[发明专利]单层无芯基板

说明书

技术领域

本发明涉及电子芯片封装及其制造方法。

背景技术

消费电子产品如计算机和电信装置包括集成电路芯片。这些电子产品需要IC基板作为芯片封装部件。

IC基板需要具有高平坦度并且具有刚性和抗翘曲性以确保与下方基板的良好接触。这种支撑结构的一般要求是可靠性以及合适的电气性能、薄度、刚性、平坦性、散热性好和有竞争力的单价。

已确立的相对廉价并且实现IC电路与外界通讯的常用芯片封装类型是引线框架。引线框架使用延伸至外壳之外的金属引线。引线框架技术可追溯到早期的DIP芯片，但其仍广泛用于许多封装类型。

引线框架用作IC封装的“骨架”，在管芯组装为成品的过程中为管芯提供机械支撑。引线框架由管芯附着的管芯焊盘和引线构成，所述引线用作向外电连接至外界的手段。通过引线接合或通过带式自动键合，将管芯经由导线连接至引线。

在引线框架与连接导线相连后，使用作为塑料保护材料的模塑料覆盖管芯或芯片。

用于制造更先进多层基板的其它技术包括用于连接介电材料内的焊盘或特征结构的层。提供穿过介电材料的通孔来连接不同层中的特征结构。

一种制造这种通孔的方法是钻填法，其中通常利用激光来钻孔穿过电介质，然后用导电材料例如铜来填充该孔，由此形成通孔。

一种制造通孔的替代方法是利用称为“图案镀覆”的技术在光刻胶形成的图案中沉积铜或其它金属。随后移除光刻胶，并用介电材料层压直立的通孔柱，所述介电材料优选是用以增强刚性的聚合物浸渍玻璃纤维毡预浸料。

在图案镀覆中，首先沉积种子层。然后在其上沉积光刻胶层，随后曝光形成图案，并且选择性移除该图案以制成暴露出种子层的沟槽。通过将铜沉积到光刻胶沟槽中来形成通孔柱。然后移除剩余的光刻胶，蚀刻掉种子层，并在其上及其周围层压通常为聚合物浸渍玻璃纤维毡的介电材料，以包围所述通孔柱。然后，可以使用各种技术和工艺来减薄所述介电材料，将其平坦化并暴露出所述通孔柱顶部以允许通过通孔柱导电连接到底平面或基准面，用于在其上构建下一金属层。可在其上通过重复该过程来沉积后续的金属导体层和通孔柱，以构建所需的多层结构。

在一个替代但紧密关联的技术即下文所称的“面板镀覆”中，将连续的金属或合金层沉积到基板上。在其顶部沉积光刻胶层，并在其中显影出图案。剥除显影光刻胶的图案，选择性地暴露出其下的金属，该金属可随后被蚀刻掉。未显影的光刻胶保护其下方的金属不被蚀刻掉，并留下直立的特征结构和通孔的图案。剥除未显影光刻胶后，在所述直立的铜特征结构和/或通孔柱上及周围层压介电材料，如聚合物浸渍玻璃纤维毡。

通过诸如前述的图案镀覆或面板镀覆方法创建的通孔层通常被称为“通孔柱”。可以利用类似的技术制造特征层。

一种制造高密度互连的灵活技术是构建由介电基质中的金属通孔或特征结构构成的图案镀覆或面板镀覆的多层结构。所述金属可以是铜，电介质可以是纤维增强聚合物，通常使用的是具有高玻璃化转变温度（T_g）的聚合物，例如聚酰亚胺。这些互连可以是有芯的或无芯的，并可包括用于堆叠元件的空腔。它们可具有奇数或偶数层。实现技术描述在授予Amitec-Advanced Multilayer Interconnect Technologies Ltd.的现有专利中。例如，赫尔维茨（Hurwitz）等人的题为“高级多层无芯支撑结构及其制造方法（Advanced multilayer coreless support structures and method for their fabrication）”的美国专利US7,682,972描述了一种制造包括在电介质中的通孔阵列的独立膜的方法，所述膜用作构建优异的电子支撑结构的前体。该方法包括以下步骤：在包围牺牲载体的电介质中制造导电通孔膜，和将所述膜与牺牲载体分离以形成独立的层压阵列。基于该独立膜的电子基板可通过将所述层压阵列减薄和平坦化，随后端接通孔来形成。该公报通过引用全文并入本文。