一种新型嵌入式封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种新型嵌入式封装结构及其制备方法；包括在封装互连第一基板设置第一微纳米材质导电层，第一微纳米材质导电层上制备第一微纳米材质贴片层，第一微纳米材质贴片层上设置芯片，第一微纳米材质导电层上还制备第一绝缘层，在第一绝缘层上制备第二微纳米材质导电层，第二微纳米材质导电层上制备第二微纳米材质贴片层，第二微纳米材质贴片层上制备第二互连基板，第二微纳米材质导电层上还制备第二绝缘层，获得嵌入式封装器件；上述方法可以有效解决嵌入式封装结构采用镀铜材料，与陶瓷的结合能力差，高低温循环工作时易出现分层失效，同时，不只嵌设芯片，其他电容电阻和控制单元也可嵌入，这可以解决元件之间的线路太长，导致寄生电感过大的技术问题。导致寄生电感过大的技术问题。导致寄生电感过大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型嵌入式封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及芯片封装结构
，尤其是涉及一种新型嵌入式封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体材料器件，具有开关速度快，关断电压高和耐高温能力强等优点，是支撑半导体产业自主创新发展和转型升级的关键助力。然而伴随SiC优异性而来的是在替换Si基器件时带来的芯片尺寸下降、功率密度升高、芯片结温升高等现象，这将导致整个模块的可靠性受到更大的挑战。为SiC器件适配新型芯片和基板间的互连材料，从而提升散热效率、增加模块可靠性对发挥SiC器件优异性能至关重要。
[0003]近年来，微纳米金属烧结技术因其低工艺温度、高导热、高机械可靠性等优点，使其在SiC封装中的应用前景受到广泛的关注。这其中最有代表性的是纳米银和纳米铜烧结技术。
[0004]目前常见的半导体封装从形式上分为两大类：表面贴装式和嵌入式。相比较表面贴装这传统封装技术，嵌入式封装具有直接接触芯片的优势，无需使用长导线或者焊料凸块，从而降低封装厚度、提升电气性能、提高散热性能、可实现无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型嵌入式封装结构的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将至少一个第一互连基板(1)通过嵌入方式嵌入至第一封装层(2)的下端面内，得到第一基板；对第一封装层(2)的上端面进行处理，使得第一封装层(2)上端面形成与第一互连基板(1)贯通的贯通孔(3)，在贯通孔(3)内对第一互连基板(1)的表面进行处理，使得第一互连基板(1)的金属表面部分裸露出，得到封装互连第一基板；在封装互连第一基板的上端面制备与第一互连基板(1)电性连接的第一微纳米材质导电层(4),第一微纳米材质导电层(4)上布设有第一绝缘线路(8)；在第一微纳米材质导电层(4)的芯片安装位上制备第一微纳米材质贴片层(5)；在第一微纳米材质贴片层(5)上贴装芯片(6)，通过互连工艺将芯片(6)与第一互连基板(1)电性连接；在第一微纳米材质导电层(4)上制备第一绝缘层(7)，第一绝缘层(7)围设第一微纳米材质贴片层(5)和芯片(6)的外围；根据设定的互连点位，通过打孔工艺对第一绝缘层(7)进行打孔，形成与第一微纳米材质导电层(4)连通的第二预制孔(9)，在第二预制孔(9)内填充金属导电材料；在第一绝缘层(7)和芯片(6)上制备第二微纳米材质导电层(10)，第二微纳米材质导电层(10)上布设有第二绝缘线路(11)，第二微纳米材质导电层(10)与芯片(6)通过第二预制孔(9)内的金属导电材料实现电性连接；在第二微纳米材质导电层(10)上设定位置制备第二微纳米材质贴片层(12)；在第二微纳米材质贴片层(12)上施加第二互连基板(13)，通过键合工艺，将第二互连基板(13)与第二微纳米材质贴片层(12)电性连接；在第二微纳米材质导电层(10)上制备第二绝缘层(14)，第二绝缘层(14)围设第二微纳米材质贴片层(12)和第二互连基板(13)的外围，第二互连基板(13)上端面与第二绝缘层(14)上端面平齐；根据设定的互连点位，在第二绝缘层(14)制备与第二微纳米材质导电层(10)连通的第四预制孔(15)，在第四预制孔内填充金属导电材料，获得嵌入式封装器件。2.根据权利要求1所述的新型嵌入式封装结构的制备方法，其特征在于：第一微纳米材质贴片层和第二微纳米材质贴片层的材质均采用微纳米金属互连材料制备；微纳米金属互连材料由微纳米金属颗粒和有机载体混合制备的微纳米膏体；微纳米金属颗粒的粒径为1nm
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500μm；有机载体包括树脂、醇类溶剂、触变剂、增稠剂、乳化剂和活性剂。3.根据权利要求2所述的新型嵌入式封装结构的制备方法，其特征在于：微纳米金属颗粒为铜、金、钯、银、铝、银钯合金、金钯合金、铜银合金、铜铟合金、铜银镍合金、铜银锡合金、铜银钛合金或铜铝合金、银包铜、锡包铜、有机物包覆铜或有机物包覆银颗粒中的一种；微纳米金属颗粒的形状为球形、类球形、片形、树枝形、线形、三角形、不规则形状中的至少一种。4.根据权利要求3所述的新型嵌入式封装结构的制备方法，其特征在于：微纳米金属颗粒为铜、铜银合金或银颗粒中的一种。
5.根据权利要求1所述的新型嵌入式封装结构的制备方法，其特征在于：互连工艺为压力辅助低温烧结互连工艺、无压低温烧结工艺、焊接工艺或借助借助超声、红外、电流等辅助工艺的互连工艺。6.根据权利要求5所述的新型嵌入式封装结构的制备方法，其特征在于：采用压力辅助低温烧结互连工艺；压力辅助低温烧结互连工艺包括预烧结处理工艺和正式烧结工艺；其中，预烧结处理工艺中的温度：100
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150℃，保温时间：30s
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90min，气氛：空气、氮气、真空、氢氩混合气、甲酸气氛中的一种；正式烧结工艺中温度：150℃
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300℃，保温时间：30s
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30min，辅助压力0MPa
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30MPa，气氛：空气、氮气、氩气、氢氩混合气、甲酸、真空中的一种。7.根据权利要求1所述的新型嵌入式封装结构的制备方法，其特征在于：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，叶怀宇，
申请(专利权)人：纳宇半导体材料宁波有限责任公司，
类型：发明
国别省市：