[發(fā)明專利]一種2.5D封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910981691.0
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110676240A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉軍;曹立強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海先方半導(dǎo)體有限公司;華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/31;H01L21/56;H01L21/48;H01L21/60
• 代理公司: 31313 上海智晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張東梅

本發(fā)明公開了一種2.5D封裝結(jié)構(gòu)，包括：轉(zhuǎn)接板；導(dǎo)電硅通孔，所述導(dǎo)電硅通孔設(shè)置在貫穿所述轉(zhuǎn)接板的內(nèi)部；轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層，所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層電連接所述導(dǎo)電硅通孔；第一芯片，所述第一芯片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層的上方，并與所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層電連接；第二芯片，所述第二芯片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層的上方，并與所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層電連接；底填膠層，所述底填膠設(shè)置在所述第一芯片和或所述第二芯片的底部與所述正面重新布局布線層之間；正面塑封層，所述正面塑封層包覆所述第一芯片和所述第二芯片；轉(zhuǎn)接板背面金屬層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種2.5D封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)和InFO(Integrated Fan Out)是臺積電推出的2.5D封裝技術(shù)，也稱為晶圓級封裝。臺積電的2.5D封裝技術(shù)是把芯片封裝到硅轉(zhuǎn)接板上，并使用硅轉(zhuǎn)接板上的高密度走線進(jìn)行互聯(lián)。其中，CoWoS主要針對高端市場，互連線的數(shù)量、密度和封裝尺寸都比較大。InFO針對性價比市場，封裝尺寸較小，連線數(shù)量也比較少。

臺積電現(xiàn)有的CoWoS工藝主要有兩種方案，其中之一是先完成硅轉(zhuǎn)接板的制作，再進(jìn)行芯片的貼片、封裝(塑封)等工藝，該方案中需要用到多次的鍵合和拆鍵合制程，增加了鍵合膠殘留，降低了良率；另外一種方案是先完成硅轉(zhuǎn)接板正面工藝后進(jìn)行芯片貼片、封裝(塑封)等工藝，完成后再減薄轉(zhuǎn)接板，進(jìn)行轉(zhuǎn)接板背面工藝，該方案中需要克服的是塑封料和硅的膨脹系數(shù)不匹配的問題，很容易出現(xiàn)翹曲問題，引起制程缺陷和良率損失。

針對現(xiàn)有的CoWoS工藝存在的鍵合膠殘留以及晶圓翹曲等問題，本發(fā)明提出一種2.5D封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法，至少部分的克服了上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的CoWoS工藝存在的鍵合膠殘留以及晶圓翹曲等問題，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，提供一種2.5D封裝結(jié)構(gòu)，包括：

轉(zhuǎn)接板；

導(dǎo)電硅通孔，所述導(dǎo)電硅通孔設(shè)置在貫穿所述轉(zhuǎn)接板的內(nèi)部；

轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層，所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層電連接所述導(dǎo)電硅通孔；

第一芯片，所述第一芯片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層的上方，并與所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層電連接；

第二芯片，所述第二芯片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層的上方，并與所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層電連接；

底填膠層，所述底填膠設(shè)置在所述第一芯片和或所述第二芯片的底部與所述正面重新布局布線層之間；

正面塑封層，所述正面塑封層包覆所述第一芯片和所述第二芯片；

轉(zhuǎn)接板背面金屬層，所述轉(zhuǎn)接板背面金屬層電連接所述導(dǎo)電硅通孔，實(shí)現(xiàn)與所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層、所述第一芯片、所述第二芯片的電連接；

外接焊球，所述外接焊球設(shè)置在所述轉(zhuǎn)接板背面金屬層的外接焊盤上；以及

背面塑封層，所述背面塑封層包覆除所述外接焊球的所述轉(zhuǎn)接板的背面。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，該2.5D封裝結(jié)構(gòu)還包括第三芯片，所述第三芯片設(shè)置在所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層的上方，并與所述轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層電連接。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)接板為硅轉(zhuǎn)接板，其厚度為80微米至130微米。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接板正面重新布局布線層為單層或多層導(dǎo)電金屬層，并具有設(shè)置在同層金屬間和臨層金屬間的介質(zhì)層，其中最上次金屬層進(jìn)一步包括M個芯片焊盤，M≥2。