【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅通孔型转接板的芯片封装结构的成形工艺，属于半导体封装。
技术介绍
1、目前，在2.5d/3d封装结构中，为了实现多芯片、小尺寸及高集成度的封装，往往采用硅通孔转接板（tsv interposer）在垂直方向上堆叠封装。如专利cn105428260公开了一种基于载体的扇出2.5d/3d封装结构的制造方法，如图1所示，在该堆叠结构中，硅通孔转接板缩短了芯片间的互连长度，降低了互连伴随的寄生电容和电感，因而缩短了信号传输延迟。
2、当前tsv interposer尺寸越来越大，因tsv interposer上侧设有emc（包封料），上下应力不均衡，堆叠后的封装结构的两头翘曲缺陷越来越大，难以控制；又由于使用临时键合方案，cmp（化学机械抛光技术）的时候tsv厚度不能做的很薄，倘若太薄，会因应力不均而造成破片或机械损伤，所以interposer的厚度仍然维持在100微米左右；随着tsv 孔需求越来越小，底部填充不良率随深度的增加直线上升，最常见缺陷就是空洞问题，导致封装结构在倒装至基板工艺过程的可靠性面临很大的挑战。
技术实现思路
1、为了克服现有封装工艺的不足，本专利技术提供一种更薄型的硅通孔型转接板的芯片封装结构的成形工艺，以降低封装结构的翘曲，并提高封装结构的可靠性。
2、本专利技术的技术方案如下:
3、本专利技术提供了一种硅通孔型转接板的芯片封装结构的成形工艺，工艺过程如下：
4、步骤一，通过晶圆级工艺制作硅通孔型
5、步骤二，采用bumping（凸块制造技术）工艺，在载体晶圆的正面制作微金属凸块，所述微金属凸块与硅通孔型转接板单体的微转接结构一一对应；
6、步骤三，硅通孔型转接板单体依次与载体晶圆倒装焊接并塑封，再减薄所述硅通孔型转接板单体的背面；
7、步骤四，采用晶圆级扇出工艺在硅通孔型转接板单体上封装若干个芯片，所述芯片为单颗裸芯片或多颗裸芯片，或单组多层堆叠芯片组件，或若干组多层堆叠芯片组件，或裸芯片与多层堆叠芯片的组合；
8、步骤五，进一步减薄载体晶圆侧，露出硅通孔型转接板单体的微金属柱顶端面；
9、 步骤六，所述硅通孔型转接板单体的微金属柱顶端面设置bga（ball gridarray，全称：球栅阵列结构）焊球ii；
10、步骤七，划片成复数颗硅通孔型转接板的芯片封装结构单体。
11、进一步地，步骤一中，所述通过晶圆制作硅通孔型转接板单体，具体工艺如下：
12、 步骤1.1采用传统tsv 转接板工艺在晶圆正面形成未贯穿晶圆的硅通孔阵列，其硅通孔呈盲孔状，硅通孔内电镀金属铜，形成铜柱，晶圆正面先覆盖pi（polyimide，全称：聚酰亚胺）层i并开pi窗口，再采用再布线工艺制作金属再布线层i，金属再布线层i往下通过pi窗口与硅通孔内的铜柱电信连接，往上在其最顶层制作输出焊盘i；
13、步骤1.2，采用bumping（凸块制造技术）工艺，在金属再布线层i的输出焊盘i上制作为微金属柱，微金属柱顶端面设置临时焊料层；
14、步骤1.3，采用cmp磨片工艺将晶圆减薄，再划片成复数颗硅通孔型转接板单体。
15、进一步地，所述微金属凸块的截面尺寸≥微金属柱的截面尺寸。
16、进一步地，步骤三中，所述硅通孔型转接板单体依次与载体晶圆倒装焊接并塑封，再减薄硅通孔型转接板单体的背面，具体如下：
17、步骤3.1，硅通孔型转接板单体依次倒装到载体晶圆的正面，通过临时焊料层使微金属柱与微金属凸块进行焊接；
18、步骤3.2，硅通孔型转接板单体与载体晶圆之间采用底填料填充工艺进行底部填充形成填充层i；
19、步骤3.3，在载体晶圆上面采用包封料整体塑封硅通孔型转接板单体，形成包封层ii；
20、步骤3.4，采用cmp磨片工艺减薄包封层ii和硅通孔型转接板单体的背面，至硅通孔型转接板单体的底部金属铜露出。
21、进一步地，步骤3.4中，减薄后的所述硅通孔型转接板单体的厚度为20±2微米。
22、进一步地，步骤四中，采用晶圆级扇出工艺在硅通孔型转接板单体上封装若干个芯片，具体如下：
23、 步骤4.1，采用干法刻蚀（dry etch）工艺刻蚀硅通孔型转接板单体，使硅通孔内的铜柱的裸露高度为h，形成刻蚀面i；
24、步骤4.2，在刻蚀面覆盖pi层ii；
25、 步骤4.3，再次采用干法刻蚀（dry etch）工艺刻蚀pi层ii形成刻蚀面ii露出硅通孔内的铜柱顶端面，或者采用cmp磨片工艺露出硅通孔内的铜柱顶端面；
26、步骤4.4，在刻蚀面ii覆盖金属再布线层ii，金属再布线层ii一端与硅通孔内的铜柱电信连接，另一端在其最顶层制作输出焊盘ii；
27、步骤4.5，将准备好的复数个所述芯片采用倒装工艺，依次倒装至金属再布线层ii的输出焊盘ii，使芯片与金属再布线层ii电信连接；
28、步骤4.6，采用底部填充工艺，将芯片底部和芯片之间进行填充形成填充层ii，通过填充料增强芯片与金属再布线层ii的固连强度；
29、步骤4.7，在载体晶圆上面采用包封料整体包封所有芯片，形成包封层iii；
30、步骤4.8，采用cmp磨片工艺减薄包封层iii，形成cmp磨片工艺面，露出芯片的背面。
31、进一步地，步骤4.5中，所述芯片采用倒装工艺，具体为：所述单颗裸芯片倒装在硅通孔型转接板单体上，或者多颗裸芯片分别倒装在硅通孔型转接板单体上，或者单组多层堆叠芯片组件分别倒装在硅通孔型转接板单体上，或者若干组多层堆叠芯片组件分别倒装在硅通孔型转接板单体上，或者裸芯片与多层堆叠芯片的组合分别倒装在硅通孔型转接板单体上。
32、进一步地，步骤4.1中，所述硅通孔内的铜柱露出硅通孔型转接板单体，其裸露高度为h为5±2微米。
33、进一步地，所述芯片的正面设置bga焊球i或设置芯片下金属凸块及bga焊球i。
34、进一步地，步骤五中，所述进一步减薄载体晶圆侧，露出硅通孔型转接板单体的微金属柱顶端面,具体工艺如下：
35、上下翻转上述步骤四中的封装晶圆，采用cmp磨片工艺封装晶圆的背面，去掉载体晶圆、微金属凸块和临时焊料层，直至露出微金属柱顶端面。
36、有益效果
37、本专利技术提出一种硅通孔型转接板的芯片封装结构的成形工艺，采用载体晶圆、微转接结构、底填料、包封料作为支撑，上下磨片工艺可以把硅通孔型转接板单体的厚度做到很薄，大约20微米，从而使得硅通孔型转接板单体得到更高的性能，更小的损耗，形成更薄型的硅通孔转接板的芯片封装结构；
38、在硅通孔型转接板单体的上下均设置包封料结构，通过材料特性，可以平衡该本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硅通孔型转接板的芯片封装结构的成形工艺，工艺过程如下，
2.根据权利要求1所述的成形工艺，其特征在于，步骤一中，所述通过晶圆制作硅通孔型转接板单体，具体工艺如下：
3.根据权利要求2所述的成形工艺，其特征在于，所述微金属凸块的截面尺寸≥微金属柱的截面尺寸。
4.根据权利要求2或3所述的成形工艺，其特征在于，步骤三中，所述硅通孔型转接板单体依次与载体晶圆倒装焊接并塑封，再减薄硅通孔型转接板单体的背面，具体如下：
5.根据权利要求4所述的成形工艺，其特征在于，步骤3.4中，减薄后的所述硅通孔型转接板单体的厚度为20±2微米。
6.根据权利要求4所述的成形工艺，其特征在于，步骤四中，采用晶圆级扇出工艺在硅通孔型转接板单体上封装若干个芯片，具体如下：
7.根据权利要求6所述的成形工艺，其特征在于，步骤4.5中，所述芯片采用倒装工艺，具体为：所述单颗裸芯片倒装在硅通孔型转接板单体上，或者多颗裸芯片分别倒装在硅通孔型转接板单体上，或者单组多层堆叠芯片组件分别倒装在硅通孔型转接板单体上，或者若干组多层堆叠芯片组件分
8.根据权利要求6所述的成形工艺，其特征在于，步骤4.1中，所述硅通孔内的铜柱露出硅通孔型转接板单体，其裸露高度为h为5±2微米。
9.根据权利要求7所述的成形工艺，其特征在于，所述芯片的正面设置BGA焊球I或设置芯片下金属凸块及BGA焊球I。
10.根据权利要求6所述的成形工艺，其特征在于，步骤五中，所述进一步减薄载体晶圆侧，露出硅通孔型转接板单体的微金属柱顶端面,具体工艺如下：
...【技术特征摘要】
1.一种硅通孔型转接板的芯片封装结构的成形工艺，工艺过程如下，
2.根据权利要求1所述的成形工艺，其特征在于，步骤一中，所述通过晶圆制作硅通孔型转接板单体，具体工艺如下：
3.根据权利要求2所述的成形工艺，其特征在于，所述微金属凸块的截面尺寸≥微金属柱的截面尺寸。
4.根据权利要求2或3所述的成形工艺，其特征在于，步骤三中，所述硅通孔型转接板单体依次与载体晶圆倒装焊接并塑封，再减薄硅通孔型转接板单体的背面，具体如下：
5.根据权利要求4所述的成形工艺，其特征在于，步骤3.4中，减薄后的所述硅通孔型转接板单体的厚度为20±2微米。
6.根据权利要求4所述的成形工艺，其特征在于，步骤四中，采用晶圆级扇出工艺在硅通孔型转接板单体上封装若干个芯片，具体如下：
7.根据权利要求6所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张黎，郭洪岩，张宇锋，龚嘉明，
申请(专利权)人：浙江禾芯集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：
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