一种多芯片的三维封装结构及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种多芯片的三维封装结构及其封装方法，先在衬底正面和背面形成多个用于封装芯片的空腔结构，再在衬底上形成互连贯穿的通孔结构，然后在空腔结构内及互连贯穿的通孔结构中形成扩散阻挡层和种子层及互连层，最后将芯片封装在空腔结构内，将盖板密封键合在衬底正面和背面。该方法能够很好的实现多芯片的三维结构的封装。制得的多芯片三维封装结构中，多个芯片之间可通过互连贯穿的通孔结构及互连层进行电学连接，不仅实现了对器件芯片的机械保护、电连接和气密性，也实现了不同芯片之间的能源传递和信号的变换，具有较强的机械性能、良好的电气性能、散热性能和化学稳定性，还能实现较薄的封装结构，具有良好的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种多芯片的三维封装结构及其封装方法


[0001]本专利技术属于芯片封装
，具体为一种多芯片的三维封装结构及其封装方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路工艺节点尺寸的减小以及后摩尔时代的来临，封装已承担起越来越多的集成化、多元化、规模化的功能，尤其当集成电路持续向小型化、轻薄化方向发展的需求，封装对集成电路的可靠性也越来越重要。
[0003]另外，针对一些MEMS器件，其检测信号往往比较微弱，需要减小传输损耗，进行微封装。其中的电路部分往往需要气密封装，因为气密封装能给芯片提供气密环境，减少了恶劣环境中的酸性气体、水汽、灰尘等对微机构的腐蚀和破坏。
[0004]现有的封装结构要么是在衬底上进行三维堆叠封装，其整体封装厚度较厚，为了降低封装厚度，只能尽量对芯片的厚度进行减薄，但芯片减薄后其应力较大，容易卷曲。要么进行埋入式的封装。而埋入式封装往往在有机基板材料上利用基板加工工艺进行。而基板加工工艺尺寸往往达不到晶圆加工工艺尺寸的要求，只能做一些尺寸较大的器件。针对先进芯片的埋入式封装则存在难度。另外，在一些MEMS的气密本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多芯片的三维结构封装方法，其特征在于，包括以下步骤：1）、准备衬底材料；在衬底正面进行光刻胶的涂覆，未涂覆光刻胶区域的衬底曝光后形成曝光区域，曝光区域的位置和数量对应将要封装在衬底正面的芯片位置和数量；2）、去除衬底正面的光刻胶，然后在衬底背面进行光刻胶涂覆，衬底背面未涂覆光刻胶的区域曝光后形成曝光区域，衬底背面曝光区域的位置和数量对应将要封装在衬底背面的芯片位置和数量；3）、去除衬底背面的光刻胶，然后将衬底置于高温环境中进行烧结处理，再用氢氟酸溶液对烧结后的图形进行刻蚀，即将衬底正面和背面的曝光区域变为空腔结构；4）、在衬底上再次涂覆光刻胶，使衬底正面的空腔结构和衬底背面的空腔结构之间形成曝光区域，再经高温烧结处理和氢氟酸溶液腐蚀掉曝光区域，形成互连贯穿的通孔结构，将衬底正面的空腔结构和背面的空腔结构连通；5）、在衬底正面和背面的空腔结构表面及互连贯穿的通孔结构表面形成扩散阻挡层和种子层；再在扩散阻挡层和种子层表面形成互连层；6）、在空腔结构内的互连层表面进行光刻胶涂覆、曝光和显影，其中光刻胶的涂覆位置为芯片封装在空腔结构中时芯片上的信号端口结构的连接位置，以及互连贯穿的通孔结构的两端；然后去除光刻胶涂覆区域之外的扩散阻挡层和种子层以及互连层；再去除剩余的互连层上的光刻胶；7）、在衬底正面进行芯片的贴装，然后在衬底正面进行盖板密封键合；再在衬底背面进行芯片贴装，最后在衬底背面进行盖板密封键合，即得到多芯片的三维封装结构。2.根据权利要求1所述的多芯片的三维结构封装方法，其特征在于：所述步骤5）中用物理气相沉积、溅射或化学镀的方法形成扩散阻挡层和种子层。3.根据权利要求1所述的多芯片的三维结构封装方法，其特征在于：所述步骤5）中用电镀铜的方法形成互连层；或者填充导电物质形成互连层，所述导电物质为导电胶、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种任意比例的混合物。4.根据权利要求1所述的多芯片的三维结构封装方法，其特征在于：所述步骤7）中盖板密封键合的方式为胶粘接、阳极键合或玻璃键合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：江苏信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：