專利名稱：線焊焊盤和球形焊盤之間厚度不同的半導(dǎo)體封裝基片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝基片及其制造方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體封裝，其中，在線焊焊盤(wire bonding pad)一面形成的電路層的厚度與球形焊盤(ball pad)一面形成的半刻蝕電路層的厚度不同，并且該半導(dǎo)體封裝具有連接通孔，通過該連接通孔，線焊焊盤一面和球形焊盤一面的電鍍引線電連接，從而當(dāng)線焊焊盤的電鍍引線被切斷時防止電斷開，以及涉及一種制造該半導(dǎo)體封裝的方法。
背景技術(shù)：
隨著電子學(xué)向纖細(xì)、輕量和高性能方向發(fā)展，最近BGA封裝基片已經(jīng)實(shí)現(xiàn)微細(xì)電路圖技術(shù)的重大發(fā)展。
特別是，微細(xì)電路圖在CSP(芯片尺寸封裝)產(chǎn)品中得到廣泛需求，其中CSP產(chǎn)品具有裝在BGA封裝基片中的半導(dǎo)體芯片。
為了更好地理解本發(fā)明的背景，下面參考圖1A到1H說明制造半導(dǎo)體封裝基片的傳統(tǒng)方法。
如圖1A所示，覆銅箔層壓板(CCL)100包括覆蓋有銅箔101的絕緣層102，作為基底基片(base substrate)，其中鉆孔形成用于電路層之間進(jìn)行電連接的通孔。CCL有多種，包括玻璃/環(huán)氧CCL、耐熱CCL、紙/苯酚CCL、射頻用CCL、柔性CCL(聚酰亞胺膜)和復(fù)合CCL，可以根據(jù)用途進(jìn)行使用。例如，玻璃/環(huán)氧CCL適于制造雙面PCB和多層PCB。
接著，將CCL100相反面和通孔內(nèi)壁進(jìn)行無電鍍覆，然后電鍍，如圖1B所示。電鍍由于需要電而不能在絕緣層102上進(jìn)行。通常，對絕緣體進(jìn)行電鍍之前進(jìn)行無電鍍覆。因此，銅先無電鍍覆在絕緣層102上，再電鍍到絕緣層102上。
接著，將填料裝入通孔103，再形成防蝕涂層圖案105，如圖1C所示。對于防蝕涂層圖案105，其是使用干膜(D/F)和電路圖印刷膜(布線膜)在銅電鍍基片上形成的。
形成抗蝕劑圖案105的技術(shù)有多種，其中干膜技術(shù)最流行。
用于形成抗蝕劑圖案的干膜縮寫為D/F，其通常包括覆蓋膜、光致抗蝕劑膜和聚脂薄膜(Mylar film)。光致抗蝕劑膜實(shí)際作為抗蝕劑。
在去除覆蓋膜時，將干膜應(yīng)用到裸露PCB上。印刷電路圖案的布線膜快速粘到干膜上，再進(jìn)行UV照射。UV光不能穿過布線膜圖案的黑區(qū)上的干膜，但能穿過其它部分從而使干膜暴露部分硫化。接著，將基片浸在顯影溶液中消除干膜未硫化部分，而硫化部分留下形成抗蝕劑圖案。顯影溶液可選用1％碳酸鈉(Na2CO3)或碳酸鉀(K2CO3)溶液。
然后，如圖1D所示，用蝕刻劑處理CCL100，而抗蝕劑圖案105作為掩模，從而形成電路圖。
隨后，用諸如NaOH或KOH溶液的剝離溶液去除抗蝕劑105，如圖1E所示。
除了線焊焊盤107、球焊盤(solder ball pad)108和連接外部基片或芯片的其它部分以外，得到的CCL的所有部分涂覆有光阻焊劑106以保護(hù)電路，如圖1F所示。
此后，使用電鍍引線，CCL鍍有Ni/Au，并且光阻焊劑作為電鍍阻擋劑，在未涂覆部分，即在線焊焊盤107、球焊盤108和其它連接部分，形成Ni/Au層109、109’，如圖1G所示。電鍍先用Ni，再用Au。
最后，圖1H表示使用刳刨機(jī)(router)或切割處理對作為電鍍引線的電路圖110切割之后得到的封裝產(chǎn)品。
在CSP產(chǎn)品中，球間距持續(xù)從0.8降到0.65和0.5再到0.4mm。另外，球需要OSP(有機(jī)可焊性保護(hù)劑)處理，從而使下降阻力(drop resistance)與移動電話的基片處于相同水平。但是，這種需要導(dǎo)致了在基片上進(jìn)行的對比技術(shù)(contrast)技術(shù)，這將在下面描述。
參看圖2，以透視圖表示傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝基片210?？梢钥闯?，傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝基片被分成單元區(qū)(unit region)，該單元區(qū)包括半導(dǎo)體器件安裝部分211a和外電路圖211b；以及空白區(qū)(dummy region)212。
此傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝基片需要對比技術(shù)，該技術(shù)用于使電路層保持在小厚度，從而在引線接合一面實(shí)現(xiàn)微細(xì)圖案；但在球一面保持大厚度，從而可以對球應(yīng)用OSP以及對球的深刻蝕處理。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種半導(dǎo)體封裝器件，其中在線焊焊盤一面形成的電路層與在球形焊盤一面形成的電路層的厚度不同，并提供一種制造該半導(dǎo)體封裝器件的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種半導(dǎo)體封裝基片，用于防止由于電路層在線焊焊盤一面厚度小造成切割線焊焊盤一面的電鍍引線時出現(xiàn)的電連接斷開。
根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種半導(dǎo)體封裝基片，包括絕緣層；第一電路層，該第一電路層形成在絕緣層的一面，用于提供球形焊盤；以及第二電路層，該第二電路層形成在絕緣層的另一面，用于提供線焊焊盤，所述第二電路層比所述第一電路層薄。
根據(jù)本發(fā)明另一個方面，提供一種制造半導(dǎo)體封裝基片的方法，包括步驟1，制備覆銅箔層壓板并對該覆銅箔層壓板的線焊焊盤一面的銅箔進(jìn)行半刻蝕；步驟2，在所述覆銅箔層壓板的相反一面沉積第一防蝕涂層；步驟3，在第一防蝕涂層上形成電路圖，在電路圖模型后構(gòu)成包括線焊焊盤和球形焊盤的電路，并去除第一防蝕涂層；步驟4，將阻焊劑應(yīng)用到該覆銅箔層壓板上，以此方式露出線焊焊盤和球形焊盤；以及步驟5，將線焊焊盤鍍金，并對球形焊盤進(jìn)行表面處理。


參考附圖可以更好地理解本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的應(yīng)用，附圖中相似的參考數(shù)字用于相似的和對應(yīng)的部分。在附圖中圖1A到1H是表示制造傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝基片的工藝的示意圖；圖2是表示傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝基片的透視圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝基片的剖視圖，其中線焊焊盤一面形成的電路層的厚度與球形焊盤一面形成的電路層的厚度不同；圖4A到4G是表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的制造半導(dǎo)體封裝基片的工藝的剖視圖，其中線焊焊盤一面形成的電路層的厚度與球形焊盤一面形成的電路層的厚度不同；圖5A到5H是表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的制造半導(dǎo)體封裝基片的工藝的剖視圖，其中線焊焊盤一面形成的電路層的厚度與球形焊盤一面形成的電路層不同；以及圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體封裝基片的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝基片的剖視圖，其中在單元區(qū)域內(nèi)，在線焊焊盤一面的電路層304a與球形焊盤一面的電路層304b的厚度不同。線焊焊盤一面的電路層304a比球形焊盤一面的電路層304b薄。
但在空白區(qū)，線焊焊盤一面的電路層304ab與球形焊盤一面的電路層bb具有相同厚度。
因此，當(dāng)單元區(qū)的線焊焊盤一面的電路層304a比空白區(qū)的線焊焊盤一面的電路層304ab薄，并且比該單元區(qū)球形焊盤一面的電路層304b薄，就可以設(shè)計(jì)微細(xì)電路圖，因?yàn)殡娐穼?04a的厚度對電路圖的微細(xì)度具有重大影響。
在引線焊盤(wire pad)一面，空白區(qū)的線焊焊盤一面的電路層304ab比單元區(qū)的電路層304a厚度大，能防止基片變形。
另外，球形焊盤一面的電路層304b比單元區(qū)的線焊焊盤一面的電路層304a厚度大，這允許對球形焊盤一面應(yīng)用OSP和深刻蝕過程。在圖3中，參考數(shù)字302是指絕緣層，306a和306b是指光阻焊層(photo solder resists)，304aa特別是指電路層304a以外的線焊焊盤，304ac是指金涂層，304ba是指球焊盤，304bc是指經(jīng)過OSP處理的表面。
通孔307用于將線焊焊盤一面和球形焊盤一面的電鍍引線(未圖示)進(jìn)行電連接。如果線焊焊盤一面的電路層304a變薄，則電鍍引線可能被切斷，因?yàn)樗陔娐穼?04a中。當(dāng)切斷發(fā)生時，通孔307允許通過球形焊盤一面的電鍍引線(未圖示)電連接到外部。
另外，空白區(qū)中線焊焊盤一面的電路層304ab可以像單元區(qū)中線焊焊盤一面的電路層304a一樣厚，但與單元區(qū)中球形焊盤一面的電路層304b的厚度不同。
參看圖4A到4G，逐步表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的、線焊焊盤一面的電路層厚度與球形焊盤一面不同的半導(dǎo)體封裝基片。
圖4A是包括絕緣層402的CCL400的剖視圖，例如，絕緣層402由環(huán)氧樹脂制成，銅箔401a和401b通過粘結(jié)劑結(jié)合在絕緣層的兩面。
接著，如圖4B所示，在對應(yīng)于底部基片CCL的單元區(qū)的部分開放的干膜403a沉積在線焊焊盤一面的銅箔401a上。當(dāng)干膜403a作為掩模時，將通過干膜403a開放部分露出的單元區(qū)進(jìn)行半刻蝕，使銅箔401a在單元區(qū)和空白區(qū)具有不同的厚度。
由于不需要將球形焊盤一面的銅箔401b進(jìn)行半刻蝕，在球形焊盤一面的銅箔401b上沉積一層干膜403b。另外，在單元區(qū)中銅箔401a的厚度與空白區(qū)銅箔401b中的相同的情況下，在不使用干膜403a的情況下可以進(jìn)行半刻蝕處理，其中干膜403a在對應(yīng)于CCL單元區(qū)的部分是開放的。
圖4C是單元區(qū)中通過半刻蝕過程將線焊焊盤一面的銅箔401a去除到預(yù)定深度之后的剖視圖，其中用干膜403b保護(hù)球形焊盤一面的銅箔401b。
在通過半刻蝕過程將線焊焊盤一面的銅箔401a去除到預(yù)定厚度之后，去除分別沉積在線焊焊盤一面的銅箔401a上以及球形焊盤一面的銅箔401b上的干膜403a和403b，如圖4D所示。
由于單元區(qū)中線焊焊盤一面的銅箔401a變薄，在上面形成的電路圖就可能被切斷。特別是，當(dāng)電鍍引線被切斷時，就不能進(jìn)行線焊焊盤的電鍍處理。
為此，如圖4E所示，鉆出通孔405并鍍成連接通孔406，用于連接線焊焊盤一面的銅箔401a和球形焊盤一面的銅箔401b。連接通孔406作為下銅箔401b和上銅箔401a之間的電橋，從而使下銅箔401b中形成的電鍍引線(未圖示)電連接到上銅箔401a中形成的電鍍引線(未圖示)。即使上銅箔401a的電鍍引線被切斷，如下文所述，也可以使用下銅箔401b的電鍍引線進(jìn)行鍍金處理，從而在線焊焊盤408a上形成金涂層408b(圖4G)，其中下銅箔401b通過連接通孔406連接到焊盤408。
優(yōu)選地，連接通孔406在單元區(qū)611的四個角613上形成，如圖6所示。原因是主電鍍引線(未圖示)通常經(jīng)過四個角613。即，當(dāng)主電鍍引線被切斷時，鍍金不能保證鍍金涂層408b的厚度。這樣，即使上銅箔401a的主電鍍引線被切斷，四個角613存在的連接通孔406也允許通過下銅箔401b的主電鍍引線提供電流，從而保證金涂層的厚度。圖6表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝基片610，該半導(dǎo)體封裝基片610被分成單元區(qū)611以及在單元區(qū)611周圍的空白區(qū)612，其中該單元區(qū)611包括半導(dǎo)體器件安裝部分611a以及外電路圖611b。
回到圖4E，用于在線焊焊盤一面和球形焊盤一面形成電路圖的干膜圖404a和404b分別沉積在銅箔401a和401b上。
圖4F是使用刻蝕劑選擇性刻蝕銅箔401a和401b之后的剖視圖，其中干膜圖404a和404b作為刻蝕劑，然后使用剝離溶液(peeling solution)去除干膜404a和404b。在圖案刻蝕過程中，用于鍍金的電鍍引線按相同方式同時形成。
然后，對得到的CCL結(jié)構(gòu)涂覆阻焊劑407a和407b，接著曝光、顯影和干燥，如圖4G所示。
為了僅僅對線焊焊盤408a鍍金，在基片的焊盤一面應(yīng)用干膜(未圖示)，曝光并顯影。使用使用電鍍引線，對焊盤406鍍金408b，并以干膜作為阻鍍劑。具體地，為了對待安裝半導(dǎo)體器件的封裝基片金屬表面處理，通常進(jìn)行電解金電鍍(electrolytic Au plating)。其原因是，電解金電鍍比無電鍍金的可靠性高。如上所述，可以出現(xiàn)上銅箔中形成的電鍍引線被切斷。此時，通過連接通孔406從下銅箔401b的電鍍引線供應(yīng)的電力，金涂層408可以形成到優(yōu)選厚度。
在電解金電鍍之后，使用剝離溶液去除作為阻鍍劑的干膜，并使用刳刨機(jī)或切割工藝切斷電鍍引線。
然后，將球形焊盤409a涂覆OSP，形成OSP處理的表面409b。
參看圖5A到5H，逐步表示根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的、制造半導(dǎo)體封裝基片的方法，其中線焊焊盤一面的電路層厚度與球形焊盤一面的電路層厚度不同。
圖5A是包括絕緣層502的CCL500的剖視圖，例如，絕緣層502由環(huán)氧樹脂制成，銅箔501a和501b通過粘結(jié)劑結(jié)合在絕緣層的相反兩面。
然后，如圖5B所示，在球形焊盤一面的銅箔501b上沉積干膜，從而在半刻蝕線焊焊盤一面的銅箔501a時作為掩模。
圖5C是表示線焊焊盤一面的所有銅箔501a半刻蝕到預(yù)定厚度之后的剖視圖，其中干膜503保護(hù)球形焊盤一面的銅箔501b，然后從球形焊盤一面的銅箔501b上去除干膜503。
為了防止CCL卷曲，需要增強(qiáng)線焊焊盤一面的空白區(qū)的銅箔501b。為此，如圖5D所示，對線焊焊盤一面的銅箔501a涂覆干膜504a，其中干膜504a在對應(yīng)于線焊焊盤一面的空白區(qū)的部分是開放的，而在整個球形焊盤一面沉積一層干膜504b作為掩模。
然后，對露出的銅箔501a鍍銅505，增大線焊焊盤一面的空白區(qū)的銅箔厚度，從而防止CCL卷曲，如圖5E所示。在形成銅涂層505之后，去除分別沉積在線焊焊盤一面的銅箔501a上和球形焊盤一面的銅箔501b上的干膜504a和504b。
由于單元區(qū)中線焊焊盤一面的銅箔501a變薄，其上面形成的電路圖就可能被切斷。特別是，當(dāng)電鍍引線被切斷時，就不能進(jìn)行線焊焊盤的電鍍處理。
為此，如圖5F所示，鉆出通孔506并鍍成連接通孔507，用于連接線焊焊盤一面的銅箔501a和球形焊盤一面的銅箔501b。連接通孔507作為下銅箔501b和上銅箔501a之間的電橋，從而使下銅箔501b中形成的電鍍引線(未圖示)電連接到上銅箔501a中形成的電鍍引線(未圖示)。即使上銅箔501a的電鍍引線被切斷，如下文所述，也可以使用下銅箔501b的電鍍引線進(jìn)行鍍金處理，從而在線焊焊盤509a(圖5H)上形成金涂層509b(圖5H)，其中下銅箔501b通過連接通孔507連接到線焊焊盤509a。
優(yōu)選地，連接通孔507在單元區(qū)611的四個角613形成，如圖6所示。原因是主電鍍引線(未圖示)通常經(jīng)過四個角613。即，當(dāng)主電鍍引線被切斷時，鍍金不能保證鍍金涂層509b的厚度。這樣，即使上銅箔501a的主電鍍引線被切斷，四個角613存在的連接通孔507也允許通過下銅箔501b的主電鍍引線提供電流，從而保證金涂層的厚度。圖6表示根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的半導(dǎo)體封裝基片610，該半導(dǎo)體封裝基片610被分成單元區(qū)611以及在單元區(qū)611周圍的空白區(qū)612，其中該單元區(qū)611包括半導(dǎo)體器件安裝部分611a以及外電路圖611b。
回到圖5F，用于在線焊焊盤一面和球形焊盤一面形成電路圖的干膜圖508a和508b分別沉積在銅箔501a和501b上。
圖5G是使用刻蝕劑選擇性刻蝕銅箔501a和501b之后的剖視圖，其中干膜圖508a和508b作為刻蝕劑，然后使用剝離溶液去除干膜508a和508b。在圖案刻蝕過程中，用于鍍金的電鍍引線按相同方式同時形成。
然后，對得到的CCL結(jié)構(gòu)涂覆阻焊劑511a和511b，接著曝光、顯影和干燥，如圖5H所示。
為了僅僅對線焊焊盤509a鍍金，在基片的焊盤一面應(yīng)用干膜(未圖示)，曝光并顯影。通過使用電鍍引線，對線焊焊盤509a鍍金509b，并以干膜作為阻鍍劑。如上所述，上銅箔中形成的電鍍引線被切斷的情況可能發(fā)生。此時，通過連接通孔507從下銅箔501b的電鍍引線供應(yīng)的電力，金涂層509b可以形成到優(yōu)選厚度。
在電解金電鍍之后，使用剝離溶液去除作為阻鍍劑的干膜，并使用刳刨機(jī)或切割工藝切割電鍍引線。
然后，將球形焊盤510a涂覆OSP，形成OSP處理的表面510b。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，線焊焊盤一面的單元區(qū)可以形成為小厚度，從而能實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體基片的微細(xì)圖案。
另外，通過將線焊焊盤一面的空白區(qū)保持在預(yù)定厚度，可以防止本發(fā)明的CCL卷曲。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例描述了例子。但是，應(yīng)該理解的是，這些內(nèi)容并不限于本發(fā)明的直接描述。本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求可以被認(rèn)為是覆蓋本發(fā)明真實(shí)范圍內(nèi)的所有變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體封裝基片，包括絕緣層；第一電路層，該第一電路層形成在絕緣層的一面，用于提供球形焊盤；以及第二電路層，該第二電路層形成在絕緣層的另一面，用于提供線焊焊盤，所述第二電路層比所述第一電路層薄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝基片，其中所述第一電路層和第二電路層具有各自的電鍍引線，這些電鍍引線通過連接通孔電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體封裝基片，其中所述第二電路層分成單元區(qū)和空白區(qū)，所述單元區(qū)比所述空白區(qū)薄。
4.一種制造半導(dǎo)體封裝基片的方法，包括步驟1，制備覆銅箔層壓板并對該覆銅箔層壓板的線焊焊盤一面的銅箔進(jìn)行半刻蝕；步驟2，在覆銅箔層壓板的相反一面沉積第一防蝕涂層；步驟3，在第一防蝕涂層上形成電路圖，在電路圖模型后構(gòu)成包括線焊焊盤和球形焊盤的電路，并去除第一防蝕涂層；步驟4，將阻焊劑應(yīng)用到該覆銅箔層壓板上，以此方式露出線焊焊盤和球形焊盤；以及步驟5，將線焊焊盤鍍金，并對球形焊盤進(jìn)行表面處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟1包括步驟1-1制備覆銅箔層壓板，其中絕緣層夾在兩層銅箔之間；步驟1-2在所述覆銅箔層壓板第一面沉積第二防蝕涂層，并對覆銅箔層壓板第二面的銅箔進(jìn)行半刻蝕；以及步驟1-3去除沉積在所述覆銅箔層壓板第一面的第二防蝕涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括在步驟1中在制備覆銅箔層壓板之后，在覆銅箔層壓板第二面沉積第三防蝕涂層，該第三防蝕涂層在與覆銅箔層壓板單元區(qū)對應(yīng)的部分是開放的；以及在步驟1之后，去除沉積在覆銅箔層壓板第二面的第三防蝕涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括在覆銅箔層壓板第二面沉積第一阻鍍劑，該第一阻鍍劑在與覆銅箔層壓板空白區(qū)對應(yīng)的部分是開放的；以及在步驟1之后，對覆銅箔層壓板第二面進(jìn)行電鍍并去除第一阻鍍劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括在步驟1之后，形成連接通孔，通過該連接通孔，將覆銅箔層壓板的第一電路層中形成的電鍍引線電連接到覆銅箔層壓板的第二電路層中形成的電鍍引線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述連接通孔形成在覆銅箔層壓板的單元區(qū)中，并且位于單元區(qū)的角上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種半導(dǎo)體封裝基片及其制造方法。在該半導(dǎo)體封裝基片中，線焊焊盤一面的電路層與球形焊盤一面的電路層厚度不同，其中線焊焊盤一面受到半刻蝕。另外，構(gòu)成連接通孔以在線焊焊盤一面和球形焊盤一面的電鍍引線之間形成電連接，從而防止線焊焊盤一面的電鍍引線被切斷時電連接斷開。
文檔編號H01L21/48GK1941352SQ20061011163
公開日2007年4月4日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月27日
發(fā)明者尹慶老, 申榮煥, 金潤秀, 李胎坤 申請人:三星電機(jī)株式會社