一种高密度封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高密度封装结构，包括从下至上依次覆盖设置的保护层、粘结胶层、绝缘层、停止层以及绝缘树脂层；所述保护层中塑封有芯片，芯片上设置有芯片焊盘，所述粘结胶层涂覆在保护层上表面且覆盖芯片；所述绝缘层上开设有多个绝缘层窗口，绝缘层窗口内设置有与芯片焊盘电性连接的金属线路；所述停止层上开设有与绝缘层窗口相对应的停止层窗口，停止层窗口以及部分停止层上表面设置有与金属线路电性连接且封装于绝缘树脂层内的导电线路；所述绝缘树脂层上开设有多个绝缘树脂层窗口，绝缘树脂层窗口内设置有与导电线路电性连接的凸点下金属，所述凸点下金属上设置有与之电性连接且凸出于绝缘树脂层的焊球。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度封装结构
本技术涉及微电子行业基板封装
，特别是一种高密度封装结构。
技术介绍
芯片封装技术就是将内存芯片包裹起来，以避免芯片与外界接触，防止外界对芯片的损害的一种工艺技术。空气中的杂质和不良气体，乃至水蒸气都会腐蚀芯片上的精密电路，进而造成电学性能下降。不同的封装技术在制造工序和工艺方面差异很大，封装后对内存芯片自身性能的发挥也起到至关重要的作用。Flipchip又称倒装片，是在I/Opad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合此技术替换常规打线接合，逐渐成为未来的封装主流，当前主要应用于高时脉的CPU、GPU(GraphicProcessorUnit)及Chipset等产品为主。与COB相比，该封装形式的芯片结构和I/O端（锡球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整个芯片表面，故在封装密度和处理速度上Flipchip已达到顶峰，特别是它可以采用类似SMT技术的手段来加工，因此是芯片封装技术及高密度安装的最终方向。目前传统的芯片倒装封装方法是：基板→芯片倒装焊接→底填料填充→塑封；具体做法是是芯片采用倒装焊接至基板后，在芯片与基板间灌封液态底填料的方法完成封装，以增加可靠性。其主要问题是芯片和基板键合后，芯片和基板间隙很小，从芯片边缘涂覆底填树脂过程中，容易产生气泡。芯片尺寸越大，气泡越容易产生。由于基板和芯片间有大量的芯片焊球，底填料通过毛细现象填充基板以及芯片焊球形成的空隙，由于焊球的阻碍，底填料在不同焊球间流动，会形成空气腔，在固化后形成起泡。气泡会导致在后续高温回流过程中产生开焊，导致封装失效。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供了一种高密度封装结构，以解决芯片与基板间灌封液态底填料导致封装失效的问题，提高产品质量，节约生产成本。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案如下。一种高密度封装结构，包括从下至上依次覆盖设置的保护层、粘结胶层、绝缘层、停止层以及绝缘树脂层；所述保护层中塑封有芯片，芯片上设置有芯片焊盘，所述粘结胶层涂覆在保护层上表面且覆盖芯片；所述绝缘层上开设有多个绝缘层窗口，绝缘层窗口内设置有与芯片焊盘电性连接的金属线路；所述停止层上开设有与绝缘层窗口相对应的停止层窗口，停止层窗口以及部分停止层上表面设置有与金属线路电性连接且封装于绝缘树脂层内的导电线路；所述绝缘树脂层上开设有多个绝缘树脂层窗口，绝缘树脂层窗口内设置有与导电线路电性连接的凸点下金属，所述凸点下金属上设置有与之电性连接且凸出于绝缘树脂层的焊球。由于采用了以上技术方案，本技术所取得技术进步如下。本技术设计合理、结构新颖，芯片无需制作铜柱凸块，金属线路对接芯片焊盘的位置无需制作凸点下金属层，芯片贴片后芯片与金属线路之间无需采用底部填充工艺，使得本技术有效地避免了芯片与基板间灌封液态底填料导致封装失效的问题，且本技术封装厚度更薄，减少了工艺步骤，提高了成品率，降低了最终的成本。附图说明图1为本技术封装芯片的工艺流程步骤1的剖面图；图2为本技术封装芯片的工艺流程步骤2的剖面图；图3为本技术封装芯片的工艺流程步骤2的剖面图；图4为本技术封装芯片的工艺流程步骤3的剖面图；图5为本技术封装芯片的工艺流程步骤4的剖面图；图6为本技术封装芯片的工艺流程步骤5的剖面图；图7为本技术封装芯片的工艺流程步骤6的剖面图；图8为本技术封装芯片的工艺流程步骤7的剖面图；图9为本技术的剖面图。其中：1、载片，2、停止层，3、绝缘层，4、金属线路，5、粘结胶层，6、芯片，7、芯片焊盘，8、保护层，9、导电线路，10、绝缘树脂层，11、凸点下金属，12、焊球，13、光刻胶。具体实施方式下面将结合具体实施例对本技术进行进一步详细说明。一种高密度封装结构，结合图8所示，包括保护层8、粘结胶层5、绝缘层3、停止层2、绝缘树脂层10、芯片6、芯片焊盘7、粘结胶层5、金属线路4、导电线路9、凸点下金属11、和焊球12。保护层8、粘结胶层5、绝缘层3、停止层2、绝缘树脂层10从下至上依次覆盖设置。芯片6塑封在保护层8上，芯片6上设置有芯片焊盘7，芯片6上表面涂设有与覆盖在保护层8上表面相同的粘结胶层5，粘结胶层5将芯片6与绝缘层3牢固粘接；停止层2表面采用大马士革工艺（DamacsceneProcess）形成绝缘层3，绝缘层3上开设有多个绝缘层窗口，金属线路4设置在绝缘层窗口内；停止层2上开设有与绝缘层窗口相对应的停止层窗口，导电线路9设置在停止层窗口以及部分停止层2上表面，导电线路9同芯片焊盘7和金属线路4形成电性互联，导电线路9封装于绝缘树脂层10内；绝缘树脂层10上开设有多个绝缘树脂层窗口，凸点下金属11设置在绝缘树脂层窗口内，并与导电线路9电性连接；焊球12设置在凸点下金属11上，并与凸点下金属11电性连接，凸出于绝缘树脂层10。本技术封装芯片的工艺流程如下。1、在载片1表面形成停止层2，在停止层2表面采用大马士革工艺（DamacsceneProcess）形成绝缘层3和金属线路4，结合图1所示。载片1的材质可以为硅片、玻璃等；停止层2可以是金属、SiO2、SiN等类似材质的材料；绝缘层3可以是SiO2、SiN等类似材质的材料；金属线路4为铜、铝、银、镍、锡、金等金属或合金。2、芯片6通过粘结胶层5正面（芯片焊盘7面）朝下贴装（倒装，FlipChip）在绝缘层3和金属线路4表面，结合图2和图3所示。粘结胶层5可以预先涂敷在绝缘层3和金属线路4表面，也可以涂敷在芯片6的正面。3、在芯片6背面覆盖保护层8，同时保护层8将绝缘层3背面也覆盖住，结合图4所示。保护层8为有机树脂，可以添加填料（如SiO2、陶瓷粉、BaO等材料）来改善物理、化学性能或电器性能。4、去除载片1，将产品旋转180°，使漏出的停止层2面朝上，结合图5所示。去除载片1的方式包括机械磨抛、化学腐蚀、化学机械研磨、干法刻蚀等方法。5、在停止层2表面涂敷光刻胶13，通过光刻显影等方式形成图形，采用干法刻蚀、湿法腐蚀等工艺露出芯片焊盘7和部分金属线路4，结合图6所示。光刻胶13为有机感光材料。6、去除光刻胶13，通过溅射、光刻、显影、图形电镀等再布线的工艺，在停止层2表面和图5刻蚀区域形成导电线路9。导电线路9同芯片焊盘7和金属线路4形成电性互联，结合图7所示。导电线路9的材质可以为铜、铝、镍、铁、银、金等材质的金属或合金。7、在导电线路9的表面和停止层2的表面覆盖绝缘树脂层10，绝缘树脂层10表面形成有绝缘树脂层窗口，绝缘树脂层窗口露出导电线路9，结合图8所示。可以重复图7和图8工艺，形成多层导电线路9和绝缘树脂层10。绝缘树脂层10为感光性介质材料，主要成分包括苯并环丁烯（BCB）、环氧树脂、聚酰亚胺、苯酚等有机材料。8、在绝缘树脂层窗口处制作凸点下金属11，在凸点下金属11表面通过植球、印刷、激光焊球等工艺形成焊球12，焊球12同导电线路9形成互联，结合图9所示。凸点下金属11可以采用图形电镀、化学镀、印刷、溅射等工艺制得，凸点下金属11可以是单一金属、多层多种金属或合金。焊球12可以通过电镀、化学镀、印刷、植球等等工艺制得，焊球12可以为易于融化焊接的金属或合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密度封装结构，其特征在于：包括从下至上依次覆盖设置的保护层（8）、粘结胶层（5）、绝缘层（3）、停止层（2）以及绝缘树脂层（10）；所述保护层（8）中塑封有芯片（6），芯片（6）上设置有芯片焊盘（7），所述粘结胶层（5）涂覆在保护层（8）上表面且覆盖芯片（6）；所述绝缘层（3）上开设有多个绝缘层窗口，绝缘层窗口内设置有与芯片焊盘（7）电性连接的金属线路（4）；所述停止层（2）上开设有与绝缘层窗口相对应的停止层窗口，停止层窗口以及部分停止层（2）上表面设置有与金属线路（4）电性连接且封装于绝缘树脂层（10）内的导电线路（9）；所述绝缘树脂层（10）上开设有多个绝缘树脂层窗口，绝缘树脂层窗口内设置有与导电线路（9）电性连接的凸点下金属（11），所述凸点下金属（11）上设置有与之电性连接且凸出于绝缘树脂层（10）的焊球（12）。

【技术特征摘要】
1.一种高密度封装结构，其特征在于：包括从下至上依次覆盖设置的保护层（8）、粘结胶层（5）、绝缘层（3）、停止层（2）以及绝缘树脂层（10）；所述保护层（8）中塑封有芯片（6），芯片（6）上设置有芯片焊盘（7），所述粘结胶层（5）涂覆在保护层（8）上表面且覆盖芯片（6）；所述绝缘层（3）上开设有多个绝缘层窗口，绝缘层窗口内设置有与芯片焊盘（7）电性连接的金属线路（4）...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32