专利名称：一种硅基转接板的封装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硅基转接板的封装结构，属于半导体封装技术领域。
背景技术：
随着半导体技术的发展，硅通孔互联技术成为半导体封装的常用方法。硅通孔互联技术通常包含硅通孔制作、PECVD (等离子增强气相沉积)技术成形绝缘层以及金属填充，该技术极大地增加了半导体封装的灵活性。硅通孔互联技术也已经应用于硅基转接板的封装，硅通孔形成过程主要采用“B0SCH”刻蚀方法，即交替使用刻蚀及钝化工艺，“B0SCH”刻蚀方法最终会在孔壁上留下高低起伏的纹路(scallop)，即孔壁波纹，如图1所示，“B0SCH”的交替刻蚀方法不仅速度慢，而且孔壁波纹造成后续所用PECVD (等离子增强气相沉积)形成的绝缘层覆盖不完整。同时，在硅基转接板的封装过程中，常用CMP (化学机械抛光)工艺进行表面整平及通孔内金属的底端暴露，在此抛光过程中，往往造成金属或金属离子迁移，使器件产生漏电，导致产品失效。以上因素，导致了现有的硅基转接板的封装技术成本高、产品成品率低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种封装结构简单、封装成本低、产品成品率高的硅基转接板的封装结构。本发明是这样实现的:一种硅基转接板的封装结构，包括硅基载体、绝缘层、再布线金属层和保护层，
所述硅基载体的四周设置包封区域，所述包封区域与硅基载体的侧面包封连接，所述绝缘层包括正面 绝缘层和背面绝缘层，所述再布线金属层包括正面再布线金属层和背面再布线金属层，所述保护层包括正面保护层和背面保护层，
所述正面绝缘层设置在硅基载体和包封区域的正面，所述正面再布线金属层选择性地覆盖在正面绝缘层上，所述正面保护层设置在正面再布线金属层上，并于正面再布线金属层上形成若干个正面保护层开口，
所述背面绝缘层设置在硅基载体和包封区域的背面，所述背面再布线金属层选择性地覆盖在背面绝缘层下，所述背面保护层设置在背面再布线金属层下，并于背面再布线金属层下形成若干个背面保护层开口，
所述包封区域内设置通孔，所述通孔内填充金属，所述正面再布线金属层与背面再布线金属层通过通孔内金属连接。所述包封区域与硅基载体的包封连接处呈台阶状。所述通孔为单排或多排阵列。所述通孔的上端直达正面再布线金属层的下表面，通孔的下端直达背面再布线金属层的上表面。所述背面保护层开口内设置锡球。
所述锡球成阵列排布。所述背面保护层开口内设置顶端带有锡帽的金属柱。所述金属柱成阵列排布。所述正面保护层开口内设置金属微凸点，所述金属微凸点的顶端设置锡凸块。所述金属微凸点成阵列排布。本发明的有益效果是:
1、利用硅基转接板四周的包封区域内形成的通孔结构，实现了电讯号传递与热传递，很好地解决了硅通孔结构的工艺问题及成本问题；
2、在包封区域上采用激光开孔结合化学镀铜的方式形成通孔内金属，既降低了工艺操作的复杂性，也降低了产品成本，提升了产品良率和可靠性。
图1为现有技术产生的硅通孔孔壁波纹的示意图。图2为本发明一种硅基转接板的封装结构的实施例一的示意图。图3为图2的A-A剖视图。图4为本发明一种硅基转接板的封装结构的实施例二的示意图。图5为本发明一种硅基转接板的封装结构的实施例三的示意图。图中:
硅基载体I 包封区域2 正面绝缘层31 背面绝缘层32
正面再布线金属层41 背面再布线金属层42 正面保护层51 背面保护层52 锡球6 金属柱7 锡帽8
金属微凸点9 锡凸块10。
具体实施例方式参见图2至图5，本发明一种硅基转接板的封装结构，包括硅基载体1、绝缘层、再布线金属层和保护层。所述硅基载体I的四周设置包封区域2，包封区域2与硅基载体I的侧面包封连接。包封区域2的材料为树脂，通常为环氧类树脂材料，内含填充料，以减小树脂材料与硅材料之间的热膨胀系数差异较大的问题，提升结构的热机械可靠性。包封连接处可以呈台阶状，利用单个或多个台阶增加包封料与硅基载体I之间的结合面积，从而提升包封区域2与硅基载体I的结合力，如图2放大的示意图所示。
所述绝缘层包括正面绝缘层31和背面绝缘层32，再布线金属层包括正面再布线金属层41和背面再布线金属层42，所述保护层包括正面保护层51和背面保护层52。所述正面绝缘层31设置在硅基载体I和包封区域2的正面，所述正面再布线金属层41选择性地覆盖在正面绝缘层31上，所述正面保护层51设置在正面再布线金属层41上，并于正面再布线金属层41上形成若干个正面保护层开口 511 ;所述背面绝缘层32设置在硅基载体I和包封区域2的背面，所述背面再布线金属层42选择性地覆盖在背面绝缘层32下，所述背面保护层52设置在背面再布线金属层42下，并于背面再布线金属层42下形成若干个背面保护层开口 521。其中，正面再布线金属层41与背面再布线金属层42的具体层数可按照产品要求设置为一层或多层，通常的，正面再布线金属层41为高密度布线层，即线宽/线距在5um以下。保护层材料通常包括氧化硅、氮化硅或树脂类介电材料，不同再布线金属层之间的介电材料可以相同，也可以不同。正面再布线金属层41上形成的正面保护层开口 511和背面再布线金属层42下形成的背面保护层开口 521，便于后续元件的连接，如图2、图4和图5所示。正面保护层开口511内可以设置顶端带有锡凸块10的金属微凸点9，且金属微凸点9成阵列排布。背面保护层开口 521内设置锡球6，锡球6成阵列排布，如图4所示，或设置顶端带有锡帽8的金属柱7，金属柱7成阵列排布，如图5所示。所述包封区域2内设置单排或多排阵列的通孔21。所述通孔21内填充金属，通常的，填充金属为电镀铜。通孔21内金属的上端、下端分别与正面再布线金属层41、背面再布线金属层42连接，是硅基转接板正/反面电讯号的连接通道，同时也是封装结构的散热通
道之一。
权利要求
1.一种硅基转接板的封装结构，包括硅基载体(I)、绝缘层、再布线金属层和保护层， 其特征在于:所述硅基载体(I)的四周设置包封区域(2)，所述包封区域(2)与硅基载体(I)的侧面包封连接，所述绝缘层包括正面绝缘层(31)和背面绝缘层(32 )，所述再布线金属层包括正面再布线金属层(41)和背面再布线金属层(42)，所述保护层包括正面保护层(51)和背面保护层(52)， 所述背面绝缘层(32 )设置在硅基载体(I)和包封区域(2 )的背面，所述背面再布线金属层(42)选择性地覆盖在背面绝缘层(32)下，所述背面保护层(52)设置在背面再布线金属层(42)下，并于背面再布线金属层(42)下形成若干个背面保护层开口(521)， 所述包封区域(2)内设置通孔(21)，所述通孔(21)内填充金属，所述正面再布线金属层(41)与背面再布线金属层(42)通过通孔(21)内金属连接。
2.根据权利要求1所述的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述包封区域(2)与硅基载体(I)的包封连接处呈台阶状。
3.根据权利要求1所述的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述通孔(21)为单排或多排阵列。
4.根据权利要求1或2所述的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述通孔(21)的上端直达正面再布线金属层(41)的下表面，通孔(21)的下端直达背面再布线金属层(42)的上表面。
5.根据权利要求1的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述背面保护层开口(521)内设置锡球(6)。
6.根据权利要求5的一种娃基转接板的封装结构,其特征在于:所述锡球(6)成阵列排布。
7.根据权利要求1的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述背面保护层开口(521)内设置顶端带有锡帽(8)的金属柱(7)。
8.根据权利要求7的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述金属柱(7)成阵列排布。
9.根据权利要求1所述的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述正面保护层开口(511)内设置金属微凸点(9)，所述金属微凸点(9)的顶端设置锡凸块(10)。
10.根据权利要求9所述的一种硅基转接板的封装结构，其特征在于:所述金属微凸点(9)成阵列排布。
全文摘要
本发明涉及一种硅基转接板的封装结构，属于半导体封装技术领域。其包括硅基载体(1)、设置在硅基载体(1)四周的包封区域(2)、正面绝缘层(31)、背面绝缘层(32)、正面再布线金属层(41)、背面再布线金属层(42)、正面保护层(51)和背面保护层(52)，并分别依次设置在硅基载体(1)和包封区域(2)的正反面，所述包封区域(2)内设置填充金属的通孔(21)，所述正面再布线金属层(41)与背面再布线金属层(42)通过通孔(21)内金属连接。本发明硅基转接板的封装结构简单、封装成本低、产品成品率高。
文档编号H01L23/492GK103165561SQ20131006292
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月28日 优先权日2013年2月28日
发明者张黎, 赖志明, 陈栋, 陈锦辉 申请人:江阴长电先进封装有限公司