[發(fā)明專利]一種降低翹曲的芯片級(jí)封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210328945.0
• 申請(qǐng)日: 2022-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN114420676B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁曉春;李宗懌;梁新夫;倪洽凱;郝俊峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長電集成電路（紹興）有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/552
• 分類號(hào): H01L23/552;H01L23/00;H01L23/49;H01L23/538;H01L21/48;H01L21/768
• 代理公司: 重慶中之信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50213
• 代理人: 梁欣

本發(fā)明公開了一種降低翹曲的芯片級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，包括：金屬基層以及位于所述金屬基層上的芯片封裝體；在所述金屬基層上的所述芯片封裝體周圍還設(shè)有環(huán)繞所述芯片封裝體的導(dǎo)電線，所述導(dǎo)電線上設(shè)有延伸到所述芯片封裝體上表面的外延結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還公開了一種降低翹曲的芯片級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的制備方法。本發(fā)明通過金屬基層以及具有外延結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線組成包封箍結(jié)構(gòu)對(duì)芯片封裝體進(jìn)行包封，能夠在發(fā)生翹曲時(shí)對(duì)芯片封裝體形成較好的保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種降低翹曲的芯片級(jí)封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，芯片級(jí)封裝工藝中，芯片經(jīng)過底部填充膠的填充工藝，以及該芯片封裝單元經(jīng)過塑封料包封工藝，由于芯片封裝體中存在多種CTE（Coefficent of ThermalExpansion, 熱膨脹系數(shù)）不匹配的封裝材料，因此在芯片的熱處理工藝、可靠性測(cè)試、芯片產(chǎn)品服役過程中，很容易造成因封裝材料CTE失配所導(dǎo)致的翹曲現(xiàn)象，這種翹曲會(huì)造成芯片的一系列可靠性問題，比如：（1）芯片I/O引腳與金屬布線層或封裝基板或PCB板上焊盤的脫焊；（2）芯片塑封層邊緣與金屬布線層或封裝基板或PCB板的分層。由此可見，芯片封裝體的翹曲問題是制約芯片可靠性及其服役壽命的關(guān)鍵瓶頸，而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的研發(fā)廠商也通過各種材料改進(jìn)方案來調(diào)節(jié)封裝材料的CTE來降低上述的失配現(xiàn)象，或是通過封裝結(jié)構(gòu)的局部改進(jìn)來降低所述的CTE失配程度。但這些方案對(duì)翹曲的改善效果均不甚理想，尤其是在大尺寸芯片封裝體中，這種翹曲現(xiàn)象更是制約芯片可靠性的關(guān)鍵難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提供了一種通過形成包封箍結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)降低翹曲的芯片級(jí)封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。

一種降低翹曲的芯片級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，包括：金屬基層以及位于所述金屬基層上的芯片封裝體；在所述金屬基層上的所述芯片封裝體周圍還設(shè)有環(huán)繞所述芯片封裝體的導(dǎo)電線，所述導(dǎo)電線上設(shè)有延伸到所述芯片封裝體上表面的外延結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案，所述芯片封裝體包括依次連接的芯片包封層、金屬布線層以及導(dǎo)電連接件；所述金屬布線層通過介電層與所述導(dǎo)電線接觸。

作為優(yōu)選方案，所述芯片包封層包括與所述金屬布線層電連接的芯片，所述芯片與所述金屬布線層之間填充有底填膠層。

作為優(yōu)選方案，所述芯片封裝體中還包括連接所述金屬基層和所述金屬布線層中的接地層的互聯(lián)柱。

作為優(yōu)選方案，所述導(dǎo)電線的截面結(jié)構(gòu)為金屬或合金的單一結(jié)構(gòu)；或

所述導(dǎo)電線的截面結(jié)構(gòu)為包層包覆導(dǎo)電柱芯的結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案，所述包層采用錫基合金，所述導(dǎo)電柱芯采用銀或銅或鋁或金或其任意組合的合金材料。

作為優(yōu)選方案，所述包層經(jīng)高溫回流工藝處理和整平焊頭的整平處理形成所述外延結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選方案，所述外延結(jié)構(gòu)由加熱融化的焊線經(jīng)整平處理形成。

一種降低翹曲的芯片級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，包括：

提供具有第一鍵合層的第一載板，在所述第一鍵合層上制備金屬布線層和芯片包封層；

在所述芯片包封層中的所述芯片外側(cè)制作環(huán)狀凹槽；

將導(dǎo)電線埋設(shè)在所述環(huán)狀凹槽內(nèi)，減薄所述芯片包封層以及導(dǎo)電線；

制備金屬基層以覆蓋所述芯片包封層和導(dǎo)電線；

準(zhǔn)備具有第二鍵合層的第二載板，將所述第二鍵合層壓合至所述金屬基層上；

去除所述第一鍵合層和第一載板；

在所述金屬布線層上制作導(dǎo)電連接件，形成芯片封裝體；