IC封装基板的电镀引线布设处理方法及电镀引线结构[发明专利]

[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公开说明书
[11]公开号CN 1567552A [43]公开日2005年1月19日
[21]申请号03139676.3[22]申请日2003.06.30
[21]申请号03139676.3
[71]申请人美龙翔微电子科技（深圳）有限公
司
地址518036广东省深圳市福田保税区桃花路6
号腾飞工业大厦一、六楼
[72]发明人尤宁圻 朱惠贤 陈金富 [74]专利代理机构深圳市中知专利代理有限责任公司代理人王锁林
[51]Int.CI 7H01L 21/48H01L 21/60H01L 23/12
H01L 23/495
权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 13 页
[54]发明名称
IC封装基板的电镀引线布设处理方法及电镀引线
结构
[57]摘要
本发明涉及一种IC封装基板的电镀引线布设处
理方法，包括：a.在封装基板单元内的导线图形之
间设置电镀引线，使导线图形的所有导线通过电镀
引线彼此连通，电镀引线或导线图形与封装基板内
的金属电源层连通；b.对封装基板进行电镀处理，
通过化学蚀刻工艺去除电镀引线。

本发明在封装基
板单元内导线图形之间布设厚度小于导线图形厚度
或宽度小于最窄导线图形宽度的电镀公用引线，通
过蚀刻工艺去除电镀公用引线部分，控制蚀刻工艺
条件可以使导线图形的形状改变达到最小，有利于
基板电性能的改善，保证信号的完整，并能减小布
线面积，特别适用于制作高频、高速IC的封装基板。

03139676.3权 利 要 求 书第1/2页
1、I C封装基板的电镀引线布设处理方法，其特征是包括：
a、在封装基板单元内的导线图形之间设置电镀引线，使导线图形的所有导线通过电镀引线彼此连通，电镀引线或导线图形与封装基板内的金属电源层连通；
b、对封装基板进行后续电镀，再通过化学蚀刻工艺去除电镀引线。

2、根据权利要求1的电镀引线布设处理方法，其特征是：电镀引线或导线图形的某些导线通过微过孔与封装基板内的金属电源层连通。

3、根据权利要求2的电镀引线布设处理方法，其特征是：所述的微孔是通过孔金属化方法制成的。

4、根据权利要求1的电镀引线布设处理方法，其特征是：电镀引线通过非信号导线图形与基板内的金属电源层连通。

5、根据权利要求4的电镀引线布设处理方法，其特征是：所述的非信号导线图形是电源导线图形。

6、根据权利要求1的电镀引线布设处理方法，其特征是：所述电镀引线是减薄的电镀引线结构，它的厚度小于导线图形的厚度，或电镀引线的宽度足够的小，使电镀引线的去除蚀刻工艺对信号导线图形不产生影响。

7、根据权利要求6的电镀引线布设处理方法，其特征是所述减薄的电镀引线结构形成过程是：
1)、全板电镀生长出所需的电镀引线金属层厚度(20)，通过图形转移将感光抗蚀膜(21)留在以后需要去除的电镀引线(15)部位
03139676.3权 利 要 求 书 第2/2页的上表面，采用图形电镀技术将感光抗蚀膜之外区域的导线图形金属层(22)电镀到所需的厚度；
2)、通过图形转移技术将包含电镀引线(15)的导线图形(14)转移到的感光抗蚀膜(21)上，用蚀刻工艺蚀刻出包含电镀引线(15)的导线图形(14)。

8、根据权利要求6的电镀引线布设处理方法，其特征是所述减薄的电镀引线结构形成过程是：
1)、一步全板电镀形成所需的导线图形金属层(22)，采用图形转移将感光抗蚀膜(21)留在除最后需要去除的电镀引线(15)部位之外的区域，对感光抗蚀膜(21)开窗处的金属层进行减薄蚀刻至所需的电镀引线金属层厚度(20)；
2)、通过图形转移将包含电镀引线(15)的导线图形(14)转移到感光抗蚀膜(21)上，用蚀刻工艺蚀刻出包含电镀引线(15)的导线图形(14)。

9、一种集成电路封装基板单元内的电镀引线结构，其特征是：包括集成电路封装基板单元，在封装基板单元内导线图形之间设置电镀引线，导线图形的每一条导线就近连接到所述电镀引线，电镀引线与封装基板内的金属电源层连通。

03139676.3说 明 书第1/7页IC封装基板的电镀引线布设处理方法及电镀引线结构
技术领域
本发明涉及半导体电路封装基板制造技术，具体是一种集成电路封装
基板的电镀引线布设处理方法，及基板上的电镀引线结构。

背景技术
随着集成电路发展的小型化和薄形化，对集成电路封装的要求也随之提高，其中对封装基板的要求更向着轻，薄，短，小的方向发展，以保证良好的电性能。

为达到以上的要求，很高的布线密度是必需的，其中封装基板外层线路电镀引线的结构对布线的密度和封装后的电性能有着很大的影响。

目前，印刷半导体电路封装基板电镀公用连接线的布置方法通常采用以下两种方法：
1.通过布线将独立的需电镀的导线引出到封装基板单元之间的公用连接线以实现电镀时的导通，这种方法的封装基板线路结构示例如图1，其中基板(1)为多个基板单元(2)组成的矩阵条。

基板单元(2)之间布设电镀总线(3)，电镀总线(3)通过基板单元(2)内的电镀引线(4)与基板单元(2)内的导线图形(5)相连接，从而使所有需要电镀的导线图形(5)都与电镀总线相连接。

基板中间的网格导线图形(6)也通过电镀引线(4)与电镀总线(3)相连通。

电镀总线(3)一直延伸到基板板边，电镀时电镀设备上的电镀夹具触点与基板板边的电镀总线(3)连通，完成电镀过程。

2.第二种布置方法的示例如图2，除采用与1中类似的方法，在基板单元(7)之间布设与基板单元(7)内的电镀引线(9)连通的电镀总线(8)，从而实现单元内部分导线图形(10)与电镀总线(8)的导通外，还在封装基板单元内布置内电镀总线(11)，内电镀总线作为单元间电镀总线的补充部分，实现靠近单元中心部位的内部导线图形(12)通过电镀引线(9)、内电镀总线(11)与电镀总线(8)的导通。

上述两种布线方法在实现电镀后，都是通过去掉基板上电镀总线的方式将电镀引线彼此间分离，这种方式在基板的导线图形上留下如图3 a所示的对应图1基板单元上的剩余电镀引线(4)和图3b所示的对应图2基板单元上的剩余电镀引线(9)。

此种剩余的电镀引线情况对用于高频、高速的封装基板上的高速信号线形成信号的损失和干扰，影响信号的完整性。

同时增加了布线的难度，甚至在甚高密度布线的情况下不可能实现电镀引线的排布。

发明内容
鉴于现有集成电路封装基板的电镀引线布线技术存在的上述问题，本发明提供一种封装基板的电镀引线布置处理方法及基板上的电镀引线结构，通过在基板单元内布置电镀引线，实现电镀时独立导线相互间的导通，并最大限度地保持电镀引线去除后所有信号导线的形状，以保证信号的传输完整，实现高密度布线。

本发明集成电路(IC)封装基板的电镀引线布设处理方法是这样实现的，它包括：
a、在封装基板单元内的导线图形之间设置电镀引线，使导线图形的所有导线通过电镀引线彼此连通，电镀引线或导线图形与封装基板内的金属电源层连通；
其中，电镀引线或导线图形的某些导线通过微过孔与封装基板内的金属电源层连通。

电镀引线也可以通过电源导线图形等非信号导线图形与基板内的金属电源层连通。

b、对封装基板上需要电镀的导线图形进行电镀处理后，再通过化学蚀刻工艺去除电镀引线，使最终的信号线最大限度地保持设计时的形状。

一种集成电路封装基板单元内的电镀引线结构，其特征是包括集成电路封装基板单元，在封装基板单元内导线图形之间设置电镀引线，导线图形的每一条导线就近连接到所述电镀引线，电镀引线或导线图形与封装基板底层内的电源层连通。

本发明在封装基板单元内导线图形之间布设电镀引线，在对特定图形，如邦定手指、球拍等完成所需电镀，如镍金电镀后，通过蚀刻工艺去除电镀公用引线部分，控制蚀刻工艺条件可以使导线图形的单元导线形状改变达到最小，有利于基板电性能的改善，保证信号的完整，并能减小布线面积。

本发明避免了在封装基板的传统电镀公用引线布线中切断电镀公用引线后，在基板的真正导线图形上留下大量多余的公用线段的缺陷，特别适用于制作高频、高速IC的封装基板。

附图说明
图1是现有的I C封装基板电镀总线和电镀引线结构示例； 图2是现有的另一种IC封装基板电镀总线和电镀引线结构示例； 图3是图1和图2所示封装去掉电镀总线后的线路结构示例； 图4是本发明的封装基板单元导线图形和电镀引线的结构示意图；
图5(a)是图4封装基板单元中电镀引线的I局部放大图，(b)是电
镀引线与金属化微过孔连接处M局部放大图，(c)是金属化微过孔处的的A-A剖面图；
图6、图7表示电源层上绝缘介质层和绝缘介质层上金属化微过孔的形成示意图；
图8-图11为采用图形电镀形成减薄的电镀引线结构示意图； 图12-图16为采用预蚀刻方法形成减薄的电镀引线结构示意图； 图17为采用窄细导线条的电镀引线结构示意图；
图18为阻焊层的形成示意图；
图19为电镀引线的阻焊层开窗在后续电镀过程的保护示意图； 图20为电镀引线蚀刻时的其它区域保护示意图；
图21a、b为电镀引线蚀刻前后的示意图。

具体实施方式
以下结合附图进一步说明。

图4是应用本发明的封装基板单元线路结构示意图，图5是图4封装基板单元中电镀引线的局部放大图、电镀引线与金属化微过孔连接处局部放大图、以及金属化过孔处的的剖面图。

图示集成电路封装基板单元内的电镀引线结构，包括IC封装基板单元(13)，在封装基板单元(13)内导线图形(14)之间设置电镀引线(15)，导线图形
(14)的每一条导线就近连接到所述电镀引线(15)，电镀引线
(15)再通过金属化微过孔(16)穿过绝缘介质层(17)与封装基板内的金属电源层(18)连通。

电镀引线也可以通过非信号导线图形与基板内的金属电源层连通，该非信号导线图形是电源导线图形等。

本发明电镀引线的具体实施过程如下：
(一)、参照图6、图7，对电源层上绝缘介质层和绝缘介质层上金属化微过孔的形成说明如下：
电源层(18)可以利用基板底铜电源层(见图6)或积层生长法形成的多层结构内的某一电源层(见图7)。

电源层上的绝缘介质层(17)可以是丝印的可感光绝缘树脂，也可以是丝印的非感光绝缘树脂。

对于可感光绝缘树脂，其上用作连接电镀引线(15)和电源层(18)的金属化微过孔(16)是通过光刻工艺(即掩膜、曝光、显影)形成；对于非感光绝缘树脂，其上的金属化微过孔(16)是通过激光打孔的方法形成。

在绝缘介质层形成后，通过化学金属沉积技术在绝缘介质层表面形成一层很薄的金属沉积层(19)便于后续的线路金属层的电镀形成。

(二)、在封装基板单元(13)内导线图形(14)和电镀引线(15)的形成
考虑到减少后续用化学蚀刻去除电镀引线(15)的过程对导线图形(14)的侧向蚀刻，从而减小导线图形(15)的形变，必须将电镀引线(15)的厚度尽量减薄，或电镀引线(15)需切断部分的宽度尽量的小。

本发明的电镀引线是减薄的电镀引线结构，它的厚度小于导线图形的厚度，或电镀引线的宽度足够的小，使后续电镀引线的去除蚀刻工艺对导线图形不产生影响。

实现以上减薄的电镀引线(15)结构的方法有以下两种： a)图形电镀的方法参照图8-图11，在导线图形(14)蚀刻之前的线路金属层的生长过程分两步进行。

首先是通过全板电镀方法生长出所需的电镀引线金属层厚度(20)(见图8)，然后通过图形转移技术将感光抗蚀膜(21)留在以后需要去除的电镀引线(15)部位的上表面，之后通过图形电镀技术将感光抗蚀膜之外区域的导线图形金属层(22)电镀到所需的厚度(见图9)。

最后通过图形转移技术将包含电镀引线(15)的导线图形(14)转移到的感光抗蚀膜(21)上(见
图10)，用蚀刻工艺蚀刻出包含电镀引线(15)的导线图形(14) (见图11)。

b)预蚀刻的方法参照图12-图16，在导线图形(14)蚀刻之前的导线图形金属层(22)生长过程为一步电镀完成，即一步全板电镀达到所需的金属层厚度(见图12)。

然后通过图形转移技术将感光抗蚀膜(21)留在除最后需要去除的电镀引线(15)部位之外的区域(见图13)，之后利用化学蚀刻技术对感光抗蚀膜(21)开窗处的金属层进行减薄蚀刻至所需的电镀引线金属层厚度(20)(见图14)。

再通过图形转移技术将包含电镀引线(15)的导线图形(14)转移到感光抗蚀膜(21)上(见图15)，用蚀刻工艺蚀刻出包含电镀引线(15)的导线图形(14)(见图16)。

实现电镀引线需切断部分的宽度尽量小的方法是通过在蚀刻掩膜版上设计符合工艺能力的细线条，然后通过图形转移感光抗蚀膜和蚀刻工艺同时实现导线图形(14)和最后易于蚀刻切断的细电镀引线
(15)(图见17)。

(三)、阻焊层的形成
在完成(一)和(二)中的工艺过程后，进行阻焊层(23)的形成。

如图18所示，阻焊层(23)是通过图形转移(即丝印，曝光，显影)将可感光阻焊树脂形成的到基板单元面上的。

阻焊层(23)形成对线路的保护层并暴露出导线图形(14)上需要后续电镀的开口(24)，以及暴露出最后用来蚀刻切断电镀引线(15)而对应的蚀刻开口(25)，以便在后续实现电镀引线(15)的去除(见图18)。

(四)后续电镀金属层
在进行对阻焊层后续电镀开口(24)区域进行后续电镀前需要通过图形转移技术将感光抗蚀膜(21)覆盖住最后用来蚀刻切断电镀引
线(15)的蚀刻开口(25)(见图19)。

然后对电镀开口(24)进行后续电镀。

(五)、电镀引线(15)的化学蚀刻去除
通过图形转移技术将感光抗蚀膜(21)覆盖在除电镀引线(15)的蚀刻开口(25)之外的所有区域(见图20)，然后通过化学蚀刻工艺将将电镀引线(15)蚀刻去除。

通过控制化学蚀刻的时间可以对电镀引线(15)的去除的进行控制，以达到完全去除电镀引线(15)，并最大限度地保持导线图形(14)的原始形状(见图21)。

03139676.3说 明 书 附 图第1/13页
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图4
图5
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图21。