二开孔的宽度。
[0013]在本实用新型一实施方式中，上述覆晶导电柱的第二端与第一子部的顶面位于同一水平面。
[0014]在本实用新型一实施方式中，上述每一堆叠导电柱的高度大于每一覆晶导电柱的高度。
[0015]在本实用新型上述实施方式中，由于封装基板具有设置在堆叠焊垫上的堆叠导电柱，且堆叠导电柱的高度可由工艺过程控制，因此在使用时，封装基板的堆叠连接区的堆叠导电柱可利用本身的高度而电性连接直径较小的锡球，使设置在封装结构的另一封装结构通过堆叠导电柱的高度便能与封装结构相隔足够的垂直距离。如此一来，不仅可防止相邻的两个锡球因接触而桥接短路，且堆叠连接区的相邻两个堆叠焊垫间的距离不需加大，因此对于堆叠焊垫布局(layout)具有较好的灵活度或较高的密度。
【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1为根据本实用新型一实施方式的封装基板的剖面图。
[0017]图2为图1的堆叠导电柱的局部放大图。
[0018]图3为图1的覆晶导电柱的局部放大图。
[0019]图4A?4J为图1的封装基板的制作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020]以下将以附图公开本实用新型的实施方式，为明确说明起见，许多具体的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些具体的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型部分实施方式中，这些具体的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式表示。
[0021]图1为根据本实用新型一实施方式的封装基板100的剖面图。图2为图1的堆叠导电柱130的局部放大图。参阅图1，封装基板100包含基板本体110、绝缘保护层120与多个堆叠导电柱130。其中，基板本体110的表面112具有晶片设置区Rl与围绕晶片设置区Rl的堆叠连接区R2。堆叠连接区R2具有多个堆叠焊垫(stacking solder pad) 114。绝缘保护层120设置在基板本体110的表面112上，且绝缘保护层120具有多个第一开孔122，使堆叠焊垫114分别由绝缘保护层120的第一开孔122露出。堆叠导电柱130分别设置在堆叠焊垫114上。
[0022]参阅图2，每一堆叠导电柱130包含第一子部132与第二子部134。第一子部132凸出于第一开孔122，且第一子部132具有顶面131与侧面133。侧面133邻接于顶面131与绝缘保护层120之间，且侧面形成斜坡a。第二子部134设置在第一子部132的顶面131上。
[0023]在本实施方式中，由于第一子部132的侧面133形成斜坡a，因此第一子部132在水平方向的截面积会由绝缘保护层120往第一子部132的顶面131逐渐递减。此外，第二子部134的宽度Dl可小于或等于第一子部132的顶面131的宽度D2。第二子部134的高度Hl可大于第一子部132的顶面131与绝缘保护层120表面间的垂直距离H2。其中，高度Hl与距离H2可由工艺过程控制，因此堆叠导电柱130凸出第一开孔122的距离H3可依设计者需求而定。
[0024]当另一封装结构与封装基板100所构成的封装结构形成堆叠封装时，由于堆叠连接区R2的堆叠导电柱130本身具有高度(即距离H3)，因此可使用直径较小的锡球，使封装基板100与设置在堆叠连接区R2上的另一封装结构可通过堆叠导电柱130与锡球的高度提供足够的垂直距离。如此一来，不仅直径较小的锡球可防止相邻的两个锡球因接触而桥接短路，且堆叠连接区R2的相邻两堆叠焊垫114间的距离不需加大，因此对于堆叠焊垫114布局(layout)具有较好的灵活度或较高的密度。
[0025]参阅图1，封装基板100还包含多个覆晶导电柱140。覆晶导电柱140分别设置在覆晶焊塾116上。图3为图1的覆晶导电柱140的局部放大图。晶片设置区Rl具有多个覆晶焊垫116，且绝缘保护层120具有多个第二开孔124，使覆晶焊垫116分别由第二开孔124露出。每一覆晶导电柱140具有相对的第一端142与第二端144。覆晶导电柱140的第一端142位于覆晶焊垫116上，覆晶导电柱140的第二端144凸出于绝缘保护层120的第二开孔124。
[0026]在本实施方式中，第二端144的宽度D3小于第二开孔124的宽度D4，且覆晶导电柱140不会或仅少部分延伸到绝缘保护层120的表面121。如此一来，两个相邻覆晶导电柱140间的距离可以缩小，使晶片设置区Rl中的覆晶导电柱140布局密度可以提升，或更具灵活度。此外，当晶片安装在晶片设置区Rl时，绝缘保护层120的表面121不会因受覆晶导电柱140的延伸部分对绝缘保护层120的表面121所产生的应力而致破裂。
[0027]同时参阅图2与图3，为了工艺过程上的方便，覆晶导电柱140与堆叠导电柱130的第一子部132可由电镀的方式同步制作，使覆晶导电柱140的第二端144与堆叠导电柱130的第一子部132的顶面131可位于同一水平面。此外，堆叠导电柱130凸出绝缘保护层120表面的距离H3大于覆晶导电柱140凸出绝缘保护层120表面的距离H4，距离H3与距离H4间的高度差为晶片设置区Rl (见图1)预留了晶片厚度所需的容纳空间。
[0028]应了解到，已叙述过的元件连接关系将不在重复赘述，与之前叙述一致。在以下叙述中，将说明图1的封装基板100的制作方法。
[0029]图4A为在基板本体110上设置堆叠焊垫114、覆晶焊垫116与绝缘保护层120。堆叠焊垫114位于覆晶焊垫116的外围。绝缘保护层120经图案化而形成第一开孔122与第二开孔124，使堆叠焊垫114与覆晶焊垫116分别由第一开孔122与第二开孔124露出。绝缘保护层120的材质可为环氧树脂，例如绿漆。
[0030]图4B为在绝缘保护层120上形成第一晶种层152。图4C为在基板本体110的下表面113上形成第一光阻层162。第一晶种层152覆盖绝缘保护层120及堆叠焊垫114与覆晶焊垫116。
[0031]图4D为在第一晶种层152上形成第一镀铜层172，第一镀铜层172的厚度可依设计者需求而定。待第一镀铜层172形成后，可去除第一光阻层162。
[0032]图4E为在第一镀铜层172上形成第二光阻层164。第二光阻层164可经图案化工艺过程而选择性地设置在堆叠焊垫114与覆晶焊垫116上方。接着图4F为经过蚀刻工艺过程而移除未被第二光阻层164所覆盖的第一镀铜层172，使第一镀铜层172形成堆叠导电柱130的第一子部132与覆晶导电柱140，且被移除的第一镀铜层172所覆盖的第一晶种层152也被蚀刻而去除。当蚀刻第一镀铜层172时，堆叠导电柱130的第一子部132与覆晶导电柱140会因蚀刻的底切(undercut)现象而形成斜坡a的特征及图3的宽度D3小于宽度D4的特征。
[0033]图4G为完全移除第二光阻层164后，所显露的第一子部132的顶面131与覆晶导电柱140的第二端144(见图3)可位于同一水平面。
[0034]图4H为在绝缘保护层120、第一子部132与覆晶导电柱140上形成第二晶种层154。图41为在第二晶种层154上形成第三光阻层166。第三光阻层166可经图案化工艺过程而形成外露第一子部132部分上表面的开孔167，使第三光阻层166仅覆盖绝缘保护层120与覆晶导电柱140。
[0035]图4J为在第一子部132部分上表面形成第二镀铜层174，第二镀铜层174的厚度可依设计者需求而定。接着，去除第三光阻层166，便可得到第二子部134。第一子部132与第二子部134即组成堆叠导电柱130，如图1所示。
[0036]虽然本实用新型已经以实施方式公开如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求所界定者为准。
【权利要求】
1.一种封装基板，其特征在于，包含:基板本体，其表面具有晶片设置区与围绕该晶片设置区的堆叠连接区，其中该堆叠连接区具有多个堆叠焊垫；绝缘保护层，其设置在该基板本体的上述表面上，且该绝缘保护层具有多个第一开孔，使上述这些堆叠焊垫分别由这些第一开孔露出；以及多个堆叠导电柱，其分别设置在上述这些堆叠焊垫上，每一堆叠导电柱包含:第一子部，其凸出于对应的上述第一开孔，且该第一子部具有顶面与侧面，其中该侧面邻接于该顶面与上述绝缘保护层之间，且该侧面形成斜坡，该第一子部在水平方向的截面积由上述绝缘保护层往该第一子部的该顶面逐渐递减；以及第二子部，其设置在上述第一子部的顶面上。
2.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述第二子部的宽度小于或等于所述第一子部的所述顶面的宽度。
3.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述第二子部的高度大于所述第一子部的所述顶面与所述绝缘保护层表面间的垂直距离。
4.如权利要求1所述的封装基板，其特征在于，所述晶片设置区具有多个覆晶焊垫，且所述绝缘保护层具有多个第二开孔，使这些覆晶焊垫分别由这些第二开孔露出。
5.如权利要求4所述的封装基板，其特征在于，还包含:多个覆晶导电柱，其分别设置在所述这些覆晶焊垫上。
6.如权利要求5所述的封装基板，其特征在于，所述每一覆晶导电柱具有相对的第一端与第二端，该第一端位于对应的所述覆晶焊垫上，该第二端凸出于对应的所述第二开孔。
7.如权利要求6所述的封装基板，其特征在于，所述第二端的宽度小于对应的所述第二开孔的宽度。
8.如权利要求6所述的封装基板，其特征在于，所述这些覆晶导电柱的所述这些第二端与所述这些第一子部的所述这些顶面位于同一水平面。
9.如权利要求5所述的封装基板，其特征在于，所述每一堆叠导电柱的高度大于所述每一覆晶导电柱的闻度。
【文档编号】H01L23/498GK203553151SQ201320685896
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】林俊廷, 王音统, 詹英志, 曾信得, 詹博翰 申请人:欣兴电子股份有限公司