[實用新型]埋入硅基板扇出型封裝結構

有效

• 申請號: 201520597950.7
• 申請日: 2015-08-11
• 公開（公告）號: CN204885147U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 于大全
• 申請（專利權）人: 華天科技（昆山）電子有限公司
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/06;H01L23/18;H01L23/373
• 代理公司: 昆山四方專利事務所 32212
• 代理人: 盛建德;段新穎

技術領域

本實用新型涉及半導體封裝技術領域，具體是涉及一種埋入硅基板扇出型封裝結構。

背景技術

隨著芯片變得越來越小，I/O數越來越多，芯片級封裝已不能滿足I/O扇出的要求。扇出型圓片級封裝技術(FOWLP)是對圓片級芯片尺寸封裝技術的補充，通過再構圓片的方式將芯片I/O端口引出，在重構的包封體上形成焊球或凸點終端陣列，在一定范圍內可代替傳統的引線鍵合焊球陣列(WBBGA)封裝或倒裝芯片焊球陣列(FCBGA)封裝(<500I/Os)封裝結構，特別適用于蓬勃發展的便攜式消費電子領域。

FOWLP工藝在2008年就開始應用，主要是英飛凌無線(后來的英特爾的無線部門)的eWLB(EmbeddedWaferLevelBGA)技術，封裝代工主要在STATSChipPAC、NANIUM進行，主要應用是英特爾無線部門的基帶芯片封裝。隨著FOWLP工藝技術逐漸成熟，成本不斷降低，同時加上芯片工藝的不斷提升(基帶芯片和移動終端應用處理器芯片已經進入28nm量產)，FOWLP可能出現爆發性增長。為了實現成本降低將會朝著大面板尺寸的封裝工藝(PanelSizeFan-outWLP，PWLP)發展，并可能通過使用封裝基板工藝實現。

標準的eWLB工藝流程如下：首先在一個載片上貼膜，然后把芯片焊盤面朝下放置于膜上；使用圓片級注塑工藝，將芯片埋入到模塑料中；固化模塑料，移除載片。之后對埋有芯片的模塑料圓片進行晶圓級工藝。在芯片焊盤暴露的一側進行鈍化、金屬再布線、制備凸點底部金屬層，植球，最后切片完成封裝。

專利US20080308917與專利US2015003000使用聚合物等塑封材料包覆若干芯片，使芯片嵌入其中，再進行晶圓級工藝，該方法主要問題有以下幾點。首先，聚合物膠圓片的翹曲問題，使用硅或者玻璃載片可以幫助減少翹曲，但帶來臨時鍵合和拆鍵合復雜工藝。研發新型低翹曲模塑料，材料成本高。其次，對于10×10mm到12×12mm扇出封裝體，板級可靠性具有很大挑戰，特別是與溫度循環相關的測試，對于eWLB產品，板級連接后需要底部填充膠來提高可靠性。再次，對于使用聚合物膠圓片對產率具有很大影響。在注塑以及模塑料固化過程中芯片偏移是一個主要的工藝障礙。另一個要點是選擇再布線介質材料，因為重構圓片需要適應再布線工藝制程，標準的晶圓級介質不能直接應用。

專利CN104037133A公開了一種扇出封裝結構，該結構是在硅載板上開槽，芯片倒置于槽底，芯片焊盤電性通過線路引到硅載板表面；槽內用塑封材料填充，在塑封材料表面制作重布線金屬，將線路電性導出。該結構及制程十分復雜，成本較高。

為解決上述問題，需要開發新的扇出型方案，具有很好的工藝加工性，更好的可靠性，降低成本。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提出一種埋入硅基板扇出型封裝結構，采用硅基體取代模塑料作為扇出的基體，充分利用硅基體的優勢，能夠制作精細布線，利用成熟的硅刻蝕工藝，可以精確刻蝕孔、槽等結構；且散熱性能好。該封裝結構還可以取消圓片塑封，拆鍵合工藝，降低工藝難度，從而顯著降低成本，提高成品率。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種埋入硅基板扇出型封裝結構，包括一硅基體，所述硅基體具有第一表面和與其相對的第二表面，所述第一表面上形成有至少一個向所述第二表面延伸的凹槽，所述凹槽側面與底面垂直或接近垂直，所述凹槽內放置有至少一顆芯片，所述芯片的焊盤面與所述凹槽底面反向，且所述芯片的焊盤面接近所述第一表面；所述芯片底部與所述凹槽底部之間設有一層粘附層，所述芯片側面與所述凹槽的側壁之間具有間隙，該間隙內填充有第一介質層；所述芯片及所述第一表面上形成有第二介質層；所述第二介質層上形成有至少一層與所述芯片的焊盤連接的金屬布線，最外一層金屬布線上覆蓋有一層鈍化層，且該金屬布線上形成有用于植焊球的凸點下金屬層，所述鈍化層上開設有對應該凸點下金屬層的開口，所述凸點下金屬層上植有焊球或凸點；且至少有一個焊球或凸點及其對應的凸點下金屬層位于所述硅基體的第一表面上。

作為本實用新型的進一步改進，所述凹槽的側壁與所述芯片之間的距離大于1微米。

作為本實用新型的進一步改進，所述凹槽的槽底與所述硅基體的第二表面之間的距離大于1微米。

作為本實用新型的進一步改進，所述芯片的焊盤面和所述硅基體的第一表面之間的高度差小于50微米。

作為本實用新型的進一步改進，所述第一介質層的材料為聚合物膠。