專(zhuān)利名稱(chēng)：一種二維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種晶圓級(jí)轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，屬于集成電路或分立器件封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著電子封裝技術(shù)的高速發(fā)展，一些的新的封裝形式不斷出現(xiàn)。如基于圓片的晶圓級(jí)芯片尺寸封裝、三維堆疊封裝技術(shù)和倒裝封裝技術(shù)等。這些新型封裝技術(shù)的出現(xiàn)，不僅提升了芯片的工作性能，也大大節(jié)省了封裝尺寸和體積。受限于芯片尺寸和可靠性能的因素，圓片級(jí)封裝技術(shù)的應(yīng)用范圍還局限于ー些低腳數(shù)的產(chǎn)品。三維堆疊技術(shù)中，雖然引線(xiàn)鍵合可以實(shí)現(xiàn)多層堆疊，但在高速信號(hào)傳輸模塊的應(yīng)用方面受制于引線(xiàn)線(xiàn)長(zhǎng)和直徑，因而大面積的使用還是在閃存、智能卡、射頻身份識(shí)別等 方面。而ー些高速處理芯片，如中央位處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、芯片組(Chipset)等的封裝形式仍然以倒裝方式進(jìn)行。目前的倒裝的轉(zhuǎn)接板主要有I) BT類(lèi)樹(shù)脂基轉(zhuǎn)接板；2)陶瓷基轉(zhuǎn)接板；3)帶有娃通孔的娃基轉(zhuǎn)接板。其中BT類(lèi)樹(shù)脂基轉(zhuǎn)接板和陶瓷基轉(zhuǎn)接板在金屬布線(xiàn)中受エ藝限制，其線(xiàn)寬線(xiàn)距較大，在高密度封裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中無(wú)法滿(mǎn)足應(yīng)用要求。帶有硅通孔的硅基轉(zhuǎn)接板采用硅通孔中填充金屬的方式，以圓片的方式進(jìn)行金屬布線(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)線(xiàn)寬和線(xiàn)距結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)高密度的轉(zhuǎn)接能力，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，該結(jié)構(gòu)有四大難點(diǎn)I)通孔形成，通常的通孔形成方式是利用深反應(yīng)離子刻蝕的方法，因而形成效率較低，且因刻蝕過(guò)程控制因素，形成的通孔壁為扇貝結(jié)構(gòu)；2)介電層沉積困難。為保證硅與通孔金屬之間的絕緣性，需在通孔壁沉積ー層介電層，但因通孔尺寸極小介電層的沉積就顯得非常困難了 ；3)通孔金屬填充困難。由于通孔金屬填充是預(yù)先在通孔內(nèi)沉積種子層金屬，然后采用電鍍エ藝進(jìn)行，這種方式很難避免通孔內(nèi)空洞缺陷(電鍍金屬的生長(zhǎng)特性)；4)寄生效應(yīng)大。硅基轉(zhuǎn)接板采用整塊硅基，厚度在100微米級(jí)，不僅使生產(chǎn)成本居高不下，而且信號(hào)在厚厚的硅基轉(zhuǎn)接板中來(lái)回傳輸過(guò)程中，因寄生效應(yīng)而產(chǎn)生串?dāng)_信號(hào)，影響傳輸信號(hào)品質(zhì)?；谏鲜鏊姆矫娴脑?，利用硅通孔技術(shù)的硅基轉(zhuǎn)接板技術(shù)還不具備大規(guī)模生產(chǎn)能力。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述硅通孔硅基轉(zhuǎn)接板技術(shù)的不足，提供一種降低エ藝難度和エ藝成本、減弱串?dāng)_信號(hào)的適用于高密度封裝的晶圓級(jí)無(wú)芯轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)接板包括轉(zhuǎn)接板基體，在所述轉(zhuǎn)接板基體內(nèi)設(shè)置有芯片、填充料、高密度布線(xiàn)層和金屬柱陣列，所述高密度布線(xiàn)層的正面和背面分別設(shè)置若干個(gè)正面電極和背面電極，所述芯片包括芯片本體和若干個(gè)金屬微凸點(diǎn)，所述芯片ニ維排布，并以倒裝的方式通過(guò)金屬微凸點(diǎn)固定于正面電極上，芯片本體、金屬微凸點(diǎn)與高密度布線(xiàn)層的間隙用填充料形成底部填充，所述金屬柱陣列的頂端固定于背面電極，其末端露出轉(zhuǎn)接板基體，并且設(shè)置焊球凸點(diǎn)陣列。所述高密度布線(xiàn)層內(nèi)未設(shè)置芯板，正面布線(xiàn)和背面布線(xiàn)被直接整合到高密度布線(xiàn)層之內(nèi)。所述芯片本體之間以ニ維方式進(jìn)行平面排布。所述芯片采用倒裝的方式并通過(guò)金屬微凸點(diǎn)與高密度布線(xiàn)層連接。 所述轉(zhuǎn)接板基體為具有介電功能的塑封料或樹(shù)脂類(lèi)絕緣材料 所述金屬柱為銅或銅/鎳/金等多層金屬材料。所述高密度布線(xiàn)層為多層金屬，其結(jié)構(gòu)為T(mén)i/Al、Ti/Cu等多層組合材料。 所述背面電極嵌入高密度布線(xiàn)層內(nèi)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，利用無(wú)芯轉(zhuǎn)接板的高密度布線(xiàn)層和金屬柱陣列，取代成本高、良率低、串?dāng)_信號(hào)強(qiáng)的硅通孔硅基轉(zhuǎn)接板，極大地降低了エ藝難度和エ藝成本，同時(shí)也減弱甚至消除了串?dāng)_信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)高密度轉(zhuǎn)接板技術(shù)的規(guī)模化生產(chǎn)。
圖I為現(xiàn)有硅通孔(TSV)封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的I局部放大示意圖。其中硅基板T-I通孔及表面鈍化層T-4電鍍金屬種子層T-5通孔金屬T-6再布線(xiàn)金屬T-7A保護(hù)層T-8A基底介電層T-9再布線(xiàn)層T-7B保護(hù)層T-8B轉(zhuǎn)接板基體I芯片2芯片本體2-1金屬微凸點(diǎn)2-2填充料3高密度布線(xiàn)層4[0043]正面電極4-1背面電極4-2金屬柱陣列5焊球凸點(diǎn)陣列6。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖2和圖3，本發(fā)明ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，它包括轉(zhuǎn)接板基體1，在所述轉(zhuǎn)接板基體I為具有介電功能的塑封料或樹(shù)脂類(lèi)絕緣材料，其內(nèi)設(shè)置有芯片
2、填充料3、高密度布線(xiàn)層4和金屬柱陣列5。所述高密度布線(xiàn)層4的正面和背面分別設(shè)置若干個(gè)正面電極4-1和背面電極4-2，所述背面電極4-2嵌入高密度布線(xiàn)層4內(nèi)。所述高密 度布線(xiàn)層4內(nèi)未設(shè)置芯板，其為多層金屬，其結(jié)構(gòu)為T(mén)i/Al、Ti/Cu等多層組合材料，其正面布線(xiàn)和背面布線(xiàn)被直接整合到高密度布線(xiàn)層4之內(nèi)。所述芯片2包括芯片本體2-1和若干個(gè)金屬微凸點(diǎn)2-2，所述芯片2以ニ維方式進(jìn)行平面排布，并以倒裝的方式通過(guò)金屬微凸點(diǎn)2-2固定于正面電極2-1上，從而實(shí)現(xiàn)芯片2與高密度布線(xiàn)層4之間的信號(hào)連通。芯片本體2-1、金屬微凸點(diǎn)2-2與高密度布線(xiàn)層4的間隙用填充料3形成底部填充。所述金屬柱陣列5為銅或銅/鎳/金等多層金屬材料，其頂端固定于背面電極4-2，其末端露出轉(zhuǎn)接板基體1，并且設(shè)置焊球凸點(diǎn)陣列6。
權(quán)利要求1.ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述轉(zhuǎn)接板包括轉(zhuǎn)接板基體(1)，在所述轉(zhuǎn)接板基體(I)內(nèi)設(shè)置有芯片(2)、填充料(3)、高密度布線(xiàn)層(4)和金屬柱陣列(5)，所述高密度布線(xiàn)層(4)的正面和背面分別設(shè)置若干個(gè)正面電極(4-1)和背面電極(4-2),所述芯片(2)包括芯片本體(2-1)和若干個(gè)金屬微凸點(diǎn)(2-2)，所述芯片(2) ニ維排布，并以倒裝的方式通過(guò)金屬微凸點(diǎn)(2-2)固定于正面電極(2-1)上,芯片本體(2-1)、金屬微凸點(diǎn)(2-2)與高密度布線(xiàn)層(4)的間隙用填充料(3)形成底部填充，所述金屬柱陣列(5)的頂端固定于背面電極(4-2)，其末端露出轉(zhuǎn)接板基體(1)，并且設(shè)置焊球凸點(diǎn)陣列(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高密度布線(xiàn)層(4)內(nèi)未設(shè)置芯板，正面布線(xiàn)和背面布線(xiàn)被直接整合到高密度布線(xiàn)層(4)之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片本體(2-1)之間以ニ維方式進(jìn)行平面排布。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述芯片(2)采用倒裝的方式并通過(guò)金屬微凸點(diǎn)(2-2)與高密度布線(xiàn)層(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述轉(zhuǎn)接板基體(I)為具有介電功能的塑封料或樹(shù)脂類(lèi)絕緣材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述金屬柱為銅或銅/鎳/金等多層金屬材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述高密度布線(xiàn)層(4)為多層金屬，其結(jié)構(gòu)為T(mén)i/Al、Ti/Cu等多層組合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種ニ維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于所述背面電極(4-2)嵌入高密度布線(xiàn)層(4)內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種二維排布方式的無(wú)芯轉(zhuǎn)接板封裝結(jié)構(gòu)，屬于集成電路或分立器件封裝技術(shù)領(lǐng)域。它包括轉(zhuǎn)接板基體(1)，所述轉(zhuǎn)接板基體(1)內(nèi)設(shè)置芯片(2)、填充料(3)、高密度布線(xiàn)層(4)和金屬柱陣列(5)，所述高密度布線(xiàn)層(4)的正面和背面分別設(shè)置若干個(gè)正面電極(4-1)和背面電極(4-2)，所述芯片(2)包括芯片本體(2-1)和若干個(gè)金屬微凸點(diǎn)(2-2)，所述芯片(2)二維排布，并倒裝于正面電極(2-1)上，所述金屬柱陣列(5)的頂端固定于背面電極(4-2)，其末端露出轉(zhuǎn)接板基體(1)，并且設(shè)置焊球凸點(diǎn)陣列(6)。本實(shí)用新型可極大地降低工藝難度、工藝成本和串?dāng)_信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)高密度轉(zhuǎn)接板技術(shù)的規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L23/495GK202662596SQ20122029875
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者張黎, 賴(lài)志明, 陳錦輝, 陳棟 申請(qǐng)人:江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司