[發(fā)明專利]基于重布線技術(shù)的微系統(tǒng)組件堆疊方法

有效

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• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113517222B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋煒;王勇;孫彪;張興穩(wěn);高修立;張建民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七二三研究所
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/56;B81C1/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 岑丹

本發(fā)明公開了一種基于重布線技術(shù)的微系統(tǒng)組件堆疊方法，主要是通過重布線技術(shù)實現(xiàn)芯片引腳的重新配置和互聯(lián)，通過樹脂基料的涂覆，圖形光刻，刻蝕成形，導(dǎo)電種子層濺射，電鍍金屬膜成形，再次涂覆、光刻、刻蝕、濺射、電鍍的過程，重復(fù)多次，形成在樹脂基材上的多層線路分布，在樹脂基材內(nèi)部采用埋置帶通孔砷化鎵或者硅基通孔的芯片進行正反面布線實現(xiàn)連通。本發(fā)明采用重布線技術(shù)進行射頻信號的傳輸，對射頻信號的影響較小，適合寬帶射頻復(fù)雜系統(tǒng)的集成設(shè)計制造。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路的封裝技術(shù)，具體為一種基于重布線技術(shù)的微系統(tǒng)組件堆疊方法。

背景技術(shù)

隨著單片集成電路技術(shù)、新型電子材料和半導(dǎo)體工藝技術(shù)進步，應(yīng)用于有源相控陣收發(fā)變頻組件，高靈敏度接收機等軍用民用等需要的寬帶微波微系統(tǒng)組件精密集成化設(shè)計比過去面臨更多的挑戰(zhàn)：互聯(lián)點增加帶來越來越多的失配、同一面積內(nèi)功能器件密度增加面臨的裝配極限。

傳統(tǒng)的采用分立式微波器件、電路板和金屬殼體等構(gòu)成的傳統(tǒng)寬帶組件遠遠無法滿足要求集成化要求。而在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，一方面片上集成技術(shù)(SOC)受限于高成本，較長的開發(fā)上市時間和有限的集成功能也難以適應(yīng)寬帶組件的多種靈活性，另一方面采用硅基MEMS技術(shù)集成的微波微系統(tǒng)集成技術(shù)需要采用高精度的晶圓級設(shè)備的鍵合機和采用較復(fù)雜的TSV通孔成形工藝，受限于晶圓尺寸，批量生產(chǎn)成本極高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種基于重布線技術(shù)的微系統(tǒng)組件堆疊方法。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：一種基于重布線技術(shù)的微系統(tǒng)組件堆疊方法，具體步驟為：

S1：將芯片定位到預(yù)置平板上，在預(yù)置平板上設(shè)置密封圍框，并在密封圍框內(nèi)灌封樹脂材料成形，在設(shè)定溫度范圍內(nèi)固化樹脂材料，移去預(yù)置平板，完成多芯片模組芯片預(yù)置工作；

S2：在多芯片模組底面再次涂覆樹脂基材，在需要連通的芯片引腳位置刻蝕出通孔；

S3：采用電子束將金屬以離子態(tài)濺射到模組底部形成金屬層，并采用電鍍的方式將金屬層加厚，在刻蝕的通孔內(nèi)部加厚金屬化；

S4：用光刻工藝在多芯片模組底部金屬層上將需要的電路圖形用光刻膠覆蓋，光刻膠未覆蓋的金屬層用金屬腐蝕溶液去除；

S5：重復(fù)步驟S2～S4?N次，在多芯片模組底面形成N+1層電路結(jié)構(gòu)，完成單層微系統(tǒng)組件制作，N為自然數(shù)；

S6：用金絲球焊方式在單層微系統(tǒng)組件模組底部打上金球；

S7：在兩兩單層微系統(tǒng)組件間進行金球共晶焊接，完成多層微系統(tǒng)組件堆疊；

S8：在堆疊微系統(tǒng)組件底部植BGA錫球作為對外連接的引腳，完成整個微系統(tǒng)組件的堆疊。

優(yōu)選地，所述樹脂材料包括環(huán)氧樹脂、聚氨酯材料其中的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟S1中設(shè)定的溫度范圍為150度至200度。

優(yōu)選地，金屬層采用銅、鋁、鎳、銀或金材料的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟S6中的焊球采用金、錫、鉛、銀、鉍材料的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟S6用金絲球焊方式在單層微系統(tǒng)組件模組底部打上金球的具體方法為：通過在球焊機劈刀頭上用電擊的方式形成金球，用劈刀將金球壓到微系統(tǒng)組件底部焊點上，對刀頭施以一定的超聲波功率，產(chǎn)生微摩擦效應(yīng)將金球和微系統(tǒng)組件底部鍍金層間形成分子共晶層，完成金球植球焊接。

優(yōu)選地，步驟S7在兩兩單層微系統(tǒng)組件間進行金球共晶焊接的具體方法為：用共晶貼片機利用光學(xué)系統(tǒng)在Z軸方向上對準，將上下兩層單層微系統(tǒng)組件結(jié)合，施加一定的超聲功率，在結(jié)合面產(chǎn)生分子共晶層，結(jié)合完畢后采用低熱膨脹系統(tǒng)的密封膠水在結(jié)合面外圍進行灌封，保護焊點并加固結(jié)合強度，完成堆疊焊接。