电路板及包括其的半导体封装的制作方法

实施例涉及电路板及包括其的半导体封装。

背景技术：

1、随着电气/电子产品性能的提升，已经提出并研究了在尺寸有限的半导体封装基板上布置更多数量的半导体器件的技术。然而，由于一般的半导体封装基于安装单个半导体器件，因此在获得期望性能方面存在局限。

2、因此，近来已提供了使用多个基板布置多个半导体器件的半导体封装。此类半导体封装具有如下结构：所述多个半导体器件相对于基板沿水平方向和/或垂直方向彼此连接。因此，半导体封装具有如下优点：半导体器件的安装面积得到高效利用，并且高速信号能够通过半导体器件之间的短信号传输路径传输。

3、此外，随着根据高集成化趋势半导体器件的数量增加和/或每个半导体器件的尺寸增大，或者随着半导体器件的功能部分被划分，应用于提供物联网（iot）、自动驾驶汽车、高性能服务器等的产品的半导体封装正在扩展为涵盖半导体小芯片。

4、随着半导体封装中安装的半导体器件和/或半导体小芯片的数量增加，半导体封装的面积趋于增大。

5、因此，随着半导体封装的面积增大，存在半导体封装的翘曲程度增大的问题。此外，随着半导体器件和/或半导体小芯片的数量增加，发热变得更加严重，因此存在散热特性需要进一步改善的问题。

6、同时，应用于常规半导体封装的电路板包括执行散热功能的散热构件。在此，散热构件可以是插入电路板中的结构，例如可以是散热币。然而，当电路板中设置诸如散热币的散热构件时，存在产品设计受到限制且产品成本增加的问题，并且在改善散热特性方面存在局限。

7、此外，上述散热构件可以是设置在电路板中的过孔电极之一。例如，常规地，穿过电路板的至少部分区域的多个过孔电极中的至少一个过孔电极被配置为执行散热功能。然而，执行散热功能的过孔电极在水平方向上的宽度和/或在垂直方向上的厚度大于传输一般信号的过孔电极。因此，常规地，存在形成执行散热功能的过孔电极的工艺复杂、进而导致产品良率降低的问题。例如，常规地，执行在过孔中形成化学镀铜层的工艺以及利用化学镀铜层形成电解镀层的工艺。此时，化学镀铜层设置在过孔的侧壁和过孔的底面（优选地，通过过孔暴露的焊盘的上表面）上。因此，当执行用于形成电解镀层的电解镀覆时，在过孔的侧壁和过孔的底面上执行电解镀覆，从而由于由此产生的各向同性镀覆，过孔电极的上表面可能具有不均匀的高度。例如，常规的过孔电极可能设置有诸如毛刺的凸部，因此需要用于使过孔电极的上表面的高度均匀的平坦化工艺。

8、因此，需要一种能够在简化电路板的制造工艺的同时进一步改善电路板的散热特性并提高产品良率的新方法。

技术实现思路

1、技术问题

2、实施例提供一种具有新结构的电路板及包括其的半导体封装。

3、此外，实施例提供一种具有改善的散热特性的电路板及包括其的半导体封装。

4、此外，实施例提供一种具有改善的翘曲特性的电路板及包括其的半导体封装。

5、此外，实施例提供一种包括上表面高度均匀的过孔电极的电路板及包括其的半导体封装。

6、所提出的实施例要解决的技术问题不限于上述技术问题，本领域技术人员可从以下描述中清楚地理解未提及的其他技术问题。

7、技术方案

8、根据实施例的电路板包括：积层绝缘层，包括沿垂直方向堆叠的多个绝缘层；布线部，包括分别设置在积层绝缘层的多个绝缘层中的多个过孔电极；以及贯通过孔电极，穿过积层绝缘层，其中，贯通过孔电极包括：第一部分，其沿水平方向的宽度沿从积层绝缘层的上表面朝向积层绝缘层的下表面的方向增大；第二部分，设置在第一部分上，其沿水平方向的宽度沿从积层绝缘层的上表面朝向积层绝缘层的下表面的方向减小；以及基部，设置在第一部分与第二部分之间，并且布线部的多个过孔电极中的至少一个连接到基部。

9、此外，积层绝缘层包括：上积层绝缘层，设置在基部的上表面，并包括沿垂直方向堆叠的多个上绝缘层；以及下积层绝缘层，设置在基部的下表面，并包括沿垂直方向堆叠的多个下绝缘层。

10、此外，贯通过孔电极的第一部分沿垂直方向一体地穿过下积层绝缘层的多个下绝缘层，并且贯通过孔电极的第二部分沿垂直方向一体地穿过上积层绝缘层的多个上绝缘层。

11、此外，布线部还包括设置在多个过孔电极之间的多个中间焊盘部，并且布线部包括第一布线部，第一布线部包括多个过孔电极和多个中间焊盘部，其中，第一布线部的多个过孔电极包括连接到基部的过孔电极，并且通过基部电连接到贯通过孔电极的第一部分和第二部分。

12、此外，布线部还包括第二布线部，第二布线部比第一布线部更远离贯通过孔电极地间隔开，第一布线部在水平方向上设置在第二布线部与贯通过孔电极之间，并且第二布线部与第一布线部和贯通过孔电极电隔离。

13、此外，贯通过孔电极的第一部分或第二部分的晶粒与基部的晶粒彼此不同。

14、此外，基部的至少一个区域中的晶粒的尺寸小于贯通过孔电极的第一部分或第二部分的晶粒的尺寸。

15、此外，贯通过孔电极的第一部分或第二部分包括：第一区域，与积层绝缘层的通孔的内壁接触；以及第二区域，设置在通孔内部并比第一区域更远离内壁，并且第一区域的晶粒的尺寸与第二区域的晶粒的尺寸相同。

16、此外，贯通过孔电极的第一部分与积层绝缘层之间的界面位于下积层绝缘层的下表面与基部的下表面之间，并且贯通过孔电极的第二部分与上积层绝缘层之间的界面位于上积层绝缘层的上表面与基部的上表面之间。

17、此外，第一布线部包括：下布线部，设置在基部的下表面，并沿贯通过孔电极的第一部分的圆周方向布置；以及上布线部，设置在基部的下表面，并沿贯通过孔电极的第二部分的圆周方向布置。

18、此外，下布线部的多个过孔电极包括多个下过孔电极，所述多个下过孔电极分别设置在多个下绝缘层中，并沿贯通过孔电极的第一部分的圆周方向彼此间隔开，并且上布线部的多个过孔电极包括多个上过孔电极，所述多个上过孔电极分别设置在多个上绝缘层中，并沿贯通过孔电极的第二部分的圆周方向彼此间隔开。

19、此外，上布线部的多个过孔电极和下布线部的多个过孔电极中的至少一个在水平方向上的宽度大于第二布线部的多个过孔电极中的至少一个在水平方向上的宽度。

20、此外，下布线部的多个过孔电极和上布线部的多个过孔电极中的至少一个具有围绕贯通过孔电极的第一部分或第二部分的闭环形状。

21、此外，下布线部包括设置在下积层绝缘层的下表面的下焊盘部，上布线部包括设置在上积层绝缘层的上表面的上焊盘部，贯通过孔电极包括设置在第一部分的下表面的下贯通过孔电极焊盘部以及设置在第二部分的上表面的上贯通过孔电极焊盘部，并且下焊盘部与下贯通过孔电极焊盘部或者上焊盘部与上贯通过孔电极焊盘部一体地形成。

22、此外，上布线部和下布线部中的每一者的多个中间焊盘部在水平方向上与贯通过孔电极的第一部分和第二部分间隔开。

23、此外，贯通过孔电极的第一部分和第二部分相对于基部具有对称形状。

24、此外，贯通过孔电极的第一部分和第二部分中的至少一个包括在水平方向上彼此间隔开的第1-1部分和第1-2部分，并且第一布线部包括沿第1-1部分的圆周方向布置的第1-1布线部以及沿第1-2部分的圆周方向布置的第1-2布线部。

25、此外，贯通过孔电极的第一部分在水平方向上的中心轴线与贯通过孔电极的第二部分在水平方向上的中心轴线彼此偏移。

26、此外，下布线部设置在贯通过孔电极的第一部分的一侧，上布线部设置在贯通过孔电极的第二部分的另一侧，并且上布线部和下布线部在垂直方向上彼此不重叠。

27、有益效果

28、根据实施例的电路板包括在垂直方向上堆叠的多个绝缘层、设置在所述多个绝缘层中的布线部以及一体地贯穿所述多个绝缘层的贯通过孔电极。在这种情况下，布线部包括分别设置在所述多个绝缘层中的多个过孔电极，以及连接到所述多个过孔电极的多个焊盘部。在这种情况下，根据实施例，可以利用布线部的包括过孔电极和焊盘部的一部分对贯通过孔电极进行电解镀覆。例如，布线部可以包括邻近贯通过孔电极设置的第一布线部，并且第一布线部的所述多个焊盘部可以包括连接到贯通过孔电极的基部以及与贯通过孔电极间隔开的第二焊盘部。在此，第一布线部的所述多个焊盘部包括连接到贯通过孔电极的基部这一事实意味着，第一布线部的焊盘部和过孔电极可以用作用于对贯通过孔电极进行电解镀覆的种子层。

29、也就是说，用于对贯通过孔电极进行电解镀覆的电流可以通过基部在垂直方向上均匀地供给。因此，根据实施例，镀覆可以相对于基部的上表面在垂直方向上进行至均匀的高度，从而可以提高贯通过孔电极的平坦度。因此，根据实施例，制造贯通过孔电极的工艺可以被简化。例如，根据实施例，可以在贯通过孔电极的上表面平坦的同时，通过单次镀覆工艺完全填充与贯通过孔电极对应的通孔。因此，根据实施例，可以省略研磨工艺等，从而在简化制造工艺的同时降低制造成本。此外，根据实施例，可以省略研磨工艺等，从而防止设置在电路板中的电极被研磨工艺损坏。因此，根据实施例，可以进一步提高产品良率。

30、此外，贯通过孔电极的晶粒尺寸可以不同于布线部的晶粒尺寸。例如，贯通过孔电极的晶粒尺寸可以不同于基部的至少一个区域中的晶粒尺寸。也就是说，基部可以包括化学镀铜层和电解镀层。相比之下，贯通过孔电极可以仅设置有电解镀层。因此，根据实施例，由于贯通过孔电极仅包括电解镀层，因此上贯通过孔电极可以相对于基部在垂直方向上实现均匀的镀覆生长，并且可以进一步提高贯通过孔电极表面的平坦度。此外，根据实施例，贯通过孔电极可以仅包括具有致密晶粒的电解镀层，从而具有高热导率特性，并且更有效地散发由半导体器件产生的热量。

31、因此，贯通过孔电极可以在贯通过孔电极的整个区域中具有均匀的晶粒尺寸。例如，贯通过孔电极可以包括与一体地贯穿所述多个绝缘层的通孔的内壁接触的第一区域，以及设置在贯通过孔电极内部且比第一区域更远离通孔的内壁的第二区域。此外，贯通过孔电极的第一区域和第二区域中的晶粒尺寸可以相同。也就是说，在比较例中，贯通过孔电极可以通过执行电解镀覆来形成。然而，为此，化学镀铜层必须设置在通孔的内壁上，因此，比较例中的贯通过孔电极的第一区域和第二区域的晶粒尺寸彼此不同。相比之下，根据实施例，贯通过孔电极的第一区域和第二区域可以具有均匀的晶粒尺寸，从而在提供高散热特性的同时提高贯通过孔电极的平坦度。

32、此外，贯通过孔电极的倾斜角可以不同于布线部的过孔电极的倾斜。例如，贯通过孔电极相对于积层绝缘层的上表面的倾斜角可以比布线部的过孔电极相对于积层绝缘层的上表面的倾斜更接近90度。因此，积层绝缘层中的贯通过孔电极的体积可以增大。因此，可以使根据贯通过孔电极的功能的效果最大化。例如，当贯通过孔电极被用作执行散热功能的散热电极时，贯通过孔电极的体积可以被最大化，从而进一步提高散热特性。因此，半导体器件可以更稳定地工作，从而可以进一步提高产品可靠性。

33、此外，可以在贯通过孔电极的多个侧部中的至少两个侧部上设置一个具有彼此连接的部分的子过孔电极。因此，根据实施例，用于镀覆上贯通过孔电极的电流可以被均匀地施加，从而进一步确保上贯通过孔电极的平坦度。此外，根据实施例，可以增大第一布线部的面积以进一步提高散热功能，从而允许电路板和半导体封装更稳定地工作。

34、此外，上贯通过孔电极和下贯通过孔电极可以相对于基部具有不对称的形状。例如，上贯通过孔电极在水平方向上的宽度和/或在垂直方向上的厚度可以不同于下贯通过孔电极在水平方向上的宽度和/或在垂直方向上的厚度。例如，上贯通过孔电极在水平方向上的宽度可以不同于下贯通过孔电极在水平方向上的宽度。例如，上贯通过孔电极在水平方向上的宽度可以小于下贯通过孔电极在水平方向上的宽度。因此，根据实施例，热量可以从在水平方向上具有相对较小宽度的上贯通过孔电极传递到在水平方向上具有相对较大宽度的下贯通过孔电极。也就是说，根据实施例，可以通过使上贯通过孔电极和下贯通过孔电极的宽度彼此不同来控制热传递方向，从而提供更有效的散热功能。

35、此外，可以设置多个上贯通过孔电极，同时使其在水平方向上彼此间隔开。例如，上贯通过孔电极可以包括一体地贯穿上绝缘层的多个绝缘层的第一上贯通过孔电极，以及一体地贯穿上绝缘层的多个绝缘层且在水平方向上与第一上贯通过孔电极间隔开的第二上贯通过孔电极。因此，第一上贯通过孔电极和第二上贯通过孔电极可以通过彼此分支的路径传递热量。因此，根据实施例，可以通过多个路径而不是单个路径执行散热，从而进一步提高散热特性。此外，多个半导体器件可以设置在电路板上，并且第一上贯通过孔电极可以设置在布置有第一半导体器件的区域中。此外，第二上贯通过孔电极可以设置在布置有第二半导体器件的区域中。也就是说，根据实施例，可以设置上贯通过孔电极以对应于设置在电路板上的多个半导体器件中的每一个。因此，根据实施例，可以使包括多个半导体器件的半导体封装中的散热特性进一步最大化。

36、此外，第一布线部可以包括仅设置在上贯通过孔的一侧的上布线部。此外，第一布线部可以包括仅设置在下贯通过孔的另一侧的下布线部。因此，根据实施例，可以在等于电路板面积的面积内进一步增大上贯通过孔电极和/或下贯通过孔电极的体积。因此，根据实施例，可以进一步提高散热特性。