一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝及封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝及封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝工藝其包括，提供一有機(jī)基板，所述有機(jī)基板具有第一主面和與第一主面相對(duì)的第二主面；在有機(jī)基板第一主面形成金屬槽，所述金屬槽的尺寸與待封裝的芯片的尺寸相適應(yīng)；將所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)；在所述第一主面上形成芯片載板以將所述芯片封裝于所述金屬槽內(nèi)；在有機(jī)基板的第二主面一側(cè)形成連接芯片的連接墊片的封裝管腳。本發(fā)明完全采用基板制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)其封裝，能夠完全與基板工藝技術(shù)相兼容；同樣該技術(shù)在一定程度上解決了該封裝技術(shù)在后期量產(chǎn)中所預(yù)期遇到的問(wèn)題，進(jìn)一步推進(jìn)了該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
【專利說(shuō)明】一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝及封裝結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域，尤其涉及一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝及其封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，手機(jī)和各種電子產(chǎn)品越來(lái)越向輕薄短小的方向發(fā)展，手機(jī)電腦的性能越來(lái)越高，體積變得越來(lái)越小，對(duì)芯片和器件的集成度要求也越來(lái)越高。隨著大規(guī)模集成電路的不斷發(fā)展和革新，線寬已經(jīng)接近22納米，集成度達(dá)到空前的水平。對(duì)于技術(shù)和設(shè)備的要求也達(dá)到了一個(gè)全新的高度。線寬進(jìn)一步變小的難度越來(lái)越大，技術(shù)和設(shè)備的加工能力的提升難度更大，技術(shù)和設(shè)備水平的發(fā)展趨于減緩。
[0003]這種情況下，3D高密度封裝受產(chǎn)業(yè)界廣泛的重視，一個(gè)器件中的芯片不再是一個(gè)，而是多個(gè)，并且不再是只在一層排列，而是堆疊成三維高密度微組裝芯片。芯片三維堆疊有效減少了器件的三維尺寸，芯片間的堆疊方式也在不斷的改進(jìn)。從FLIP CHIP到硅基TSV(Through Silicon Via)通孔互聯(lián)技術(shù),器件的三維尺寸變得越來(lái)越小。封裝工藝也從原來(lái)的鍵合、貼片、塑封，演變成引入前段工藝的RDL、Flip Chip、晶圓鍵合、TSV等等關(guān)鍵工藝技術(shù)，使得更芯片密度更大、尺寸更小的封裝結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)。
[0004]現(xiàn)有的電路板和有機(jī)封裝基板的制造方法中，金屬承載板的應(yīng)用中存在與有機(jī)基板工藝不兼容的問(wèn)題，且成本過(guò)高，各道加工工藝難度很大，加工質(zhì)量不高，穩(wěn)定性很差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說(shuō)明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0006]鑒于上述和/或現(xiàn)有半導(dǎo)體封裝中存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。
[0007]因此，本發(fā)明的目的是提出一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝，利用有機(jī)基板制作技術(shù)開展電路板水平輸出端(panel level fan-out)封裝中金屬承載板的應(yīng)用中于有機(jī)基板工藝不兼容的問(wèn)題，此技術(shù)完全采用基板制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)其封裝，能夠完全與基板工藝技術(shù)相兼容；同樣該技術(shù)在一定程度上解決了該封裝技術(shù)在后期量產(chǎn)中所預(yù)期遇到的問(wèn)題，進(jìn)一步推進(jìn)了該技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝，包括，提供一有機(jī)基板，所述有機(jī)基板具有第一主面和與第一主面相對(duì)的第二主面；在有機(jī)基板第一主面形成金屬槽，所述金屬槽的尺寸與待封裝的芯片的尺寸相適應(yīng)；將所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)；在所述第一主面上形成芯片載板以將所述芯片封裝于所述金屬槽內(nèi)；在有機(jī)基板的第二主面一側(cè)形成連接芯片的連接墊片的封裝管腳。
[0009]作為本發(fā)明所述基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝的一種優(yōu)選方案，其中:在所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)時(shí)，所述芯片的端面與所述第一主面處于同一水平面，所述芯片載板與所述芯片的端面相接觸，所述芯片的連接墊片設(shè)置于所述芯片的端面的另一側(cè)。
[0010]作為本發(fā)明所述基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝的一種優(yōu)選方案,其中:所述有機(jī)基板包括有機(jī)層以及夾持所述有機(jī)層的分別位于所述有機(jī)層的第一主面?zhèn)纫约暗诙髅鎮(zhèn)鹊膬蓚€(gè)金屬層，在有機(jī)板的第一主面形成金屬槽之前，其還包括，對(duì)所述有機(jī)基板的第一主面和第二主面進(jìn)行增銅工藝，使得增銅后所述有機(jī)基板的第一主面?zhèn)鹊慕饘賹釉龊?，其厚度大于所述芯片的厚度，其中所述金屬層就是開設(shè)于所述有機(jī)基板的第一主面?zhèn)鹊慕饘賹又小?br> [0011]作為本發(fā)明所述基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝的一種優(yōu)選方案，其中:所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)，是通過(guò)點(diǎn)膠倒裝貼芯片將所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)的。
[0012]作為本發(fā)明所述基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝的一種優(yōu)選方案，其中:所述在有機(jī)基板的第二主面一側(cè)形成連接所述芯片的連接墊片的封裝管腳，包括，減薄所述有機(jī)基板的位于第二主面?zhèn)鹊慕饘賹?；自減薄后的有機(jī)基板的第二主面進(jìn)行盲孔的制作，所述盲孔與所述芯片上的連接墊片相對(duì)準(zhǔn)并延伸至對(duì)應(yīng)的連接墊片；對(duì)形成有盲孔的有機(jī)基板的第二主面進(jìn)行化銅全板以及所述盲孔的填孔電鍍；對(duì)填控電鍍后的有機(jī)基板的第二主面進(jìn)行線路層制作以及阻焊處理；阻焊處理后在所述第二主面植入焊球。
[0013]本發(fā)明的另目的是提供一種新型封裝結(jié)構(gòu)，該封裝結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)其電路板水平輸出端(panel level fan-out)封裝,能夠完全與基板工藝技術(shù)相兼容。
[0014]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案:一種封裝結(jié)構(gòu)，包括，有機(jī)基板，所述有機(jī)基板具有第一主面和第二主面，在所述有機(jī)基板的第一主面上形成有金屬槽；芯片，其設(shè)置于所述金屬槽內(nèi)，其具有端面以及與所述端面相對(duì)的另一面，所述芯片包括有位于與所述端面相對(duì)的另一面的若干連接墊片；芯片載板，所述芯片載板設(shè)置于所述芯片的端面以及所述第一主面上；形成于所述有機(jī)基板的第二主面一側(cè)的外部管腳；與所述芯片的對(duì)應(yīng)連接墊片和相應(yīng)的外部管腳電性連接的內(nèi)部連線，所述內(nèi)部連線延伸穿過(guò)所述有機(jī)基板；位于所述有機(jī)基板的第二主面一側(cè)的阻隔各個(gè)內(nèi)部連線的阻焊層。
[0015]作為本發(fā)明所述封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，其中:所述芯片載板的厚度為10 μ m ?100 μ m。
[0016]作為本發(fā)明所述封裝結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，其中:所述芯片設(shè)置于所述金屬槽內(nèi)，所述芯片的端面與所述第一主面處于同一水平面。
[0017]本發(fā)明是基于有機(jī)基板的制作工藝技術(shù)開展的電路板級(jí)輸出端封裝結(jié)構(gòu)，相對(duì)于基于晶圓工藝開展晶圓級(jí)輸出端的封裝來(lái)說(shuō)主要優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn):
[0018](I)有機(jī)基板的工藝相對(duì)于晶圓級(jí)工藝對(duì)設(shè)備以及環(huán)境等要求比較低，材料的價(jià)格具有很大的優(yōu)勢(shì)，所以基于有機(jī)基板的輸出端工藝其價(jià)格優(yōu)勢(shì)比較明顯，更適合于大規(guī)模生產(chǎn)；
[0019](2)在制作過(guò)程該技術(shù)方案對(duì)整個(gè)模塊的翹曲等機(jī)械應(yīng)力問(wèn)題更具有優(yōu)勢(shì)；
[0020](3)相對(duì)于傳統(tǒng)的基于有機(jī)基板的輸出端(fan-out)工藝技術(shù)來(lái)說(shuō)該技術(shù)方案的工藝均為其有機(jī)基板制作技術(shù)中的常規(guī)的工藝，更適應(yīng)于該技術(shù)在基板量產(chǎn)廠商的推廣和大規(guī)模量產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。其中:
[0022]圖1?圖11為本發(fā)明所述一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝的各步驟得到的產(chǎn)品的不意圖；
[0023]圖12為本發(fā)明所述基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝制作的封裝結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0024]圖13為本發(fā)明中的基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝在一個(gè)實(shí)施例中的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0026]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0027]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0028]本發(fā)明提出了一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝700，請(qǐng)參考圖13所示，該封裝工藝包括如下步驟。
[0029]步驟710，首先需要提供一有機(jī)基板，該有機(jī)基板具有第一主面和第二主面。
[0030]具體的，所述有機(jī)基板包括有機(jī)層以及夾持所述有機(jī)層的分別位于所述有機(jī)層的第一主面?zhèn)纫约暗诙髅鎮(zhèn)鹊膬蓚€(gè)金屬層。
[0031]在一個(gè)實(shí)施方式中，若有機(jī)基板上的金屬層厚度足夠，例如，所述金屬層的厚度大于芯片厚度和貼片膠的厚度之和，那么，可以直接在所述有機(jī)基板第一主面一側(cè)形成金屬槽，以封裝芯片。如圖3所示。
[0032]在另一個(gè)實(shí)施方式中，若有機(jī)基板上的金屬層厚度不足以形成金屬槽以封裝所述芯片，那么，如圖1所示，本實(shí)施例中所采用的有機(jī)基板可以為雙面覆銅芯(Core)板或者是半固化片和銅箔壓合形成的雙面覆銅板。所述有機(jī)基板包括第一主面SI和第二主面S2。然后，參見圖2，圖2為對(duì)雙面覆銅芯(Core)板或者是半固化片和銅箔壓合形成的雙面覆銅板進(jìn)行雙面的全板電鍍，電鍍的厚度大于芯片厚度，并且要求具有比較好的均勻性。在采用點(diǎn)膠倒裝貼芯片的方式進(jìn)行芯片的封裝時(shí)，電鍍的厚度大于芯片厚度和貼片膠的厚度之和。如圖1和圖2所示，圖2相對(duì)于圖1,所述有機(jī)基板的第一主面SI和第二主面S2進(jìn)行增銅工藝后，覆銅層明顯加厚。
[0033]步驟720，在有機(jī)基板第一主面形成金屬槽，如圖3所示。通常，對(duì)電鍍?cè)鼋饘俸蟮母层~板進(jìn)行貼膜曝光顯影蝕刻，形成貼裝芯片的金屬槽100，對(duì)金屬槽100的外形要求符合芯片的貼片要求，即所述金屬槽100的尺寸皆與待封裝的芯片的尺寸相適應(yīng)，即金屬槽的長(zhǎng)寬高與芯片的長(zhǎng)寬高相匹配。
[0034]步驟730，結(jié)合圖3和圖4所示，將所述芯片200安裝于所述金屬槽100內(nèi)，該芯片200具有端面M,且在所述端面M的對(duì)立面設(shè)置有連接墊片201。具體的，點(diǎn)膠倒裝貼芯片200，要求貼裝芯片200的膠202全部充滿在金屬槽100內(nèi)，并進(jìn)行整平處理，要求芯片200端面M是一個(gè)比較平整的平面，即所述芯片200的端面M與所述第一主面SI處于同一水平面。
[0035]步驟740，結(jié)合圖5所示，在所述芯片200的端面M與所述第一主面SI上形成芯片載板300。
[0036]具體的，對(duì)整版進(jìn)行化銅電鍍形成芯片載板300，芯片載板300厚度一般要求在ΙΟμπι?ΙΟΟμπι范圍之內(nèi)。
[0037]步驟750，在有機(jī)基板的第二主面一側(cè)形成連接芯片200的端面M相對(duì)一側(cè)的連接墊片201的封裝管腳。
[0038]圖6?圖11示出了所述封裝管腳形成方法的一個(gè)具體的實(shí)施例。所述封裝管腳的形成方法包括:
[0039]步驟一，結(jié)合圖6所示，將雙面覆銅板的芯片200對(duì)立面，即第二主面S2的銅進(jìn)行蝕刻減薄至3 μ m左右，芯片200端面M的面銅進(jìn)行保護(hù)。
[0040]步驟二，如圖7所示，自所述第二主面S2進(jìn)行盲孔400的制作，通過(guò)鉆孔的方式制作數(shù)個(gè)盲孔400，且所述盲孔400與所述芯片200上的連接墊片201相對(duì)準(zhǔn)并延伸至所述連接墊片201。
[0041]步驟三，結(jié)合圖8所示，對(duì)所述第二主面S2進(jìn)行化銅全板以及所述盲孔400的填孔電鍍。
[0042]步驟四、結(jié)合9所示，進(jìn)行外層線路層的圖形制作。
[0043]步驟五、結(jié)合圖10所示，進(jìn)行外層線路層的阻焊處理。具體的，應(yīng)用有機(jī)基板的綠油阻焊對(duì)外層線路以及球柵陣列封裝焊墊(BGA pad)開窗進(jìn)行防阻焊處理以及表層涂覆處理，形成阻焊層500。
[0044]步驟六，最后，如圖11所示，在輸出端的外圍接口面植I/O焊球600 (也可以稱之為外部管腳600)。
[0045]所述外部管腳600以及所述盲孔內(nèi)的金屬內(nèi)部連線共同形成所述封裝管腳，該封裝管腳可以將所述芯片的連接墊片與外部電子裝置電性相連。
[0046]通過(guò)上述工藝制作的封裝結(jié)構(gòu)，如圖12所示，包括了有機(jī)基板、芯片200、芯片載板300、外部管腳、內(nèi)部連線以及阻焊層500，芯片200設(shè)置于有機(jī)基板第一主面形成的金屬槽(圖中未示出)內(nèi)，其具有端面以及與所述端面相對(duì)的另一面，所述芯片200包括有位于與所述端面相對(duì)的另一面的若干連接墊片201 ;芯片載板300設(shè)置于芯片200的端面以及所述第一主面上，芯片載板300的厚度為10 μ m?100 μ m ;所述外部管腳600形成于所述有機(jī)基板的第二主面一側(cè)；而與所述芯片200的對(duì)應(yīng)連接墊片201和相應(yīng)的外部管腳電性連接的內(nèi)部連線延伸穿過(guò)所述有機(jī)基板；所述阻焊層500位于所述有機(jī)基板的第二主面一側(cè)的各個(gè)內(nèi)部連線之間。
[0047]應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝，其特征在于:包括， 提供一有機(jī)基板，所述有機(jī)基板具有第一主面和與第一主面相對(duì)的第二主面； 在有機(jī)基板第一主面形成金屬槽，所述金屬槽的尺寸與待封裝的芯片的尺寸相適應(yīng)； 將所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)； 在所述第一主面上形成芯片載板以將所述芯片封裝于所述金屬槽內(nèi)； 在有機(jī)基板的第二主面一側(cè)形成連接芯片的連接墊片的封裝管腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝，其特征在于:在所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)時(shí)，所述芯片的端面與所述第一主面處于同一水平面，所述芯片載板與所述芯片的端面相接觸，所述芯片的連接墊片設(shè)置于所述芯片的端面的另一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝，其特征在于:所述有機(jī)基板包括有機(jī)層以及夾持所述有機(jī)層的分別位于所述有機(jī)層的第一主面?zhèn)纫约暗诙髅鎮(zhèn)鹊膬蓚€(gè)金屬層，在有機(jī)板的第一主面形成金屬槽之前，其還包括， 對(duì)所述有機(jī)基板的第一主面和第二主面進(jìn)行增銅工藝，使得增銅后所述有機(jī)基板的第一主面?zhèn)鹊慕饘賹釉龊?，其厚度大于所述芯片的厚度，其中所述金屬層就是開設(shè)于所述有機(jī)基板的第一主面?zhèn)鹊慕饘賹又小?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝，其特征在于: 所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)，是通過(guò)點(diǎn)膠倒裝貼芯片將所述芯片安裝于所述金屬槽內(nèi)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于有機(jī)基板技術(shù)的封裝工藝，其特征在于: 所述在有機(jī)基板的第二主面一側(cè)形成連接所述芯片的連接墊片的封裝管腳，包括， 減薄所述有機(jī)基板的位于第二主面?zhèn)鹊慕饘賹樱? 自減薄后的有機(jī)基板的第二主面進(jìn)行盲孔的制作，所述盲孔與所述芯片上的連接墊片相對(duì)準(zhǔn)并延伸至對(duì)應(yīng)的連接墊片； 對(duì)形成有盲孔的有機(jī)基板的第二主面進(jìn)行化銅全板以及所述盲孔的填孔電鍍； 對(duì)填控電鍍后的有機(jī)基板的第二主面進(jìn)行線路層制作以及阻焊處理； 阻焊處理后在所述第二主面植入焊球。
6.—種封裝結(jié)構(gòu),其特征在于:包括， 有機(jī)基板，所述有機(jī)基板具有第一主面和第二主面，在所述有機(jī)基板的第一主面上形成有金屬槽； 芯片，其設(shè)置于所述金屬槽內(nèi)，其具有端面以及與所述端面相對(duì)的另一面，所述芯片包括有位于與所述端面相對(duì)的另一面的若干連接墊片； 芯片載板，所述芯片載板設(shè)置于所述芯片的端面以及所述第一主面上； 形成于所述有機(jī)基板的第二主面一側(cè)的外部管腳； 與所述芯片的對(duì)應(yīng)連接墊片和相應(yīng)的外部管腳電性連接的內(nèi)部連線，所述內(nèi)部連線延伸穿過(guò)所述有機(jī)基板； 位于所述有機(jī)基板的第二主面一側(cè)的阻隔各個(gè)內(nèi)部連線的阻焊層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯片載板的厚度為10μ m~100 μ m0
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述芯片設(shè)置于所述金屬槽內(nèi)，所述芯片的端面與所述第一主面處于同一水平面。
【文檔編號(hào)】H01L21/60GK103474363SQ201310459272
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】郭學(xué)平, 于中堯, 謝慧琴 申請(qǐng)人:華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司