[发明专利]一种倒装芯片封装中具有互连结构的底填方法

说明书

本发明提供了一种倒装芯片封装中具有互连结构的底填方法，包括先将底填料放置于模具中，进行烘烤固化，脱模后得到底填料模板；在所得底填料模板表面刻蚀通孔，得到底填料预制板；在底填料预制板的通孔内沉积金属铜，形成带微凸点的底填料预制板；将基板与带微凸点的底填料预制板以及芯片按从下到上的顺序叠放，用超声热压焊接实现芯片与基板之间的电气连接。本发明提供的互连结构的底填方法解决了高密度微凸点封装中底填困难的问题，即解决了传统底填技术底填胶难以填满整个芯片微凸点之间的缝隙的问题，满足三维集成封装技术中以高密度凸点互连为核心的发展趋势，封装结构可靠性高。

技术领域

本发明涉及封装领域，特别涉及一种倒装芯片封装中具有互连结构的底填方法。

背景技术

集成电路产业是国家的重要支柱产业，集成电路产品已经全面覆盖到工业生产、研发、日常生活的方方面面。随着集成电路的快速发展，其产品更加趋向于集成化、小型化、和高密度化。在这种情况下，发展以高密度凸点互连为核心的三维集成封装技术已然成为未来封装行业的必然趋势。凸点在三维集成中起到机械支撑、电信号通路等作用，是三维集成重要的支撑技术之一，但互连密度的急剧提高使得凸点的尺寸更小、节距更小。根据国际技术路线组织预测，三维集成封装互连结构微凸点尺寸将缩微到现有尺寸的十分之一，该技术具有“高密度、多功能、小尺寸”等众多优点。目前主要应用在2.5维及3维封装中，如高性能显卡、多层堆叠储存器等。

传统的底部填充工艺步骤包括先将一层助焊剂涂在基板上，然后将焊料凸点对准基板焊盘，加热回流，除去助焊剂，将底部填充胶沿芯片边缘注入，借助于液体的毛细作用，底部填充胶会被吸入并向芯片基板的中心流动，填满后加热固化。然而随着倒转芯片凸点密度的提高，底部填充胶填满整个凸点之间的间隙变得越来越难，芯片的可靠性受到了严峻的挑战。基于以上对传统倒转芯片底部填充和互连技术的研究，优化倒装芯片封装工艺，尤其是高密度凸点下底部填充技术变得至关重要。

发明内容

本发明提供了一种倒装芯片封装中具有互连结构的底填方法，其目的是为了解决高密度微凸点封装中底填困难的问题，实现更高密度的封装。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种倒装芯片封装中具有互连结构的底填方法，包括如下步骤：

(1)制备底填料预制板

将底填料放置于模具中，进行烘烤固化，脱模后得到底填料模板，在所得底填料模板表面刻蚀通孔，得到底填料预制板；

(2)沉积微凸点

在步骤(1)所得底填料预制板的通孔内沉积金属铜，形成带微凸点的底填料预制板；

(3)组合封装

将基板与步骤(2)所得带微凸点的底填料预制板以及芯片按从下到上的顺序叠放，用超声热压焊接实现芯片与基板之间的电气连接。

优选地，步骤(1)中通孔直径为15～30μm，通孔节距为20～40μm。

优选地，步骤(2)中沉积方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、热蒸发沉积、电子束蒸发沉积、电镀沉积或化学镀沉积。

优选地，步骤(3)中芯片与基板内侧设有焊盘，所述芯片和基板通过焊盘与微凸点实现电气连接。

更优选地，所述焊盘由合金材料制成，焊盘节距为20～40μm。

更优选地，步骤(3)中超声热压焊具体为向芯片施加压力、热量和超声能量，使底填料预制板的微凸点的上端与芯片内侧的焊盘镶嵌，下端与基板内侧的焊盘镶嵌。

更优选地，所述超声热压焊采用超声功率为2～5W，超声时间为100～300ms。

优选地，所述超声热压焊采用温度为150～300℃，压力为5～10N。