专利名称：用热固树脂清漆执行衬底印记及其形成产品的方法
技术领域：
本发明一般涉及印记的方法及由此形成的产品，并更特别地，涉及用热固树脂印记的衬底和由此形成的产品。
背景技术：
通过使用各种技术，包括表面装置技术(SMT)，物理和电气地将集成电路(IC)耦合到由有机或陶瓷材料制成的衬底上，典型地将它们装配进电子封装内。然后，一个或多个集成电路封装物理和电气地耦合到第二衬底，例如印刷电路板(PCB)或母板，形成“电子组件”。
电子组件内的每块衬底可包括许多层。每层可包括一个表面或两个表面上的金属互连线图案(这里称作为“轨迹线(trace)”)。每层还可包含通孔，用于连接该层相对表面上或其他层上的轨迹线或其他导电构件。
IC衬底典型地包括安装在衬底一个或多个表面上的一个或多个电子元件。电子元件或元件经过导电通路层功能性地连接到电子系统的其他部件，所述导电通路包括衬底轨迹线和通孔。衬底轨迹线和通孔通常携带在该系统电子元件(例如IC)之间传送的信号。某些IC含有相当大量的输入/输出(I/O)端(也称作为“接合区”或“焊盘”)，以及大量的电源和接地端。
在衬底上形成导电部件，例如轨迹线和通孔典型地需要一系列复杂的，费时的及昂贵的工序，并还有大量的出错机会。例如，在衬底层单表面上形成轨迹线典型地需要表面准备，金属化处理，掩膜，蚀刻，清洗，及检查。形成通孔典型地需要用激光或机械钻床钻孔。每个处理阶段需要仔细地处理和对准，以维持无数轨迹，通孔和其他部件的完整性。为了顾及对准公差，部件尺寸及相互关系常常保持相对较大，这样阻碍部件密度的明显减少。例如，为了给钻孔提供足够的公差，通常提供通孔焊盘，而这些消耗了重要的“不动产”。
制造标准的多层衬底需要执行大量的处理工序。在多层衬底的一个已知例子中，核心层含有大量的通孔(这里也称作为“电镀通孔”或“PTH”)和轨迹线。轨迹线可形成在核心层的单表面或双表面上。形成一层或多层内建层，每层含有单表面或双表面上的轨迹线，并通常含有PTH。能形成内建层的部件，而这些层与核心层分开，并然后，将内建层顺序地添加到核心层上。替代地，某些内建层部件可在这样的层被添加到核心层后形成。
为了上述的原因，并且为了本领域的普通技术人员在阅读并理解本说明后将明白的下列陈述的其他原因，显然技术上需要能使制造衬底的复杂性，时间和费用减少到最少的电子封装的方法。
附图简述
图1描述依据本发明实施例的合并有某一种衬底的电子部件的横截面图，所述衬底是通过印记形成的；图2描述依据本发明实施例的在制造印记衬底方法中第一步骤的横截面图，所述第一步骤包括提供核心层；图3描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，所述随后步骤包括用A级热固树脂涂覆图2的核心层；图4描述某一随后步骤的横截面图，该随后步骤包括部分固化图3的A级树脂，以产生部分固化树脂；图5描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，该随后步骤包括印记图4的该部分固化热固树脂；
图6描述某一随后步骤的横截面图，该随后步骤包括将图5的部分树脂固化到C级，以产生印记衬底；图7描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，该随后步骤包括在图6的印记衬底上进行传统电镀和平面化处理；图8描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，该随后步骤包括将辅助层添加到图7的印记和电镀层上，以产生多层印刷封装；图9描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，该随后步骤包括将固态掩膜和最终表面涂饰施加到图8的多层印刷封装；图10是框图，描述依据本发明实施例的生产印记衬底的一种方法；图11是框图，描述依据本发明实施例的生产印记衬底的一种方法；及图12是框图，描述依据本发明实施例的生产多层印记衬底的一种方法。
实施例详述在下列的本发明实施例的详述中，参考构成说明书一部分的附图，在借助于说明性特定较佳实施例所示的附图中，可实现该主题。足够详细地描述这些实施例，以允许本领域的普通技术人员能实现这些实施例，并应当理解其他实施例也可利用，并可以做机械，化学，结构，电气及程序的改变，并不背离本发明的精神和范畴。因此，下面的详细描述不是采用限制性感觉，而本发明实施例的范畴仅由附加权利要求来定义。
接着的详细描述是由定义章节开始，接着印记的简述，实施例描述及简要结论。
定义如这里所用的术语“热塑性聚合体”或“热软性塑料”或“热塑性塑料”涉及这样的任何塑料与下面定义的热固塑料相比，能重复地受热变软和受冷变硬。热塑性塑料不能经受热交叉结合，并因此再变软。例子包括聚乙烯，聚笨乙烯和聚氯乙烯(PVC)。
如这里所用的术语“热固树脂”或“热固塑料”或“树脂”涉及在制造期间能形成某一形状的任何塑料，但一旦再加热，该树脂设置成永久刚性。这是由于受热发生的大量交联，不能经再加热倒转。例如包括苯酚甲醛树脂，环氧树脂，聚酯，聚氨酯，硅树脂及其化合物。最常用在本发明中的热固树脂包括环氧树脂(“环氧”)，聚酰亚胺树脂(“聚酰亚胺”)，双马来酰亚胺三嗪树脂(例如，双马来酰亚胺三嗪树脂(BT))和它们的化合物。
如这里所用的术语“A级”涉及某些热固树脂反应中的初始阶段(即，百分之零固化)，其中该树脂继续可溶解(在例如酒精和丙酮的各种溶剂中)并可熔。“A级”是由最初低粘性来表征，如技术上已知的。“A级”材料通常是已经溶解在溶剂内的液体。“A级”热固树脂常称作为“清漆树脂”或“可溶性酚醛树脂(resol)”。
如这里所用的术语“B级”涉及某些热固树脂反应中的第二阶段，由加热时的树脂软化，及当存在某些液体，但没有完全熔化或溶解时的膨胀来表征。“B级”同样由粘性的递增来表征。未热固的热粘合剂的树脂部分通常处在这一阶段。将“B级”材料看作为一种相对软的，延展性固体，如技术上已知的。将“B级”中的材料看作为大于百分之零固化，但不大于10％固化(如同下面描述的差示扫描量热法(DSC)测量的)。典型地，“B级”材料是由已经先前施加到某一表面的清漆树脂产生的，并在由于加热使所有溶解液已经蒸发的一点上。正是使用加热，使某些自由聚合体在某一短时间周期内开始固化，虽然给定足够时间，任何热固树脂将开始固化。“B级”热固树脂同样称作为“乙阶酚醛树脂(resitol)”。
这里所用的术语“C级”涉及某些热固树脂反应中的第三和最后阶段，是由该树脂的相对不能溶解及不熔化状态来表征。这阶段的某些热固树脂完全固化，100％固化，如由DSC测量的。“C级”树脂具有足够的刚性，允许在它表面上产生附加化学和机械处理。“C级”树脂也称作为“丙阶酚醛树脂”。
这里所用的术语“差示扫描量热法(DSC)”涉及能显示聚合(例如用热固树脂)级别及因此固化百分比的热分析方法(P)5-20～22)。如果不能发生附加聚合，在测试的样本是100％聚合或固化。更特别地，在DSC热能施加给该系统期间，如果由测试样本利用该附加热能推动聚合反应，那么该样本未完全固化，如果该附加热能仅提高该系统的温度，那么该样本假定为完全固化。
这里所用的术语“印记”意指通过迫使某一工具靠着和/或进入该材料中，在该材料上形成部件。印记包括冲压(stamping)，压花(embossing)，盖印(impressing)，挤压(extruding)，及类似处理。任何合适类型的印记装置能用于制造一种印记。印记装置能含有各种形状和尺寸的冲模。通常，短冲模用于形成沟渠，而长冲模用于形成通孔。
这里所用的术语“导体部件”意指与衬底相关的任何类型的导电元件，包括通孔(例如隐蔽通孔，通孔等)，及沟渠，例如轨迹线和平面(plane)(例如表面轨迹线，内部轨迹线，导电平面，等)，安装端(例如，焊盘，接合区(land)，等)，及类似元件。
这作所用的术语“通孔”，意指能在衬底不同深度之间提供导电通路的任何类型的导电元件。例如，“通孔”能连接衬底的相对表面上的导电元件，以及在衬底内不同内层的导电元件。通孔也称作为“镀通孔”或“PTH”。
这里所用的术语“沟渠”意指在衬底内相对恒定深度提供导电通路的任何类型导电元件。“沟渠”包括轨迹线，接地平面，和接线端及接合区(land)。例如，轨迹线可连接在衬底一个表面上的导电元件。接地平面能在衬底内的某一相对恒定深度提供导电通路。接线端可在衬底一个表面上提供导电通路。
这里所用的术语“电子组件”涉及耦合在一起的两个或多个电子元件。
这里所用的术语“电子系统”涉及含有“电子组件”的任何产品。电子系统的例子包括计算机(例如台式电脑，膝上型电脑，手提电脑，服务器等)，无线通信装置(例如蜂窝电话，无线电话，寻呼机等)，计算机相关的外围装置(例如打印机，扫描仪，监视器等)，误乐装置(例如电视机，收音机，立体声，磁带和光盘播放机，录像机，MP3(电影专家组，音频层3)播放器，等)，及类似装置。
如这里所用的术语“衬底”涉及物理目标，该物理目标是基本工件，所述基本工件能由各种处理操作转换成希望的微电子配置。衬底也可称作为“印刷电路”或印刷线路板”。“衬底”可包括导电材料(例如铜或铝)，绝缘材料(例如陶瓷或塑料)，及类似材料，或它们的组合物。衬底能包括层结构，例如选择用于电和/或热传导性的一层薄片材料(例如铜)，涂有选择用于电绝缘，稳定性，及压花特征的塑料层。衬底能用作为电介质，即，夹在两导体之间的绝缘介质。
印记概观有可能为单层印记，印记在核心的相对侧面上，以及多层印记。单层用在不需要重要I/O布线或实际电源，例如，快闪存储器装置，及类似装置的应用中。双侧印记例如用在倒装晶片应用中。多层通常用在如技术上已知的许多应用中。
印记使用的材料包括热塑性聚合体和热固树脂。然而，对于热塑聚合体，整个封装必须再加热到约300℃的温度，以添加附助层，即层压。在这些温度中，有可能变形或损坏先前印记部件。每层随后层应当是具有低熔点的热塑材料，以当添加新层时，先前层不被熔化和损坏。低熔点热塑性塑料可以是不同材料，或可是在不同条件下处理的具有低熔点的相同热塑性材料。必须小心地将层之间的厚度变化保持在最小值。
相反，热固树脂通常不需要高达约250℃的固化温度。此外，一旦设置了，热固树脂不能再熔化。因此，当用热固树脂碾压时，不需要使用含有不同熔点的不同类型的热固树脂。
另外，用于印记的高熔点热塑性塑料通常需要使用一种四碘化碳等离子体，以在印记通孔的低部除去多余聚合体。典型地，这样的等离子体需要高真空腔，将与小量氧混合的初级气体例如四氟甲烷(tetrafluoromethane)引进该真空腔。高频无线电波用于使该气体电离，这样形成等离子体，并撞击真空腔体表面。该合成的化学反应从无论位于该真空腔内的有机物中除去表面原子。
相反，热固树脂不需要使用等离子体用于除去多余材料的。更正确地，将衬底浸入腐蚀化学品的槽罐内10-15分钟，以蚀刻掉表面原子，该腐蚀化学品例如为碱处理高锰酸钾溶液，浓硫磺酸，及类似化学品。
进一步地，当使用热塑性塑料时，沉积含有足够粘性的子层(seed layer)，即催化剂，(用于随后的镀金属处理)需要使用溅射处理。溅射发生在压力腔内，将需要的子层，即目标层放置在衬底表面上。使铬铜合金线蒸发，将薄金属层沉积在目标体上。
相反，热固树脂不需要溅射以新加入一层适当的子层。更正确地，须用一种适当的化学品，例如碱处理高锰酸钾溶液，进行化学处理使衬底变粗糙。然后该表面再沉浸入一种能吸附到暴露表面的溶液，例如胶粒氯化物，以形成子层，用于随后的电镀处理。
当与传统处理相比时，印记具有几个优点，包括消除建立希望部件一般所需的激光钻孔和照相平板印刷处理。(激光钻孔通常用于融化通孔，而照相平板印刷处理用于定义已经发生电镀及将再经受电镀的区域)。此外，用印记不需“目标”。因此，虽然通孔焊盘还可用于其他目的，但为了“定位”一个钻孔通孔目的，不需要通孔焊盘。
用热固树脂进行印记处理提供附加的优点，如上所述。另外，通过将热固树脂用作为“A级”或“清漆”树脂，如这里实施例中描述的，能实现许多附加益处。例如，与碾压某一干薄膜(即热固性塑料或部分固化的，例如B级热固树脂)相反，使用A级树脂以添加一层薄层，不仅消除有关的不定性是否陷含气泡，材料是否流到部件的边缘，等等，而且能消除对企图克服这些问题的有害影响。特别地，使用传统材料需要在每层上施加附加压力(对于热固性材料达到34atm(500psi)，而对于用作为B级树脂的热固树脂达到约3.4atm(50psi))，在增加温度下，以保证除去气泡，材料已经流到边缘，以及保证合成薄膜充分地粘贴到待涂覆的表面上。这样的压力会损伤已经位于所述表面上的部件。使用A级树脂消除碾压期间使用压力的需要。使用A级树脂还消除有关薄膜厚度控制的任何问题。特别地，对于使用热固性塑料或部分固化热固材料的传统碾压，使用如上面所述的提高温度，即在约100到350℃范围内，也存在困难。虽然需要更高的温度，以获得良好的粘性并能使薄膜流到待涂的不平坦表面上，还是难以适当地控制薄膜的厚度。此外，使用这些提高的温度有害地影响到先前安装的元件。使用A级树脂不需要提高温度，以实现恒定的薄膜厚度，因为液体能“自变平”到待涂覆的表面上，这样建立了光滑和均匀薄层实施例描述图1描述依据本发明实施例的合并有衬底20的电子部件5的横截面图，电子部件5是由应用“A级”热固树脂开始的印记处理形成的。
图1所示的电子部件5包括至少一块集成电路(IC)10，或其他类型的有源或无源电子元件，所述电子元件含有多个导电安装焊盘12。电子元件可以封装的或未封装形式，如适合于衬底20的类型。IC10(或其他类型的电子元件)可以为任何类型，包括微处理器，微控制器，图像处理器，数字信号处理器(DSP)，或任何其他类型的处理器或处理电路。可含在电子部件5内的其他类型的电子元件是定制电路，专用集成电路(ASIC)或类似电路，例如一个或多个无线设备中所用的电路(例如通信电路)，无线设备例如为蜂窝电话，寻呼机，计算机，双向无线电通信，及类似电子系统。电子部件5可构成如这里定义的部分电子系统。
IC10物理地和电气地连接到衬底120。在示范性实施例中，通过适当焊接机构例如焊球或冲击(bump)(未示出)，将IC焊盘12连接到上部内建区21上表面的相应接合区14。
电子部件5可以包括在衬底20下面的辅助衬底，例如印刷电路板(PCB)24(或插入层)。衬底20可以物理地和电气地连接到PCB24。在示范性实施例中，通过某一适当的焊接机构例如焊接机(未示出)，将衬底焊盘18连接到PCB24上表面40的相应焊接区48。PCB24随意地在它的下表面含有接合区(未示出)，用于安装到辅助衬底或封装层内的其他封装结构。
在图1所示例子中，衬底20包括核心层22，一层或多层的上部内建区21，及一层或多层的下部内建区(build-up section)23。本领域技术人员将欣赏可能有许多替代的实施例，包括但不限制于仅含有核心层的衬底；含有核心层与两层或多层上部和/或下部内建层的衬底；含有核心层仅带上部内建层的衬底；含有核心层仅带有下部内建层的衬底；等等。
衬底20的各种组织层能由任何合适材料或材料化合物构成，如这里描述的。通常，内建层21和23是用作为A级树脂的热固树脂，允许在印记之前充分地固化，印记并然后在执行随后的步骤之前完全固化，这些随后步骤在技术上是已知的并在这里讨论的。
图1所示例子中，核心层22包括通孔26-28形式的导体部件。核心层22还包括一条或多条内部沟渠的导体部件(例如，轨迹线71和72)。核心层22内的某些或所有导体部件能经过印记处理和/或由传统方式形成，例如机械钻孔。
核心层22可以按各种方式形成。例如，核心层22可形成为材料单层。替代地，核心层22可包含多层材料。在图1所示的例子中，核心层222包括多层，而内部轨迹线71和72是由传统方式在单独层之间的边界区域形成。图1中未示出构成核心层22的所述多层之间的边界区。内部轨迹线71和72可按任何合适方式形成，包括类似于或相同于用于分别在上部和下部内建区21和23内形成沟渠的方式。
在图1所示的例子中，上部内建区21包括三层内建层2-4。依据特殊地应用，可以使用任何数量的内建层。上部内建区21进一步包括下列格式的导体部件一个或多个通孔25和26，层2上表面的一条或多条沟渠(例如轨迹线31和接合区(land)14)，及层4下表面内的一条或多条沟渠33。上部内建区21可进一步包括内部沟渠32，该内部沟渠32可形成在层2-4的内部上和/或下表面内，例如在层2的下表面，层3的上或下表面内，和/或在层4的上表面内。
在图1所示的例子中，下部内建区23包括两层内建层6-7。依据特殊应用可以使用任何数量的内建层。下部内建区23进一步包括下列格式的导体部件一个或多个通孔26和39，层6上表面内的一条或多条沟渠36，和层7下表面内的一条或多条沟渠(例如沟渠38和焊盘18)。
图2-9描述在本发明实施例中的包括在用热固树脂印记多层衬底的所述阶段的横截面图，所述热固树脂用作为A级热固树脂，即，清漆树脂(下文中“A级树脂”)。应当明白这里描述的每一步骤能随意地或必须地包括一个子步骤或多个子步骤。此外，在图2-9中没有描述所有步骤并且有可能未示出附加步骤，例如添加辅助上层和/或下层，能在处理的适当点进行。
图2描述依据本发明实施例的生产印记衬底的第一步骤中的横截面图，在该印记衬底中已经提供了含有通孔202的核心层200。核心层200可以是传统的有机抗热级4(FR4)(Fire Retardant Grade Grade)材料，该材料是技术上已知的并一般用于制造印刷线路板或半导体封装。在另一个实施例中，一种低热膨胀系数(CTE)的金属合金，例如合金42(典型地含有约42％镍和58％铁，如技术上已知的)，或合金50(典型地含有约50％镍和50铁，如技术已知的)用于核心层200。应当注意该核心层200本身可包括多层并能包括定位在如图1讨论的这些层之间的内部轨迹线。这样的内部轨迹线能按技术上已知的任何方式形成。
该核心层200内的通孔(或PTH)202能机械钻孔而成，如技术上已知的。在这个实施例中，通孔202是用合适的聚合体填充的圆柱体，所述聚合体例如为高度填充环氧。(高度填充环氧树脂是与体积多于30％的一种合适惰性金属混合的环氧树脂，例如为二氧化硅，作为填充物，以增加热固树脂完全固化时一般经受的体积收缩量)。用技术上已知的传统电镀技术，用一种合适的金属元件(由交叉影线(cross-hatching)表示)，例如铜，电镀通孔壁。每个通孔202进一步分别含有上和下金属化表面204和206，如图2所示。每个表面204和206用任何合适材料例如铜经过传统的电镀技术形成。
图3描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，在该步骤中，核心层200的上表面和下表面已经电镀有合适厚度的A级树脂，分别产生上和下A级树脂层303和305。在另一个实施例中，用A级树脂仅涂覆核心层200的一个表面。虽然图3所示的通孔202未填充有A级树脂，因为它们是固体，核心层220上其他暴露的空通孔以及沟渠(未示出)必须用A级树脂填充。用于形成A级树脂层303和305的A级树脂可包括，但不限制于，环氧树脂(“环氧”)，聚酰亚胺树脂(“聚酰亚胺”)，双马来酰亚胺树脂(例如，双马来酰亚胺三嗪(BT))和它们的化合物。在一个实施例中，热固树脂含有例如氧化铝或二氧化硅的微粒。已知这样的微粒能改善固化衬底的CTE特性。
A级树脂典通常溶解在如上面所述的一种合适溶剂内。例子包括，但不限制于，2-丁酮，n，n-二甲基甲酰胺，环己酮，萘(naptha)，二甲苯，甲氧基丙醛(methoxypropynol)及任何它们的化合物。A级树脂层303和305可为任何合适的厚度。在大多数实施例中，A级树脂层303和305每层的厚度在约30到50微米之间。然后，A级树脂层303和305在准备印记处理中部分地固化，如图4所示。
图4描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，在该随后步骤中，图3的上和下A级树脂层303和305已经分别部分地固化，产生上和下部分固化树脂层403和405。A级树脂层303和305应当允许良好固化到B级。在一个实施例中，部分固化树脂层403和405是40％到80％固化，如由DSC测量的。在低于40％固化级别时，用于在树脂内形成印记的印记工具能永久性地结合到该部分固化树脂。在这种级别时，在取走该印记工具后，该印记部件甚至能消失或融化掉。达到约40％到80％之间的附加固化还能保证定义良好的印记，并在随后的加热期间(到达100％的固化)能防止该印记部件失去定义。然而，超过80％的固化不再能获得附加益处，并实际上使该印记处理变得更困难，因该材料变得太硬，难以使印记工具压入表面内。
典型地，用A级树脂涂覆核心层202达到如这里所述的希望厚度后，通过技术上已知的传统方法，例如用幅射热或对流热，除去任何存在的溶剂。无论什么地方，在约100到200℃之间的温度下这可能要化1分钟到20分钟，取决于所用的特定溶剂，要除去该溶剂的涂层厚度，等因素。在除去溶剂后，通过合适的加热处理，例如在适当设计的对流加热炉内的烘焙，A级树脂层(303和305)内的树脂提升到至少40％的固化，但不会超过80％的固化。虽然实际时间和温度取决于所用的特定材料，希望固化的程度，等等，无论什么地方，在约100到250℃之间的温度下，这可能要化约10到40分钟。因此，为了从A级热固树脂提高到部分固化的树脂层403和405，在约100到250℃之间的温度下，这通常要化总共约11到60分钟，又取决于许多条件。
在一个实施例中，部分固化树脂层403和405由环氧树脂构成，对于已经首先“干燥”除去溶剂的每一薄层，在约50到150℃的温度下，这要化约1到20分钟，又对于这特定条件，取决于特定溶剂/溶剂混合物，涂层厚度等。然后，在约100到150℃的温度下，使该环氧树脂固化约10到40分钟，达到至少40％，但不超过80％的固化。在另一个实施例中，该部分固化树脂层403和405是由聚酰亚胺构成，对于首先已经干燥除去溶剂的每一薄层，在约50到150℃的温度下，这要化约1到20分钟，对于该特定条件，取决于许多条件，包括特定溶剂/溶剂混合物，涂层厚度等。然后，在约100到250℃的温度下，使该聚酰亚胺固化约10到40分钟，达到至少40％，但不超过80％固化。
重要地，注意各种层不必需要由相同的材料构成，也不需要在相同条件下固化。又重要地，注意大多数热固树脂的固化在温度和时间之间成线性关系，这样固化时间与固化温度通常成反比例。(例如，如果一种材料在200℃完全固化需1小时，相同材料在相同温度下在30分钟后产生50％的固化)。任何合适的能源，例如利用对流(例如，用加热盘管)红外线能，及类似能的热能，能提供固化处理所需的热能。
图5描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，在该随后步骤中，已经分别印记有上和下部分固化树脂层403和405的核心层200，形成如所示的许多沟渠507和通孔509。能用技术上已知的任何合适的印记工具执行该印记处理。在大多数实施例中，用完全对准的印记装置实际上同时形成层403和405的印记，所以在层403和405内的产生的导电部件(沟渠，通孔等)合适地对齐于(P)14-26...register with...)核心层202，如技术上已知的。因为在衬底表面的相对侧面上同时形成各种沟渠和通孔，消除了对有助于对准或将特定通孔对齐于某一特定沟渠的通孔焊盘的需要。通过消除对通孔焊盘的需要，核心层202能容纳更高密度的导体部件，导体部件例如为通孔，轨迹线，安装端，及类似部件。在另一个实施例中，一次能顺序地一个表面上印记导体部件。在另一个实施例中，仅能印记一个表面。
印记工具或冲模能随意地具有不同的几何图形，以随意地产生含有不同几何图形的导体部件，即，不同深度，宽度，长度，厚度等。冲模也能提供至少两种不同几何图形的组合，例如它底部分的宽区域(以形成沟渠)及与它毗邻的窄区域(形成通孔)。当印记元件压顶层时，更短的冲模可提供不会延伸超过顶层的印记。较长的冲模可提供不会延伸穿过顶层的印记。能够产生任何数量的导体部件的组合，例如，如希望，通孔可形成在沟渠外侧或在沟渠内。通孔可居中在沟渠内或定位在沟渠的侧边。
然后，用传统装置，例如技术上已知的等离子体或高锰酸钾化学品的传统方法从印记通孔506底部除去多余树脂。
图6描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，在该随后步骤中，已经分别完全固化图5的上和下部分固化树脂层403和405，分别产生上和下完全固化树脂层603和605。典型地，在约150到250℃之间的温度下，对该部分固化树脂层(403和405)要化约30到60分钟才能达到完全固化(100％)，虽然实际时间和温度取决于所用特定材料，层的厚度等。
在一个实施例中，完全固化树脂层是C级树脂层603和605，由环氧树脂构成，对于每层，在约150℃温度下已经固化约30到60分钟。在另一个实施例中，C级树脂层603和605由聚酰亚胺构成，对于每层，在约200到250℃的温度下已经固化约30到60分钟。又，实际时间和温度相当多地随许多条件而变化，并且各种层不必需要在相同条件下固化。然而，重要的是，在随后电镀操作之前完全固化这些树脂层。
图7描述依据本发明的某一随后印记步骤的横截面图，在该随后印记步骤中，在C级层603和605的暴露表面上已进行传统电镀和平面化处理。特别地，接着图6的印记步骤，使该暴露表面具有感光性(即，施加子层)并用传统无极铜电镀处理对暴露表面镀铜。已经使含有印记录沟渠507和通孔509的表面嵌镶板式地电镀，以优先地填充印记部件，并其次填充该暴露表面。如图7所示，沟渠507和通孔509现在含有由交叉影线)表示的导电材料615。已经除去多余的电镀，以展显图7中所示的镀铜的印记部件。通常经过如技术上已知的研磨处理除去多余电镀。基本上将多余或过电镀的材料研磨到该暴露表面的水平面。在其中实施例中，蚀刻和/或化学机械抛光(CMP)能用于除去多余材料。在这点上，例如用铜氧化化学品对该暴露表面(现在覆盖有电镀材料)进行处理，以提高随后的聚合体涂层(未示出)的粘度。基本上，该处理氧化了铜表面，使它变得更多孔及机械地更粗糙。
图8描述依据本发明实施例的某一随后印记步骤的横截面图，在该随后印记步骤中，辅助上和下层803和805已经添加到图7的核心层，产生多层印记封装。辅助层803和805通过如上面描述的及图3-7所示的处理已经构成。每层含有多条沟渠807(接合区)和811(轨迹线)以及通孔809，这些都含有导电材料615，又由交叉影线表示。在某些情况下，较长的沟渠，即811邻近于较短的沟渠807(接合区)。
图9描述依据本发明实施例的某一随后步骤的横截面图，在该随后步骤中，上焊接掩膜层920和下焊接掩膜层922与最后一层表面涂饰(未示出)一起已经施加在该辅助上层和下层803和805的各自暴露表面上。焊接掩膜920和922是用技术上已知的技术施加的。该暴露金属部件上的最终涂饰也是用传统技术施加的。在一个实施例中，封装是用无电镀镍，沉浸金电镀或电解镍及金或直接沉浸金来生产。
图10是依据本发明实施例的框图，描述生产印记衬底的一种方法。处理1000从1002开始，1002，用A级热固树脂涂覆核心层表面，以形成A级热固树脂层。1004，处理继续部分地固化该A级热固树脂层，产生部分固化树脂层，并1006，将一幅图案(即，多个导体部件)印记进该部分固化热固树脂层，产生印记衬底。在一个实施例中，该热固树脂层在印记步骤之前固化约40％到80％。在附加处理步骤之前完全固化该部分固化热固树脂层。在一个实施例中，核心层的两个表面同时进行印记。在另一个实施例中，对于一层或多层原始印记衬底层上面的附助层重复整个处理。
图11是依据本发明实施例的框图，描述生产印记衬底的一种方法。处理1100从1102开始，1102，提供含有上表面和下表面的核心层；1104，用A级热固树脂涂覆该上表面和下表面，产生上和下A级热固树脂层；1106，部分固化该上和下A级树脂层，产生上和下部分固化热固树脂层；及1108，将某一图案印记进该上和下部分固化热固树脂层，产生印记衬底。
图12是依据本发明实施例的框图，描述生产多层印记衬底的一种方法，处理1200从1202开始；1202，用相当量的A级热固树脂涂覆核心层表面，产生第一A级热固树脂层；1204，部分地固化第一A级树脂层，产生第一部分固化热固树脂层；1206，将第一组导体部件印记进该第一部分固化热固树脂层，形成第一印记衬底层；1208，完全固化第一印记衬底层；1210，添加另外的相当量A级热固树脂，产生第二A级热固树脂层；1212，部分地固化第二A级热固树脂层，产生第二部分固化树脂层；及1214，将第二组导体部件印记进该第二部分固化热固树脂层，以形成第二印记衬底层。
结论本发明的实施例提供能用相对简单，省时，及较少成本制造的电子衬底，并与已知电子衬底相比，具有相对较高的密度。依据本发明实施例，应用A级热固树脂提供一种新颖方法来生产衬底，包括多层衬底，该新颖方法是按成本有效的及简单方式，并具有这里所述的所有优点。
按相对于已知结构和制造方法的可减少成本并具有增强可靠性的结构，可生产并入有利用本发明的一个或多个电子部件的电子系统，因此这样的系统具有更强的商业吸引力。
如这里显示的，本发明能在许多不同的实施例中实现，包括电子封装衬底，电子封装，和制造衬底的各种方法。本领域的普通技术人员显然明白其他实施例。元件，材料，几何结构，尺寸，及操作顺序都可改变，以适应特定封装需要。
图1到9仅是描述性的并不按比例画出。因此某些属性可以夸大，而其他属性可以减少。图1-9旨在描述该主题的各种实现，能由那些本领域技术人员理解及适当地实现。
虽然这里已经举例说明和描述特定实施例，本领域技术人员将理解打算实现相同目的的任何排列可替代所示的特定实施例。该申请旨在覆盖本发明的任何改变或变化。因此，显然，本发明的实施例只受附加权利要求及其等价技术方案的限制。
权利要求
1.一种方法，其特征在于，包括用A级热固树脂涂覆核心表面，以产生A级热固树脂层；部分地固化所述A级树脂层，以产生部分固化热固树脂层；及将多个导体部件印记进所述部分固化热树脂层，以产生印记衬底。
2.按照权利要求1所述方法，其特征在于，在所述部分固化中，所述A级热固树脂部分地固化到40和80％之间。
3.按照权利要求2所述方法，其特征在于，在所述部分固化中，所述A级热固树脂加热到约100到250℃，达约11到60分钟。
4.按照权利要求1所述方法，其特征在于，所述A级热固树脂是一种与溶剂混合的材料，所述材料是从由环氧树脂，聚合体环氧，双马来酰亚胺环氧及它们的化合物构成的组中选出。
5.按照权利要求4所述方法，其特征在于，所述双马来酰亚胺环氧是双马来酰亚胺三嗪树脂。
6.按照权利要求4所述方法，其特征在于，所述溶剂是从由2-丁酮，n，n-二甲基甲酰胺，环己酮，萘(naptha)，二甲苯，甲氧基丙醛(methoxypropynol)及任何它们的化合物构成的所述组中选出的。
7.按照权利要求1所述方法，其特征在于，所述多个导体部件包括多个沟渠和通孔。
8.按照权利要求7所述方法，其特征在于，进一步包括从所述多个沟渠和通孔中除去多余树脂。
9.按照权利要求2所述方法，其特征在于，进一步包括完全固化所述印记衬底，以产生含有一个暴露表面的完全固化树脂层；给所述暴露表面施加子层；及电镀所述暴露表面，产生电镀表面。
10.按照权利要求9所述方法，其特征在于，所述子层是用吸附溶液施加的。
11.按照权利要求9所述方法，其特征在于，在完全固化中，所述部分固化树脂层加热到约100到250℃达约30到90分钟。
12.按照权利要求9所述方法，其特征在于，进一步包括将焊接掩膜施加到所述电镀表面。
13.按照权利要求9所述方法，其特征在于，进一步包括用氧化剂处理所述电镀表面；用A级热固树脂涂覆所述电镀表面，产生辅助A级热树脂层；部分地固化所述辅助A级热固树脂层，产生辅助部分固化热固树脂层；及将某一图案印记进所述辅助部分固化热固树脂层，产生多层印记衬底。
14.按照权利要求2所述方法，其特征在于，所述核心层含有一个顶表面和一个底表面，此外，其中用所述A级热固树脂涂覆所述顶表面，形成上部A级热固树脂层，并用A级热固树脂涂覆所述底表面，形成下部A级热树脂层。
15.按照权利要求14所述方法，其特征在于，所述上部和下部A级热固树脂层部分地固化，以形成上部和下部部分固化热固树脂层，此外，其中所述上部和下部部分固化热固树脂层是同时印记的。
16.一种方法，其特征在于，包括提供含有上部表面和下部表面的核心；用A级热固树脂涂覆所述上部表面和下部表面，产生上部和下部A级热固树脂层；部分地固化所述上部和下部A级树脂层，产生上部和下部部分固化热固树脂层；及将某一图案印记进所述上部和下部部分固化热固树脂层，产生一个印记衬底。
17.按照权利要求16所述方法，其特征在于，所述印记某一图案包括同时印记多个通孔和沟渠。
18.按照权利要求16所述方法，其特征在于，所述A级热固树脂是环氧树脂。
19.一种方法，其特征在于，包括；用相当量的A级热固树脂涂覆核心，产生第一A级热固树脂层；部分地固化所述第一A级树脂层，产生第一部分固化热固树脂层；将第一组导体部件印记进所述第一部分固化热固树脂层，形成第一印记衬底层；完全固化所述第一印记衬底层；添加附加的相当量所述A级热固树脂，产生第二A级热固树脂层；部分地固化所述第二A级热固树脂层，产生第二部分固化树脂层；及将第二组导体部件印记进所述第二部分固化热固树脂层，形成第二印记衬底层。
20.按照权利要求19所述方法，其特征在于，在添加所述附加相当量的所述A级热固树脂之前，用传统电镀技术对所述第一印记衬底层进行金属化处理。
21.按照权利要求19所述方法，其特征在于，进一步包括同时将导体部件印记进相对衬底层，所述相对衬底层仅次于相对核心表面，所述相对衬底层是由已部分固化的A级树脂层构成的。
22.按照权利要求21所述方法，其特征在于，压力不施加到所述第一印记衬底层，也不施加到所述第二A级热固树脂层。
23.一种电子封装衬底，其特征在于，包括安装电子元件的层；及所述层内的多个导体部件，其中，所述多个导体部件是通过印记热固树脂构成的，所述热固树脂用作为A级树脂并先于印记前部分地固化。
24.按照权利要求23所述电子封装衬底，其特征在于，所述清漆树脂是从由环氧树脂，聚酰亚胺树脂，双马来酰亚胺环氧及它们的化合物构成的组中选出。
25.按照权利要求23所述电子封装衬底，其特征在于，所述部分固化树脂至少固化到40％，但不超过80％。
26.按照权利要求23所述电子封装衬底，其特征在于，所述层经金属化处理，此外，其中在进行金属化处理之前，完全固化所述部分固化树脂。
27.按照权利要求23所述电子封装衬底，其特征在于，进一步包括安装电子元件的第二层，所述第二层位于所述第一层的上面。
28.一种电子封装，其特征在于，包括衬底，含有由印记形成的多个导体部件，在印记之前，部分地固化A级树脂；及电子元件，耦合到所述衬底。
29.按照权利要求26所述电子封装，其特征在于，所述电子元件包括未封装的集成电路。
30.按照权利要求26所述电子封装，其特征在于，所述电子元件包括封装集成电路。
全文摘要
提供一种方法，所述方法包括用A级热固树脂涂覆核心表面，以产生A级热固树脂层，部分地固化所述A级树脂层，以产生部分固化热固树脂层；并将多个导体部件印记进所述部分固化热固树脂层，以产生印记衬底。还提供一种电子封装，所述封装包括含有多个由印记形成的导体部件的衬底，所述衬底是由已部分固化的A级树脂形成；并还提供耦合到所述衬底的电子元件。用A级热固树脂涂覆，作为所述印记处理的一部分，能减少所述层的厚度，提供与先前层完全的，亲密的接触，并消除对先前层的损伤。
文档编号H05K3/46GK1732565SQ200380107700
公开日2006年2月8日 申请日期2003年12月11日 优先权日2002年12月31日
发明者B·库马 申请人:英特尔公司