專利名稱：一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，硅通孔互聯(lián)技術(shù)成為半導體封裝的常用方法。硅通孔互聯(lián)技術(shù)通常包含硅通孔制作、PECVD (等離子增強氣相沉積)技術(shù)成形絕緣層以及金屬填充，該技術(shù)極大地增加了半導體封裝的靈活性。硅通孔互聯(lián)技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用于硅基轉(zhuǎn)接板的封裝，硅通孔形成過程主要采用“B0SCH”刻蝕方法，即交替使用刻蝕及鈍化工藝，“B0SCH”刻蝕方法最終會在孔壁上留下高低起伏的紋路(scallop)，即孔壁波紋，如圖1所示，“B0SCH”的交替刻蝕方法不僅速度慢，而且孔壁波紋造成后續(xù)所用PECVD (等離子增強氣相沉積)形成的絕緣層覆蓋不完整。同時，在硅基轉(zhuǎn)接板的封裝過程中，常用CMP (化學機械拋光)工藝進行表面整平及通孔內(nèi)金屬的底端暴露，在此拋光過程中，往往造成金屬或金屬離子遷移，使器件產(chǎn)生漏電，導致產(chǎn)品失效。以上因素，導致了現(xiàn)有的硅基轉(zhuǎn)接板的封裝技術(shù)成本高、產(chǎn)品成品率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種封裝結(jié)構(gòu)簡單、封裝成本低、產(chǎn)品成品率高的硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基載體、絕緣層、再布線金屬層和保護層，
所述硅基載體的四周設(shè)置包封區(qū)域，所述包封區(qū)域與硅基載體的側(cè)面包封連接，所述絕緣層包括正面 絕緣層和背面絕緣層，所述再布線金屬層包括正面再布線金屬層和背面再布線金屬層，所述保護層包括正面保護層和背面保護層，
所述正面絕緣層設(shè)置在硅基載體和包封區(qū)域的正面，所述正面再布線金屬層選擇性地覆蓋在正面絕緣層上，所述正面保護層設(shè)置在正面再布線金屬層上，并于正面再布線金屬層上形成若干個正面保護層開口，
所述背面絕緣層設(shè)置在硅基載體和包封區(qū)域的背面，所述背面再布線金屬層選擇性地覆蓋在背面絕緣層下，所述背面保護層設(shè)置在背面再布線金屬層下，并于背面再布線金屬層下形成若干個背面保護層開口，
所述包封區(qū)域內(nèi)設(shè)置通孔，所述通孔內(nèi)填充金屬，所述正面再布線金屬層與背面再布線金屬層通過通孔內(nèi)金屬連接。所述包封區(qū)域與硅基載體的包封連接處呈臺階狀。所述通孔為單排或多排陣列。所述通孔的上端直達正面再布線金屬層的下表面，通孔的下端直達背面再布線金屬層的上表面。所述背面保護層開口內(nèi)設(shè)置錫球。
所述錫球成陣列排布。所述背面保護層開口內(nèi)設(shè)置頂端帶有錫帽的金屬柱。所述金屬柱成陣列排布。所述正面保護層開口內(nèi)設(shè)置金屬微凸點，所述金屬微凸點的頂端設(shè)置錫凸塊。所述金屬微凸點成陣列排布。本發(fā)明的有益效果是:
1、利用硅基轉(zhuǎn)接板四周的包封區(qū)域內(nèi)形成的通孔結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了電訊號傳遞與熱傳遞，很好地解決了硅通孔結(jié)構(gòu)的工藝問題及成本問題；
2、在包封區(qū)域上采用激光開孔結(jié)合化學鍍銅的方式形成通孔內(nèi)金屬，既降低了工藝操作的復(fù)雜性，也降低了產(chǎn)品成本，提升了產(chǎn)品良率和可靠性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的硅通孔孔壁波紋的示意圖。圖2為本發(fā)明一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)的實施例一的示意圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。圖4為本發(fā)明一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)的實施例二的示意圖。圖5為本發(fā)明一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)的實施例三的示意圖。圖中:
硅基載體I 包封區(qū)域2 正面絕緣層31 背面絕緣層32
正面再布線金屬層41 背面再布線金屬層42 正面保護層51 背面保護層52 錫球6 金屬柱7 錫帽8
金屬微凸點9 錫凸塊10。
具體實施例方式參見圖2至圖5，本發(fā)明一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基載體1、絕緣層、再布線金屬層和保護層。所述硅基載體I的四周設(shè)置包封區(qū)域2，包封區(qū)域2與硅基載體I的側(cè)面包封連接。包封區(qū)域2的材料為樹脂，通常為環(huán)氧類樹脂材料，內(nèi)含填充料，以減小樹脂材料與硅材料之間的熱膨脹系數(shù)差異較大的問題，提升結(jié)構(gòu)的熱機械可靠性。包封連接處可以呈臺階狀，利用單個或多個臺階增加包封料與硅基載體I之間的結(jié)合面積，從而提升包封區(qū)域2與硅基載體I的結(jié)合力，如圖2放大的示意圖所示。
所述絕緣層包括正面絕緣層31和背面絕緣層32，再布線金屬層包括正面再布線金屬層41和背面再布線金屬層42，所述保護層包括正面保護層51和背面保護層52。所述正面絕緣層31設(shè)置在硅基載體I和包封區(qū)域2的正面，所述正面再布線金屬層41選擇性地覆蓋在正面絕緣層31上，所述正面保護層51設(shè)置在正面再布線金屬層41上，并于正面再布線金屬層41上形成若干個正面保護層開口 511 ;所述背面絕緣層32設(shè)置在硅基載體I和包封區(qū)域2的背面，所述背面再布線金屬層42選擇性地覆蓋在背面絕緣層32下，所述背面保護層52設(shè)置在背面再布線金屬層42下，并于背面再布線金屬層42下形成若干個背面保護層開口 521。其中，正面再布線金屬層41與背面再布線金屬層42的具體層數(shù)可按照產(chǎn)品要求設(shè)置為一層或多層，通常的，正面再布線金屬層41為高密度布線層，即線寬/線距在5um以下。保護層材料通常包括氧化硅、氮化硅或樹脂類介電材料，不同再布線金屬層之間的介電材料可以相同，也可以不同。正面再布線金屬層41上形成的正面保護層開口 511和背面再布線金屬層42下形成的背面保護層開口 521，便于后續(xù)元件的連接，如圖2、圖4和圖5所示。正面保護層開口511內(nèi)可以設(shè)置頂端帶有錫凸塊10的金屬微凸點9，且金屬微凸點9成陣列排布。背面保護層開口 521內(nèi)設(shè)置錫球6，錫球6成陣列排布，如圖4所示，或設(shè)置頂端帶有錫帽8的金屬柱7，金屬柱7成陣列排布，如圖5所示。所述包封區(qū)域2內(nèi)設(shè)置單排或多排陣列的通孔21。所述通孔21內(nèi)填充金屬，通常的，填充金屬為電鍍銅。通孔21內(nèi)金屬的上端、下端分別與正面再布線金屬層41、背面再布線金屬層42連接，是硅基轉(zhuǎn)接板正/反面電訊號的連接通道，同時也是封裝結(jié)構(gòu)的散熱通
道之一。
權(quán)利要求
1.一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，包括硅基載體(I)、絕緣層、再布線金屬層和保護層， 其特征在于:所述硅基載體(I)的四周設(shè)置包封區(qū)域(2)，所述包封區(qū)域(2)與硅基載體(I)的側(cè)面包封連接，所述絕緣層包括正面絕緣層(31)和背面絕緣層(32 )，所述再布線金屬層包括正面再布線金屬層(41)和背面再布線金屬層(42)，所述保護層包括正面保護層(51)和背面保護層(52)， 所述背面絕緣層(32 )設(shè)置在硅基載體(I)和包封區(qū)域(2 )的背面，所述背面再布線金屬層(42)選擇性地覆蓋在背面絕緣層(32)下，所述背面保護層(52)設(shè)置在背面再布線金屬層(42)下，并于背面再布線金屬層(42)下形成若干個背面保護層開口(521)， 所述包封區(qū)域(2)內(nèi)設(shè)置通孔(21)，所述通孔(21)內(nèi)填充金屬，所述正面再布線金屬層(41)與背面再布線金屬層(42)通過通孔(21)內(nèi)金屬連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述包封區(qū)域(2)與硅基載體(I)的包封連接處呈臺階狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述通孔(21)為單排或多排陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述通孔(21)的上端直達正面再布線金屬層(41)的下表面，通孔(21)的下端直達背面再布線金屬層(42)的上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述背面保護層開口(521)內(nèi)設(shè)置錫球(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的一種娃基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu),其特征在于:所述錫球(6)成陣列排布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述背面保護層開口(521)內(nèi)設(shè)置頂端帶有錫帽(8)的金屬柱(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬柱(7)成陣列排布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述正面保護層開口(511)內(nèi)設(shè)置金屬微凸點(9)，所述金屬微凸點(9)的頂端設(shè)置錫凸塊(10)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬微凸點(9)成陣列排布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導體封裝技術(shù)領(lǐng)域。其包括硅基載體(1)、設(shè)置在硅基載體(1)四周的包封區(qū)域(2)、正面絕緣層(31)、背面絕緣層(32)、正面再布線金屬層(41)、背面再布線金屬層(42)、正面保護層(51)和背面保護層(52)，并分別依次設(shè)置在硅基載體(1)和包封區(qū)域(2)的正反面，所述包封區(qū)域(2)內(nèi)設(shè)置填充金屬的通孔(21)，所述正面再布線金屬層(41)與背面再布線金屬層(42)通過通孔(21)內(nèi)金屬連接。本發(fā)明硅基轉(zhuǎn)接板的封裝結(jié)構(gòu)簡單、封裝成本低、產(chǎn)品成品率高。
文檔編號H01L23/492GK103165561SQ20131006292
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者張黎, 賴志明, 陳棟, 陳錦輝 申請人:江陰長電先進封裝有限公司