降低翘曲应力的基板、封装结构、电子产品及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种降低翘曲应力的基板、封装结构、电子产品及制备方法。该基板包括：中间基层以及设置在中间基层的沟槽，中间基层的一面为芯片安装面，用于贴装芯片；与芯片安装面相对的另一面为背面，沟槽未贯穿中间基层。本发明专利技术所提供的基板在高温回流焊过程中能够与裸芯片呈现相匹配的翘曲，从而避免因翘曲的不匹配导致的虚焊问题。匹配导致的虚焊问题。匹配导致的虚焊问题。

【技术实现步骤摘要】
降低翘曲应力的基板、封装结构、电子产品及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种降低翘曲应力的基板，同时也涉及该基板的制备方法，还涉及包括该降低翘曲应力的基板的封装结构及电子产品，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]在申请号为201810916538.5的中国专利技术申请中，公开了一种用于减少基板单面烧结后翘曲变形的压板装置。该技术方案通过压板装置，利用驱动机构驱动上压板往下压，进而给基板施加压力，以减小单面基板烧结后翘曲变形量。类似地，现有技术均是通过使翘曲减小甚至消失这样的技术思想来避免基板翘曲带来的负面影响。实践证明，仅仅采取这些技术措施是远远不够的。

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降低翘曲应力的基板。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种上述基板的制备方法。
[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，提供一种降低翘曲应力的基板，包括中间基层以及设置在所述中间基层的沟槽，所述中间基层的一面为芯片安装面，用于贴装芯片；与所述芯片安装面相对的另
一面为背面，所述沟槽未贯穿所述中间基层。
[0010]其中较优地，所述沟槽位于所述芯片安装面，并且所述背面未设沟槽。
[0011]其中较优地，所述基板还包括：第一金属层、第三金属层、多个导电通孔以及沟槽，所述第一金属层位于所述中间基层的上表面；所述第三金属层位于所述中间基层的下表面；所述导电通孔贯穿所述中间基层，并且与所述第一金属层和所述第三金属层电连接，所述沟槽沿着切断玻璃纤维的水平方向贯通所述中间基层，并且位于所述导电通孔之间。
[0012]其中较优地，所述沟槽深度为中间基层的厚度的10%～65%。
[0013]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。
[0014]其中较优地，所述第三金属层的含铜量大于所述第一金属层的含铜量，并且所述第一金属层与所述沟槽在所述中间基层的同一侧。
[0015]其中较优地，所述基板还包括第一介电层、第二介电层、第二金属层、第四金属层、第一导电孔和第二导电孔，所述第一介电层和第二介电层分别位于所述中间基层的相对两面；所述第一金属层、第二金属层和所述第一导电孔位于所述第一介电层，并且所述第一导电孔连接所述第一金属层和第二金属层；所述第三金属层、第四金属层和所述第二导电孔位于所述第二介电层，并且所述第二导电孔连接所述第三金属层和第四金属层；所述第一金属层、所述第二金属层和所述第一导电孔的含铜量之和，不同于所述第三金属层、所述第四金属层和所述第二导电孔的含铜量之和。
[0016]其中较优地，所述第三金属层、所述第四金属层和所述第二导电孔的含铜量之和大于所述第一金属层、所述第二金属层和所述第一导电孔的含铜量之和，并且所述第一金属层、所述第二金属层和所述第一导电孔与所述沟槽在所述中间基层的同一侧。
[0017]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种上述基板的制备方法，包括以下步骤：S1：完成中间基层的上表面形成第二金属层，在下表面形成第三金属层，并且形成导电通孔；S2：避开所述导电通孔，在所述中间基层进行激光半切开槽，形成沟槽，所述沟槽沿着切断玻璃纤维的水平方向贯通所述中间基层；S4：完成后续基板加工工艺，得到如前述的基板。
[0018]在步骤S2和步骤S4之间还包括以下步骤：S3：利用阻焊材料完成覆盖第一金属层的第一介电层和覆盖第二金属层的第二介电层，并且在所述第一介电层上形成第三金属层，在所述第二介电层上形成第四金属层。
[0019]根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种封装结构，其中包括上述降低翘曲应力的基板。
[0020]根据本专利技术实施例的第四方面，提供一种电子产品，其中包括上述降低翘曲应力的基板。
[0021]与现有技术相比较，本专利技术通过在基板的一侧设计沟槽，并且优选的是调整基板两侧的铜含量，使得基板在高温回流焊过程中容易呈现笑脸状翘曲，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。也可以根据实际需要，使基板出现与裸芯片相匹配的哭脸状翘曲。
附图说明
[0022]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，降低翘曲应力的基板的结构示意图；图3为图1中的基板去掉第一介电层后的俯视示意图；图4为本专利技术第一实施例中，包括降低翘曲应力的基板的封装结构示意图；图5A～图5D为本专利技术第一实施例中，降低翘曲应力的基板的制备方法示意图；图6A为图2中的沟槽的一种实现方式示意图；图6B为图2中的沟槽的另一种实现方式示意图；图7A为本专利技术第四实施例中，具有两层金属结构的降低翘曲应力的基板的结构示意图；图7B为本专利技术第四实施例中，具有六层金属结构的降低翘曲应力的基板的结构示意图；图8为本专利技术第五实施例中，降低翘曲应力的基板的结构示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低翘曲应力的基板，其特征在于包括中间基层以及设置在所述中间基层的沟槽，所述中间基层的一面为芯片安装面，用于贴装芯片；与所述芯片安装面相对的另一面为背面，所述沟槽未贯穿所述中间基层。2.如权利要求1所述的降低翘曲应力的基板，其特征在于：所述沟槽位于所述芯片安装面，并且所述背面未设沟槽。3.如权利要求1所述的降低翘曲应力的基板，其特征在于还包括第一金属层、第三金属层、多个导电通孔以及沟槽，所述第一金属层位于所述中间基层的上表面；所述第三金属层位于所述中间基层的下表面；所述导电通孔贯穿所述中间基层，并且与所述第一金属层和所述第三金属层电连接，所述沟槽沿着切断玻璃纤维的水平方向贯通所述中间基层，并且位于所述导电通孔之间。4.如权利要求1～3中任意一项所述的降低翘曲应力的基板，其特征在于：所述沟槽深度为中间基层的厚度的10%～65%。5.如权利要求3所述的降低翘曲应力的基板，其特征在于：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。6.如权利要求5所述的降低翘曲应力的基板，其特征在于：所述第三金属层的含铜量，所述第一金属层的含铜量，前者减去后者的差值不为零；并且，所述第一金属层与所述沟槽在所述中间基层的同一侧。7.如权利要求3所述的降低翘曲应力的基板，其特征在于还包括第一介电层、第二介电层、第二金属层、第四金属层、第一导电孔和第二导电孔，所述第一介电层和第二介电层分别位于所述中间基层的相对两面；所述第一金属层、第二金属层和所述第一导电孔位于所述第一介电层，并且所述第一导电孔连接所述第一金属层和第二金属层；所述第三金属层、第四金属层和所述第二导电孔位于所述第二介电层，并且所述第二导电孔连接所述第三金属层和第四金...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙建飞，朱龙秀，李源梁，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：