低翘曲应力的基板、制备方法、封装结构及电子产品技术

本发明专利技术公开了一种低翘曲应力的基板、制备方法、封装结构及电子产品。该基板包括中间芯层、导电通孔、第一表面介电层、第二表面介电层以及2N层金属层，其中N为正整数，第一表面介电层在中间芯层的第一表面，第二表面介电层在中间芯层的第二表面上，第一表面用于连接芯片，第二表面是中间芯层的与第一表面相对的表面，用于连接基板，第二表面介电层的热膨胀系数不同于第一表面介电层的热膨胀系数。本发明专利技术提供的基板可以避免因翘曲匹配导致的虚焊问题，提高了良品率。高了良品率。高了良品率。

【技术实现步骤摘要】
低翘曲应力的基板、制备方法、封装结构及电子产品


[0001]本专利技术涉及一种低翘曲应力的基板，同时也涉及一种该低翘曲应力的基板的制备方法，还涉及包括该低翘曲应力的基板的封装结构和电子产品，属于半导体封装


技术介绍

[0002]倒装（Flip Chip，简写为FC）技术是一种主流的先进封装技术。该技术是在芯片正面生长凸点（Bump），然后将芯片翻转过来使得凸点与基板倒装键合（FC Bond）完成互连。相比于传统的引线键合（Wire Bonding）互连方式，FC技术带来更多的IO接口数量，更好的电气、散热性能，因此在市场上广泛应用。目前，常见的倒装封装方式包含FCCSP（Flip Chip Scale Package）和FCBGA（Flip Chip Ball Grid Array）两种方式，其中FCCSP一般应用在具有小尺寸的裸芯片的产品中；而FCBGA一般用在具有大尺寸的裸芯片产品。FCCSP和FCBGA这两者在倒装键合过程中最大的特点是FCCSP是在基板条(Substrate strip)上进行键合（Bonding）作业，而FCBGA则是在将基板条切单后成为单个单元（Single Unit）上才进行键合作业。
[0003]虚焊是当前FC技术普遍存在的一种封装失效现象，其产生的原因非常复杂而多样，其中最为常见的一种原因是在倒装键合制程中芯片的翘曲和基板的翘曲不匹配，导致局部凸点焊接不上，或者焊接后因内应力较大而开裂。一般而言，芯片的正面布有金属层，芯片材料如Si、GaAs以及陶瓷基板材料等的热膨胀系数在3
×
10
‑6/K到7
×
10
‑6/K之间，金属层的热膨胀系数通常在10
×
10
‑6/K以上，远大于硅基材，因此在倒装键合芯片的回流焊制程中容易呈现出笑脸状翘曲（Smile Warpage），而基板通常受基板制程原因通常呈现哭脸状翘曲（Cry Warpage）；由此，芯片边缘的凸点就很容易形成虚焊（如图1所示）。
[0004]在专利号为ZL 200410063721.3的中国专利技术专利中，公开了一种一种防止翘曲的封装结构，包含复数个芯片以及加固构件。该复数个芯片是设置于该封装基板的上表面，而该加固构件是环绕固定于该芯片所对应的封装基板下表面的周围区域上。通过由该加固构件的设置与封胶，可以防止该芯片进行封胶制程（molding process）时于基板上所造成的翘曲应力。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种低翘曲应力的基板。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种低翘曲应力的基板的制备方法。
[0007]本专利技术所要解决的再一技术问题在于提供一种包括上述基板的封装结构。
[0008]本专利技术所要解决的又一技术问题在于提供一种包括上述基板的电子产品。
[0009]为实现上述技术目的，本专利技术采用以下的技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种低翘曲应力的基板，包括中间芯层、导电通孔、第一表面介电层、第二表面介电层以及2N层金属层，其中N为正整数，所述第一表面介电层在所述中间芯层的第一表面，所述第二表面介电层在所述中
间芯层的第二表面上，所述第一表面用于连接芯片，所述第二表面是所述中间芯层的与所述第一表面相对的表面，用于连接基板，所述第二表面介电层的热膨胀系数不同于所述第一表面介电层的热膨胀系数。
[0010]其中较优地，所述第二表面介电层的热膨胀系数大于所述第一表面介电层的热膨胀系数。
[0011]其中较优地，所述第一表面介电层至少包括第一介电层，所述第二表面介电层至少包括第二介电层，所述第二介电层和所述第一介电层的热膨胀系数不同。
[0012]其中较优地，所述第二介电层的热膨胀系数大于所述第二介电层的热膨胀系数。
[0013]其中较优地，所述第二介电层的热膨胀系数为所述第二介电层的热膨胀系数的1.3倍以上。
[0014]其中较优地，所述第二表面介电层的厚度，大于所述第一表面介电层的厚度。
[0015]其中较优地，所述第二表面介电层的厚度，比所述第一表面介电层的厚度增加5～25um。
[0016]其中较优地，所述2N层金属层中包括第一金属层和第三金属层，所述第一金属层形成在所述第一表面，所述第三金属层形成在所述第二表面，并且所述第一金属层和所述第三金属层通过所述导电通孔连接。
[0017]其中较优地，所述第一金属层的含铜量与所述第三金属层的含铜量不同。
[0018]其中较优地，所述2N层金属层中包括还包括第二金属层和第四金属层，所述第二金属层位于所述第一表面；所述第四金属层位于所述第二表面，所述第一金属层和所述第二金属层的含铜量之和，小于所述第三金属层和所述第四金属层的含铜量之和。
[0019]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种低翘曲应力的基板的制备方法，包括以下步骤：S1：在中间芯层的第一表面形成第一金属层，在第二表面形成第三金属层，并且形成贯通所述第一表面和所述第二表面的导电通孔，所述第二表面与所述第一表面相对；S2：利用层压工艺形成覆盖所述第二金属层的第一介电层和覆盖所述第三金属层的第二介电层，其中第一介电层的材料与第二介电层的材料具有不同热膨胀系数；S3：完成其他基板层次的加工及后续加工工艺。
[0020]其中较优地，所述第一金属层和所述第三金属层具有不同的铜含量。
[0021]根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种封装结构，其中包括上述低翘曲应力的基板，以及连接在所述基板上的芯片。
[0022]根据本专利技术实施例的第四方面，提供一种电子产品，其中包括上述低翘曲应力的基板。
[0023]与现有技术相比较，本专利技术通过在基板两侧采用具有不同热膨胀系数的介电层材料，以及在基板两侧采用铜含量不同的材料，使得基板在高温回流焊过程中容易呈现笑脸状翘曲或哭脸状翘曲，从而与裸芯片的笑脸状翘曲相匹配，避免因翘曲不匹配导致的虚焊问题。因此，本专利技术实施例提供的低翘曲应力的基板可以避免因翘曲匹配导致的虚焊问题，
提高了良品率。
附图说明
[0024]图1为芯片与基板的形变不同导致的虚焊示意图；图2为本专利技术第一实施例中，低翘曲应力的基板的结构示意图；图3为本专利技术第二实施例中，低翘曲应力的基板的结构示意图；图4为本专利技术第四实施例中，低翘曲应力的基板的制备方法的形成第一金属层和第三金属层的示意图；图5为本专利技术第四实施例中，低翘曲应力的基板的制备方法的层压步骤示意图；图6为本专利技术第四实施例中，低翘曲应力的基板的制备方法的后续步骤示意图；图7为本专利技术的第五实施例中，包括低翘曲应力的基板的封装结构的示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细具体的说明。
[0026]<第一实施例>如图2所示，本专利技术实施例提供的低翘曲应力的基板100，包括中间芯层（CCL本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲应力的基板，其特征在于包括中间芯层、导电通孔、第一表面介电层、第二表面介电层以及2N层金属层，其中N为正整数，所述第一表面介电层在所述中间芯层的第一表面，所述第二表面介电层在所述中间芯层的第二表面上，所述第一表面用于连接芯片，所述第二表面是所述中间芯层的与所述第一表面相对的表面，用于连接基板，所述第二表面介电层的热膨胀系数不同于所述第一表面介电层的热膨胀系数。2.如权利要求1所述的低翘曲应力的基板，其特征在于：所述第二表面介电层的热膨胀系数大于所述第一表面介电层的热膨胀系数。3.如权利要求2所述的低翘曲应力的基板，其特征在于：所述第一表面介电层至少包括第一介电层，所述第二表面介电层至少包括第二介电层，所述第二介电层和所述第一介电层的热膨胀系数不同。4.如权利要求3所述的低翘曲应力的基板，其特征在于：所述第二介电层的热膨胀系数大于所述第二介电层的热膨胀系数。5.如权利要求4所述的低翘曲应力的基板，其特征在于：所述第二介电层的热膨胀系数为所述第二介电层的热膨胀系数的1.3倍以上。6.如权利要求4所述的低翘曲应力的基板，其特征在于：所述第二表面介电层的厚度，大于所述第一表面介电层的厚度。7.如权利要求6所述的低翘曲应力的基板，其特征在于：所述第二表面介电层的厚度，比所述第一表面介电层的厚度增加5～25um。8.如权利要求1所述的低翘曲应力的基板，其特征在于：所述2N层金属层中包括第一金属层和第三金...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙建飞，刘二薇，宁世朝，白云芳，
申请(专利权)人：北京唯捷创芯精测科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：