[發明專利]一種基于電鑄技術的芯片封裝結構及其封裝方法

在審

• 申請號: 202111261660.1
• 申請日: 2021-10-28
• 公開（公告）號: CN113990763A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 劉凱;王盈瑩;羅燕;高求;羅江波;王立春;陳凱
• 申請（專利權）人: 上海航天電子通訊設備研究所
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48;H01L21/56;H01L23/31;H01L23/498
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種基于精密電鑄技術的芯片封裝方法。包括以下步驟：先選擇一基板并前處理，表面金屬化；接著根據電路版圖，在基板上芯片鍵合區域預制焊料；再根據電路版圖，制作芯片埋置掩膜，精密電鑄芯片埋置腔體；最后芯片鍵合、布線互連。本發明以精密電鑄技術實現芯片封裝位置與深度的精確控制，定位精度高,腔體尺寸與芯片尺寸匹配,并且埋置腔體底部預制焊料，有效解決芯片在不同材料基板內的低成本、高精度、高效率封裝問題。

技術領域

本發明屬于電子封裝技術領域，尤其涉及一種基于電鑄技術的芯片封裝結構及其封裝方法。

背景技術

隨著電子技術的飛速發展，微波組件的小型化、多功能、高速、高可靠已成為必然趨勢。微波組件的信號頻率可達幾十GHz,為了保持信號完整性,無法通過較長的鍵合引線和過多的互連通路進行組裝，而需要路徑更短并且阻抗匹配的互連，同時，組件內部集成度不斷提高，單位體積的功率密度不斷增加，導致芯片及時散熱困難。為確保組件的可靠性，一般將大功率芯片埋置集成在鏤空的、與芯片熱膨脹系數匹配的基板材料中,這樣既能縮短芯片與基板布線互連的長度,實現超薄封裝,還可以增加基板和芯片的直接接觸面積,使大量的芯片熱量通過基板散發出去,保證芯片在適當的溫度范圍內工作，尤其適合于高頻封裝領域。

芯片埋入的集成方式給芯片提供了一個高強度、高散熱、高隔離度的環境,有利于保護芯片，芯片埋入方式主要有埋入介質層和埋入基板兩種，埋入介質層是通過光刻、刻蝕、金屬化等典型薄膜工藝將芯片埋置于介質中進行互連，該方式成本較高、精度不易控制；埋入基板是通過對基板開槽,將芯片埋入基板腔體中,一般通過化學、機械、激光的方法對基板加工腔體，該方式對原材料和工藝要求較高，腔體一般為梯形結構，需考慮腔體底部尺寸與芯片尺寸的匹配問題，芯片定位精度較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于電鑄技術的芯片封裝結構及其封裝方法，可實現一種基于精密電鑄技術的多芯片埋置位置與深度精確控制的封裝。

為解決上述問題，本發明的技術方案為：

一種基于電鑄技術的芯片封裝方法，包括如下步驟：

S1：提供一表面拋光清洗后的基板，所述基板包括相對的第一表面和第二表面，于所述基板的第一表面進行金屬化制得金屬化層；

S2：根據電路版圖，在所述金屬化層的芯片貼裝區域處預制焊料層；

S3：于所述金屬化層及所述焊料層的上方制作芯片埋置掩膜，且所述芯片埋置掩膜繞所述焊料層的外周開設貫通所述芯片埋置掩膜的填充腔，所述芯片埋置掩膜的高度大于芯片厚度；

S4：于所述填充腔內電鑄金屬形成電鑄金屬層，去除光刻膠，所述電鑄金屬層的的高度與芯片厚度匹配，所述電鑄金屬層形成環繞所述焊料層的芯片埋置腔體；

S5：于所述芯片埋置腔體內鍵合芯片；

S6：采用薄膜工藝于所述金屬化層上形成BCB/Cu薄膜多層布線層。

S7：通過引線鍵合，互連芯片與所述第三層布線。

優選地，所述基板為金屬材料或者由金屬與非金屬的混合物構成的復合材料。

優選地，所述基板的厚度為0.2～0.5mm。

優選地，所述金屬化層為Cu、Ni、Pd及Au中的一種或多種的組合。

優選地，所述步驟S6進一步包括：

S61：在去除光刻膠的所述金屬化層上表面上旋涂BCB介質膜，靜置，光刻制作出BCB介質膜通孔，高溫氮氣氣氛下進行預固化；

S62：在預固化的所述BCB介質膜上薄膜沉積銅復合膜層，光刻形成銅薄膜導帶光刻圖形；

S63：采用濕法刻蝕制作出銅薄膜導帶，去除光刻膠；