[发明专利]埋入式芯片基板结构

说明书

技术领域

本发明有关于一种封装基板结构，特别是有关于一种埋入式芯片基板结构及其制作方法。

背景技术

随集成电路技术的快速发展，高性能微处理器封装的设计越来越具有挑战性。未来的微处理器将有更多的信号引脚；引脚阻抗及引脚间串扰的控制要求更加严格；更大的功耗和更好的散热。对微电子封装而言，其电气性能和发热管理为两个主要挑战。电气上，封装要最大限度地保证信号完整性和半导体器件的工作频率，这项任务通常由于封装设计引入到器件-封装-主板的过大的总感抗而变得难以完成。另一方面，封装也负责半导体芯片所在区域的散热工作。

除去电气与散热的考虑，越来越小的最终产品要求封装尺寸减小并容许更密的输入输出连接。未来的微处理器还可能要求同一封装集成多个芯片、光电部件；部件间距最小化；部件间内连接数量的最大化；更苛刻的信号时序、阻抗匹配和噪声控制。综上所述，现有的封装技术如FCPGA(flip-chip pingrid array)已不能满足要求。

为解决目前的封装技术所面临瓶颈，英特尔(Intel)公司发展出一种称作“无凸块嵌入式封装(Bumpless Build-Up Layer，以下简称为BBUL)”技术，其与传统封装基本制作工艺主要不同之处在于BBUL不以微细锡球(solderball)与基板电气相连，而是直接将芯片(die)直接埋入在基板上，与基板上的铜导线直接连接。

然而，现有的埋入式封装基板结构与制作工艺仍存有许多缺点，犹待进一步的改良与改善。举例来说，BBUL在进行表面积层布线工序中容易出现瑕疵，例如，制作工艺中需使用胶带支撑，在撕除胶带后，芯片的主动面上的连接垫可能会发生残胶问题，这样会严重影响到成品的良率。一旦成品良率受到影响，采用BBUL封装技术设计的处理器产品在成本上，将远远超过目前的处理器产品。此外，由于半导体芯片、填充胶和基材之间存在热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion，CTE)的差异，所以在进行表面积层布线的时候可能会引起布线的龟裂现象。再者，利用现有BBUL封装技术所形成的封装体，其散热效能也有待改进。

发明内容

本发明的主要目的即在于提供一种改良的埋入式芯片基板结构及制作方法，可以一并解决现有技艺的缺点与问题。

本发明的另一目的在于提供一种埋入式芯片基板结构，使各种元件(如主动元件或被动元件)植入在基板内，藉此增加基板的使用率，使产品更为轻薄，以符合未来产品的发展趋势。

根据本发明的较佳实施例，本发明提供一种埋入式芯片基板结构，包含有一基板，其包括一中间介电层、一设于该基板的第一面上的第一金属层以及一设于该基板的第二面上的第二金属层，其中该基板的该第一面上设有一凹穴；一金属槽体，嵌入在该凹穴中，且该金属槽体具有一平坦底部；一半导体芯片，固定于该平坦底部；一介电层，覆盖在该基板的该第一面上；至少一增层线路层，设于该介电层上；一防焊阻剂层，覆盖在该增层线路层及该介电层上；一散热金属层，覆盖在该第二金属层上；以及复数散热插塞，连结该金属槽体的该平坦底部及该散热金属层；其中该半导体芯片运作时产生的热，可经由该金属槽体以及该散热插塞传导至设于该基板的第二面上的该散热金属层，进行有效率的散热。

其中，第一金属层及第二金属层的材质可以是铜、铁、金、铝等等，较佳为铜，而该金属槽体、散热插塞及散热金属材质可以是铜、银、铁、铝或其合金，较佳材质为铜。

本发明的主要特色在于半导体芯片植入金属槽体内，构成一埋入式芯片基板结构，可以与封装基板的线路增层制作工艺整合在一起。

附图说明

图1至图14绘示的是本发明较佳实施例制作埋入式芯片基板结构的方法。

附图标号：

100基板          101中间介电层

101a第一面       101b第二面

102第一金属层    104第二金属层

106贯穿孔        110凹穴

110a平坦底部     110b侧壁

112a铜金属层     112b铜金属层

114a光刻胶干膜   114b光刻胶干膜

116a散热插塞     124光刻胶图案

130铜金属槽体    160介电层

162通孔          180线路

182导电插塞      190防焊阻剂层

192开孔          200半导体芯片

202锡球          260锡球