浸金，形成两层结构的镍/金层140，其厚度一般为1~3微米，以保护源极121和栅极122不被氧化或腐蚀，同时易于焊接，且不影响整体的电热性能。焊球150通过镍/金层140分别与源极121和栅极122固连。
[0021 ] 在硅基载体202的上表面设置绝缘层230，再在绝缘层230上选择性地设置采用圆片级金属再布线工艺成形的再布线金属层210，并在再布线金属层210的上表面设置焊盘I 211、焊盘II 212。其中，焊盘I 211较大，用于固定硅基芯片100 ;焊盘II 212有多个，用于固定金属芯焊球600。硅基芯片100的漏极123通过焊锡层400与再布线金属层210的焊盘I 211固定连接，金属芯焊球600通过其底部的焊接层620与再布线金属层210的焊盘II 212固定连接，并通过调整焊球150和金属芯焊球600的大小和/或焊锡层400、焊接层620与再布线金属层210的接触厚度来调整硅基芯片100的焊球150的顶高和金属芯焊球600的顶高，使其在同一平面，并以硅基芯片100的焊球150的顶高和金属芯焊球600的顶高在同一水平面为佳。
[0022]填充剂700填充金属芯焊球600、硅基芯片100与硅基载体202之间的空间，其高度与硅基芯片100的钝化层130的高度齐平或略低于硅基芯片100的钝化层130的高度。填充剂700的材质目前以环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂和不饱和聚酯树脂最为常用，并在其中添加氧化硅、氧化铝等填充料，以改善包封料的强度、电性能、粘度等性能，并提升封装结构的热机械可靠性。填充剂700固化完成后，呈固体状，可以起到防水、防潮、防震、防尘、散热、绝缘等保护作用。
[0023]本发明的硅基模块的封装结构通过金属芯焊球600将硅基芯片100背面的漏极123电信号引至硅基芯片100的正面，与源极121和栅极122在同一平面，以方便硅基模块的封装结构与电路板实现贴装连接。同时，具有一定厚度的硅基载体202承载金属芯焊球600与硅基芯片100，能够有效地导热、散热，以及控制翘曲作用，以提高整个硅基模块的封装结构的性能，并延长封装结构的使用寿命。
[0024]上述硅基模块的封装结构的封装方法的工艺流程，如图3所示，具体的工艺步骤如下:
步骤一:取来料MOSFET芯片圆片，其源极和栅极露出钝化层开口，所述钝化层开口 131呈阵列状分布，清洗该来料圆片表面的灰尘、杂质等污物； 步骤二:在来料圆片的MOSFET芯片的源极和栅极的上表面先化学镀金属镍层再化学浸金，形成填满钝化层开口的两层结构的镍/金层；
步骤三:减薄来料圆片的背面厚度，减薄程度根据实际情况确定；
步骤四:在减薄后的来料圆片的背面通过电子束蒸发工艺形成钛/镍/金、钛/镍/银等金属层，作为MOSFET芯片的漏极；
步骤五:切割MOSFET芯片圆片，形成复数颗独立的MOSFET芯片单体；
步骤六:另取一圆片II，该圆片II可以是无功能的普通圆片，其上表面覆盖绝缘层，清洗该圆片II ;
步骤七:在该圆片II的绝缘层的表面利用成熟的金属再布线工艺形成不连续的再布线金属层，其中部分再布线金属层分别作为焊盘1、焊盘II使用；
步骤八:在焊盘I上印刷焊膏；
步骤九:将MOSFET芯片单体有序地贴装至焊盘I上，其背面与再布线金属层连接，并回流固定MOSFET芯片单体；
步骤十:在焊盘II上植金属芯焊球；
步骤十一:在圆片II的边缘设置围坝，围坝的顶高不低于金属芯焊球的顶高；
步骤十二:在围坝内点填充剂，填充剂的平面不高于MOSFET芯片单体的钝化层的平面；
步骤十三:在MOSFET芯片单体的源极和栅极的镍/金层的上表面上植焊球；
步骤十四:撤围坝，并将完成封装工艺的上述圆片II切割成复数颗独立的硅基模块的封装结构单体。
[0025]本发明一种硅基模块的封装结构及其封装方法不限于上述优选实施例，本发明的硅基模块的封装结构的硅基芯片100还可以是IC芯片、Low-k芯片等；再布线金属层可以是单层，如图2所示，再布线金属层也可以是多层，以适应微小或超小型MOSFET的源极、栅极或其他功能的电信号的引出。
[0026]因此，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围内。
【主权项】
1.一种硅基模块的封装结构，其包括硅基载体，所述硅基载体的上表面设置绝缘层， 其特征在于:还包括硅基芯片和金属芯焊球，所述硅基芯片的正面设有若干个电极、背面设有金属层，所述硅基芯片的正面覆盖图案化的钝化层并开设露出电极的上表面的钝化层开口，在所述钝化层开口内依次设置镍/金层和焊球，所述焊球通过镍/金层分别与电极固连； 所述金属芯焊球设置于硅基芯片的旁侧，所述金属芯焊球的内芯为金属芯，其最外层包裹焊接层； 所述硅基本体的横截面尺寸大于硅基芯片的横截面尺寸，所述硅基本体承载金属芯焊球和硅基芯片，所述硅基本体的绝缘层上选择性地设置再布线金属层，所述金属芯焊球通过焊接层与再布线金属层固连，所述硅基芯片的背面的金属层与再布线金属层之间设置焊锡层，所述硅基芯片与再布线金属层正装固连，并实现电气连通，所述焊球的顶高和金属芯焊球的顶高在同一平面。2.根据权利要求1所述的一种硅基模块的封装结构，其特征在于:所述焊球的顶高和金属芯焊球的顶高在同一水平面。3.根据权利要求1或2所述的一种硅基模块的封装结构，其特征在于:所述金属芯与焊接层之间设置金属镍层或镍/金层。4.根据权利要求3所述的一种硅基模块的封装结构，其特征在于:所述金属芯呈球状。5.根据权利要求1或2所述的一种硅基模块的封装结构，其特征在于:所述硅基芯片的电极包括源极和栅极，该硅基芯片的背面的金属层为漏极。6.根据权利要求1或2所述的一种硅基模块的封装结构，其特征在于:所述钝化层开口呈阵列状分布。7.根据权利要求1或2所述的一种硅基模块的封装结构，其特征在于:还包括填充剂，所述填充剂填充金属芯焊球、硅基芯片与硅基本体彼此之间的空间。8.—种硅基模块的封装结构的封装方法的工艺流程如下: 步骤一:取圆片I，设置于其正面的电极露出钝化层开口，清洗该圆片I ; 步骤二:在圆片I的电极的上表面化学镀镍/金层； 步骤三:减薄圆片I的背面厚度； 步骤四:在减薄后的圆片I的背面通过电子束蒸发工艺形成金属层； 步骤五:切割圆片I，形成复数颗独立的硅基芯片单体； 步骤六:另取一上表面覆盖绝缘层的圆片II，清洗该圆片II ; 步骤七:在该圆片II的绝缘层的表面利用成熟的金属再布线工艺选择性地形成再布线金属层，其中部分再布线金属层分别作为焊盘1、焊盘II使用； 步骤八:在焊盘I上印刷焊膏； 步骤九:将硅基芯片单体有序地贴装至焊盘I上，其背面与再布线金属层连接，并回流固定硅基芯片单体； 步骤十:在焊盘II上植金属芯焊球； 步骤十一:在圆片II的边缘设置围坝，围坝的顶高不低于金属芯焊球的顶高； 步骤十二:在围坝内点填充剂，填充剂的平面不高于硅基芯片单体的钝化层的平面； 步骤十三:在硅基芯片单体的电极的镍/金层的上表面上植焊球； 步骤十四:撤围坝，并将完成封装工艺的上述圆片II切割成复数颗独立的硅基模块的封装结构单体。9.根据权利要求8所述的一种硅基模块的封装结构的封装方法，其特征在于:在步骤一中，所述钝化层开口呈阵列状分布。10.根据权利要求8所述的一种硅基模块的封装结构的封装方法，其特征在于:在步骤四中，所述金属层的材质为三层结构的钛/镍/金或钛/镍/银。
【专利摘要】本发明涉及一种硅基模块的封装结构及其封装方法，属于半导体封装技术领域。其包括硅基本体、硅基芯片和金属芯焊球，所述硅基芯片的正面覆盖图案化的钝化层并开设露出电极的上表面的钝化层开口，在所述钝化层开口内设置镍/金层和焊球，所述金属芯焊球设置于硅基芯片的旁侧，所述硅基本体的上表面选择性地设置再布线金属层，所述金属芯焊球与再布线金属层固连，所述硅基芯片与再布线金属层正装固连，并实现电气连通，所述焊球的顶高和金属芯焊球的顶高在同一平面。本发明提供了一种封装结构简洁、保证各项性能指标的硅基模块的封装结构，同时降低了封装方法的工艺难度。
【IPC分类】H01L23/488, H01L21/60
【公开号】CN105226040
【申请号】CN201510570531
【发明人】张黎, 龙欣江, 赖志明, 陈栋, 陈锦辉
【申请人】江阴长电先进封装有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月10日