[發明專利]一種轉接板正反兩面空腔嵌入芯片的方法

有效

• 申請號: 202010186930.6
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111293078B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 郁發新;馮光建;王志宇;張兵
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/50;H01L21/56;H01L21/60
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

本發明公開了一種轉接板正反兩面空腔嵌入芯片的方法，包括：轉接板采用具有雙SOI層的硅片，制作硅通孔，該硅通孔穿過第一層SOI層停在第二層SOI層，得到帶有硅通孔的硅片，之后電鍍金屬填充硅通孔，得到金屬填充后的硅片；然后在硅通孔開口面刻蝕凹槽，腐蝕凹槽中金屬柱，正反兩面形成空腔，得到雙面帶凹槽的轉接板；嵌入帶有焊錫的芯片，然后在該表面制作RDL互聯層，繼續刻蝕第二SOI層，使得填充硅通孔內的金屬柱一端露出，把帶有焊錫球的芯片嵌入，填充膠體固化，去除表面膠體。本發明通過制作一種轉接板，正反兩面都做凹槽，然后把芯片嵌入到凹槽中，實現一個轉接板正反兩面嵌入芯片的目的。

技術領域

本發明涉及芯片封裝技術領域，具體涉及一種轉接板正反兩面空腔嵌入芯片的方法。

背景技術

毫米波射頻技術在半導體行業發展迅速，其在高速數據通信、汽車雷達、機載導彈跟蹤系統以及空間光譜檢測和成像等領域都得到廣泛應用，預計2018年市場達到11億美元，成為新興產業。新的應用對產品的電氣性能、緊湊結構和系統可靠性提出了新的要求，對于無線發射和接收系統，目前還不能集成到同一顆芯片上(SOC)，因此，需要把不同的芯片包括射頻單元、濾波器、功率放大器等集成到一個獨立的系統中實現發射和接收信號的功能。

傳統封裝工藝把各種功能芯片和無源器件安裝在基板上，占用面積大，可靠性差，不能滿足封裝系統越來越小型化的趨勢，而基于標準硅工藝的三維異構封裝技術(系統級封裝SIP)運用TSV技術(硅通孔技術，Through Silicon Via，TSV)和空腔結構將不同襯底不同功能的芯片集成在一起，能在較小的區域內實現芯片的堆疊和互聯，大大減小了功能件的面積并增加了其可靠性，越來越成為該產業未來發展的方向。

射頻芯片需要對其底部進行散熱和接地互聯，這樣就要求芯片底部需要有TSV銅柱做接觸，特別是對于芯片底部帶焊球的結構，需要有相應的焊盤做焊接動作。另外對于雙層芯片結構的轉接板，一般都需要制作雙層轉接板，然后把不同的芯片嵌入到每層轉接板上，然后把轉接板進行晶圓級鍵合，流程復雜且成本較高。

發明內容

本發明提供了一種轉接板正反兩面空腔嵌入芯片的方法，通過制作一種轉接板，正反兩面都做凹槽，然后把芯片嵌入到凹槽中，實現一個轉接板正反兩面嵌入芯片的目的。

一種轉接板正反兩面空腔嵌入芯片的方法，包括以下步驟：

A：轉接板采用具有雙SOI(Silicon-On-Insulator,絕緣襯底上的硅)層的硅片，從轉接板的頂部到底部方向，雙SOI層為第一層SOI層和第二層SOI層，在轉接板的頂部向轉接板的底部制作硅通孔(TSV)，該硅通孔穿過第一層SOI層停在第二層SOI層，得到帶有硅通孔的硅片，之后電鍍金屬填充硅通孔(TSV)，得到金屬填充后的硅片；

B：在金屬填充后的硅片底部開凹槽，然后在硅通孔開口面刻蝕凹槽，腐蝕凹槽中金屬柱，正反兩面形成空腔，得到雙面帶凹槽的轉接板；

C：在雙面帶凹槽的轉接板的頂部凹槽內嵌入帶有焊錫的芯片，然后在該表面制作RDL互聯層，在雙面帶凹槽的轉接板的底部凹槽繼續刻蝕第二SOI層，使得填充硅通孔內的金屬柱一端露出，把帶有焊錫球的芯片嵌入到轉接板底部的凹槽，之后在頂部凹槽和底部凹槽的縫隙內填充膠體固化，去除表面膠體，得到雙面嵌有芯片的轉接板，完成轉接板正反兩面空腔嵌入芯片。

步驟(A)中，所述的硅通孔通過光刻，刻蝕工藝制作。所述的硅通孔(TSV)的孔直徑范圍在1um到1000um，深度在10um到1000um；

所述的電鍍金屬填充硅通孔(TSV)，具體包括：

(1)在帶有硅通孔的硅片上方沉積絕緣層，或者直接熱氧化形成絕緣層，在絕緣層上方制作種子層；