高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝，屬于微電子先進封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的扇出型封裝結(jié)構(gòu)件器件埋置在樹脂中，通過正面進行散熱，該結(jié)構(gòu)熱阻比較大，適用于低功率器件的封裝。
[0003]目前主流的扇出型封裝還是基于晶圓工藝基礎(chǔ)上的注塑(molding)方式，其中主要的扇出的RDL應(yīng)用濺射金屬薄膜作為種子層或圓片的方式，該結(jié)構(gòu)所制作的封裝的熱管理性能有很大的限制；另外工藝方面也是具有成本高，工藝復(fù)雜等特點，所以導(dǎo)致了成本高和性能不高等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)，解決了高功率器件進行扇出型封裝的散熱問題。
[0005]本發(fā)明還提供一種高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，解決了芯片沒有背金屬的情況也可以通過化銅電鍍的方式進行制作熱沉，工藝簡單與多數(shù)芯片相兼容。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:包括芯板，芯板上開設(shè)有連通芯板正反面的槽體，槽體中設(shè)置芯片；所述芯板、芯片、位于芯片正面的下層介質(zhì)材料和位于芯片背面的上層介質(zhì)材料壓合在一起，芯片正面的焊盤嵌入下層介質(zhì)材料中；所述上層介質(zhì)材料位于芯板背面的正上方，上層介質(zhì)材料的表面設(shè)有金屬層，在上層介質(zhì)材料上設(shè)有開口，開口位于芯片背面的正上方，在開口中填充熱沉；在所述下層介質(zhì)材料的下表面設(shè)有阻焊層，在阻焊層中布置RDL線路層，RDL線路層的焊盤上設(shè)有BGA球；在所述下層介質(zhì)材料上設(shè)有激光盲孔，激光盲孔中填充電鍍金屬，RDL線路層通過激光盲孔中的電鍍金屬與芯片正面的焊盤互連。
[0007]進一步的，在所述芯片的表面包覆樹脂層。
[0008]進一步的，所述槽體的高度和寬度與芯片相匹配。
[0009]所述高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，其特征是，包括以下步驟:
(1)在芯片表面制作樹脂層；
(2)在制作樹脂層后的芯片背面貼裝臨時結(jié)合的耐高溫膠膜；
(3)使用和芯片厚度相匹配的芯板，在芯板上制作與芯片厚度和寬度相匹配的槽體，將芯片嵌入到槽體內(nèi)；
(4 )壓合備料:將已經(jīng)嵌入芯片的芯板放置于上層層壓板和下層層壓板中間，上層層壓板和下層層壓板采用帶銅箔的介質(zhì)材料或不帶銅箔的介質(zhì)材料；
(5)將步驟(4)的壓合備料層疊好后壓合在一起，將芯片正面的焊盤嵌入下層層壓板的介質(zhì)材料中； (6)將上層層壓板和下層層壓板表面的銅全部減掉；
(7)在下層層壓板上對應(yīng)芯片焊盤的位置制作激光盲孔，激光盲孔由下層層壓板的表面延伸至焊盤的表面；
(8)在激光盲孔的內(nèi)壁進行金屬化，再通過電鍍將激光盲孔全部填充引出芯片上1/0，在下層層壓板的表面表面形成金屬層；同時，在上層壓板的表面電鍍金屬層；
(9)在金屬層上制作扇出的RDL線路層；
(10)在上層層壓板的介質(zhì)材料上通過激光劃槽的方式鉆孔，孔位于槽體邊緣的正上方；
(11)將上層層壓板的介質(zhì)材料以及臨時鍵合的耐高溫膠膜剝離，裸露出芯片的背面，在上層層壓板上形成開口；
(12)在開口處電鍍用于散熱的熱沉；
(13)在下層層壓板的外表面壓合阻焊層；
(14)在阻焊層上開窗口，露出用于植球的焊盤；
(15)在步驟(14)露出的焊盤上進行植BGA球，從形成整個封裝結(jié)構(gòu)。
[0010]進一步的，所述上層層壓板和下層層壓板采用帶銅箔的RCC材料、不帶銅箔的ABF材料或半固化材料。
[0011 ] 進一步的，所述槽體內(nèi)壁和芯片之間的間隙與鉆孔連通。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(1)本發(fā)明所述封裝結(jié)構(gòu)具有高的散熱性能，能夠適用于高功率器件；
(2)本發(fā)明工藝簡單，對于芯片的種類的兼容性比較好，直接通過芯片整體的亞胺化避免的在芯片的背面進行金屬化處理等步驟，節(jié)約成本；
(3)本發(fā)明所述封裝結(jié)構(gòu)中，芯片的焊盤嵌入到介質(zhì)材料中，然后通過化銅電鍍盲孔的方式進行扇出，通過這種方式能夠很好的控制其良率和可靠性，另外該結(jié)構(gòu)采用的是嵌入式的結(jié)構(gòu)，從而可以解決了器件封裝過程對貼片工藝設(shè)備的依賴，可以節(jié)約其設(shè)備的成本也適合于大尺寸板級封裝；
(4)本發(fā)明基于有機基板工藝開展的板級扇出型封裝技術(shù)具有成本低，可適用于大規(guī)模生產(chǎn)等特點。
【附圖說明】
[0013]圖1為芯片亞胺化后的示意圖。
[0014]圖2為在芯片背面貼裝耐高溫膠膜的示意圖。
[0015]圖3為將芯片欣入芯板的不意圖。
[0016]圖4為壓合備料的示意圖。
[0017]圖5為層壓后的示意圖。
[0018]圖6為減銅后的示意圖。
[0019]圖7為制作激光盲孔的示意圖。
[0020]圖8為填孔電鍍后的示意圖。
[0021]圖9為制作RDL線路層的示意圖。
[0022]圖10為在芯片背面層壓板上開孔的示意圖。
[0023]圖11為芯片背面介質(zhì)材料和耐高溫膠膜剝離后的示意圖。
[0024]圖12為制作熱沉的示意圖。
[0025]圖13為表面阻焊壓合的示意圖。
[0026]圖14為在阻焊層開窗的示意圖。
[0027]圖15為本發(fā)明所述封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖中序號:芯片1、樹脂層2、耐高溫膠膜3、芯板4、槽體5、上層層壓板6-1、下層層壓板6-2、焊盤7、激光盲孔8、金屬層9、RDL線路層10、孔11、開口 12、熱沉13、阻焊層14、BGA球15、下層介質(zhì)材料16、上層介質(zhì)材料17。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0030]下文將參考附圖更完整地描述本公開內(nèi)容，其中在附圖中顯示了本公開內(nèi)容的實施方式。但是這些實施方式可以用許多不同形式來實現(xiàn)并且不應(yīng)該被解釋為限于本文所述的實施方式。相反地，提供這些實例以使得本公開內(nèi)容將是透徹和完整的，并且將全面地向本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員表達本公開內(nèi)容的范圍。應(yīng)當(dāng)注意，雖然在下文將描述一個相對完整的芯片封裝器件的制作工藝，但是其中有的工藝步驟是可選的，并且存在替換的實施方式。
[0031]如圖15所示，所述高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)，包括芯板4，芯板4上開設(shè)有連通芯板4正反面的槽體5，槽體5中設(shè)置芯片I，槽體5的高度和寬度與芯片I相匹配；所述芯板4、芯片1、位于芯片I正面的下層介質(zhì)材料16和位于芯片I背面的上層介質(zhì)材料17壓合在一起，芯片I正面的焊盤7嵌入下層介質(zhì)材料16中；所述上層介質(zhì)材料17位于芯板4背面的正上方，上層介質(zhì)材料17的表面設(shè)有金屬層9，在上層介質(zhì)材料17上設(shè)有開口 12，開口 12位于芯片I背面的正上方，在開口 12中填充熱沉13 ;在所述下層介質(zhì)材料16的下表面設(shè)有阻焊層14，在阻焊層14中布置RDL線路層10，RDL線路層10的焊盤上設(shè)有BGA球15 ;在所述下層介質(zhì)材料16上設(shè)有激光盲孔8，激光盲孔8中填充電鍍金屬，RDL線路層10通過激光盲孔8中的電鍍金屬與芯片I正面的焊盤7互連；
在所述芯片I的側(cè)表面(除焊盤7與激光盲孔8連通的區(qū)域以外)包覆樹脂層2 ;該樹脂層2可以采用聚酰亞胺經(jīng)亞胺化后得到的亞胺化層或其他樹脂層。
[0032]所述高功率器件扇出型封裝結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
(1)芯片表面樹脂層制作:如圖1所示，在芯片表面制作樹脂層，具體可以采用噴涂等方式，樹脂可以采用聚酰亞胺等；具體如:將芯片浸泡在流動性非常好的聚酰亞胺膠體內(nèi)，在芯片I的表面形成一層很薄的均勻的聚酰亞胺膠體，高溫度處理在芯片I表面形成樹脂層2 ；
(2)芯片背面臨時耐高溫保護:如圖2所示，在步驟(I)處理后的芯片I背面貼裝臨時結(jié)合的耐高溫膠膜3，膠膜采用耐高