專利名稱：封裝基板的線路架橋制造方法
封裝基板的線路架橋制造方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種封裝基板的線路架橋制造方法，特別是有關(guān)于一種可在封裝 基板表面形成立體線路結(jié)構(gòu)的封裝基板的線路架橋制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，半導體封裝產(chǎn)業(yè)為了滿足各種高密度封裝的需求，逐漸發(fā)展出各種不同型 式的封裝構(gòu)造，其中許多封裝構(gòu)造種類都是以封裝基板(substrate)為基礎來進行封裝架 構(gòu)。在上述封裝構(gòu)造中，所述封裝基板的一上表面承載有至少一芯片，并通過打線(wire bonding)或凸塊(bumping)制造過程將芯片的數(shù)個接墊電性連接至所述基板的上表面的 數(shù)個焊墊。同時，所述基板的一下表面亦必需提供大量的焊墊，以焊接數(shù)個輸出端。此外，所 述封裝基板可為單層或多層的印刷電路板，其除了在上、下表面提供表面線路(trace)層 以形成所需焊墊之外，其內(nèi)部亦具有至少一內(nèi)層線路層以及數(shù)個導通孔(conductive via) 或電鍍通孔(plating through hole, PTH)等導通孔構(gòu)造，以重新安排上、下表面的焊墊之 間的連接關(guān)系。因此，如何制造具有多層電路的封裝用基板，亦為封裝產(chǎn)業(yè)的一重要關(guān)鍵技 術(shù)。舉例而言，請參照圖1所示，其揭示一種現(xiàn)有封裝基板10的線路構(gòu)造，其中所述封 裝基板10是以一核心層(core layer) 11為中心，并通過增層法(build-up)在所述核心層 11的兩側(cè)分別向外依序形成一第一線路層12、一第一介電層13、一第二線路層14、一第二 介電層15、一表面線路層16及一防焊層17。再者，在增層期間，所述核心層11另可能形成 數(shù)個電鍍通孔111貫穿其間，以電性連接兩側(cè)的所述第一線路層12。所述第一介電層13可 能形成數(shù)個導通孔131貫穿其間，以電性連接所述第一及第二線路層12、14。所述第二介 電層15亦可形成數(shù)個導通孔151貫穿其間，以電性連接所述第二線路層14及表面線路層 16。最后，所述防焊層16形成數(shù)個開口 161，以裸露一部分的所述表面線路層16，以提供數(shù) 個焊墊(即圖號16位置)，以便結(jié)合金屬線、凸塊或錫球等電性連接構(gòu)造(未繪示)。上述現(xiàn)有封裝基板10大量應用在目前的半導體封裝制造過程中。然而，為了符合 半導體封裝的小型化需求，因此有必要進一步設法減少所述封裝基板10的整體厚度。然 而，對現(xiàn)有的封裝基板10而言，不論是所述第一線路層12、第二線路層14或表面線路層 16，這些線路層都僅是2D平面狀的形成在對應的所述核心層11、第一介電層13及第二介電 層15的表面上，因此其線路布局的設計裕度會受到所述封裝基板10的面積限制。若欲增 加更多的線路，則只能通過增加所述封裝基板10的線路層及介電層堆迭數(shù)量，才能達到增 加線路功能的目的，因此將不利于降低基板的整體厚度及封裝構(gòu)造的小型化。另一方面，當 整體厚度不變時，也難以通過減少所述封裝基板10的厚度，以將省下來的厚度空間用來增 加線路層的總層數(shù)或總線路數(shù)量，因此現(xiàn)有2D平面狀線路設計亦不利于提高線路集成度。 特別是，現(xiàn)有2D平面狀線路設計亦不利于在所述封裝基板10上直接設計出各種復雜的立 體電路設計，例如微型開關(guān)(switch)、微型感應器(sensor)或微型麥克風(microphone)等 復雜構(gòu)造。
故，有必要提供一種封裝基板的線路架橋制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的在于提供一種封裝基板的線路架橋制造方法，其中封裝基板的 表面依序進行制做第一線路層、形成圖案化防焊層、制做第二線路層及去除防焊層等步驟， 如此形成的第一線路層與其上方懸空狀的第二線路層將可構(gòu)成立體線路架橋結(jié)構(gòu)(例如 電磁開關(guān))，因而有利于提高線路布局的集成度及立體電路的設計多樣性。為達成本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明提供一種封裝基板的線路架橋制造方法，其特 征在于所述制造方法包含提供一封裝基板；在所述封裝基板的一第一表面制做一第一 線路層，其具有一第一電極部及二接點；在所述第一線路層上設置一圖案化的防焊層，以形 成二開口裸露所述接點；在所述圖案化的防焊層上制做一第二線路層，其具有二導電柱及 一第二電極部，所述導電柱通過所述開口電性連接所述接點；以及，去除所述圖案化的防焊 層，其中所述第二電極部的兩端受所述導電柱的支持，及所述第二電極部懸空位于所述第 一電極部的上方，以構(gòu)成一線路架橋結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的一實施例中，所述封裝基板為單層印刷電路板或多層印刷電路板。在本發(fā)明的一實施例中，所述第一線路層及所述第二線路層的材質(zhì)是銅或其合金。在本發(fā)明的一實施例中，在設置所述圖案化的防焊層時，通過印刷防焊材料來形 成所述圖案化的防焊層。在本發(fā)明的一實施例中，在設置所述圖案化的防焊層時，先通過涂布防焊材料，再 曝光及顯影來形成所述圖案化的防焊層。在本發(fā)明的一實施例中，所述防焊材料是環(huán)氧樹脂系防焊材料。在本發(fā)明的一實施例中，所述第二電極部是以平行于所述第一電極部的延伸方向 設置在所述第一電極部的上方。在本發(fā)明的一實施例中，所述第二電極部是以垂直于所述第一電極部的延伸方向 設置在所述第一電極部的上方。在本發(fā)明的一實施例中，所述線路架橋結(jié)構(gòu)是一電磁開關(guān)。在本發(fā)明的一實施例中，所述第二電極部的長度為所述第一電極部及第二電極部 的間距的5至20倍，使所述第二電極部在通電后能向下彈性變形接觸所述第一電極部。在本發(fā)明的一實施例中，在構(gòu)成所述線路架橋結(jié)構(gòu)后，另在所述第一電極部、所述 第二電極部及所述導電柱的表面涂布一保護層。在本發(fā)明的一實施例中，所述保護層選自具反應惰性的金屬鍍層。所述金屬鍍層 為金鍍層、鎳鍍層或鉻鍍層。在本發(fā)明的一實施例中，在構(gòu)成所述線路架橋結(jié)構(gòu)后，對所述封裝基板進行增層 作業(yè)，以形成多層印刷電路板，使所述線路架橋結(jié)構(gòu)位于所述多層印刷電路板內(nèi)部的一中
空腔室內(nèi)。在本發(fā)明的一實施例中，在構(gòu)成所述線路架橋結(jié)構(gòu)后，另在所述封裝基板的一第 二表面制做另一線路架橋結(jié)構(gòu)。
圖1是一現(xiàn)有的封裝基板的線路構(gòu)造的示意圖。圖2A是本發(fā)明較佳實施例封裝基板的線路架橋制造方法提供封裝基板步驟的示 意圖。圖2B是本發(fā)明較佳實施例封裝基板的線路架橋制造方法制做第一線路層步驟的 示意圖。圖2C是本發(fā)明較佳實施例封裝基板的線路架橋制造方法設置圖案化防焊層步驟 的示意圖。圖2D、2E及2F是本發(fā)明較佳實施例封裝基板的線路架橋制造方法制做第二線路 層步驟的示意圖。圖2G是本發(fā)明較佳實施例封裝基板的線路架橋制造方法去除防焊層步驟的示意 圖。圖3A是本發(fā)明較佳實施例封裝基板的線路架橋結(jié)構(gòu)的上視圖。圖3B是本發(fā)明較佳實施例封裝基板的另一線路架橋結(jié)構(gòu)的上視圖。
具體實施方式為讓本發(fā)明上述目的、特征及優(yōu)點更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明較佳實施例，并配 合附圖，作詳細說明如下請參照圖2A至2G所示，本發(fā)明較佳實施例的封裝基板的線路架橋制造方法可用 于制造具有線路架橋結(jié)構(gòu)的封裝基板(substrate)，并應用于以基板為基礎來進行封裝的 各種封裝構(gòu)造，例如球柵陣列封裝構(gòu)造(ball grid array，BGA)、針腳陣列封裝構(gòu)造(pin grid array, PGA)或接點陣列封裝構(gòu)造(land gridarray, LGA)等，但并不限于此。本發(fā) 明較佳實施例的封裝基板的線路架橋制造方法主要包含下列步驟提供一封裝基板20 ；在 所述封裝基板20的一第一表面制做一第一線路層21，其具有一第一電極部211及二接點 212 ；在所述第一線路層21上設置一圖案化的防焊層25，以形成二開口 251裸露所述接點 212 ；在所述圖案化的防焊層25上制做一第二線路層26，其具有二導電柱261及一第二電 極部262，所述導電柱261電性連接所述接點212;以及，去除所述圖案化的防焊層25，其中 所述第二電極部262的兩端受所述導電柱261的支持，及所述第二電極部262懸空位于所 述第一電極部211的上方，以構(gòu)成一線路架橋結(jié)構(gòu)A。請參照圖2A所示，本發(fā)明較佳實施例的封裝基板的線路架橋制造方法首先提供 一封裝基板20。在本步驟中，所述封裝基板20可以指單層或多層的印刷電路板的成品或半 成品，若為半成品，在利用本發(fā)明方法制做完成線路架橋結(jié)構(gòu)A后，則可再進一步進行增層 作業(yè)，來形成多層印刷電路板。上述單層印刷電路板是指具有單層絕緣層及二層表面線路 層的印刷電路板，而多層印刷電路板是指具有二層或以上絕緣層、二層表面線路層及二層 或以上內(nèi)層線路層的印刷電路板。因此，后續(xù)利用本發(fā)明方法制做完成的線路架橋結(jié)構(gòu)A 可能位于印刷電路板的上表面、下表面或是位于多層印刷電路板內(nèi)部的某些中空腔室(未 繪示)內(nèi)，以選擇提供適當?shù)墓δ?例如電磁開關(guān)功能)并連接至印刷電路板的其他線路。 再者，所述封裝基板2在利用本發(fā)明后續(xù)步驟加工之前，亦可在其上下表面預先形成未圖案化的金屬箔，以利后續(xù)制做一第一線路層21及一第三線路層22，其中所述金屬箔優(yōu)選為 銅箔等，但并不限于此金屬材質(zhì)。請參照圖2B所示，本發(fā)明較佳實施例的封裝基板的線路架橋制造方法接著在所 述封裝基板20的一第一表面制做一第一線路層21，其具有一第一電極部211及二接點 212。在本步驟中，本發(fā)明優(yōu)選依序利用涂布光刻膠(photoresist)層、通過掩膜(mask)曝 光、顯影液顯影去除部分光刻膠以及蝕刻液蝕刻去除部分金屬等步驟，而使原本的金屬箔 蝕刻成為圖案化的第一線路層21，其具有所述第一電極部211及所述二接點212。所述二 接點212是位于所述第一電極部211附近，在本實施例中，所述二接點212是分別位于所述 第一電極部211的兩端鄰近位置。此外，本發(fā)明亦可依相似圖案化工藝在所述封裝基板20 的一第二表面配置金屬箔并制做一第三線路層22，所述第三線路層22具有二接墊221，其 分別通過一導通孔201電性連接所述第一電極部211的兩端。在其他實施方式中，所述第 一電極部211的兩端也可能直接與所述第一線路層21的其他表面線路(未繪示)電性連 接，來取代通過所述導通孔201向下電性連接所述第三線路層22的線路布局設計。所述第 一線路層21的材質(zhì)優(yōu)選是銅或其合金等可通電產(chǎn)生磁場的材料，但若不考量電磁需求，亦 可能為其他金屬材料，例如金、銀、鋁、鎳或其合金等。再者，必要時，本發(fā)明也可以選擇性 的在所述封裝基板20的第一及第二表面進一步分別配置一絕緣涂層23、24，所述絕緣涂層 23、24可以選自防焊層，其分別圖案化形成數(shù)個開口，以裸露所述接點212、所述第一電極 部211及所述接墊221。惟，所述絕緣涂層23、24亦可加以省略設置。請參照圖2C所示，本發(fā)明較佳實施例的封裝基板的線路架橋制造方法接著在所 述第一線路層21上設置一圖案化的防焊層(solder mask) 25,以形成二開口 251裸露所述 接點212，其中所述防焊層25又稱為綠漆。在本步驟中，本發(fā)明可通過網(wǎng)版印刷(printing) 防焊材料的方式來形成所述圖案化的防焊層25?；蛘撸韧ㄟ^涂布防焊材料，再利用掩膜 (mask)曝光以及顯影液顯影的方式來形成所述圖案化的防焊層25。上述防焊材料優(yōu)選是 環(huán)氧樹脂(印oxy)系防焊材料。所述圖案化的防焊層25的開口 251對位于所述接點212 的位置，其中所述開口 251的孔徑可以等于、大于或小于所述接點212。此外，若所述封裝基 板20的第一及第二表面所配置的絕緣涂層23、24也是選自防焊材料時，所述防焊層25及 所述絕緣涂層23、24可以設計成選用不同類型的防焊材料，如此當后續(xù)利用特定顯影液顯 影去除所述防焊層25時，本發(fā)明將不致于同時去除所述絕緣涂層23、24。請參照圖2D、2E及2F所示，本發(fā)明較佳實施例的封裝基板的線路架橋制造方法接 著在所述圖案化的防焊層25上制做一第二線路層26，其具有二導電柱261及一第二電極部 262，所述導電柱261通過所述開口 251電性連接所述接點212。在本步驟中，所述第二線路 層26的材質(zhì)優(yōu)選是銅或其合金等可通電產(chǎn)生磁場的材料，但若不考量電磁需求，亦可能為 其他金屬材料，例如金、銀、鋁、鎳或其合金等。如圖2D所示，本發(fā)明首先利用電鍍或無電電 鍍(electroless plating)等方式在所述圖案化的防焊層25上形成一金屬層，以做為所述 第二線路層26的基材。接著，如圖2E所示，在所述金屬層上涂覆一光刻膠層27，并通過掩 膜(mask)曝光、顯影液顯影去除部分光刻膠等步驟來圖案化所述光刻膠層27。最后，如圖 2F所示，再利用蝕刻液蝕刻去除部分所述金屬層的金屬而使原本的金屬層刻成為圖案化的 第二線路層26，其中僅保留所述二導電柱261及所述第二電極部262的對應形狀部位。在 所述圖案化的第二線路層26中，所述二導電柱261連接于所述第二電極部262的兩端，且所述導電柱261形成在所述開口 251內(nèi)并通過所述開口 251電性連接所述接點212。再者， 在本實施例中，若本發(fā)明欲將線路架橋結(jié)構(gòu)A欲設計成一電磁開關(guān)，則所述第二電極部262 的長度優(yōu)選則為所述第一電極部211及第二電極部262的間距的5至20倍(例如10倍、 15倍或20倍等)，如此所述第二電極部262將具有較好的彈性變形能力，但又不致于造成 塑性變形缺陷，以便符合下述電磁開關(guān)的設計需求。請參照圖2G、3A及3B所示，本發(fā)明較佳實施例的封裝基板的線路架橋制造方法最 后再去除所述圖案化的防焊層25，其中所述第二電極部262的兩端受所述導電柱261的支 持，及所述第二電極部262懸空位于所述第一電極部211的上方，以構(gòu)成一線路架橋結(jié)構(gòu) A。在上述利用蝕刻液蝕刻去除部分所述第二線路層26的金屬部分后，將裸露出所述防焊 層25的一部分。因此，在本步驟中，本發(fā)明可通過使用顯影液對所述圖案化的防焊層25進 行顯影處理，即可以去除所述圖案化的防焊層25。如圖3A所示，在完成顯影處理后，所述第 二電極部262的兩端仍可受所述導電柱261的支持，而使所述第二電極部262是以平行于 所述第一電極部211的延伸方向懸空設置在所述第一電極部211的上方?；蛘?，如圖3B所 示，在某些情況下，所述第二電極部262亦可能是以垂直于所述第一電極部211的延伸方向 (或任一角度方向)懸空設置在所述第一電極部211的上方。如圖2G、3A及3B所示，所述第二電極部262、所述導電柱261及所述第一電極部 211共同構(gòu)成一線路架橋結(jié)構(gòu)A，所述線路架橋結(jié)構(gòu)A優(yōu)選設計做為一電磁開關(guān)，而每一所 述封裝基板20上可以設置一個、二個或以上的線路架橋結(jié)構(gòu)A，其數(shù)量并不加以限制。在運 作時，所述第二電極部262通過所述導電柱261通入正電(或負電)，以及所述第一電極部 211通過所述接墊221通入負電(或正電)，接著在所述第一電極部211及第二電極部262 之間將會產(chǎn)生相吸磁力，而使所述第二電極部262主動向下彈性變形接觸所述第一電極部 211，因而在所述第一電極部211及第二電極部262之間形成通路。隨后，若切斷電流，則上 述相吸磁力將消失，而使所述第二電極部262向上彈性變形回復至所述第二電極部262的 原位置，因而在所述第一電極部211及第二電極部262之間形成斷路。惟，需注意的是，上 述電磁開關(guān)僅為本發(fā)明線路架橋結(jié)構(gòu)A的一種實施例，但所述線路架橋結(jié)構(gòu)A并不限于此， 其亦可能在架橋的概念下在所述封裝基板20上設計出其他需要懸空線路的各種微型立體 線路設計。此外，在本發(fā)明的一實施例中，在構(gòu)成所述線路架橋結(jié)構(gòu)A后，本發(fā)明也可以選擇 性的另在所述第一電極部211、所述第二電極部262及所述導電柱261的表面利用無電電 鍍、蒸鍍(evaporation)或濺射(sputtering)等方式涂布一保護層(未繪示)，其中所述 保護層優(yōu)選可以選自具反應惰性的金屬鍍層，也就是在常溫下不易與氧氣起氧化反應的金 屬，例如所述具反應惰性的金屬鍍層為金(Au)鍍層、鎳(Ni)鍍層或鉻(Cr)鍍層等。再者， 在構(gòu)成所述線路架橋結(jié)構(gòu)A后，本發(fā)明也可以選擇性的對所述封裝基板20進行增層作業(yè)， 以形成多層印刷電路板(未繪示)，以提供更多的線路功能，其中上述增層作業(yè)同時在多層 印刷電路板內(nèi)部形成一中空腔室(未繪示)內(nèi)，并使所述線路架橋結(jié)構(gòu)A位于所述多層印 刷電路板的中空腔室內(nèi)。另外，在構(gòu)成所述線路架橋結(jié)構(gòu)A后，本發(fā)明也可以選擇性的另在 所述封裝基板20的一第二表面基于所述第三線路層22來制做另一線路架橋結(jié)構(gòu)(未繪 示)，而使所述封裝基板20的第一及第二表面皆具有至少一線路架橋結(jié)構(gòu)A。如上所述，相較于現(xiàn)有封裝基板10的各線路層12、14或16僅是2D平面狀的形成在對應的介電層11、13或15的表面，因此其線路布局的設計裕度及線路集成度受到限制且 無法設計復雜的立體電路設計等缺點，圖2A至3B的本發(fā)明封裝基板的線路架橋制造方法 通過在所述封裝基板20的表面依序進行制做第一線路層21、形成圖案化防焊層25、制做第 二線路層26及去除防焊層25等步驟，如此形成的第一線路層21的第一電極部211與其上 方懸空狀的第二線路層26的第二電極部262將可構(gòu)成立體的線路架橋結(jié)構(gòu)A (例如電磁開 關(guān))，因而有利于提高線路布局的集成度及立體電路的設計多樣性。
本發(fā)明已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發(fā)明的范例。 必需指出的是，已公開的實施例并未限制本發(fā)明的范圍。相反地，包含于權(quán)利要求書的精神 及范圍的修改及均等設置均包括于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于所述制造方法包含提供一封裝基板；在所述封裝基板的一第一表面制做一第一線路層，其具有一第一電極部及二接點；在所述第一線路層上設置一圖案化的防焊層，以形成二開口裸露所述接點；在所述圖案化的防焊層上制做一第二線路層，其具有二導電柱及一第二電極部，所述 導電柱通過所述開口電性連接所述接點；及去除所述圖案化的防焊層，其中所述第二電極部的兩端受所述導電柱的支持，及所述 第二電極部懸空位于所述第一電極部的上方，以構(gòu)成一線路架橋結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于所述封裝基板為 單層印刷電路板或多層印刷電路板；所述第一線路層及所述第二線路層的材質(zhì)是銅或其合 金；所述防焊材料是環(huán)氧樹脂系防焊材料。
3.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于在設置所述圖案 化的防焊層時，通過印刷防焊材料來形成所述圖案化的防焊層；或者，先通過涂布防焊材料 再曝光及顯影來形成所述圖案化的防焊層。
4.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于所述第二電極部 是以平行或垂直于所述第一電極部的延伸方向設置在所述第一電極部的上方。
5.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于所述線路架橋結(jié) 構(gòu)是一電磁開關(guān)。
6.如權(quán)利要求5所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于所述第二電極部 的長度為所述第一電極部及第二電極部的間距的5至20倍，使所述第二電極部在通電后能 向下彈性變形接觸所述第一電極部。
7.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于在構(gòu)成所述線路 架橋結(jié)構(gòu)后，另在所述第一電極部、所述第二電極部及所述導電柱的表面涂布一保護層。
8.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于所述保護層選自 具反應惰性的金屬鍍層。
9.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于在構(gòu)成所述線路 架橋結(jié)構(gòu)后，對所述封裝基板進行增層作業(yè)，以形成多層印刷電路板，使所述線路架橋結(jié)構(gòu) 位于所述多層印刷電路板內(nèi)部的一中空腔室內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的封裝基板的線路架橋制造方法，其特征在于在構(gòu)成所述線路 架橋結(jié)構(gòu)后，另在所述封裝基板的一第二表面制做另一線路架橋結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種封裝基板的線路架橋制造方法，其包含提供封裝基板；在封裝基板上制做第一線路層，其具有第一電極部及接點；在第一線路層上設置圖案化的防焊層，以形成開口裸露接點；在圖案化的防焊層上制做第二線路層，其具有導電柱及第二電極部，導電柱通過開口電性連接所述接點；以及，去除圖案化的防焊層，其中第二電極部的兩端受導電柱的支持，及第二電極部懸空位于第一電極部的上方，以構(gòu)成立體的線路架橋結(jié)構(gòu)。
文檔編號H01L21/48GK102097331SQ20091020035
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者任金虎, 孫騏, 方仁廣, 李俊哲, 林聰志, 羅光淋, 高洪濤 申請人:日月光半導體(上海)股份有限公司