一种无芯基板结构及其制作方法与流程

本发明属于半导体封装，涉及一种无芯基板结构及其制作方法。

背景技术：

1、根据是否有芯板，ic封装基板可被分为有芯基板和无芯基板，其中，相对于有芯基板，无芯基板具有薄型化的优势，并具有更优的传输特性。

2、随着消费类电子产品向轻、薄、短、小的轻薄化、集成化和微型化趋势的飞速发展，同时还要求无芯基板拥有更高的信号传输速度、更低的阻抗、更好的信号完整性、更自由的布线设计，以及能够实现更精细的图形和间距等特点。但是，在传统的无芯基板制作工艺中，由于干膜厚度和能力的限制、湿法化铜设备的限制以及材料的发展限制等，无法将图形层线宽线距做得更精细。

3、因此，如何提供一种新的无芯基板结构的制作方法，以实现更为精细的线路和更为灵活的叠构层，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本技术的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本技术的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无芯基板结构及其制作方法，用于解决现有技术中难以实现更为精细的线路和更为灵活的叠构层的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种无芯基板结构的制作方法，包括以下步骤：

3、提供一临时承载板及两片底层绝缘层，采用压合法于所述临时承载板的正面与背面均形成所述底层绝缘层，所述底层绝缘层远离所述临时承载板的一面设有底层硬掩膜层；

4、图形化所述底层硬掩膜层以得到底层焊盘硬掩膜开口与底层线路硬掩膜开口，基于图形化后的所述底层硬掩膜层干法刻蚀所述底层绝缘层以得到底层焊盘通槽与底层线路通槽；

5、形成嵌入式的底层线路层，所述底层线路层包括填充进所述底层焊盘通槽中的底层金属焊盘及填充进所述底层线路通槽中的底层金属线路，所述底层绝缘层及所述底层线路层构成底层互连层；

6、形成至少一中间层互连层于所述临时承载板的正面与背面，所述中间层互连层位于所述底层互连层远离所述临时承载板的一侧，所述中间层互连层包括中间层绝缘层及至少一部分嵌入所述中间层绝缘层中并与所述底层线路层电连接的中间层线路层；

7、形成顶层互连层于所述临时承载板的正面与背面，所述顶层互连层位于所述中间层互连层远离所述临时承载板的一侧，所述顶层互连层包括顶层绝缘层及至少一部分嵌入所述顶层绝缘层中并与所述中间层线路层电连接的顶层线路层；

8、进行拆板以自所述临时承载板的正面分离得到第一无芯基板结构，自所述临时承载板的背面分离得到第二无芯基板结构，所述第一无芯基板结构与所述第二无芯基板结构均包括依次叠加的所述底层互连层、所述中间层互连层及所述顶层互连层。

9、可选地，所述临时承载板包括载板主体及位于所述载板主体正面与背面的可拆卸铜箔，所述可拆卸铜箔包括依次叠加的内层铜箔与外层铜箔，在所述拆板步骤中，自所述外层铜箔与所述内层铜箔的界面处进行机械分离，并对所述第一无芯基板结构及所述第二无芯基板进行双面闪蚀以去除显露于所述底层绝缘层表面的所述外层铜箔及显露于所述顶层绝缘层表面的除所述顶层线路层之外的金属膜。

10、可选地，所述临时承载板包括载板主体及位于所述载板主体正面与背面的分离层，在所述拆板步骤中，先通过紫外解粘处理或热解粘处理使所述分离层的粘性降低，再从所述分离层处进行机械分离，分离后在所述底层互连层表面形成保护层，并对所述第一无芯基板结构及所述第二无芯基板进行闪蚀以去除显露于所述顶层绝缘层表面的除所述顶层线路层之外的金属膜。

11、可选地，在压合之前，所述底层绝缘层的一面自带所述底层硬掩膜层；或者先将分离设置的所述临时承载板、所述底层绝缘层及所述底层硬掩膜层依序叠置，再进行压合。

12、可选地，所述底层硬掩膜层包括铜箔。

13、可选地，形成嵌入式的底层线路层包括以下步骤：

14、采用物理气相沉积法形成底层金属种子层；

15、进行电镀以在底层金属种子层表面形成底层金属电镀层；

16、进行化学机械抛光以显露所述底层绝缘层，留在所述底层焊盘通槽及所述底层线路通槽中的所述底层金属电镀层与所述底层金属种子层构成所述底层线路层。

17、可选地，形成中间层互连层于所述临时承载板的正面与背面包括以下步骤：

18、将中间层绝缘层贴覆于所述底层互连层表面；

19、对所述中间层绝缘层进行激光钻孔法以得到中间层接触孔，所述中间层接触孔对准所述底层金属焊盘并显露所述底层金属焊盘的至少一部分表面；

20、形成中间层化铜层于所述中间层绝缘层表面及所述中间层接触孔中；

21、形成图形化的中间层遮挡层于所述中间层化铜层表面以遮挡住不需要形成所述中间层线路层的区域；

22、进行电镀以在所述中间层化铜层表面形成中间层金属电镀层；

23、去除所述中间层遮挡层；

24、进行闪蚀以去除显露于所述中间层绝缘层表面的中间层化铜层，留在所述中间层接触孔及所述中间层绝缘层表面的所述中间层化铜层及所述中间层金属电镀层构成所述中间层线路层。

25、可选地，形成中间层互连层于所述临时承载板的正面与背面包括以下步骤：

26、采用压合法于所述底层互连层远离所述临时承载板的一面形成所述中间层绝缘层，所述中间层绝缘层远离所述临时承载板的一面设有中间层硬掩膜层；

27、第一次图形化所述中间层硬掩膜层；

28、基于第一次图形化后的所述中间层硬掩膜层干法刻蚀所述中间层绝缘层以得到中间层接触孔，所述中间层接触孔对准所述底层金属焊盘并显露所述底层金属焊盘的至少一部分表面；

29、第二次图形化所述中间层硬掩膜层；

30、基于第二次图形化后的所述中间层硬掩膜层干法刻蚀所述中间层绝缘层以得到中间层焊盘凹槽与中间层线路凹槽，所述中间层焊盘凹槽与所述中间层接触孔上下连通；

31、形成嵌入式的中间层线路层，所述中间层线路层包括填充进所述中间层接触孔中的中间层金属插塞、填充进所述中间层焊盘凹槽中的中间层金属焊盘及填充进所述中间层线路凹槽中的中间层金属线路。

32、可选地，形成顶层互连层于所述临时承载板的正面与背面包括以下步骤：

33、将顶层绝缘层层压于所述中间层互连层表面；

34、对所述顶层绝缘层进行激光钻孔法以得到顶层接触孔；

35、形成顶层化铜层于所述顶层绝缘层表面及所述顶层接触孔中；

36、形成图形化的顶层遮挡层于所述顶层化铜层表面以遮挡住不需要形成所述顶层线路层的区域；

37、进行电镀以在所述顶层化铜层表面形成顶层金属电镀层；

38、去除所述顶层遮挡层，得到一部分嵌入所述顶层绝缘层中并与所述中间层线路层电连接的顶层线路层，所述顶层线路层包括填充进所述顶层接触孔中的顶层金属插塞，并包括凸出于所述顶层绝缘层表面的顶层金属焊盘与顶层金属线路。

39、可选地，所述临时承载板包括载板主体及位于所述载板主体正面与背面的可拆卸铜箔，所述可拆卸铜箔包括依次叠加的内层铜箔与外层铜箔，在将顶层绝缘层层压于所述中间层互连层表面之后，所述顶层绝缘层远离所述临时载板的一面设有顶层铜箔，所述顶层铜箔的厚度等于所述外层铜箔的厚度，在对所述顶层绝缘层进行激光钻孔法之前，先在钻孔位置对所述顶层铜箔进行开窗，后续所述顶层化铜层形成于所述顶层铜箔表面及所述顶层接触孔中，在所述拆板步骤中，自所述外层铜箔与所述内层铜箔的界面处进行机械分离，并对所述第一无芯基板结构及所述第二无芯基板进行双面闪蚀以去除显露于所述底层绝缘层表面的所述外层铜箔及显露于所述顶层绝缘层表面的所述顶层化铜层及所述顶层铜箔。

40、可选地，形成顶层互连层于所述临时承载板的正面与背面包括以下步骤：

41、采用压合法于所述中间层互连层远离所述临时承载板的一面形成所述顶层绝缘层，所述顶层绝缘层远离所述临时承载板的一面设有顶层硬掩膜层；

42、第一次图形化所述顶层硬掩膜层；

43、基于第一次图形化后的所述顶层硬掩膜层干法刻蚀所述顶层绝缘层以得到顶层接触孔，所述顶层接触孔对准中间层金属焊盘并显露中间层金属焊盘的至少一部分表面；

44、第二次图形化所述顶层硬掩膜层；

45、基于第二次图形化后的所述顶层硬掩膜层干法刻蚀所述顶层绝缘层以得到顶层焊盘凹槽与顶层线路凹槽，所述顶层焊盘凹槽与所述顶层接触孔上下连通；

46、采用物理气相沉积法形成顶层金属种子层；

47、进行电镀以在顶层金属种子层表面形成顶层金属电镀层；

48、对所述顶层金属电镀层进行化学机械抛光以得到嵌入式的顶层线路层，所述顶层线路层包括填充进所述顶层接触孔中的顶层金属插塞、填充进所述顶层焊盘凹槽中的顶层金属焊盘及填充进所述顶层线路凹槽中的顶层金属线路。

49、可选地，所述临时承载板包括载板主体及位于所述载板主体正面与背面的可拆卸铜箔，所述可拆卸铜箔包括依次叠加的内层铜箔与外层铜箔，在对所述顶层金属电镀层进行化学机械抛光时，当所述顶层金属电镀层的厚度减薄至与所述外层铜箔的厚度相同时停止化学机械抛光，在所述拆板步骤中，自所述外层铜箔与所述内层铜箔的界面处进行机械分离，并对所述第一无芯基板结构及所述第二无芯基板进行双面闪蚀以去除显露于所述底层绝缘层表面的所述外层铜箔及显露于所述顶层绝缘层表面的所述顶层金属电镀层与所述顶层金属种子层。

50、可选地，所述底层绝缘层的厚度范围是5微米-15微米，所述底层金属线路的最小线宽范围是1微米-8微米，所述底层金属线路的最小间距范围是1微米-8微米。

51、可选地，所述底层绝缘层包括干膜型绝缘层。

52、可选地，所述底层绝缘层包括abf层。

53、本发明还提供一种无芯基板结构，包括依次叠加的底层互连层、中间层互连层及顶层互连层，所述无芯基板结构的形成采用了如上任意一项所述的无芯基板结构的制作方法。

54、如上所述，本发明提供一种无芯基板结构及其制作方法，该制作方法包括以下步骤：采用压合法于临时承载板的正面与背面均形成底层绝缘层，底层绝缘层远离临时承载板的一面设有底层硬掩膜层；图形化底层硬掩膜层并干法刻蚀底层绝缘层以得到底层焊盘通槽与底层线路通槽；形成嵌入式的底层线路层，底层线路层包括填充进底层焊盘通槽中的底层金属焊盘及填充进底层线路通槽中的底层金属线路，底层绝缘层及底层线路层构成底层互连层；形成至少一中间层互连层于临时承载板的正面与背面；形成顶层互连层于临时承载板的正面与背面；进行拆板以得到第一无芯基板结构与第二无芯基板结构，第一无芯基板结构与第二无芯基板结构均包括依次叠加的底层互连层、中间层互连层及顶层互连层。本发明可以实现更精细线路、更轻薄、更高线路密度以及多功能化的封装，减少信号传输的损耗，且可以一次性同时制作两块无芯基板，有利于提高生产效率，另外，嵌入式的线路层的制作采用了干法刻蚀，相对于传统湿法制作工艺可以减少环境污染、降低生产成本。