基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板。所述三基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板包括陶瓷衬底，陶瓷衬底内分布有多个通孔，通孔沿厚度方向贯穿所述陶瓷衬底，通孔内填充有导电材料而形成导电通道，导电通道的两端分别与分布在所述陶瓷衬底第一表面、第二表面的导电线路和/或功能模块、焊球电连接，所述第一表面与第二表面背对设置。本实用新型专利技术所提供的陶瓷基三维封装基板的绝缘性能好、热学性能匹配好，在高温下工作仍能保持非常良好的结构；本实用新型专利技术还可以在根据实际需求进行陶瓷的调制，更好的满足热学膨胀系数方面的匹配。

【技术实现步骤摘要】
基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板
本技术涉及一种三维集成封装转接板，特别涉及一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，属于机械

技术介绍
三维通孔技术是一项高密度封装技术，正在逐渐取代目前工艺比较成熟的引线键合技术，被认为是第四代封装技术。主要通过铜、钨、多晶硅等导电物质的填充，实现通孔的垂直电气互连。通孔技术可以通过垂直互连减小互联长度，减小信号延迟，降低电容/电感，实现芯片间的低功耗，高压通讯，增加宽带和实现器件集成的小型化。基于TSV技术的3D封装主要有以下几个方面优势：1)更好的电气互连性能，2)更宽的带宽，3)更高的互连密度，4)更低的功耗，5)更小的尺寸，6)更轻的质量。目前硅基三维封装机板还存在良率低、容易短路、器件容易损坏等方面的缺点；例如硅基底的三维封装基板，其制作工艺主要包括深硅刻蚀形成微孔，绝缘层/阻挡层/种子层的沉积，深孔填充，化学机械抛光，减薄、pad的制备及再分布线制备等工艺技术。以及，目前常用的硅基三维封装基板，主要通过刻蚀工艺形成通孔，然后利用薄膜沉积工艺制备绝缘层、阻挡层和种子层的淀积，结合电化学/化学工艺进行金属材料的填充，利用刻蚀和光刻的方式进行多余金属材料去除和再分布引线(RDL)电镀，再通过磨抛工艺进行晶圆减薄，最后进行晶圆/芯片对准、键合与切片。此种三维结构存在两方面的问题：一方面硅基材料本身是半导体，在进行减薄和抛光的时候，很容易造成硅材料和金属填充材料之间的短路；另一方面，硅材料的热膨胀系数和大多数的金属材料热膨胀系数差异较大，在电子器件工作器件，很容易因为热膨胀系数失配现象而导致器件失效。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，进而克服现有技术中的不足。为实现前述技术目的，本技术采用的技术方案包括：本技术实施例提供了一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，其包括陶瓷衬底，所述陶瓷衬底内分布有多个通孔，所述通孔沿厚度方向贯穿所述陶瓷衬底，所述通孔内填充有导电材料而形成导电通道，所述导电通道的两端分别与分布在所述陶瓷衬底第一表面、第二表面的导电线路和/或功能模块、焊球电连接，所述第一表面与第二表面背对设置。在一些较为具体的实施方案中，所述导电通道的长度略大于或等于所述陶瓷衬底的厚度。在一些较为具体的实施方案中，所述导电材料包括金、银、铜、镍中的任意一种或由两种以上的金属组成的合金，但不限于此。在一些较为具体的实施方案中，所述通孔的深度为50-1000μm。在一些较为具体的实施方案中，所述导电线路为再分布线。优选的，所述再分布线的厚度为50-5000nm。在一些较为具体的实施方案中，所述导电线路的材质包括金、铜、银、铝中的任意一种，但不限于此。在一些较为具体的实施方案中，所述焊球的直径为100-1000μm。在一些较为具体的实施方案中，所述焊球的材质包括金-锡，铜-锡、银-锡中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。本技术实施例还提供了一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板的制作方法，其包括：采用3D打印方式制作形成具有多个通孔的陶瓷坯体，将所述陶瓷坯体经烧结处理后形成具有多个通孔的陶瓷衬底，所述通孔沿厚度方向贯穿所述陶瓷衬底；在所述通孔内填充导电材料而形成导电通道；在所述陶瓷衬底的第一表面形成导电线路，并使所述导电线路与导电通道电连接；在所述陶瓷衬底的第二表面形成焊球，并使所述焊球与导电通道电连接，所述第一表面与第二表面背对设置。在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：提供一具有多个柱状结构的模具，并采用3D打印的方式在所述模具内打印陶瓷粉体，进而形成陶瓷坯体；将所述的陶瓷坯体与模具分离，获得具有多个通孔的陶瓷坯体，之后依次进行预烧结处理、二次烧结处理，从而获得具有多个通孔的陶瓷衬底；或者，对所述的陶瓷坯体进行预烧结处理，之后将陶瓷坯体与模具分离，获得具有多个通孔的陶瓷坯体，其后进行二次烧结处理，从而获得具有多个通孔的陶瓷衬底；或者，对所述的陶瓷坯体进行预烧结处理，使所述模具热分解而被去除，获得具有多个通孔的陶瓷坯体，其后进行二次烧结处理，从而获得具有多个通孔的陶瓷衬底；或者，对所述的陶瓷坯体依次进行预烧结处理、二次烧结处理，且使所述模具在二次烧结处理过程中热分解而被去除，从而获得具有多个通孔的陶瓷衬底。进一步的，所述模具包括一支撑板以及垂直设置在支撑板板面上的多个柱状结构。进一步的，所述预烧结处理的温度为300-700℃，所述二次烧结的温度为1000-1500℃。在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：先制作具有多个盲孔的陶瓷坯体或陶瓷衬底，之后对所述陶瓷坯体或陶瓷衬底进行减薄处理，以使所述盲孔的两端分别由陶瓷坯体或陶瓷衬底的第一表面、第二表面露出而形成所述的通孔。在一些较为具体的实施方案中，所述通孔或盲孔的深度为50-1000μm。在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：采用金属沉积的方式形成所述的导电通道。优选的，所述导电材料的材质包括金、银、铜、镍中的任意一种或由两种以上的金属组成的合金，但不限于此。在一些较为具体的实施方案中，所述导电通道的长度略大于或等于所述陶瓷衬底的厚度。在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：采用光刻、溅射中的任意一种方式形成所述的导电线路。在一些较为具体的实施方案中，所述导电线路为再分布线。优选的，所述再分布线的厚度为50-5000nm。在一些较为具体的实施方案中，所述导电线路的材质包括金、铜、银、铝中的任意一种，但不限于此。在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法包括：采用光刻、电镀、回流中的任意一种方式形成所述的焊球。在一些较为具体的实施方案中，所述焊球的直径为100-1000um。在一些较为具体的实施方案中，所述焊球的材质包括金-锡，铜-锡、银-锡中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。与现有技术相比，本技术的优点包括：1)本技术实施例提供的基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板制作工艺简单、绝缘性能好、热学性能匹配好；2)本技术采用陶瓷衬底，并通过陶瓷共烧工艺和微纳米加工工艺相结合，从而制作形成性能稳定的陶瓷基三维封装基板；3)本技术实施例提供的三维封装基板具有良好的电绝缘性能，在高温下工作仍能保持非常良好的结构；而且还可以在根据实际需求进行陶瓷的调制，更好的满足热学膨胀系数方面的匹配。附图说明图1是本技术一典型实施案例中一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板的结构示意图；图2是本技术一典型实施案例中一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板的制作工艺流程示意图；图3是本技术一典型实施案例中一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板的制作工艺流程结构示意图。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，其特征在于包括陶瓷衬底，所述陶瓷衬底内分布有多个通孔，所述通孔沿厚度方向贯穿所述陶瓷衬底，所述通孔内填充有导电材料而形成导电通道，所述导电通道的两端分别与分布在所述陶瓷衬底第一表面、第二表面的导电线路和/或功能模块、焊球电连接，所述第一表面与第二表面背对设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，其特征在于包括陶瓷衬底，所述陶瓷衬底内分布有多个通孔，所述通孔沿厚度方向贯穿所述陶瓷衬底，所述通孔内填充有导电材料而形成导电通道，所述导电通道的两端分别与分布在所述陶瓷衬底第一表面、第二表面的导电线路和/或功能模块、焊球电连接，所述第一表面与第二表面背对设置。


2.根据权利要求1所述的基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，其特征在于：所述导电通道的长度略大于或等于所述陶瓷衬底的厚度。


3.根据权利要求1所述的基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，其特征在于：所述通孔呈阵列分布在所述陶瓷衬底内。


4.根据权利要求1或3所述的基于陶瓷衬底的三维集成封装转接板，其特征在于：所述通孔的深度为50-1000μm。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑞，
申请(专利权)人：苏州甫一电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32