本發(fā)明屬于半導(dǎo)體集成電路制造,特別是涉及一種封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。
背景技術(shù):
1、隨著半導(dǎo)體行業(yè)的高速發(fā)展,芯片上的i/o(輸入/輸出)引腳數(shù)量急劇增加,封裝基板作為芯片與印制電路板之間的連接橋梁,被要求更高的布線密度、更嚴(yán)格的板面漲縮及翹曲控制,傳統(tǒng)的封裝基板已經(jīng)不能滿足行業(yè)的需求。因此,急需一種方法解決封裝基板與芯片互聯(lián)性能不匹配的問題。
2、在封裝基板與集成芯片之間,增加一顆更高性能的硅基轉(zhuǎn)接板(interposer),是上述問題的解決辦法之一。硅基轉(zhuǎn)接板作為封裝基板與集成芯片之間的橋梁,其一面與集成芯片相連接,一面與封裝基板相連接,硅基材料的高平整性有利于提升轉(zhuǎn)接板與集成芯片的互聯(lián)可靠性。但是,硅基轉(zhuǎn)接板由于其材料特性需要更高的成本,這對(duì)于企業(yè)同樣是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。同時(shí),傳統(tǒng)的封裝基板在其制作過程中,由于各層材料熱膨脹系數(shù)不同,經(jīng)過熱過程壓合后,封裝基板容易發(fā)生翹曲的問題。過大的基板翹曲通常會(huì)導(dǎo)致封裝時(shí)基板與轉(zhuǎn)接板或者電路板上的焊點(diǎn)接觸不良,或者波峰焊時(shí)基板有些焊盤接觸不到焊錫而焊不上錫等問題,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的可靠性
3、應(yīng)該注意,上面對(duì)技術(shù)背景的介紹只是為了方便對(duì)本技術(shù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明,并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的,不能僅僅因?yàn)檫@些方案在本技術(shù)的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本發(fā)明的目的在于提供一種封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法,用于解決現(xiàn)有技術(shù)中封裝基板翹曲導(dǎo)致封裝基板和轉(zhuǎn)接板之間接觸不良的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu),所述封裝結(jié)構(gòu)包括:玻璃基板、玻璃轉(zhuǎn)接板和芯片;
3、所述玻璃基板包括第一玻璃芯板、基板互連層和基板連接層;
4、所述玻璃轉(zhuǎn)接板包括第二玻璃芯板、轉(zhuǎn)接板互連層和轉(zhuǎn)接板連接層;
5、所述第一玻璃芯板包括相對(duì)設(shè)置的第一面和第二面,所述第一玻璃芯板的第一面和第二面上均設(shè)置有基板互連層,所述基板互連層上均設(shè)置有基板連接層,靠近所述第二面的所述基板連接層與所述玻璃轉(zhuǎn)接板形成有效電連接;
6、所述第二玻璃芯板包括相對(duì)設(shè)置的第三面和第四面,所述第二玻璃芯板的第三面和第四面上均設(shè)置有轉(zhuǎn)接板互連層,所述轉(zhuǎn)接板互連層上均設(shè)置有轉(zhuǎn)接板連接層,靠近所述第三面的所述轉(zhuǎn)接板連接層與所述玻璃基板形成有效電連接,靠近所述第四面的所述轉(zhuǎn)接板連接層與所述芯片形成有效電連接。
7、可選地,所述第一玻璃芯板和/或所述第二玻璃芯板為無堿玻璃、堿性玻璃、三氧化二鋁玻璃、高硼硅玻璃或石英玻璃中的一種。
8、可選地,所述第一玻璃芯板和/或所述第二玻璃芯板的熱膨脹系數(shù)為1ppm/℃-10ppm/℃,所述第一玻璃芯板和/或所述第二玻璃芯板的導(dǎo)熱系數(shù)為1w/m·k-5w/m·k。
9、可選地,所述第一玻璃芯板的厚度為0.4毫米-0.8毫米,所述第二玻璃芯板的厚度為0.1毫米-0.2毫米。
10、可選地,所述第一玻璃芯板的所述第二面設(shè)置有第一凹槽,所述第一凹槽內(nèi)設(shè)置有無源器件,所述無源器件與所述基板互連層形成有效電連接。
11、可選地,所述基板互連層包括多層圖形化的基板線路層和多層基板介質(zhì)層,每層圖形化的所述基板線路層之間的空隙被基板介質(zhì)層填充,相鄰的所述基板線路層之間通過貫穿所述基板介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)電連接;和/或所述轉(zhuǎn)接板互連層包括多層圖形化的轉(zhuǎn)接板線路層和多層轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層,每層圖形化的所述轉(zhuǎn)接板線路層之間的空隙被轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層填充,相鄰的所述轉(zhuǎn)接板線路層之間通過貫穿所述轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層實(shí)現(xiàn)電連接。
12、可選地,每層基板線路層包括基板種子層和基板導(dǎo)電層,每層轉(zhuǎn)接板線路層包括轉(zhuǎn)接板種子層和轉(zhuǎn)接板導(dǎo)電層。
13、本發(fā)明還提供一種封裝結(jié)構(gòu)的制備方法,所述制備方法用于制備上述任意一種所述的封裝結(jié)構(gòu),所述制備方法包括:
14、提供一玻璃基板,所述玻璃基板包括第一玻璃芯板;
15、提供一玻璃轉(zhuǎn)接板,所述玻璃轉(zhuǎn)接板包括第二玻璃芯板;
16、將所述玻璃基板與所述玻璃轉(zhuǎn)接板的一面形成有效電連接;
17、將所述玻璃轉(zhuǎn)接板的另一面與芯片形成有效電連接。
18、可選地,制備所述玻璃基板的方法為:
19、提供第一玻璃芯板,所述第一玻璃芯板包括相對(duì)設(shè)置的第一面和第二面;
20、于所述第一玻璃芯板的第二面設(shè)置第一通孔和第一凹槽,所述第一通孔貫通所述第一玻璃芯板,所述第一凹槽不貫通所述第一玻璃芯板;
21、于所述第一玻璃芯板顯露出的所有表面包裹第一基板種子層;
22、于所述第一玻璃芯板的第一面和第二面的所述第一基板種子層上均設(shè)置圖形化的第一基板光敏層;
23、于圖形化的所述第一基板光敏層之間的空隙填充第一基板導(dǎo)電層,所述第一基板導(dǎo)電層還填充所述第一通孔;
24、去除所述第一基板光敏層及所述第一基板光敏層下方的所述第一基板種子層,圖形化的所述第一基板導(dǎo)電層和所述第一基板種子層構(gòu)成圖形化的第一基板線路層;
25、于所述第一凹槽內(nèi)設(shè)置無源器件;
26、于所述第一基板線路層上設(shè)置圖形化的基板介質(zhì)層,圖形化的所述基板介質(zhì)層之間的空隙顯露出部分所述第一基板線路層和所述無源器件的導(dǎo)電連接點(diǎn);
27、于圖形化的所述基板介質(zhì)層上設(shè)置第二基板種子層,所述第二基板種子層覆蓋顯露出的所述基板介質(zhì)層、所述第一基板線路層和所述無源器件的導(dǎo)電連接點(diǎn);
28、于所述第一基板種子層上設(shè)置圖形化的第二基板光敏層;
29、于圖形化的所述第二基板光敏層之間的空隙填充第二基板導(dǎo)電層,所述第二基板導(dǎo)電層通過所述第二基板種子層與圖形化的所述基板介質(zhì)層顯露出的所述第一基板線路層形成有效的電連接;
30、去除所述第二基板光敏層及所述第二基板光敏層下方的所述第二基板種子層,圖形化的所述第二基板導(dǎo)電層和所述第二基板種子層構(gòu)成所述第二基板線路層。
31、可選地,制備所述玻璃轉(zhuǎn)接板的方法為:
32、提供第二玻璃芯板,所述第二玻璃芯板包括相對(duì)設(shè)置的第三面和第四面;
33、于所述第二玻璃芯板設(shè)置第二通孔,所述第二通孔貫通所述第二玻璃芯板;
34、于所述第二玻璃芯板的表面覆蓋第一轉(zhuǎn)接板種子層,所述第一轉(zhuǎn)接板種子層覆蓋所述第二通孔的表面;
35、于所述第一轉(zhuǎn)接板種子層上設(shè)置圖形化的第一轉(zhuǎn)接板光敏層;
36、于圖形化的所述第一轉(zhuǎn)接板光敏層之間的空隙填充第一轉(zhuǎn)接板導(dǎo)電層,所述第一轉(zhuǎn)接板導(dǎo)電層還填充所述第二通孔;
37、去除所述第一轉(zhuǎn)接板光敏層及所述第一轉(zhuǎn)接板光敏層下方的所述第一轉(zhuǎn)接板種子層,圖形化的所述第一轉(zhuǎn)接板導(dǎo)電層和所述第一轉(zhuǎn)接板種子層構(gòu)成圖形化的第一轉(zhuǎn)接板線路層;
38、于所述第一轉(zhuǎn)接板線路層上設(shè)置圖形化的轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層,圖形化的所述轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層之間的空隙顯露出部分所述第一轉(zhuǎn)接板線路層;
39、于圖形化的所述轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層上設(shè)置第二轉(zhuǎn)接板種子層,所述第二轉(zhuǎn)接板種子層覆蓋顯露出的所述轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層和所述第一轉(zhuǎn)接板線路層;
40、于所述第一轉(zhuǎn)接板種子層上設(shè)置圖形化的第二轉(zhuǎn)接板光敏層;
41、于圖形化的所述第二轉(zhuǎn)接板光敏層之間的空隙填充第二轉(zhuǎn)接板導(dǎo)電層,所述第二轉(zhuǎn)接板導(dǎo)電層通過所述第二轉(zhuǎn)接板種子層與圖形化的所述轉(zhuǎn)接板介質(zhì)層顯露出的所述第一轉(zhuǎn)接板線路層形成有效的電連接;
42、去除所述第二轉(zhuǎn)接板光敏層及所述第二轉(zhuǎn)接板光敏層下方的所述第二轉(zhuǎn)接板種子層,圖形化的所述第二轉(zhuǎn)接板導(dǎo)電層和所述第二轉(zhuǎn)接板種子層構(gòu)成所述第二轉(zhuǎn)接板線路層。
43、如上,本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法,具有以下有益效果:
44、本發(fā)明通過設(shè)置玻璃基板和玻璃轉(zhuǎn)接板的芯板均為玻璃,降低了材料成本,有效減小翹曲問題,使基板和轉(zhuǎn)接板的板面平整一致,提高基板與轉(zhuǎn)接板的電連接可靠性;
45、本發(fā)明通過在玻璃基板內(nèi)埋入無源器件,釋放基板表面空間,提高封裝結(jié)構(gòu)的空間利用率,提高集成芯片的裝貼密度。