本發(fā)明涉及一種基板結(jié)構(gòu)，尤指一種提高產(chǎn)品良率的基板結(jié)構(gòu)及其制法。

背景技術(shù)：

隨著半導(dǎo)體封裝技術(shù)的演進(jìn)，半導(dǎo)體裝置(semiconductordevice)已開(kāi)發(fā)出不同的封裝型態(tài)。其中，球柵陣列式(ballgridarray，簡(jiǎn)稱(chēng)bga)，例如pbga、ebga、fcbga等，為一種先進(jìn)的半導(dǎo)體封裝技術(shù)，其特點(diǎn)在于采用一封裝基板來(lái)安置半導(dǎo)體元件，并于該封裝基板背面植置多數(shù)個(gè)成柵狀陣列排列的焊球(solderball)，并藉該些焊球?qū)⒄麄€(gè)封裝單元焊結(jié)并電性連接至外部電子裝置，使相同單位面積的承載件上可容納更多輸入/輸出連接端(i/oconnection)以符合高度集積化(integration)的半導(dǎo)體芯片的需求。

此外，為了符合半導(dǎo)體封裝件輕薄短小、多功能、高速度及高頻化的開(kāi)發(fā)方向，芯片已朝向細(xì)線(xiàn)路及小孔徑發(fā)展。

如圖1所示，現(xiàn)有覆晶式半導(dǎo)體封裝件1是將一半導(dǎo)體芯片13設(shè)于一封裝基板10上。具體地，該封裝基板10具有多個(gè)電性接觸墊11，且于該封裝基板10與該電性接觸墊11上覆蓋絕緣保護(hù)層12，該絕緣保護(hù)層12具有多個(gè)對(duì)應(yīng)外露各該電性接觸墊11的開(kāi)孔120，使多個(gè)焊錫凸塊14結(jié)合于各該開(kāi)孔120中的電性接觸墊11，以供回焊各該焊錫凸塊14以接置該半導(dǎo)體芯片13。

然而，于后續(xù)加熱制程時(shí)，該焊錫凸塊14的體積會(huì)膨脹約30至50％，使得該焊錫凸塊14的部分焊料140滲入該絕緣保護(hù)層12與該電性接觸墊11之間或該絕緣保護(hù)層12與封裝基板10之間，因而造成焊料擠出(solderextrusion)的現(xiàn)象，故在相鄰的兩電性接觸墊11之間的間距(bumppitch)較小的情況下，容易發(fā)生橋接(bridge)的狀況，致使發(fā)生短路(short)與產(chǎn)品良率下降的問(wèn)題。

為了避免上述因焊料擠出而發(fā)生橋接的狀況，遂于該電性接觸墊11上形成金屬層，以阻隔焊料140滲入。具體地，如圖1’所示，該封裝基板10具有一基底10a及設(shè)于該基底10a上的一線(xiàn)路結(jié)構(gòu)10b，其中，該電性接觸墊11與多個(gè)導(dǎo)電跡線(xiàn)100設(shè)于該線(xiàn)路結(jié)構(gòu)10b上，并于該電性接觸墊11上形成金屬層15，以結(jié)合該焊錫凸塊14，其中，該金屬層15包含ni/pd/au，以通過(guò)該金屬層15阻隔回焊時(shí)的焊錫凸塊14的焊料滲入該絕緣保護(hù)層12與該電性接觸墊11之間或該絕緣保護(hù)層12與封裝基板10之間。

然而，通過(guò)該金屬層15阻隔焊料的方式，將使該封裝基板10的制作成本增加10至25％，因而不符合經(jīng)濟(jì)效益。

因此，如何克服上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，實(shí)已成目前亟欲解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的種種缺失，本發(fā)明為提供一種基板結(jié)構(gòu)及其制法，能避免短路的發(fā)生，進(jìn)而能提高產(chǎn)品良率。

本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)，其包括：基板本體；多個(gè)電性接觸墊，其設(shè)于該基板本體上，其中，至少一該電性接觸墊具有至少一凹部；填充材，其形成于該凹部中；以及絕緣保護(hù)層，其形成于該基板本體與該填充材上，且該絕緣保護(hù)層具有多個(gè)外露該電性接觸墊的開(kāi)孔。

前述的基板結(jié)構(gòu)中，該絕緣保護(hù)層還具有至少一連通該凹部的通孔。例如，該填充材還形成于該通孔中。

前述的基板結(jié)構(gòu)中，該填充材與該絕緣保護(hù)層為一體成型者。

本發(fā)明還提供一種基板結(jié)構(gòu)的制法，其包括：提供一具有多個(gè)電性接觸墊的基板本體，且于該基板本體與該些電性接觸墊上形成有一絕緣保護(hù)層，其中，該絕緣保護(hù)層具有外露各該電性接觸墊的多個(gè)開(kāi)孔；形成至少一通孔于該絕緣保護(hù)層上，且該通孔延伸至至少一該電性接觸墊中，以于該通孔中的電性接觸墊上形成至少一凹部；以及形成填充材于該凹部中。

前述的制法中，該填充材還形成于該通孔中。

本發(fā)明還提供一種基板結(jié)構(gòu)的制法，其包括：提供一具有多個(gè)電性接觸墊的基板本體，其中，至少一該電性接觸墊具有至少一凹部；以及形成絕緣保護(hù)層于該基板本體上，且形成填充材于該凹部中，其中，該絕緣保護(hù)層具有外露該多個(gè)電性接觸墊的多個(gè)開(kāi)孔。

前述的制法中，該填充材與該絕緣保護(hù)層為一體成型。

前述的基板結(jié)構(gòu)及兩制法中，該凹部貫穿該電性接觸墊或未貫穿該電性接觸墊。

前述的基板結(jié)構(gòu)及兩制法中，該填充材的材質(zhì)與該絕緣保護(hù)層的材質(zhì)為相同或不相同。

前述的基板結(jié)構(gòu)及兩制法中，還包括形成多個(gè)導(dǎo)電元件于該多個(gè)開(kāi)孔中的電性接觸墊上，以通過(guò)該些導(dǎo)電元件結(jié)合一電子元件。例如，該導(dǎo)電元件含有焊料。

前述的基板結(jié)構(gòu)及兩制法中，該填充材的材質(zhì)為金屬材或絕緣材。例如，該絕緣材為底膠、封裝膠體、防焊材、聚對(duì)二唑苯、聚酰亞胺或苯并環(huán)丁烯。

前述的基板結(jié)構(gòu)及兩制法中，該凹部位于該基板本體的角落。

由上可知，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)及其制法，通過(guò)于該電性接觸墊上形成用以填入填充材的凹部，以通過(guò)該填充材阻擋焊料沿著該絕緣保護(hù)層與該電性接觸墊的界面鉆入，因而能避免焊料擠出的現(xiàn)象發(fā)生，故相比于現(xiàn)有技術(shù)，在相鄰的兩電性接觸墊之間的間距較小的情況下，該基板結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生橋接的情形，因而能避免短路的發(fā)生，進(jìn)而能提高產(chǎn)品良率。

此外，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)不需于該電性接觸墊上額外形成現(xiàn)有金屬層，故能降低該基板結(jié)構(gòu)的制作成本。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝件的剖視示意圖；

圖1’為另一現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝件的局部剖視示意圖；

圖2a至圖2c為本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)的制法的第一實(shí)施例的剖視示意圖；其中，圖2b’為圖2b的另一實(shí)施例，圖2b”為圖2b’的局部上視示意圖，圖2c’為圖2c的另一實(shí)施例，圖2c”為圖2c的局部上視示意圖；

圖3a及圖3b為本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)的制法的第二實(shí)施例的剖視示意圖；以及

圖4a及圖4b為本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)的制法的第三實(shí)施例的剖視示意圖。

符號(hào)說(shuō)明：

1半導(dǎo)體封裝件10封裝基板

10a基底10b線(xiàn)路結(jié)構(gòu)

100,200導(dǎo)電跡線(xiàn)11,21電性接觸墊

12,22絕緣保護(hù)層120,220開(kāi)孔

13半導(dǎo)體芯片14焊錫凸塊

140焊料15金屬層

2,2’,3,4基板結(jié)構(gòu)20基板本體

210,210’,410凹部221通孔

23,33,43填充材24導(dǎo)電元件

3’電子封裝件30電子元件

30a主動(dòng)面30b非主動(dòng)面

300電極墊31封裝層

t厚度d深度

w寬度。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。

須知，本說(shuō)明書(shū)所附圖所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容，以供本領(lǐng)域技術(shù)人員的了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”及“一”等的用語(yǔ)，也僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)也視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。

圖2a至圖2c為本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)2的制法的第一實(shí)施例的剖視示意圖。

如圖2a所示，提供一具有多個(gè)電性接觸墊21的基板本體20，且該基板本體20與該些電性接觸墊21上形成有一絕緣保護(hù)層22。

于本實(shí)施例中，該基板本體20為線(xiàn)路結(jié)構(gòu)。例如該基板本體20為線(xiàn)路板，其具有多個(gè)介電層及多個(gè)線(xiàn)路層，且該些電性接觸墊21為電性連接導(dǎo)電跡線(xiàn)200并與該導(dǎo)電跡線(xiàn)200構(gòu)成最外層的線(xiàn)路層，其設(shè)于最外層的介電層上并電性連接其它層的線(xiàn)路層，其中，形成該介電層的材質(zhì)為預(yù)浸材(prepreg)。

此外，于另一實(shí)施例中，該基板本體可包含有一基底及設(shè)于該基底上的一線(xiàn)路結(jié)構(gòu)，且該電性接觸墊21與該導(dǎo)電跡線(xiàn)200設(shè)于該線(xiàn)路結(jié)構(gòu)上。例如，該基底為半導(dǎo)體基材，如晶圓、芯片、具有硅穿孔(through-siliconvia，簡(jiǎn)稱(chēng)tsv)的中介板等，且該線(xiàn)路結(jié)構(gòu)具有多個(gè)介電層及多個(gè)線(xiàn)路重布層(redistributionlayer，簡(jiǎn)稱(chēng)rdl)，其中，該電性接觸墊21與該導(dǎo)電跡線(xiàn)200設(shè)于最外層的介電層上并電性連接其它線(xiàn)路重布層?；蛘撸撾娦越佑|墊21與該導(dǎo)電跡線(xiàn)200是作為線(xiàn)路重布層的一部分。

又，該絕緣保護(hù)層22具有對(duì)應(yīng)外露該電性接觸墊21的多個(gè)開(kāi)孔220。具體地，該絕緣保護(hù)層22的材質(zhì)為防焊材或介電材，其中，該介電材為例如，聚亞酰胺(polyimide，簡(jiǎn)稱(chēng)pi)、苯并環(huán)丁烯(benezocy-clobutene，簡(jiǎn)稱(chēng)bcb)或聚對(duì)二唑苯(polybenzoxazole，簡(jiǎn)稱(chēng)pbo)。

如圖2b所示，形成多個(gè)通孔221于該絕緣保護(hù)層22上，且該些通孔221延伸至該些電性接觸墊21中，以于各該通孔221中的電性接觸墊21上形成至少一凹部210，其中，該通孔221位于該開(kāi)孔220的外圍。

于本實(shí)施例中，該通孔221與該凹部210相連通。例如，以激光方式同時(shí)形成該通孔221與該凹部210，使該通孔221的形狀與該凹部210的形狀相同。應(yīng)可理解地，也可采用蝕刻方式形成該通孔221與該凹部210。

此外，該凹部210貫穿該電性接觸墊21，以令該基板本體20的表面外露于該凹部210；或者，該凹部210’可未貫穿該電性接觸墊21，如圖2b’所示，例如，該電性接觸墊21的厚度t約25微米(μm)，且該凹部210’的深度d(即激光鉆孔深度)約10至15μm。

又，該凹部210,210’位于該電性接觸墊21的邊緣，且該電性接觸墊21的上視平面形狀可為各種幾何形狀。例如，如圖2b”所示，當(dāng)該電性接觸墊21的上視平面形狀為圓形時(shí)，該凹部210的平面形狀為例如，環(huán)形、具缺口的環(huán)形或至少二間隔的弧形。因此，有關(guān)該電性接觸墊21與凹部210,210’的形狀態(tài)樣繁多，并不限于上述。

另外，該通孔221的寬度w(或該凹部210,210’的寬度w)為5至25μm，如圖2b’所示。

如圖2c所示，形成填充材23于該凹部210與該通孔221中，以構(gòu)成基板結(jié)構(gòu)2。

于本實(shí)施例中，該填充材23的材質(zhì)與該絕緣保護(hù)層22的材質(zhì)為可相同或不相同，也就是形成該填充材23的材質(zhì)只需能阻擋焊料流動(dòng)的材料即可，如金屬材或絕緣材，并無(wú)限制。

此外，若接續(xù)圖2b’的制程，將得到如圖2c’所示的基板結(jié)構(gòu)2’。

請(qǐng)參閱圖3a及圖3b，其為本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)3的制法的第二實(shí)施例的剖視示意圖。本實(shí)施例的制法為接續(xù)圖2b的制程，以下僅描述差異部分，而不再贅述相同處。

如圖3a所示，形成多個(gè)含有焊料的導(dǎo)電元件24于該開(kāi)孔220中的電性接觸墊21上，以通過(guò)各該導(dǎo)電元件24結(jié)合一電子元件30，其中，各該導(dǎo)電元件24電性連接各該電性接觸墊21。

于本實(shí)施例中，該電子元件30為具有硅穿孔的中介板、線(xiàn)路板、主動(dòng)元件、被動(dòng)元件或其組合者，其中，該主動(dòng)元件為例如半導(dǎo)體芯片或晶圓，而該被動(dòng)元件為例如電阻、電容及電感。例如，該電子元件30為主動(dòng)元件，其具有相對(duì)的主動(dòng)面30a及非主動(dòng)面30b，該主動(dòng)面30a具有多個(gè)電極墊300，使該電子元件30通過(guò)各該電極墊300對(duì)應(yīng)結(jié)合各該導(dǎo)電元件24。

此外，該導(dǎo)電元件24可為焊錫凸塊、外覆焊錫材的銅凸塊或其它各種含有焊料的凸塊。

如圖3b所示，形成填充材33于該凹部210與該通孔221中，且形成一封裝層31于該電子元件30的主動(dòng)面30a與該絕緣保護(hù)層22之間，以制作出一電子封裝件3’。

于本實(shí)施例中，該填充材33與該封裝層31為一體成型。例如，該填充材33與該封裝層31均為填膠制程或模壓(molding)制程所制，故該填充材33的材質(zhì)與該封裝層31的材質(zhì)相同，如兩者均為底膠或封裝膠體(如環(huán)氧樹(shù)脂)。

圖4a及圖4b為本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)4的制法的第二實(shí)施例的剖視示意圖。本實(shí)施例與上述實(shí)施例的差異在于凹部的制程，故以下將說(shuō)明相異處，而不再贅述相同處。

如圖4a所示，提供一具有電性接觸墊21的基板本體20，且該電性接觸墊21具有多個(gè)凹部410。

于本實(shí)施例中，是以蝕刻或激光制程，使該電性接觸墊21形成該凹部410；應(yīng)可理解地，亦可直接電鍍或涂布形成具有該凹部410的電性接觸墊21。另該凹部410可選擇貫穿或未貫穿該電性接觸墊21。

如圖4b所示，形成一絕緣保護(hù)層22于該基板本體20上，且形成多個(gè)填充材43于該凹部410中。

于本實(shí)施例中，該絕緣保護(hù)層22具有多個(gè)開(kāi)孔220，以令各該電性接觸墊21對(duì)應(yīng)外露于各該開(kāi)孔220。

此外，該填充材43與該絕緣保護(hù)層22為一體成型。例如，該填充材43與該絕緣保護(hù)層22均為同一涂布制程所制，故該填充材43的材質(zhì)與該絕緣保護(hù)層22的材質(zhì)相同，如兩者均為介電材或防焊材。或者，該填充材43與該絕緣保護(hù)層22亦可采用相同材質(zhì)分開(kāi)制作。應(yīng)可理解地，該填充材43與該絕緣保護(hù)層22亦可采用不同材質(zhì)分開(kāi)制作。

本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)2,2’,3,4為于該電性接觸墊21上形成該凹部210,210’,410，使該填充材23,33,43填入該凹部210,210’,410中，以于后續(xù)加熱制程時(shí)，通過(guò)該填充材23,33,43阻擋該導(dǎo)電元件24的焊料的流動(dòng)，而避免該導(dǎo)電元件24的焊料沿著該絕緣保護(hù)層22與該電性接觸墊21的界面鉆入。因此，在相鄰的兩電性接觸墊21之間的間距較小的情況下，該基板結(jié)構(gòu)2,2’,3,4不會(huì)發(fā)生橋接的情形，因而能避免短路的發(fā)生，故相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)2,2’,3,4能兼顧輕薄短小、多功能、高速度及高頻化的開(kāi)發(fā)方向，并能提高產(chǎn)品良率。

此外，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)2,2’,3,4不需于該電性接觸墊21上形成如現(xiàn)有金屬層的阻隔焊料層，故能有效控制該基板結(jié)構(gòu)2,2’,3,4的制作成本，以符合經(jīng)濟(jì)效益。

另外，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)2,2’,3,4可選擇于所有的電性接觸墊21上均形成該凹部210，但應(yīng)可理解地，也可僅于間距較小或應(yīng)力較大處(如該基板本體20的四個(gè)角落)的電性接觸墊21上形成凹部210，如圖2c”所示，以減少生產(chǎn)時(shí)間及成本。

本發(fā)明還提供一種基板結(jié)構(gòu)2,2’,3,4，由一基板本體20、多個(gè)電性接觸墊21、一填充材23,33,43以及一設(shè)于該基板本體20與該填充材23,33,43上的絕緣保護(hù)層22等元件所構(gòu)成。

所述的電性接觸墊21設(shè)于該基板本體20上，其中，至少一該電性接觸墊21具有至少一凹部210,210’,410。

所述的填充材23,33,43形成于該凹部210,210’,410中。

所述的絕緣保護(hù)層22具有多個(gè)外露各該電性接觸墊21的開(kāi)孔220。

于一實(shí)施例中，該絕緣保護(hù)層22還具有連通該凹部210,210’的通孔221，且該填充材23,33還形成于該通孔221中。

于一實(shí)施例中，該填充材23,33的材質(zhì)與該絕緣保護(hù)層22的材質(zhì)為不相同。

于一實(shí)施例中，該填充材23,43的材質(zhì)與該絕緣保護(hù)層22的材質(zhì)為相同。

于一實(shí)施例中，該填充材43與該絕緣保護(hù)層22為一體成型。

于一實(shí)施例中，該基板結(jié)構(gòu)3還包括設(shè)于各該開(kāi)孔220中的電性接觸墊21上的多個(gè)導(dǎo)電元件24，以通過(guò)各該導(dǎo)電元件24結(jié)合一電子元件30。

于一實(shí)施例中，該填充材33的材質(zhì)可與形成于該電子元件30與該絕緣保護(hù)層22的材質(zhì)的封裝層31相同而一體成型。

于一實(shí)施例中，該填充材23,33,43的材質(zhì)為金屬材或絕緣材，且該絕緣材為底膠、封裝膠體、防焊材、聚對(duì)二唑苯(pbo)、聚酰亞胺(pi)或苯并環(huán)丁烯(bcb)。

綜上所述，本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)及其制法，主要通過(guò)該凹部與該填充材的設(shè)計(jì)，以避免焊料擠出的現(xiàn)象發(fā)生，故能兼顧輕薄短小、多功能、高速度及高頻化的開(kāi)發(fā)方向，并能提高產(chǎn)品良率，且能有效控制該基板結(jié)構(gòu)的制作成本。

上述實(shí)施例僅用以例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求所列。