電子元件封裝件及其制造方法

專利名稱：電子元件封裝件及其制造方法
技術領域：
本發明涉及電子元件封裝件及其制造方法。
背景技術：
隨著電子工業的進步，對電子元件封裝件(其是配備有電子元件的電子器件)的使用快速增加。因此，制造和供應這些電子元件封裝件的公司以及擴展電子元件封裝件相關業務的公司的數量增加了。這些市場條件加劇了電子元件封裝件的價格方面的競爭，因此電子元件封裝件的價格逐步下降，并提出了許多有關降低成本的方法的建議。
目前，如圖1a和圖1b所示，大多數電子元件封裝件都是通過使用導線結合法將電子元件(存儲器芯片)連接到襯底上以提供封裝件的方法來實現的，該板被稱作BOC(Board-on-chip)。BOC是適應于電子元件的特性而特別開發的板，其中，該板具有位于中心的電子元件的焊盤并且允許從焊盤直接連接到該板以增加信號處理速度的結構。為了在板的底部連接電子元件并直接將焊盤連接到該板上，在放置焊盤的部分形成槽，從而可以實現導線結合。因此，該板上僅需要一層金屬層，這可以降低制造成本以及提供電子元件封裝件的價格競爭力方面的優勢。
然而，隨著半導體制造技術的高速發展，電子元件封裝件的容量也增加了。由于技術方面的這些發展，在使用傳統的BOC時會有在導線上丟失信號的情況。

發明內容
本發明一方面提供了一種電子元件封裝件及其制造方法，通過本發明可以將高容量電子元件安裝在單個金屬層上。
本發明一方面提供了一種制造電子元件封裝件的方法，該方法包括在第一載板上形成突部；在第一載板上堆疊絕緣層，并在絕緣層的表面上形成包括焊墊和焊球墊的電路圖案；在絕緣層的表面上安裝電子元件，并電連接電子元件與焊墊；以及移除第一載板和突部。該電子元件封裝件允許僅通過單個電路圖案層來安裝電子元件。
該方法進一步包括在移除第一載板和突部的操作之后，移除絕緣層的部分以露出焊球墊。該焊球墊是將要連接焊球的部分，因此需要將它露在外部。
形成突部的操作優選地包括在第一載板上堆疊種子層；在種子層上堆疊干膜；以及移除干膜的部分，以形成突部。
另外，形成突部的操作可以包括連接兩個第一載板以使第一載板面朝相反的方向，以及移除干膜的部分的操作可以包括在兩個第一載板的每個載板上形成突部。通過使用兩個第一載板，可以提高處理的效率。
堆疊絕緣層和形成電路圖案的操作可以包括在第二載板上堆疊種子層；在種子層上形成電路圖案；在絕緣層上堆疊第二載板，以使電路圖案面朝絕緣層；移除第二載板；以及移除種子層。
另外，該方法可以進一步包括以下操作在種子層上堆疊干膜以及移除干膜的部分以露出在焊墊側的種子層；移除焊墊周圍的種子層；以及在移除第二載板的操作和移除種子層的操作之間，通過向剩余的種子層施加電壓來對焊墊進行表面處理。這是使用種子層作為導線來進行表面處理的方法。
本發明另一方面提供了一種電子元件封裝件，其包括絕緣層；單層電路圖案，埋在絕緣層中，具有露在絕緣層一側的表面并包括焊墊和焊球墊；以及電子元件，安裝在絕緣層一側并且與焊墊電連接。在該封裝件中，僅通過單個電路圖案層來安裝電子元件。
同時，希望對應于焊球墊的位置移除絕緣層的一部分，使得焊球墊在絕緣層的另外一側露出。焊球墊變為連接焊球的位置。
本發明的其它方面及優點將通過下面的包括附圖和權利要求的描述變得明顯和更容易理解，或通過本發明的實施來了解。


圖1a是根據現有技術的電子元件封裝件的透視圖；圖1b是根據現有技術的電子元件封裝件的截面圖；圖2是根據本發明的第一公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的流程圖；
圖3是根據本發明的第一公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖；圖4是根據本發明的第二公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖；圖5是根據本發明的第三公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖；圖6是根據本發明的第四公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖；圖7是根據本發明的第四公開實施例的電子元件封裝件的截面圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖更加詳細地描述本發明的實施例。在參考附圖的描述中，不考慮附圖的編號，賦予相同或相應的元件相同的參考標號，并且省略冗余的解釋。
圖2是根據本發明的第一公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的流程圖，圖3是根據本發明的第一公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖。在圖3中，示出了電子元件封裝件30、第一載板31a、第二載板31b、種子層32a、32b、突部33、絕緣層34、孔35、焊球墊36a、電路圖案36、焊墊36c、阻焊層37、電子元件38、芯片板38a、以及模具材料39。
圖2中的S21是在第一載板上形成突部的操作，其對應處理過程在圖3(a)中示出。在第一載板31a上形成突部33的操作可以分為以下步驟準備平坦的第一載板31a；通過非電解鍍在第一載板31a上堆疊種子層32a；以及相應于焊球墊36a，在種子層32a的表面上形成突部33。通過在種子層32a的表面上堆疊干膜，然后通過曝光和顯影處理移除突部33之外的剩余干膜來形成突部33。同時，形成種子層32a使得第一載板31a可以被輕易拆除。因此，如果第一載板31a可以在沒有插入種子層32a的情況下被輕易地移除，則堆疊種子層32a的過程是不必要的。
圖2中的S22是在第一載板31a上堆疊絕緣層34以及在絕緣層34的表面上形成包括焊墊36c和焊球墊36a的電路圖案36的操作，其對應處理在圖3(b)至圖3(e)中示出。如圖3(b)所示，將其上形成有包括焊墊36c和焊球墊36a的電路圖案36的第二載板31b與在圖3的處理過程(a)中預先形成的第一載板31a對齊，并與插入其間的絕緣層34對齊。該對齊使得第一載板31a的突部33與第二載板31b的電路圖案36相對。
同時，使用半加成法在第二載板31b的表面上制造圖3(b)中所示的電路圖案36。具體地，在第二載板31b的表面上順序堆疊種子層32b和干膜。然后，執行曝光和顯影處理以移除將形成電路圖案36的位置處的干膜部分。然后，電鍍(plate)所移除的部分并移除剩余的干膜，從而如圖3(b)中所示，在第二載板31b的表面上形成電路圖案36。
圖3(c)示出了堆疊在一起的第一載板31a和第二載板31b，其中，突部33和包括焊球墊36a以及焊墊36b的電路圖案36嵌在絕緣層34中。
這里，在與焊球墊36a對應的位置處堆疊突部33。因此，希望在處理過程(a)中，在與焊球墊36a對應的位置處預先形成突部33。另外，希望所形成的突部33具有不允許絕緣層34插在突部33和焊球墊36a之間的厚度。同時，用于絕緣層34的材料是低硬度的，因此可以將突部33嵌入其中。這種材料的實例是純樹脂。
圖3(d)示出了移除第二載板31b和種子層32b的過程。通過快速蝕刻來移除種子層32b。快速蝕刻是以低于常規蝕刻的密度來執行的蝕刻處理，用于移除種子層的薄膜。該蝕刻過程完成后的結果在圖3(d)中示出。如圖3(d)所示，將包括焊球墊36a和焊墊36c的電路圖案36嵌在絕緣層34中。
圖3(e)示出了表面處理焊墊36c的過程，其中，將阻焊層37應用于除了焊墊36c部分之外的部分。然后，通過非電解鍍將Ni層堆疊到焊墊36c上，并通過電鍍在Ni層的表面上執行鍍金。
圖2的S23是將電子元件38安裝在絕緣層34的表面上并且將電子元件38與焊墊36c電連接的操作。將焊墊36c形成在與電子元件38的芯片板38a對應的位置處，并在將芯片板38a放置在焊墊36c的表面上之后，通過地板(flooring)連接它們。另外，為了保護電子元件38，使用模具材料39在電子元件38和絕緣層34周圍進行修整(finishing)。
圖2的S24是移除第一載板31a和突部33的操作，其對應處理過程在圖3(g)和圖3(h)中示出。
圖3(g)示出了移除第一載板31a和移除種子層32a的過程。第一載板31a是一種支撐物，在安裝電子元件38之后被移除。在移除第一載板31a之后，移除種子層32a。當移除種子層32a時，露出突部33。通過濕處理將露出的突部33移除。
圖3(h)示出了在移除突部33之后電子元件封裝件30的形態。當移除突部33時形成孔35，并且將焊球墊36a露在孔35內側的外部。因為絕緣層34的部分可能會留在焊球墊36a上，因此進一步執行去膠渣過程(desmearing process)以移除它們。
圖4是根據本發明的第二公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖。在圖4中，示出了電子元件封裝件40、第一載板41、種子層42a、42b、突部43、絕緣層44、焊球墊46a、電路圖案46、焊墊46c、阻焊層47、電子元件48、芯片板48a、以及模具材料49。在此實施例中，通過執行將兩個第一載板41連接在一起的工序，來提高制造電子元件封裝件40的效率。
雖然此實施例大體上與圖3的第一公開實施例相同，但是通過進行將兩個第一載板41a連接在一起的處理而以更高的效率制造存儲封裝件(memory package)40。下面參考圖4的過程，對此實施例進行描述。
圖4(a)示出了與圖3(a)相同的過程，其是在第一載板41a上形成突部43的過程。
在圖4(b)中，面朝相反方向連接兩個第一載板41a，從而使得突部43露在外面，基于此，對稱排列絕緣層44和具有包括焊球墊46a和焊墊46c的電路圖案46的第二載板41b。因此使用連接到一起的兩個第二載板41a允許同時執行此過程。
圖4(c)示出了相對于連接到一起的兩個第一載板41a對稱堆疊絕緣層44和第二載板41b。第一載板41a的突部43和第二載板41b的電路圖案46嵌在絕緣層44中。希望將低硬度的材料用于絕緣層44，在此實施例中，使用純樹脂。
圖4(d)示出了移除第二載板41b和種子層42b的過程。當移除第二載板41b和種子層42b時，在絕緣層44的表面處露出電路圖案46。
圖4(e)示出了將阻焊層47應用于除了焊墊46c之外的部分上，然后對焊墊46c進行表面處理的過程。焊墊46c是隨后將被連接到電子元件48的芯片板48a的部分。
圖4(f)示出了分離兩個第一載板41a以及將電子元件48安裝在每個第一載板41a的焊墊46c上的處理過程。盡管在圖4的處理過程(e)之前將使用的兩個第一載板41a連接到了一起，但從圖4的處理過程(f)開始，通過分離的第一載板41a執行這些處理過程。圖4(f)示出了連接芯片板48a和相應的焊墊46c以及將電子元件48安裝在焊墊46c的表面上的處理過程。為了保護電子元件48，在電子元件48的周圍填充模具材料49。使用環氧樹脂作為模具材料49。
因為在圖3中的第一公開實施例中已經做了充分的描述，所以省略對圖4(g)和圖4(h)的描述。
圖5是根據本發明的第三公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖。在圖5中，示出了電子元件封裝件50、第一載板51a、第二載板51b、種子層52a、52b、突部53、絕緣層54、焊球墊56a、電路圖案56、焊墊56c、保護層(resist)57、電子元件58、芯片板58a、以及模具材料59。
此實施例示出了使用種子層52b作為導線在焊墊56c上執行表面處理的處理過程。圖5的處理過程(a)到處理過程(c)與圖3的處理過程(a)到處理過程(c)一樣。圖5(d)示出了移除第二載板52b的處理過程。當移除第二載板51b時，露出種子層52b。
圖5(e)示出了在將應用表面處理的焊墊56c的表面及周圍移除種子層52b以及將保護層57堆疊到剩余的種子層52b的表面上的處理過程。將干膜用作保護層57。沒有被移除的種子層52b的部分用作向焊墊56c提供電流的導線。這個處理過程將種子層52b作為導線使用，代替了形成獨立的導線。保護層57防止了對焊墊56c以外的部分的表面處理。
圖5(f)示出了安裝電子元件58的處理過程。為了安裝電子元件58，在圖5(e)中，移除種子層52b和保護層57。剩余的種子層52b可能會導致電路圖案56電連接到不希望的部分，因此優選移除種子層52b。在移除種子層52b之后安裝電子元件58的處理過程與圖3的過程一樣，因此將不再提供關于這方面的詳細描述。
圖6是根據本發明的第四公開實施例的制造電子元件封裝件的方法的過程圖。在圖6中，示出了電子元件封裝件60、第一載板61a、種子層62a、銅箔62b、突部63、敷銅箔疊層板64、焊球墊66a、電路圖案66、焊墊66c、阻焊層67、電子元件68、芯片板68a、以及模具材料69。
此實施例示出了將敷銅箔疊層板64堆疊到第一載板61a上以及之后移除銅箔62b以形成電路圖案66的處理過程。參考圖6考慮此實施例，圖6(a)示出了與圖3(a)相同的處理過程，即在第一載板61a上形成突部63的過程。
圖6(b)示出了連接兩個第一載板61a從而使得突部63面向外邊以及對稱排列敷銅箔疊層板64的處理過程。在圖6(c)中，將敷銅箔疊層板64以及第一載板61a堆疊在一起。這里，考慮到兩個第一載板61a將在后續過程中被分離而連接它們。
圖6(d)示出了移除銅箔62b的一部分以形成包括焊球墊66a和焊墊66c的電路圖案66的處理過程。圖6(e)示出了在焊墊66c上執行表面處理的過程，圖6(f)示出了分離兩個第一載板61a然后安裝電子元件68的過程。下面的過程是如對于圖3的實施例已經描述過的移除第一載板61a、種子層62a、以及突部63的過程。
圖7是根據本發明的第四公開實施例的電子元件封裝件的截面圖。在圖7中，示出了電子元件封裝件70、絕緣層74、焊球墊76a、電路圖案76、焊墊76c、阻焊層77、電子元件78、芯片板78a、以及模具材料79。
在此實施例中，將與電子元件78電連接的焊墊76c形成在單層電路圖案76的一側，并且將與焊球連接的焊球墊76a形成在另外一側。這些焊球墊76a和焊墊76c是電路圖案76的一部分，并且在形成電路圖案76的同時形成。
電子元件78具有倒裝芯片的形式，多個芯片板78a形成在底面上。這些芯片板78a形成在對應于焊墊76c的位置并且相互電連接。同時，通過模具材料79保護電子元件78。焊球墊76a具有露在外部的表面，其中，對露出的部分進行表面處理。表面處理用于增強焊球的粘合力。
根據以上提出的實施例，與傳統的電子元件封裝件的情況相比，信號線的長度變短了，從而允許更快的信號處理。同時，可以通過半加成法形成高密度的電路。另外，由于不存在與現有技術中相同的導線接合，所以不必要處理孔，以及由于電路圖案是單層的，所以可得到極好的放熱效果。
雖然參考特定的實施例對本發明進行了描述，但是所屬技術領域人員將明白的是，在不超出所附權利要求及其等價物限定的本發明的精神和范圍的條件下，可以作出各種變化和修改。
權利要求
1.一種制造電子元件封裝件的方法，所述方法包括在第一載板上形成突部；在所述第一載板上堆疊絕緣層并在所述絕緣層的表面上形成電路圖案，所述電路圖案包括焊墊和焊球墊；將電子元件安裝在所述絕緣層的所述表面上并且將所述電子元件與所述焊墊電連接；以及移除所述第一載板和所述突部。
2.根據權利要求1所述的方法，進一步包括在移除所述第一載板和所述突部的操作之后，移除所述絕緣層的一部分，以露出所述焊球墊。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述形成突部的操作包括在所述第一載板上堆疊種子層；在所述種子層上堆疊干膜；以及移除所述干膜的一部分，以形成所述突部。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述形成突部的操作包括連接兩個所述第一載板，使得所述第一載板面朝相反的方向，以及所述移除所述干膜的一部分的操作包括在所述兩個第一載板的每個上形成所述突部。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述堆疊絕緣層和形成電路圖案的操作包括在第二載板上堆疊種子層；在所述種子層上形成所述電路圖案；在所述絕緣層上堆疊所述第二載板，使得所述電路圖案面朝所述絕緣層；移除所述第二載板；以及移除所述種子層。
6.根據權利要求5所述的方法，進一步包括在所述種子層上堆疊干膜，并且移除所述干膜的一部分，以使在所述焊墊側上的所述種子層露出；移除在所述焊墊周圍的所述種子層；以及在所述移除所述第二載板的操作和所述移除所述種子層的操作之間，通過將電壓施加到剩余的種子層來對所述焊墊進行表面處理。
7.一種電子元件封裝件，包括絕緣層；單層電路圖案，埋在所述絕緣層中，并且具有暴露在所述絕緣層一側的表面，所述電路圖案包括焊墊和焊球墊；以及電子元件，安裝在所述絕緣層的一側上并且與所述焊墊電連接。
8.根據權利要求7所述的電子元件封裝件，其中，相應于所述焊球墊的位置，所述絕緣層的一部分被移除，以使所述焊球墊露在所述絕緣層的另一側。
全文摘要
本發明公開了一種電子元件封裝件及其制造方法。制造電子元件封裝件的方法包括在第一載板上形成突部；在第一載板上堆疊絕緣層以及在絕緣層的表面上形成包括焊墊和焊球墊的電路圖案；將電子元件安裝在絕緣層的表面上并且將電子元件和焊墊電連接；以及移除第一載板和突部，以僅通過單個電路圖案層來安裝電子元件。
文檔編號H01L23/498GK101083215SQ200710086740
公開日2007年12月5日 申請日期2007年3月13日 優先權日2006年6月2日
發明者姜明杉 申請人:三星電機株式會社