电路板和包括该电路板的半导体封装的制作方法

本发明涉及一种电路板和包括该电路板的半导体封装。

背景技术：

1、随着电子部件加速小型化、重量减小和集成化，电路的线宽已被小型化。特别是，由于半导体芯片的设计规则集中在纳米级上，因此安装有半导体芯片的封装基板或印刷电路板的电路线宽已缩小到几微米或更小。

2、为了增加印刷电路板的电路集成度，即为了减小电路线宽，已经提出了各种方法。出于防止在镀铜之后形成图案的蚀刻步骤中的电路线宽损耗的目的，已经提出了半加成工艺(sap:semi-additive process)方法和改进的半加成工艺(msap:modified semi-additive process)。

3、然后，已经在产业中使用了用于将铜箔嵌入绝缘层中以便实现精细的电路图案的嵌入式迹线基板(ets:embeded trace substrate)方法。在ets方法中，在绝缘层中以嵌入形式制造铜箔电路，而不是在绝缘层的表面上形成铜箔电路，因此不存在由于蚀刻引起的电路损耗，并且有利于缩小电路间距。

4、另外，上面描述的电路板具有安装在其上的芯片，或者与外部装置的主板组合以形成封装基板。

5、为此，在电路板的保护层中设置凹部，并且在凹部中设置用于安装芯片或结合到主板的焊球。另外，可以通过在焊球上安装芯片或结合主板，然后形成用于将其塑封的塑封层来制造封装基板。

6、然而，根据现有技术，焊球设置在电路板上，因此，在焊球和与焊球连接的金属层之间形成金属接触层(imc:inter metallic contact、金属间接触)。此时，当在封装基板的制造过程中注入用于形成塑封层的塑封材料时，存在因塑封材料注入压力被传递到金属接触层(imc)而引起损坏的问题，导致在金属接触层(imc)中出现裂纹。此外，如果在金属接触层(imc)中出现裂纹，则金属接触层(imc)分离，这导致芯片或主板与电路板分离的可靠性问题。

7、因此，需要一种能够最小化由于塑封材料的注入压力传递到金属接触层(imc)而导致的损坏的结构。

技术实现思路

1、技术问题

2、实施方式提供了一种具有新颖结构的电路板和包括该电路板的半导体封装。

3、另外，实施方式提供了一种可以提高金属接触层(imc)的可靠性的电路板和包括该电路板的半导体封装。

4、另外，实施方式提供了一种包括具有台阶结构的凹部的保护层的电路板和包括该电路板的半导体封装。

5、本发明要解决的技术问题不限于上述技术问题，并且以下描述提出的实施方式所属领域的技术人员可以清楚地理解未提及的其他技术问题。

6、技术方案

7、根据一实施方式的电路板包括：绝缘层；焊盘，所述焊盘设置在所述绝缘层上；以及保护层，所述保护层设置在所述绝缘层上并且包括与所述焊盘垂直重叠的凹部，其中所述保护层包括：第一部分，所述第一部分包括所述凹部的第一部；以及第二部分，所述第二部分设置在所述第一部分上并且包括与所述第一部分连接的所述凹部的第二部，并且其中所述凹部的所述第二部的宽度大于所述凹部的所述第一部的宽度。

8、此外，所述凹部包括宽度变化点、内壁的倾斜度变化点、和所述内壁的曲率变化点之中的至少一个点，并且其中基于所述点划分所述凹部的所述第一部和所述第二部。

9、此外，电路板还包括表面处理层，所述表面处理层设置在所述凹部的所述第一部中。

10、另外，所述表面处理层的上表面设置为低于所述保护层的所述第一部分的上表面。

11、此外，电路板还包括焊料，所述焊料设置在所述表面处理层上并且设置在所述凹部的所述第一部和所述第二部中。

12、另外，所述凹部的所述第一部具有比所述焊盘的宽度小的宽度。

13、另外，所述凹部的所述第二部具有比所述焊盘的宽度大的宽度。

14、另外，所述焊盘包括在所述绝缘层上彼此相邻设置的第一焊盘和第二焊盘，其中所述凹部包括：第一凹部，所述第一凹部与所述第一焊盘垂直重叠，和第二凹部，所述第二凹部与所述第二焊盘垂直重叠，其中所述第一凹部的所述第二部与所述第二凹部的所述第二部之间的间隔小于所述第一焊盘与所述第二焊盘之间的间隔。

15、另外，所述凹部的所述第一部具有比所述焊盘的宽度大的宽度，其中所述焊盘的侧表面的至少一部分与所述保护层的所述第一部分分隔开，并且其中所述表面处理层包括与所述焊盘的所述侧表面接触的区域。

16、另外，所述凹部的所述第一部的下表面设置为高于所述焊盘的下表面，其中所述焊盘的所述侧表面包括被所述保护层的所述第一部分覆盖的第一侧表面、和被所述表面处理层覆盖的第二侧表面。

17、另外，所述凹部的所述第一部具有等于所述焊盘的宽度的宽度，并且所述表面处理层具有等于所述焊盘的宽度的宽度并且设置在所述凹部的所述第一部中。

18、另外，所述凹部的所述第一部和所述第二部中的至少一个具有其宽度朝向所述焊盘逐渐减小的倾斜度。

19、另外，根据另一实施方式的电路板包括：第一最外绝缘层；第一最外电路图案层，所述第一最外电路图案层设置在所述第一最外绝缘层上并且包括第一焊盘；第一保护层，所述第一保护层设置在所述第一最外绝缘层上并且包括与所述第一焊盘垂直重叠的第一凹部；第二最外绝缘层，所述第二最外绝缘层设置在所述第一最外绝缘层下方；第二最外电路图案层，所述第二最外电路图案层设置在所述第二最外绝缘层下方并且包括第二焊盘；以及第二保护层，所述第二保护层设置在所述第二最外绝缘层下方并且包括与所述第二焊盘垂直重叠的第二凹部，其中所述第一凹部包括：第1-1部，所述第1-1部具有比所述第一焊盘的宽度小的宽度并且形成在所述第一焊盘上；和第1-2部，所述第1-2部具有比所述第一焊盘和所述第1-1部各自的宽度大的宽度并且形成在所述第1-1部上，并且其中所述第二凹部包括：第2-1部，所述第2-1部形成在所述第二焊盘下方并且具有比所述第二焊盘的宽度小的宽度；和第2-2部，所述第2-2部形成在所述第2-1部上并且具有比所述第二焊盘和所述第2-1部各自的宽度大的宽度。

20、此外，所述电路板还包括：第一表面处理层，所述第一表面处理层设置在所述第一凹部的所述第1-1部中并且具有比所述第1-1部的内壁的最上端低的上表面；和第二表面处理层，所述第二表面处理层设置在所述第二凹部的所述第2-1部中并且具有比所述第2-1部的内壁的最下端高的下表面。

21、另外，根据实施方式的封装基板包括：第一最外绝缘层；第一最外电路图案层，所述第一最外电路图案层设置在所述第一最外绝缘层上并且包括第一焊盘；第一保护层，所述第一保护层设置在所述第一最外绝缘层上并且包括与所述第一焊盘垂直重叠并具有第一台阶的第一凹部；第二最外绝缘层，所述第二最外绝缘层设置在所述第一最外绝缘层下方；第二最外电路图案层，所述第二最外电路图案层设置在所述第二最外绝缘层下方并且包括第二焊盘；以及第二保护层，所述第二保护层设置在所述第二最外绝缘层下方并且包括与所述第二焊盘垂直重叠并具有第二台阶的第二凹部；第一表面处理层，所述第一表面处理层设置在所述第一保护层的所述第一凹部内并且具有设置为低于所述第一台阶的上表面；第一连接部，所述第一连接部设置在所述第一表面处理层上以填充所述第一凹部；第二表面处理层，所述第二表面处理层设置在所述第二保护层的所述第二凹部内并且具有设置为高于所述第二台阶的下表面；第二连接部，所述第二连接部设置在所述第二表面处理层下方并且填充所述第二凹部；芯片，所述芯片安装在所述第一连接部上；以及外部板，所述外部板附接在所述第二连接部下方。

22、此外，所述封装基板还包括：第一金属接触层，所述第一金属接触层设置在第一表面处理层的上表面与第一连接部之间；和第二金属接触层，所述第二金属接触层设置在所述第二表面处理层的下表面与所述第二连接部之间，其中所述第一金属接触层的上表面设置为低于所述第一台阶的位置，并且所述第二金属接触层的下表面设置高于所述第二台阶的位置。

23、有益效果

24、实施方式中的电路板包括设置在最外层上并且具有与焊盘垂直重叠的凹部的保护层。此时，形成在保护层中的凹部可以具有台阶。例如，形成在保护层中的凹部包括与焊盘相邻并具有第一宽度的凹部的第一部、以及形成在第一部上并且具有比第一部的宽度大的宽度的第二部。因此，实施方式增加了保护层的内壁的长度，从而增加了保护层的上表面与焊盘之间的凹部的内壁的长度。另外，表面处理层设置在焊盘上，并且在表面处理层上设置焊料。此时，由于焊料设置在表面处理层上，所以在焊料和表面处理层之间形成金属接触层。此时，实施方式可以使凹部具有台阶，并且可以在增加焊料的上表面的接触面积的同时，增加保护层的上表面和金属接触层之间的凹部的内壁的长度。

25、例如，比较例具有在用于连接保护层的上表面和金属接触层(imc)的凹部的内壁上没有设置弯折部分的结构。因此，在比较例中，必须增加保护层的厚度，以便增加保护层的上表面与金属接触层(imc)之间的凹部的内壁的距离。

26、或者，实施方式可以在凹部中形成台阶，以增加金属接触层(imc)和保护层的上表面之间的凹部的内壁的长度，而不增加保护层的厚度，因此，可以提高金属接触层(imc)的物理可靠性。

27、例如，实施方式中的凹部的内壁包括与凹部的第一部对应的第一内壁、与第二部对应的第二内壁、以及位于第一内壁161w和第二内壁之间的第三内壁。此时，当比较例中的保护层的厚度、电路图案层的厚度和表面处理层的厚度与实施方式中的保护层的厚度、电路图案层的厚度和表面处理层的厚度相同时，比较例中的保护层的上表面与表面处理层之间的凹部的内壁仅包括第一内壁和第二内壁。或者，实施方式通过在凹部中设置台阶而可以在第一内壁和第二内壁之间额外形成第三内壁，并且保护层的上表面和金属接触层(imc)之间的距离可以增加第三内壁的长度(或宽度)。

28、由此，实施方式可以增加保护层和金属接触层之间的距离，而不增加保护层和电路板的厚度，从而稳定地保护金属接触层免受各种因素的影响。因此，实施方式可以增加设置在表面处理层上的焊料与电路图案层之间的结合强度，从而提高物理可靠性。

29、另外，实施方式可以使凹部的第二部的宽度大于焊盘的宽度。因此，实施方式将凹部的第二部的宽度在可能的范围内增加到最大，以进一步提高金属接触层(imc)的可靠性。