本發(fā)明是關(guān)于一種基板結(jié)構(gòu)及其制作方法。更詳細地說，本發(fā)明是關(guān)于一種半導體基板結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

在新一代的電子產(chǎn)品中，使用者不但追求更輕薄短小，更要求其具有多功能以及高性能。因此，電子產(chǎn)品制造商必須在集成電路（integrated circuit；IC）的有限的區(qū)域中，容納更多電子元件以達成高密度與微型化的要求。據(jù)此，電子產(chǎn)品制造商開發(fā)了新型封裝技術(shù)，例如覆晶（Flip-Chip）、晶片尺寸封裝（Chip Scale Package；CSP）、晶圓級封裝以及立體封裝（3D Package）技術(shù)等。

然而，在數(shù)位、類比、儲存器及無線射頻等領(lǐng)域的應用中，不同功能的電子電路會產(chǎn)生不同的需求及結(jié)果，因此，在單一晶粒上整合不同功能的產(chǎn)品已然不是最佳化的產(chǎn)品解決方案。隨著系統(tǒng)單晶片（System on Chip；SOC）、系統(tǒng)級封裝（System-in-Package；SiP）、PiP（Package-in-Package）封裝、堆疊式封裝（Package-on-Package；PoP）以及晶片尺寸構(gòu)裝（Chip Scale Package；CSP）技術(shù)的快速發(fā)展，近年來最有效能的系統(tǒng)晶片應朝向單一封裝結(jié)構(gòu)中，借助充分利用多維空間的架構(gòu)，整合使用異質(zhì)性技術(shù)及不同電壓操作環(huán)境的各種不同功能的晶粒。因此，目前的系統(tǒng)晶片的封裝已朝向立體封裝技術(shù)的方向前進，立體封裝技術(shù)可將晶粒、封裝與被動元件整合成一封裝體，而可成為系統(tǒng)封裝的一種解決方式。

雖然傳統(tǒng)的多層堆疊式封裝架構(gòu)可借助使用剛性導體作為層架支撐的方式控制層間高度，但這種方式在制程上的準位控制相當困難。相對地，若使用焊球作為層架支撐，雖然能輕易地解決準位控制的問題，但卻有著高度限制的問題存在，尤其是將容易使得上層基板壓制于下層元件上。此外，傳統(tǒng)的立體架構(gòu)中，越多層的架構(gòu)代表運作的系統(tǒng)模塊越多，而每個元件運作時所產(chǎn)生的廢熱將會產(chǎn)生加乘的效應，進而使得傳統(tǒng)的多層堆疊式封裝架構(gòu)的散熱效果極差。

前段所述的種種因素均會影響立體封裝技術(shù)的可靠度，并大大地降低封裝制程的良率，導致成本大幅提高。因此，如何提供一種具有剛性與散熱性且滿足高良率的基板結(jié)構(gòu)，乃是業(yè)界亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一目的在于提供一種基板結(jié)構(gòu)。該基板結(jié)構(gòu)包含一介電材料層、一第一導線層、一第二導線層、一第一導電柱層以及一第二導電柱層。該第一導線層嵌設(shè)于該介電材料層內(nèi)。該第一導電柱層嵌設(shè)于該介電材料層內(nèi)并設(shè)置于該第一導線層以及該第二導線層之間，其具有至少一第一導電柱。該第二導電柱層設(shè)置于該第二導線層上，其具有至少一第二導電柱。該第一導線層以及該第二導線層系借助該至少一第一導電柱電性連接。該至少一第二導電柱系┴型導電柱、┬型導電柱或┼型導電柱。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基板結(jié)構(gòu)的制作方法。該制作方法包括下列步驟：提供具有一表面的一承載板；形成一介電材料層于該承載板的表面；形成一第一導線層于該介電材料層上；形成一第一導電柱層于該第一導線層上；形成該介電材料層，使其包覆該第一導線層以及該第一導電柱層，并露出該第一導電柱層的一端；形成一第二導線層于露出的該第一導電柱層的一端上與該介電材料層上；形成具有至少一第二導電柱的一第二導電柱層于該第二導線層上；以及移除該承載板。該制作方法中，該至少一第二導電柱系┴型導電柱。

本發(fā)明的又一目的在于提供一種基板結(jié)構(gòu)的制作方法。該制作方法包括下列步驟：提供具有一表面的一承載板；形成一介電材料層于該承載板的表面；形成一第一導線層于該介電材料層上；形成一第一導電柱層于該第一導線層上；形成該介電材料層，使其包覆該第一導線層以及該第一導電柱層，并露出該第一導電柱層的一端；形成一第二導線層于露出的該第一導電柱層的一端上與該介電材料層上；形成該介電材料層于該第二導線層上，并露出該第二導線層的一端；形成具有至少一第二導電柱的一第二導電柱層于露出的該第二導線層的一端上；以及移除該承載板。該制作方法中，該至少一第二導電柱為┬型導電柱或┼型導電柱。

綜上所述，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)及其制作方法利用較簡易的制作流程形成不同型態(tài)的導電柱，并以這些導電柱作為層架支撐，進而取代傳統(tǒng)的多層堆疊式封裝架構(gòu)。據(jù)此，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)及其制作方法可縮小多層堆疊式封裝架構(gòu)的厚度，同時增加剛性與散熱性，并兼具高良率。如此一來，將可縮短基板結(jié)構(gòu)的加工時間并大幅降低制作成本。

在參閱圖式及隨后描述的實施方式后，所屬技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識者便可了解本發(fā)明的其它目的、優(yōu)點以及本發(fā)明的技術(shù)手段及實施態(tài)樣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一實施例的基板結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖2為本發(fā)明的第二實施例的基板結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖3為本發(fā)明的第三實施例的基板結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖4為本發(fā)明的第四實施例的基板結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖5為本發(fā)明的第五實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作方法的流程圖。

圖6A至圖6G為本發(fā)明的第五實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作示意圖。

圖7為本發(fā)明的第六實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作方法的流程圖。

圖8A至圖8B為本發(fā)明的第六實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作示意圖。

圖9為本發(fā)明的第七實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作方法的流程圖。

圖10A至第10B圖為本發(fā)明的第七實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作示意圖。

圖11為本發(fā)明的第七實施例的基板結(jié)構(gòu)的另一制作示意圖。

圖12為形成介電材料層的流程圖。

附圖標記

1、2、3、4 基板結(jié)構(gòu)

11、21、31、41 介電材料層

13 第一導線層

15 第一導電柱層

17 第二導線層

19A、19B、23A、23B 導電柱

61 承載板。

具體實施方式

以下將通過實施例來解釋本發(fā)明內(nèi)容，本發(fā)明的實施例并非用以限制本發(fā)明須在如實施例所述的任何特定的環(huán)境、應用或特殊方式方能實施。因此，關(guān)于實施例的說明僅為闡釋本發(fā)明的目的，而非用以限制本發(fā)明。須說明者，以下實施例及圖式中，與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件已省略而未繪示；且圖式中各元件間的尺寸關(guān)系僅為求容易了解，非用以限制實際比例。

本發(fā)明的第一實施例如圖1所示，為一基板結(jié)構(gòu)1的示意圖?；褰Y(jié)構(gòu)1包含一介電材料層11、一第一導線層13、一第二導線層17、一第一導電柱層15以及一第二導電柱層。第一導電柱層15具有數(shù)個導電柱；類似地，第二導電柱層具有數(shù)個導電柱19A、19B。第一導線層13嵌設(shè)于介電材料層11內(nèi)。

介電材料層11為一鑄?；衔铮∕olding Compound）層，其具有酚醛基樹脂（Novolac-based Resin）、環(huán)氧基樹脂（Epoxy-based Resin）、硅基樹脂（Silicone-based Resin）或其它適當?shù)蔫T?；衔铮灰源藶橄?。此外，在本實施例中，第一導電柱層15具有五個導電柱；第二導電柱層具有四個導電柱19A以及五個導電柱19B。然而，在其它實施例中，依據(jù)基板結(jié)構(gòu)1的不同用途與類型，第一導電柱層15以及第二導電柱層可分別具有任意數(shù)目的導電柱，并不以本實施例所述的導電柱的數(shù)量為限。

第一導電柱層15嵌設(shè)于介電材料層11內(nèi)，并設(shè)置于第一導線層13以及第二導線層17之間；同時，第一導電柱層15電性連接第一導線層13以及第二導線層17。第二導電柱層的導電柱19A、19B設(shè)置于第二導線層17上；同時，第二導電柱層的導電柱19A、19B電性連接第二導線層17。在本實施例中，第二導電柱層的導電柱19A系┴型導電柱；第二導電柱層的導電柱19B系口型導電柱。

本發(fā)明的第二實施例如圖2所示，為一基板結(jié)構(gòu)2的示意圖?；褰Y(jié)構(gòu)2的一結(jié)構(gòu)類似于本發(fā)明的第一實施例所述的基板結(jié)構(gòu)1的結(jié)構(gòu)，其差異在于基板結(jié)構(gòu)2中，介電材料層21與基板結(jié)構(gòu)1的介電材料層11不同；且第二導電柱層具有數(shù)個導電柱23A、23B。詳細地說，第二導線層17嵌設(shè)于介電材料層21內(nèi)，第二導電柱層的導電柱23A、23B部份地嵌設(shè)于介電材料層21內(nèi)。在本實施例中，第二導電柱層的導電柱23A為┼型導電柱；第二導電柱層的導電柱23B為┬型導電柱。

本發(fā)明的第三實施例如圖3所示，為一基板結(jié)構(gòu)3的示意圖。基板結(jié)構(gòu)3的一結(jié)構(gòu)類似于本發(fā)明的第一實施例所述的基板結(jié)構(gòu)1的結(jié)構(gòu)，其差異在于基板結(jié)構(gòu)3中，介電材料層31與基板結(jié)構(gòu)1的介電材料層11不同。詳細地說，第二導線層17嵌設(shè)于介電材料層31內(nèi)，第二導電柱層的導電柱19A嵌設(shè)于介電材料層31內(nèi)，且第二導電柱層的導電柱19B部份地嵌設(shè)于介電材料層31內(nèi)。類似于第一實施例的基板結(jié)構(gòu)1，在本實施例中，第二導電柱層的導電柱19A系┴型導電柱；第二導電柱層的導電柱19B口型導電柱。

本發(fā)明的第四實施例如圖4所示，為一基板結(jié)構(gòu)4的示意圖。基板結(jié)構(gòu)4的一結(jié)構(gòu)類似于本發(fā)明的第一實施例所述的基板結(jié)構(gòu)1的結(jié)構(gòu)，其差異在于基板結(jié)構(gòu)4中，介電材料層41與基板結(jié)構(gòu)1的介電材料層11不同。詳細地說，第二導線層17嵌設(shè)于介電材料層41內(nèi)，第二導電柱層的導電柱19A部份地嵌設(shè)于介電材料層41內(nèi)，且第二導電柱層的導電柱19B部份地嵌設(shè)于介電材料層41內(nèi)。類似于第一實施例的基板結(jié)構(gòu)1，在本實施例中，第二導電柱層的導電柱19A為┴型導電柱；第二導電柱層的導電柱19B為口型導電柱。

本發(fā)明的第五實施例如圖5所示，其為一種基板結(jié)構(gòu)的制作方法的流程圖。本實施例所述的制作方法可用于制作一基板結(jié)構(gòu)，例如：第一實施例所述的基板結(jié)構(gòu)1。以下將通過圖5以及圖6A至圖6G進一步說明本實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作方法的步驟。

首先，于步驟501中，提供如圖6A繪示的一承載板61。其中，承載板61由鋁、銅、不銹鋼或其組合制成的一金屬板。

接著，于步驟503中，形成如圖6B繪示的一介電材料層于承載板61的一表面。其中，于步驟503中，應用一真空壓合制程將介電材料層壓合于承載板61的表面，其具有以下的優(yōu)點：（1）僅需真空壓合單層的介電材料層以縮短制作時間；以及（2）適合進行大面積的封裝制程以降低成本與生產(chǎn)時間。

于步驟505中，如圖6C所示，形成一第一導線層13于前述的介電材料層上。接著，于步驟507中，如圖6D所示，形成一第一導電柱層15于第一導線層13上。于步驟509中，如圖所6E示，形成介電材料層11，使其包覆第一導線層13以及第一導電柱層15，并露出第一導電柱層15的一端。

于步驟511中，如圖6F所示，形成一第二導線層17于露出的第一導電柱層15的一端上與介電材料層11上。接著，于步驟513中，如圖6G所示，形成一第二導電柱層于第二導線層17上。其中，第二導電柱層具有數(shù)個導電柱19A、19B；且第二導電柱層的導電柱19A為┴型導電柱；第二導電柱層的導電柱19B為口型導電柱。最后，于步驟515中，移除承載板61，以形成如圖1繪示的基板結(jié)構(gòu)1。

本發(fā)明的第六實施例如圖7所示，其為一種基板結(jié)構(gòu)的制作方法的流程圖。本實施例所述的制作方法可用于制作一基板結(jié)構(gòu)，例如：第二實施例所述的基板結(jié)構(gòu)2。其中，圖7所示的第六實施例的步驟701至步驟711與本發(fā)明的第五實施例的步驟501至步驟511相同，故在此不再贅述。以下將透過圖7以及圖8A至圖8B進一步說明本實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作方法的后續(xù)步驟。

于步驟713中，如圖8A所示，形成介電材料層于第二導線層17上，并露出第二導線層17的一端。其中，圖8A所述的介電材料層即基板結(jié)構(gòu)2的介電材料層21。接著，于步驟715中，如圖8B所示，形成一第二導電柱層于露出的第二導線層17的一端上。其中，第二導電柱層具有數(shù)個導電柱23A、23B；且第二導電柱層的導電柱23A為┼型導電柱；第二導電柱層的導電柱23B為┬型導電柱。最后，于步驟717中，移除承載板61，以形成如圖2繪示的基板結(jié)構(gòu)2。

本發(fā)明的第七實施例如圖9所示，其為一種基板結(jié)構(gòu)的制作方法的流程圖。本實施例所述的制作方法可用于制作一基板結(jié)構(gòu)，例如：第三實施例所述的基板結(jié)構(gòu)3或第四實施例所述額基板結(jié)構(gòu)4。其中，圖9所示的第七實施例的步驟901至步驟913與本發(fā)明的第五實施例的步驟501至步驟513相同，故在此不再贅述。以下將通過圖9、圖10A至圖10B以及圖11進一步說明本實施例的基板結(jié)構(gòu)的制作方法的后續(xù)步驟。

于步驟915中，如圖10A所示，形成介電材料層，使其包覆第二導線層17以及第二導電柱層，并露出第二導電柱層的一端。其中，第二導電柱層具有數(shù)個導電柱19A、19B；且第二導電柱層的導電柱19A為┴型導電柱；第二導電柱層的導電柱19B為口型導電柱。

于步驟917中，蝕刻介電材料層，形成如圖10B所繪示的介電材料層31。其中，第二導電柱層的導電柱19A嵌設(shè)于介電材料層31內(nèi)，且第二導電柱層的導電柱19B部份地嵌設(shè)于介電材料層31內(nèi)。需說明的是，于步驟917中，蝕刻介電材料層亦可形成如圖11所繪示的介電材料層41。其中，第二導電柱層的導電柱19A部份地嵌設(shè)于介電材料層41內(nèi)，且第二導電柱層的導電柱19B部份地嵌設(shè)于介電材料層41內(nèi)。

最后，于步驟919中，移除承載板61，以形成如圖3繪示的基板結(jié)構(gòu)3或如圖4繪示的基板結(jié)構(gòu)4。

此外，于形成介電材料層的步驟509、步驟709、步驟713、步驟909以及步驟915中，更包含如圖12繪示的步驟。首先，于步驟1201中，提供一鑄?；衔?。其中，鑄?；衔锟蔀榉尤┗鶚渲?、環(huán)氧基樹脂、硅基樹脂或其它適當?shù)蔫T模化合物。于步驟1203中，加熱鑄?；衔镏烈灰后w狀態(tài)。接著，于步驟1205中，注入呈現(xiàn)該液體狀態(tài)的鑄?；衔?，使呈現(xiàn)該液體狀態(tài)的鑄?；衔锇驳谝粚Ь€層13、第一導電柱層15、第二導線層17或第二導電柱層。最后，于步驟1207中，固化呈現(xiàn)液體狀態(tài)的鑄模化合物以形成一鑄?；衔飳印?/p>

綜上所述，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)及其制作方法是利用較簡易的制作流程形成不同型態(tài)的導電柱，并以這些導電柱作為層架支撐，進而取代傳統(tǒng)的多層堆疊式封裝架構(gòu)。據(jù)此，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)及其制作方法可縮小多層堆疊式封裝架構(gòu)的厚度，同時增加剛性與散熱性，并兼具高良率。如此一來，將可縮短基板結(jié)構(gòu)的加工時間并大幅降低制作成本。

上述的實施例僅用來例舉本發(fā)明的實施態(tài)樣，以及闡釋本發(fā)明的技術(shù)特征，并非用來限制本發(fā)明的保護范疇。任何熟悉此技術(shù)者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬于本發(fā)明所主張的范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍應以權(quán)利要求的范圍為準。