一种2.5D硅基转接板封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种2.5D硅基转接板封装结构，属于集成电路封装技术领域。所述2.5D硅基转接板封装结构包括硅基、n层重布线和若干个异构芯片；其中，所述硅基正面沉积有截止层，背面刻蚀有TSG凹槽并填充有高分子材料；所述硅基和所述高分子材料间形成有钝化层和第一层再布线，在TSG凹槽底部形成金属焊垫；所述n层重布线与所述第一层再布线相连；若干个异构芯片通过微凸点焊接在所述n层重布线上；所述截止层制作有开口，并形成有n层再布线、阻焊层和凸点。本实用新型专利技术能够实现无TSV通孔的2.5D硅基转接板制作，达到不同功能、制程异构芯片的三维集成封装，成本低，工艺简单，生产效率提高，适合大规模量产使用。

A packaging structure of 2.5D silicon-based adapter plate

【技术实现步骤摘要】
一种2.5D硅基转接板封装结构
本技术涉及集成电路封装
，特别涉及一种2.5D硅基转接板晶圆级封装结构。
技术介绍
目前，传统单一功能芯片封装已经不能满足电子产品集成化、微型化和智能化发展要求。通过扇出（如整合扇出型封装InFO和嵌入硅基板扇出型封装eSiFO）和转接板（如衬底上晶圆上芯片CoWoS和嵌入式多芯片互连桥接EMIB）等方式实现多功能芯片系统级集成封装越来越受到关注。这些先进封装技术的应用突破了晶圆制造的物理极限障碍，延续了摩尔定律。因此，通过重构晶圆扇出型封装和三维堆叠封装实现异构芯片系统级集成成为现阶段先进封装和高性能晶圆级封装的研发重点。在这其中，TSV（ThroughSiliconVias，硅通孔）互连是三维堆叠封装技术的基础，通过TSV垂直互连也是高密度集成封装的发展趋势。但是硅通孔TSV技术难度高，并且需要价格昂贵的刻蚀、电镀、沉积和化学机械研磨设备，一般封装厂难以承受。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种2.5D硅基转接板封装结构，通过制作TSG凹槽并在其底部形成金属焊垫，无需TSV通孔制作，完成硅基正反面的互连，以解决现有的三维集成封装中TSV硅通孔制作工艺难度大和成本高的问题。为解决上述技术问题，本技术提供了一种2.5D硅基转接板封装结构，包括：硅基，所述硅基正面沉积有截止层，背面刻蚀有TSG凹槽并填充有高分子材料；其中，所述硅基和所述高分子材料间形成有钝化层和第一层再布线，在TSG凹槽底部形成金属焊垫；n层重布线，与所述第一层再布线相连；若干个异构芯片，通过微凸点焊接在所述n层重布线上；所述截止层制作有开口，并形成有n层再布线、阻焊层和凸点。可选的，所述异构芯片通过塑封料塑封，所述塑封料为树脂材料。可选的，所述TSG凹槽的深度在1μm以上，凹槽角度θ为钝角，即90°<θ<180°，数量不少于1个。可选的，所述截止层的材质为无机材料的一种或几种，其厚度不小于0.1μm，所述无机材料包括SiO2、SiC和SiN。可选的，所述钝化层为无机材料的一种或几种，或高分子材料的钝化胶；其厚度不小于0.1μm，所述无机材料包括SiO2、SiC和SiN。可选的，所述金属焊垫的长、宽均在1μm以上，厚度在0.1μm以上，材质为金属材料的一种或几种；其中，所述金属材料包括Cu、Ni、Sn、Ag和Au。在本技术提供的2.5D硅基转接板封装结构中，包括硅基、n层重布线和若干个异构芯片；其中，所述硅基正面沉积有截止层，背面刻蚀有TSG凹槽并填充有高分子材料；所述硅基和所述高分子材料间形成有钝化层和第一层再布线，在TSG凹槽底部形成金属焊垫；所述n层重布线与所述第一层再布线相连；若干个异构芯片通过微凸点焊接在所述n层重布线上；所述截止层制作有开口，并形成有n层再布线、阻焊层和凸点。本技术能够实现2.5D硅基转接板制作，达到不同功能、制程异构芯片的三维集成封装，生产效率提高，适合大规模量产使用。附图说明图1是本技术提供的2.5D硅基转接板封装结构示意图；图2是硅基正面沉积截止层示意图；图3是玻璃载板结构示意图；图4是玻璃载板和硅基键合后示意图；图5是硅基背面刻蚀TSG凹槽并沉积钝化层后示意图；图6是硅基背面制作第一层再布线后示意图；图7是TSG凹槽底部形成的金属焊垫阵列俯视示意图；图8是TSG凹槽中填充高分子材料后制作n层重布线后意图；图9是硅基背面倒装焊接异构芯片后示意图；图10是异构芯片塑封后示意图；图11是在截止层刻蚀出开口后示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的一种2.5D硅基转接板封装结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。实施例一本技术提供了一种2.5D硅基转接板封装结构，其结构如图1所示，包括硅基101、n层重布线106和若干个异构芯片；具体的，所述硅基101正面沉积有截止层102，背面刻蚀有TSG凹槽并填充有高分子材料105；其中所述截止层102的材质为无机材料的一种或几种，其厚度不小于0.1μm，所述无机材料包括SiO2、SiC和SiN；所述TSG凹槽的深度在1μm以上，凹槽角度θ为钝角，即90°<θ<180°，数量不少于1个；所述硅基101和所述高分子材料105间形成有钝化层103和第一层再布线104，并在TSG凹槽底部型成金属焊垫110；所述钝化层103为无机材料的一种或几种，或高分子材料的钝化胶；其厚度不小于0.1μm，所述无机材料包括SiO2、SiC和SiN；所述n层重布线106与所述第一层再布线104相连；若干个异构芯片（包括异构芯片301和异构芯片302）通过微凸点303焊接在所述n层重布线106上。具体的，所述截止层102制作有开口，并形成有n层再布线112、阻焊层111和凸点113；所述异构芯片通过塑封料107塑封，所述塑封料107为树脂材料。本技术提供的2.5D硅基转接板封装结构通过如下方法制备：首先提供硅基101和玻璃载板。如图2所示，所述硅基101正面沉积有截止层102，所述截止层102的材质为无机材料的一种或几种，其厚度不小于0.1μm，所述无机材料包括SiO2、SiC和SiN；如图3所示，所述玻璃载板包括键合玻璃201和形成在所述键合玻璃201上的临时键合激光反应层202，所述键合玻璃201的厚度在不小于100μm；所述临时键合激光反应层202的厚度在不小于0.1μm。所述临时键合激光反应层202通过临时键合胶203与所述截止层102键合，如图4；所述临时键合胶203的厚度不小于1μm。接着请参阅图5，通过研磨或刻蚀工艺将硅基101背面减薄到目标厚度；使用干法刻蚀在所述硅基101背面刻蚀TSG凹槽114，所述TSG凹槽114大小根据硅基101正面、背面电性互连密度决定，深度在1μm以上，凹槽角度θ为钝角，即90°<θ<180°，数量不少于1个。所述TSG凹槽114刻蚀完成后，在硅基101背面沉积钝化层103，其中所述钝化层103为无机材料的一种或几种，或高分子材料的钝化胶；其厚度不小于0.1μm，所述无机材料包括SiO2、SiC和SiN；然后通过光刻、物理气相沉积、电镀和化镀工艺制备在硅基101背面制作第一层再布线104，如图6所示。在所述TSG凹槽114底部形成金属焊垫110，多个金属焊垫110组成阵列，如图7所示；优选的，所述金属焊垫110的长、宽均在1μm以上，厚度在0.1μm以上，材质为金属材料的一种或几种；其中，所述金属材料包括Cu、Ni、Sn、Ag和Au；如图8，用高分子材料105填充TSG凹槽114，在第一层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2.5D硅基转接板封装结构，其特征在于，包括：/n硅基（101），所述硅基（101）正面沉积有截止层（102），背面刻蚀有TSG凹槽并填充有高分子材料（105）；其中，所述硅基（101）和所述高分子材料（105）间形成有钝化层（103）和第一层再布线（104），在TSG凹槽底部形成金属焊垫（110）；/nn层重布线（106），与所述第一层再布线（104）相连；/n若干个异构芯片，通过微凸点（303）焊接在所述n层重布线（106）上；/n所述截止层（102）制作有开口，并形成有n层再布线（112）、阻焊层（111）和凸点（113）。/n

【技术特征摘要】
1.一种2.5D硅基转接板封装结构，其特征在于，包括：
硅基（101），所述硅基（101）正面沉积有截止层（102），背面刻蚀有TSG凹槽并填充有高分子材料（105）；其中，所述硅基（101）和所述高分子材料（105）间形成有钝化层（103）和第一层再布线（104），在TSG凹槽底部形成金属焊垫（110）；
n层重布线（106），与所述第一层再布线（104）相连；
若干个异构芯片，通过微凸点（303）焊接在所述n层重布线（106）上；
所述截止层（102）制作有开口，并形成有n层再布线（112）、阻焊层（111）和凸点（113）。


2.如权利要求1所述的2.5D硅基转接板封装结构，其特征在于，所述异构芯片通过塑封料（107）塑封，所述塑封料（107）为树脂材料。


3.如权利要求1所述的2.5D硅基转接板封装结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成迁，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：新型
国别省市：江苏;32