[發(fā)明專利]一種高硅鋁合金轉(zhuǎn)接板及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010002829.0
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111081674B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 高求;曹向榮;王立春;陳靖;趙涌;吳偉偉;羅燕;周義
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天電子通訊設備研究所
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/373;H01L23/14;H01L21/48;B22F7/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明公開了一種高硅鋁合金轉(zhuǎn)接板及其制備方法，該轉(zhuǎn)接板包括基板、連接柱陣列以及填充在所述連接柱陣列與所述基板的縫隙中的絕緣介質(zhì)層，所述連接柱陣列為由所述基板通過激光垂直通孔技術(shù)加工而成的，所述基板和所述連接柱陣列為高硅鋁合金，所述絕緣介質(zhì)層為玻璃介質(zhì)，所述連接柱陣列的連接柱與所述絕緣介質(zhì)層同軸，所述連接柱、所述玻璃介質(zhì)與所述基板具有同樣的高度。采用本發(fā)明提供的方法制備的轉(zhuǎn)接板結(jié)合界面牢固、可靠、氣密性好，由于盲孔中心連接柱本身具備導電性，可直接用于電氣互聯(lián)，可省去通孔金屬化過程，簡化了轉(zhuǎn)接板制備工藝流程，降低了轉(zhuǎn)接板制備的時間和成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高硅鋁合金轉(zhuǎn)接板及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)升級，電子產(chǎn)品不斷向高性能、小型化發(fā)展，電子封裝的互聯(lián)密度越來越大、尺寸越來越小，微組裝技術(shù)已經(jīng)由二維向三維發(fā)展。目前業(yè)界的前沿封裝技術(shù)包括以晶圓級封裝(WLCSP)和載板級封裝(PLP)為代表的2.1D封裝，以轉(zhuǎn)接板技術(shù)為核心的2.5D封裝，以及基于三維硅通孔(3D TSV)工藝在Z方向上進行芯片堆疊的3D封裝。

目前，由于3D TSV封裝工藝在設計、量產(chǎn)、測試及供應鏈等方面還不成熟，而且工藝成本較高，2.5D封裝是3D TSV技術(shù)成熟之前既經(jīng)濟又實用的封裝方案。轉(zhuǎn)接板是2.5D微組裝技術(shù)的核心。基于轉(zhuǎn)接板可同時實現(xiàn)多芯片、多模塊在同一轉(zhuǎn)接板上，以及轉(zhuǎn)接板與基板之間的異質(zhì)互聯(lián)，進而形成高密度、高速、功能集成、高可靠的綜合電子系統(tǒng)。

現(xiàn)有的有機基體轉(zhuǎn)接板與芯片之間存在熱膨脹系數(shù)不匹配，翹曲變形大等問題，難以實現(xiàn)高可靠、高密度互聯(lián)。而采用玻璃基體制備轉(zhuǎn)接板，存在通孔加工速率低、成本高等問題，常用的DRIE方法刻蝕玻璃通孔速率僅50nm/min，通孔形狀和尺寸局限大，難以實現(xiàn)高深寬比通孔制備，而且玻璃基體的導熱性差，玻璃基體轉(zhuǎn)接板在與大功率芯片互聯(lián)時，需要額外設計散熱結(jié)構(gòu)，成本高且不利于器件小型化。此外，傳統(tǒng)轉(zhuǎn)接板先制備出連接柱通孔再采用電化學等方法進行金屬化，工序繁雜，成本高。

因此，需要一種與芯片熱膨脹系數(shù)匹配的且工序簡單的轉(zhuǎn)接板。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種高效、高密度、高可靠、低成本的用于系統(tǒng)級封裝的高硅鋁合金轉(zhuǎn)接板及其制備方法。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種高硅鋁合金轉(zhuǎn)接板，包括基板、連接柱陣列以及填充在所述連接柱陣列與所述基板的縫隙中的絕緣介質(zhì)層，所述連接柱陣列為由所述基板通過激光垂直通孔技術(shù)加工而成的，所述基板和所述連接柱陣列為高硅鋁合金，所述絕緣介質(zhì)層為玻璃介質(zhì)，所述連接柱陣列的連接柱與所述絕緣介質(zhì)層同軸，所述連接柱、所述玻璃介質(zhì)與所述基板具有同樣的高度。

優(yōu)選地，所述連接柱的直徑為50～250μm，所述連接柱的中心距為300～600μm。

優(yōu)選地，所述絕緣介質(zhì)層的寬度為80～500μm。

本發(fā)明還提供了一種高硅鋁合金轉(zhuǎn)接板的制備方法，包括以下步驟：

S1：利用激光垂直通孔技術(shù)在高硅鋁合金基板上制備同軸連接柱盲孔陣列；

S2：在所述同軸連接柱盲孔陣列的盲孔縫隙中填充低溫玻璃粉料或漿料；

S3：采用玻璃燒結(jié)技術(shù)使高硅鋁合金基板與玻璃粉料或漿料之間鍵合；

S4：磨拋減薄所述步驟S3處理后的高硅鋁合金基板的上下表面，直至上下表面平整光潔且露出玻璃和連接柱復合體。

優(yōu)選地，所述同軸連接柱盲孔陣列中連接柱的直徑為50～250μm，所述連接柱的中心距為300～600μm。

優(yōu)選地，所述盲孔寬度為80～500μm，所述盲孔深度為500～800μm。