一种3D扇出型封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种3D扇出型封装结构，属于集成电路封装技术领域。所述3D扇出型封装结构包括硅基、n层重布线和若干个异构芯片；所述硅基正面沉积有截止层，背面刻蚀有TSG（Through Silicon Groove）凹槽和TSV硅通孔，所述TSG凹槽中埋有芯片；所述n层重布线与所述芯片的焊盘相连；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通过在硅基背面制作金属焊垫和通孔焊垫，大大增加了硅基单位面积的垂直互连密度，解决高密度I/O芯片三维扇出互连难题，增加了三维集成密度，制作方法简便，适合大规模量产使用。

A 3D fan out packaging structure

【技术实现步骤摘要】
一种3D扇出型封装结构
本技术涉及集成电路封装
，特别涉及一种3D扇出型晶圆级封装结构。
技术介绍
数字信号处理模块是电子产品的核心和大脑，基于高性能晶圆级封装的微系统技术是后摩尔时代（MoreMoore）的必然选择。微系统技术可以实现差异化异构功能芯片的高密度集成，这也加速和促进了电子器件微型化、智能化、多功能化和低功耗方向的发展。在后摩尔时代，从整个系统层面来看，如何把环环相扣的芯片供应链整合到一起，是未来发展的重心，封测也将扮演重要的角色。有了先进封装技术，半导体世界将会是另一番情形，这也让沉寂了三十年的封装技术成长起来。在这其中三维（3D）扇出型晶圆级封装由于可以实现差异化功能芯片集成，并且在高集成度的同时，最终封装尺寸减小，微系统组件性能提高。比较有代表性的就是英飞凌eWLB、台积电InFO和华天科技eSiFO。一般来说，要实现三维集成，就需要通孔技术，包括硅通孔（TSV）和树脂通孔（TMV）。随着芯片制造向着7nm制程甚至更小节距的方向发展，芯片的I/O数量越来越多，三维扇出中基体（包括硅基和树脂基）正背面互连的密度也越来越高，需要的通孔就会越来越多。为了保证基体正反面互连，就需要增加扇出面积或减小通孔的孔径，这就增加了封装尺寸或技术难度和制造成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种3D扇出型封装结构，通过在埋入的芯片底部制作能够实现硅基正反面互连的金属焊垫，增加3D扇出型封装正反面垂直互连I/O数量，解决现有的三维扇出集成封装中高密度垂直互连扇出面积大、工艺难度大且成本高的问题。为解决上述技术问题，本技术提供了一种3D扇出型封装结构，包括：硅基，所述硅基正面沉积有截止层，背面刻蚀有TSG凹槽和TSV硅通孔，所述TSG凹槽中埋有芯片；n层重布线，与所述芯片的焊盘相连；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，所述硅基背面依次形成有钝化层、第一层再布线和缓冲层；所述第一层再布线分布在所述硅基背面和所述TSV硅通孔中，所述TSG凹槽底部和所述TSV硅通孔底部分别形成有金属焊垫和通孔焊垫。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，所述缓冲层为无机材料的一种或几种，或高分子材料，其厚度在1μm以上；其中，所述无机材料包括SiO2、SiN和SiC；所述高分子材料包括树脂和聚酰亚胺材料。可选的，所述芯片通过永久粘结胶与所述缓冲层粘接，所述芯片为功能芯片或者互连芯片；所述功能芯片包括RF、FPGA、DSP、GPU和CPU；所述互连芯片包括桥芯片。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；所述TSV硅通孔直径在0.1μm以上，深度与TSG凹槽一致，数量不少于1个。在本技术提供的3D扇出型封装结构中，包括硅基、n层重布线和若干个异构芯片；所述硅基正面沉积有截止层，背面刻蚀有TSG凹槽和TSV硅通孔，所述TSG凹槽中埋有芯片；所述n层重布线与所述芯片的焊盘相连；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。本技术通过在硅基背面制作金属焊垫和通孔焊垫，大大增加了硅基单位面积的垂直互连密度，解决高密度I/O芯片互连难题，增加了三维集成密度，制作方法简便，适合大规模量产使用。附图说明图1是本技术提供的3D扇出型封装结构示意图；图2是硅基正面沉积截止层的示意图；图3是玻璃载板的示意图；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凹槽和TSV硅通孔示意图；图6是硅基背面制作钝化层和第一层再布线后示意图；图7是金属焊垫和通孔焊垫阵列的示意图；图8是硅基背面制作缓冲层并开口的示意图；图9是硅基背面埋入芯片示意图；图10是硅基背面填充干膜材料并开口示意图；图11是硅基背面制作n层再布线后示意图；图12是硅基背面倒装焊接异构芯片后示意图；图13是硅基背面塑封后示意图；图14是硅基正面拆除玻璃载板并刻蚀开口后示意图。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3D扇出型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。实施例一本技术还提供了一种3D扇出型封装结构，其结构如图1所示，包括硅基101、n层重布线108和若干个异构芯片，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，如SiO2、SiC和SiN等，其厚度不小于0.1μm，所述硅基101背面刻蚀有TSG凹槽和TSV硅通孔，所述TSG凹槽中埋有芯片301；所述n层重布线108与所述芯片301的焊盘304相连；若干个异构芯片（包括异构芯片302和异构芯片303），通过微凸点306焊接在所述n层重布线108上；所述异构芯片通过塑封料109塑封，所述塑封料109为树脂材料。具体的，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；所述TSV硅通孔直径在0.1μm以上，数量根据所述硅基101正面和背面互连密度决定，不少于1个。所述截止层102制作有开口，并形成有n层再布线115、阻焊层113和凸点114。具体的，请继续参阅图1，所述硅基101背面依次形成有钝化层104、第一层再布线105和缓冲层106；所述第一层再布线105分布在所述硅基101背面和所述TSV硅通孔中。优选的，所述钝化层104可以为无机材料的一种或几种，如SiO2、SiC和SiN等，也可以为高分子材料的钝化胶，所述钝化层104的厚度在0.1μm以上；所述缓冲层106为无机材料的一种或几种，包括SiO2、SiN、SiC等；也可以为高分子材料，包括树脂和聚酰亚胺材料，其厚度在1μm以上。具体的，所述芯片301通过永久粘结胶305与所述缓冲层106粘接，所述芯片301为功能芯片或者互连芯片；所述功能芯片包括RF、FPGA、DSP、GPU和CPU；所述互连芯片包括桥芯片。本技术提供的3D扇出型封装结构通过如下方法实现：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的材质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D扇出型封装结构，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凹槽和TSV硅通孔，所述TSG凹槽中埋有芯片（301）；/nn层重布线（108），与所述芯片（301）的焊盘（304）相连；/n若干个异构芯片，通过微凸点（306）焊接在所述n层重布线（108）上；/n所述截止层（102）制作有开口（110），并形成有n层再布线（115）、阻焊层（113）和凸点（114）。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D扇出型封装结构，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凹槽和TSV硅通孔，所述TSG凹槽中埋有芯片（301）；
n层重布线（108），与所述芯片（301）的焊盘（304）相连；
若干个异构芯片，通过微凸点（306）焊接在所述n层重布线（108）上；
所述截止层（102）制作有开口（110），并形成有n层再布线（115）、阻焊层（113）和凸点（114）。


2.如权利要求1所述的3D扇出型封装结构，其特征在于，所述硅基（101）背面依次形成有钝化层（104）、第一层再布线（105）和缓冲层（106）；所述第一层再布线（105）分布在所述硅基（101）背面和所述TSV硅通孔中，所述TSG凹槽底部和所述TSV硅通孔底部分别形成有金属焊垫和通孔焊垫。


3.如权利要求2所述的3D扇出型封装结构，其特征在于，所述钝化层（104）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。


4.如权利要求2所述的3D扇出型封装结构，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成迁，明雪飞，吉勇，
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