用于無芯封裝和具有嵌入式互連橋的封裝的雙面阻焊層及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例一般地涉及封裝基板。更特別地，本發(fā)明實(shí)施例涉及無芯封裝基板和具有雙阻焊層的具有廣泛變化的C4間距(pitch)的基板封裝以及它們的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無芯封裝基板對(duì)于諸如集成電路管芯之類的現(xiàn)代電子設(shè)備來說是重要部件。無芯封裝基板將集成電路管芯與電路板互連，以及幫助減少總體封裝組件高度。典型地，集成電路管芯直接安裝到封裝基板。因此，需要封裝基板是與集成電路管芯的精細(xì)觸點(diǎn)布置(finecontact arrangements)相兼容的。近來的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)開發(fā)了與集成電路管芯的精細(xì)觸點(diǎn)布置相兼容的封裝基板。
【附圖說明】
[0003]圖1A圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無芯封裝基板的橫截面圖。
[0004]圖1B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在無芯封裝基板的每個(gè)側(cè)面具有不同寬度的接觸焊盤(contact pad)的無芯封裝基板的橫截面圖。
[0005]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)合了無芯封裝基板的封裝組件的橫截面圖。
[0006]圖3A-3I圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過在去除臨時(shí)基板之前形成底部阻焊層來形成無芯封裝基板的方法的橫截面圖。
[0007]圖4A-4H圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過在去除臨時(shí)基板之后形成底部阻焊層來形成無芯封裝基板的方法的橫截面圖。
[0008]圖5A-5G圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在具有嵌入式硅橋的無芯封裝基板的接觸焊盤上形成厚表面末道漆(surface finish)的方法的橫截面圖。
[0009]圖6圖示了利用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所實(shí)施的計(jì)算系統(tǒng)。
[0010]圖7圖示了傳統(tǒng)的無芯封裝基板。
【具體實(shí)施方式】
[0011]公開了具有雙阻焊層的無芯封裝基板以及其制造方法。為了提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解，關(guān)于具體細(xì)節(jié)來描述本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到本發(fā)明實(shí)施例可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)行。在其他實(shí)例中，并未以具體細(xì)節(jié)來描述眾所周知的半導(dǎo)體工藝，以免不必要地使本發(fā)明實(shí)施例模糊不清。此外，在附圖中所示的各種實(shí)施例是說明性表示并且不一定是按比例繪制的。
[0012]本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)具有雙阻焊層的無芯封裝基板及其制造方法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述無芯封裝基板包括堆積結(jié)構(gòu)(build-up structure)以及頂部接觸焊盤和底部接觸焊盤。頂部接觸焊盤被形成在無芯封裝基板的頂面上，底部接觸焊盤被形成在無芯封裝基板的底面上。在實(shí)施例中，頂表面末道漆和底表面末道漆分別被形成在頂部接觸焊盤和底部接觸焊盤上。無芯封裝基板進(jìn)一步包括布置在頂面上的頂部阻焊層，以及布置在底面上的底部阻焊層。因此，無芯封裝基板在頂面和底面上都具有阻焊層。
[0013]頂部阻焊層和底部阻焊層通過在無芯封裝基板的兩面上允許有源/無源器件元件的集成來加強(qiáng)器件性能。此外，頂部阻焊層和底部阻焊層通過在無芯封裝基板的兩面上最小化焊料殘?jiān)男纬蓙頊p少焊盤到焊盤橋接(pad-to-pad bridging)的發(fā)生。進(jìn)一步地，頂部阻焊層和底部阻焊層通過使不同的表面末道漆厚度能夠被形成在位于無芯封裝基板上的接觸焊盤上來允許對(duì)表面末道漆鍍層厚度的選擇性調(diào)節(jié)。
[0014]圖7中圖示了示例性傳統(tǒng)無芯封裝基板。傳統(tǒng)的無芯封裝基板700包括無芯封裝基板702和單個(gè)阻焊層708。單個(gè)阻焊層708被布置在無芯封裝基板702的頂面706上。傳統(tǒng)無芯封裝基板700在底面704上沒有阻焊層。阻焊層708使布置在頂面706上的接觸焊盤能夠用窄寬度來形成以用于耦合到精細(xì)間距(fine-pitched)器件元件。因此，傳統(tǒng)無芯封裝基板700僅有一面可以與精細(xì)間距器件元件相集成。
[0015]圖1圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有雙阻焊層的無芯封裝基板100A。為了清楚性目的，圖1A中的圖示描繪了整個(gè)無芯封裝基板100A的一部分的近攝圖。無芯封裝基板100A包括包含了絕緣層104和導(dǎo)電層106的交替布置的堆積結(jié)構(gòu)102。導(dǎo)電層106可以通過通孔108穿過絕緣層104被電耦合到另一個(gè)導(dǎo)電層。在實(shí)施例中，堆積結(jié)構(gòu)102不包含由與堆積結(jié)構(gòu)102的絕緣層104和導(dǎo)電層106不同的材料形成的硬化核心(stiffeningcore)ο
[0016]在實(shí)施例中，堆積結(jié)構(gòu)102具有頂面112和與頂面112相對(duì)的底面110。頂面112可以是堆積結(jié)構(gòu)102的受控塌陷芯片連接(C4)面，其與器件元件(諸如集成電路管芯)構(gòu)成電連接。在實(shí)施例中，底面110可以是堆積結(jié)構(gòu)102的第二級(jí)互連(SLI)面，其至少與第二級(jí)互連(諸如插入件(interposer)和印制電路板(PCB))構(gòu)成電連接。
[0017]無芯封裝基板100A進(jìn)一步包括頂部接觸焊盤124和底部接觸焊盤122。頂部接觸焊盤124被布置在堆積結(jié)構(gòu)102的頂面112上，以及底部接觸焊盤122被布置在堆積結(jié)構(gòu)102的底面110上。頂部接觸焊盤124和底部接觸焊盤122可以將無芯封裝基板100A電耦合到器件元件和/或第二級(jí)互連。在實(shí)施例中，頂部接觸焊盤124通過堆積結(jié)構(gòu)102的導(dǎo)電層106和通孔108電耦合到底部接觸焊盤122。
[0018]在實(shí)施例中，表面末道漆被布置在頂部接觸焊盤124和底部接觸焊盤122的暴露表面上。表面末道漆可以使接觸焊盤的暴露表面鈍化以防止接觸焊盤的氧化。在實(shí)施例中，頂表面末道漆120可以被布置在頂部接觸焊盤124上，以及底表面末道漆118可以被布置在底部接觸焊盤122上。在實(shí)施例中，頂表面末道漆120和底表面末道漆118由導(dǎo)電材料形成，所述導(dǎo)電材料基本上不干擾分別流入和流出頂部接觸焊盤124和底部接觸焊盤122的電信號(hào)。例如，表面末道漆120和118可以由金屬(諸如鎳(Ni)、鈀(Pd)、金(Au)、銀(Ag)以及其組合)形成。在實(shí)施例中，表面末道漆120和118由Ni層和在Ni層頂部上的PdAu層形成。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，無芯封裝基板100A進(jìn)一步包括頂部阻焊層116和底部阻焊層114。在實(shí)施例中，頂部阻焊層116被布置在頂面112上，以及底部阻焊層114被布置在底面110上。阻焊層116和114可以通過排斥基于焊料的材料以及禁止在互連結(jié)構(gòu)(例如焊料凸起)的形成期間將殘?jiān)Ｓ嘣谧韬副砻嫔蟻矸乐购副P與焊盤橋接。禁止焊料殘?jiān)男纬稍试S形成窄接觸焊盤以用于電耦合到具有精細(xì)間距觸點(diǎn)布置的有源/無源元件。窄接觸焊盤使得形成具有精細(xì)間距的觸點(diǎn)布置的形成能夠?qū)崿F(xiàn)。因此，頂部阻焊層116和底部阻焊層114可以允許將精細(xì)間距觸點(diǎn)布置分別形成在頂面112和底面110上。
[0020]例如，如圖1A中所描繪的，底部接觸焊盤122可以包括寬接觸焊盤122A和窄接觸焊盤122B。寬接觸焊盤122A可以用適合于與具有寬觸點(diǎn)間距的SLI結(jié)構(gòu)(諸如PCB或插入件)的互連的觸點(diǎn)間距來形成。窄接觸焊盤122B可以用適合于與器件元件(諸如集成電路管芯)的互連的觸點(diǎn)間距來形成。間距要求可以基本上規(guī)定焊盤寬度的限度。相應(yīng)地，寬焊盤122A和窄焊盤122B的寬度可以根據(jù)間距要求而變化。在實(shí)施例中，寬焊盤122A的寬度至少是窄焊盤122B的寬度的3倍。在實(shí)施例中，寬焊盤122A的寬度是從300Pm到400Mm的范圍，以及窄焊盤122B的寬度是從80Mm到lOOMm的范圍。在實(shí)施例中，寬焊盤122A的間距是從600Pm到800Mm的范圍，以及窄焊盤122B的間距是從160Mm到200Mm的范圍。
[0021]頂部接觸焊盤124也可以包括寬接觸焊盤124A和窄接觸焊盤124B，如在圖1B中的示例性無芯封裝基板100B中所示。為了清楚性目的，圖1B中的圖示描繪了整個(gè)無芯封裝基板100B的一部分的近攝圖。寬接觸焊盤124A可以具有適合于耦合到器件元件(諸如集成電路管芯)的寬度和觸點(diǎn)間距。在實(shí)施例中，寬接觸焊盤124A的觸點(diǎn)間距與標(biāo)準(zhǔn)中央處理單元(CPU)凸起間距相對(duì)應(yīng)。例如，在實(shí)施例中，寬接觸焊盤124A具有在120Mm到130Mm范圍內(nèi)的間距和在80Pm到90Mm范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)寬度。
[0022]無芯封裝基板100B可以包括在堆積結(jié)構(gòu)102內(nèi)的嵌入式器件126。嵌入式器件126可以是由硅材料、有機(jī)材料或玻璃材料形成的嵌入式互連橋。在堆積結(jié)構(gòu)102內(nèi)嵌入硅橋可以使無芯封裝基板100B能夠適合于高帶寬應(yīng)用。在實(shí)施例中，嵌入式器件126使CPU與精細(xì)間距器件(諸如存儲(chǔ)芯片)互連。窄接觸焊盤124B可以具有與存儲(chǔ)芯片的精細(xì)觸點(diǎn)間距要求相對(duì)應(yīng)的間距。在實(shí)施例中，窄接觸焊盤124B具有在30Mm到40Mm范圍內(nèi)的寬度和50Mm到60Mm范圍內(nèi)的間距。
[0023]雖然圖1B圖示了在無芯封裝基板100B內(nèi)的嵌入式設(shè)備126，但本發(fā)明的實(shí)施例也是可適用于有芯封裝基板的。例如，本發(fā)明的實(shí)施例可適用于具有嵌入式設(shè)備126的有芯封裝基板，所述有芯封裝基板在頂面112上具有寬接觸焊盤124A和窄接觸焊盤124B以及在底面110上具有寬接觸焊盤122A和窄接觸焊盤122B。頂部阻焊層116和底部阻焊層114分別被形成在頂面112和底面110上。有芯封裝基板包括布置在堆積結(jié)構(gòu)102內(nèi)的硬化核心。
[0024]要領(lǐng)會(huì)到的是，盡管圖1A和圖1B圖不了在無芯封裝基板的每個(gè)面上具有兩個(gè)不同寬度的接觸焊盤，但實(shí)施例并未被如此限制。例如，焊盤122、124中的第一個(gè)和/或第二個(gè)可以包括三組或更多組的接觸焊盤，其中每組都具有不同的寬度。每組可以包括布置為與特定觸點(diǎn)間距相對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)接觸焊盤。
[0025]圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括無芯封裝基板100B的封裝組件200。無芯封裝基板100B包括堆積結(jié)構(gòu)102以及頂部阻焊層116和底部阻焊層114。在實(shí)施例中，器件元件202被耦合到無芯封裝基板100B的頂面112。頂部接觸焊盤124可以通過互連208A電耦合到器件元件202。器件元件202可以是集成電路管芯、CPU、存儲(chǔ)芯片和/或圖形處理器。在實(shí)施例中，至少一個(gè)器件