一种铜柱结构封装基板及其加工方法与流程

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种铜柱结构封装基板及其加工方法。

背景技术：

堆叠封装技术可提高半导体电子元器件集成密度，满足电子封装的小型化、薄型化及高传输性的需求，其中铜柱结构封装基板是一项新技术路线，其优点主要有：1、采取铜柱互联能实现高性能的封装，主要表现在铜柱具有比焊球更低的电阻率，更有利于信号传输，铜柱互联具有比焊球互联更高的平均失效时间(铜柱结构的平均失效时间是焊球互联的2.3倍)；2、铜具有极高的热导率(33W/m·℃,无铅焊接锡银铜热导率33W/m·℃)，从而实现芯片向基板上迅速散热；3、对于给定的基板表面焊盘节距，采用铜柱互联具有比焊球互联更大的间隙，从而获得更好的可制造性和可靠性；4、可以实现基板上更高密度的布线,从而减小基板的层数和尺寸(减小基板尺寸约15％)。

目前铜柱制作方式主要采用“超厚干膜图形开窗-盲孔填孔电镀填窗-褪膜”的加工方式制作，这种加工方式工艺难度大、设备及物料成本昂贵。如图1所示，基板101具有内层图形102，连接面104连接铜柱103与内层图形102。铜柱103存在拱形顶部，减少了封装组装过程中有效接触面积并且尺寸难以控制均一；铜柱103底部的连接面104为电镀铜微蚀线和嵌入油墨层，铜柱103的结构的强度受到影响，以上缺陷使得铜柱结构封装基板的集成度和稳定性。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种铜柱结构封装基板及其加工方法，用于解决现有技术中铜柱结构存在问题，使得铜柱结构封装基板上的铜柱结构具有高均匀性及高强度。

有鉴于此，本发明第一方面提供一种铜柱结构封装基板的加工方法，包 括：

提供线路板，所述线路板具有基板、第二铜层及超厚干膜，所述超厚干膜处于所述线路板的一个面上；

对所述线路板进行钻孔，形成铜柱通孔，并在所述铜柱通孔内壁形成第一铜层；

通过电镀铜工艺，在所述铜柱通孔内形成铜柱；

去除所述超厚干膜、所述第二铜层和暴露的所述第一铜层，得到铜柱结构封装基板。

本发明第二方面提供一种铜柱结构封装基板，包括：

基板，所述基板具有铜柱通孔；

第一铜层，所述第一铜层处于所述铜柱通孔的内壁上；

铜柱，所述铜柱为圆柱形，所述铜柱部分处于所述铜柱通孔内，所述铜柱的一端与所述基板对齐，所述铜柱的另一端高于所述基板。

由上可见，与现有技术相比，具有如下有益效果：

铜柱在铜柱通孔内电镀铜形成，而铜柱通孔可以使用统一大小的钻头，因此铜柱的尺寸大小以及均匀度都可以有效的控制；铜柱穿过基板的铜柱通孔，一端与基板对齐，另一端高于基板，铜柱是一次成形的，不需要现有技术中的连接面进行固定，因此铜柱结构的强度提高了。

附图说明

图1为现有技术中铜柱结构封装基板的结构示意图；

图2a-图2i为本发明实施例中铜柱结构封装基板的加工过程的示意图；

图3为本发明实施例中铜柱结构封装基板的加工方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种铜柱结构封装基板及其加工方法，用于解决现有技术中铜柱结构存在问题，使得铜柱结构封装基板上的铜柱结构具有高均 匀性及高强度。

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

实施例一、

请参阅图3，本发明实施例提供一种铜柱结构封装基板的加工方法，包括：

301、提供线路板，线路板具有基板、第二铜层及超厚干膜，超厚干膜处于线路板的一个面上；

如图2c所示，提供线路板，线路板具有基板、第二铜层204及超厚干膜205，超厚干膜205处于线路板的一个面上。

可选的，制作线路板的过程为：

如图2a所示提供基板，基板具有载板201、铜线路层202及阻焊层203，铜线路层202处于载板201表面，阻焊层203处于铜线路层202表面，如图2b所示，在基板的阻焊层203表面形成第二铜层204，如图2c所示，在预设需要生成铜柱的第二铜层204表面粘贴一层超厚干膜205，进行曝光和固化，形成线路板。

载板201为芯板材料,工业上多使用含玻纤的树脂材料等，第二铜层204可以是一层薄的铜层，或者其他薄膜状导电材料，具体不做限定。阻焊层203可以是具有光反应特性的干膜材料，还可以是其他可后期褪除的介层，具体不做限定。

302、对线路板进行钻孔，形成铜柱通孔，在铜柱通孔内壁形成第一铜层；

如图2d所示，在预设的铜柱位置对线路板进行钻孔，形成铜柱通孔206，如图2e所示，在铜柱通孔206的内壁上形成第一铜层207，钻孔所用的钻头大小可以进行调整，在制作出的铜柱结构中可以使得铜柱的尺寸大小很均匀。

可选的，如图2e所示，在线路板的超厚干膜205上形成薄铜层208，薄铜层208与第一铜层207的材料相同，可以是一层薄的铜层，或者其他薄膜状导电材料，具体不做限定。

303、通过电镀铜工艺，在铜柱通孔内形成铜柱；

如图2f所示，对铜柱通孔206进行电镀填平，在薄铜层208的表面电镀铜，形成厚铜层209，如图2g所示，对厚铜层209进行蚀刻，去除薄铜层208，使得厚铜层209的表面与超厚干膜205的表面对齐，即厚铜层209处于铜柱通孔206内，形成铜柱210，制作出的铜柱210为圆柱形，铜柱210的顶端为平面，与现有技术中的拱形顶部相比，平面顶部增加了封装组装过程中的有效接触面积。

304、去除超厚干膜、第二铜层和暴露的第一铜层，得到铜柱结构封装基板。

去除图2g中所示的超厚干膜205，使得铜柱210高于基板，如图2h所示，蚀刻去除第二铜层204，以及蚀刻去除第一铜层207的表面面铜，得到如图2i所示的铜柱结构封装基板。

本发明实施例中，铜柱210在铜柱通孔206内电镀铜形成，而铜柱通孔206可以使用统一大小的钻头，因此铜柱210的尺寸大小以及均匀度都可以有效的控制；铜柱210是一次成形的，不需要现有技术中的连接面进行固定，因此铜柱结构的强度提高了。

实施例二、

请参阅图2i，本发明实施例提供一种铜柱结构封装基板，包括：

基板，基板具有铜柱通孔206；

第一铜层207，第一铜层207处于铜柱通孔206的内壁上；

铜柱210，铜柱210为圆柱形，铜柱210部分处于铜柱通孔206内，铜柱210的一端与基板对齐，铜柱210的另一端高于基板。

本发明实施例中，铜柱210处于铜柱通孔206内铜柱通孔206可以使用统一大小的钻头，因此铜柱210的尺寸大小以及均匀度都可以有效的控制；铜柱210穿过基板的铜柱通孔206，一端与基板对齐，另一端高于基板，铜柱210是一次成形的，不需要现有技术中的连接面进行固定，因此铜柱结构的强度提高了。

可选的，本发明的一些实施例中，基板包括：

载板201、铜线路层202及阻焊层203；

铜线路层202处于载板201表面，阻焊层203处于铜线路层202表面。

可选的，本发明的一些实施例中，第一铜层207为金属铜或薄膜状导电材料。

以上对本发明实施例所提供的铜柱结构封装基板及其加工方法进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。本技术领域的技术人员，依据本发明的思想，在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。