[发明专利]具有平衡的金属密度和阻焊层密度的衬底设计

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及半导体领域，更具体地，涉及具有平衡的金属密度和阻焊层密度的衬底设计。

背景技术

铜柱导线直连（BOT）结构用于倒装芯片的封装，其中金属凸块直接地接合至封装衬底中的窄金属迹线上，而不是接合至比相应的连接金属迹线具有更大尺寸的金属焊盘上。BOT结构需要的芯片面积更小，并且BOT结构的制造成本低廉。传统的BOT结构可实现与传统的基于金属焊盘的接合结构相同的可靠性。在标准的BOT结构中，器件管芯的铜凸块的表面上形成有焊料区。该焊料区将铜凸块接合至封装衬底中的金属迹线。焊料区与金属迹线的顶面和侧壁接触，因此形成BOT结构。

由于现有的BOT结构具有非常小的间隔，所以可能发生桥接，即一个BOT接合结构的焊料区桥接至相邻的金属迹线。具体地，由于BOT结构在外围区域中具有高密度，所以封装件的外围区域中的BOT结构更可能发生桥接。此外，在外围区域中，BOT结构距离相应的封装件的中心更远。因此，在用于形成BOT结构的回流工艺期间，由金属迹线的热膨胀引起的BOT结构的移位比在邻近相应的封装件的中心的区域中的BOT结构的移位更加显著。因此，更可能发生桥接。BOT结构的移位可由封装衬底的翘曲引起。此外，在BOT结构中，金属迹线较薄，并且用于BOT结构的焊料的体积小。当出现翘曲时，也可能出现不良的焊料连接（solder joint）。焊料桥接和不良的焊料连接均引起封装工艺的组装成品率的下降。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺陷，根据本发明的一个方面，提供了一种封装件，包括：封装衬底，该封装衬底包括：中间层，选自由核心和中间金属层组成的组；顶部金属层，覆盖在中间层上面，其中，覆盖在中间层上面的所有金属层具有第一总金属密度，第一总金属密度等于位于中间层上方的所有金属层的所有密度的总和；和底部金属层，位于中间层下面，其中，位于中间层下面的所有金属层具有第二总金属密度，第二总金属密度等于位于中间层下面的所有金属层的所有密度的总和，并且第一总金属密度和第二总金属密度之差的绝对值小于约0.1。

在该封装件中，中间层是核心层，包括：介电层；以及导电管，穿透介电层，其中，顶部金属层通过导电管电连接至底部金属层。

在该封装件中，中间层包括金属层。

该封装件还包括：第一阻焊层，包括与顶部金属层平齐的第一部分，其中，第一阻焊层具有第一阻焊层密度；以及第二阻焊层，包括与底部金属层平齐的第一部分，其中，第二阻焊层具有第二阻焊层密度，并且第一阻焊层密度与第二阻焊层密度之差的绝对值小于约0.5。

在该封装件中，第一阻焊层包括覆盖顶部金属层中的部分第一金属部件的第二部分，并且第二阻焊层包括与底部金属层中的部分第二金属部件重叠的第二部分。

该封装件还包括：器件管芯；以及焊料区，通过铜柱导线直连（BOT）接合将顶部金属层中的金属迹线接合至器件管芯，每个焊料区均与顶部金属层中的一个金属迹线的顶面和相对的侧壁接触。

在该封装件中，位于中间层上方的所有金属层的总数等于位于中间层下面的所有金属层的总数。

根据本发明的另一方面，提供了一种封装件，包括：封装衬底，该封装衬底包括：核心；顶部金属层，覆盖在核心上面；底部金属层，位于核心下面；第一阻焊层，包括与顶部金属层平齐的第一部分，第一阻焊层具有第一阻焊层密度；和第二阻焊层，包括与底部金属层平齐的第一部分，第二阻焊层具有第二阻焊层密度，并且第一阻焊层密度与第二阻焊层密度之差的绝对值小于约0.5。

在该封装件中，核心包括：介电层；以及导电管，穿透介电层，其中，顶部金属层通过导电管电连接至底部金属层。

在该封装件中，覆盖在核心上面的所有金属层具有第一总金属密度，第一总金属密度等于位于核心上方的所有金属层的所有密度的总和，并且位于核心下面的所有金属层具有第二总金属密度，第二总金属密度等于位于核心下面的所有金属层的所有密度的总和，并且第一总金属密度和第二总金属密度之差的绝对值小于约0.1。

在该封装件中，位于核心上方的所有金属层的总数等于位于核心下面的所有金属层的总数。

在该封装件中，第一阻焊层包括覆盖顶部金属层中的部分金属部件的第二部分，第二阻焊层包括与底部金属层中的部分第二金属部件重叠的第二部分。

该封装件还包括：器件管芯；以及焊料区，通过铜柱导线直连（BOT）接合将顶部金属层中的金属迹线接合至器件管芯，每个焊料区均与顶部金属层中的一个金属迹线的顶面和相对的侧壁接触。