一种双面互联嵌入式芯片封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种双面互联嵌入式芯片封装结构，包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层包括沿高度方向贯穿第一绝缘层的第一导通铜柱层以及位于相邻第一导通铜柱之间的第一芯片，第一芯片贴装于第一绝缘层的下表面内，第二绝缘层包括位于第二绝缘层上表面内的第一导通线路层和散热铜面，在第一导通线路层上设置有第二导通铜柱层，第一导通铜柱层和第一导通线路层连接，散热铜面与第一芯片的背面连接；还包括贯穿第一绝缘层和第二绝缘层的器件放置口框，其中在器件放置口框的底部贴装有第二芯片，在第二芯片和器件放置口框的间隙内形成有绝缘封装层，第一芯片和第二芯片存在厚度差异。还公开了一种双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法。结构的制造方法。结构的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
一种双面互联嵌入式芯片封装结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及电子器件封装结构，具体涉及双面互联嵌入式芯片封装 (ECP)结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]应电子技术的发展需求，电子产品趋向于小型化，从而推动了半导体集成电路高密度集成化的进程。如何将多颗芯片等元器件进行合理的封装，实现高功能化、小型化，成为当前半导体封装行业中的重要研究课题。同时，出于成本和效率的考虑，面板级封装也成为当前的一个趋势，制作基板的过程中，就将芯片等元器件嵌埋与基板，可以有效缩小封装体积的同时，提高了产出效率，同时与晶圆级封装相比，成本大幅度降低。经过不断地发展、演变，面板级嵌埋封装技术得到越来越多的应用，在半导体封装领域扮演越来越重要的角色。与此同时，面板级嵌埋封装技术也得到了发展，当前面板级嵌埋封装领域，已经可以实现多颗芯片等元器件的嵌埋封装，但仍在存在一定的局限性。
[0003]现有面板级嵌埋封装方案已经可以实现多颗芯片等元器件的嵌埋封装，如中国专利CN109686669A公开的板级嵌埋封装方案，如图1所示，该方案是先通过无芯(Coreless)铜柱法，预先制作具有空腔的有机聚合物框架10，然后将多颗元器件11一次性嵌埋于聚合物框架10的空腔，封装后进行单面扇出，然后进行双面增层。
[0004]该方案存在一定的局限性，进行元器件嵌埋封装前，需预先制作具有空腔的聚合物框架，加工流程长，成本高；所嵌埋封装的多颗元器件，需设置在同一层别，设计自由度小，且对于厚度差异较大的元器件，无法实现同时封装；多颗元器件嵌埋封装后，仅能实现单面扇出，布线难度大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的实施方案涉及提供一种双面互联嵌入式芯片封装结构及其制造方法，以解决上述技术问题。本专利技术通过将芯片等器件贴装于已预置铜柱的铜板上，然后进行第一次封装，省略了制作框架的流程，降低成本；完成第一次封装后，进行增层并制作孔腔(Cavity)，第二次封装将芯片等器件嵌埋封装于孔腔，封装后进行扇出。通过分次嵌埋封装达到将元器件封装于不同层别的目的，以满足多个厚度差异较大元器件的嵌埋封装。同时，分次嵌埋封装可以实现将多颗元器件进行双面扇出互联。
[0006]本专利技术第一方面涉及一种双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，包括如下步骤：
[0007](a)准备铜板，并在所述铜板的至少一侧表面上形成第一导通铜柱层和第一回环条形铜柱层，其中所述第一回环条形铜柱层包括至少一个回环条形铜柱；
[0008](b)在所述铜板的表面贴装第一芯片，且所述第一芯片位于所述第一导通铜柱层的相邻第一导通铜柱之间，并在所述铜板的表面上形成第一绝缘层以封装所述第一导通铜柱层、所述第一回环条形铜柱层和所述第一芯片；
[0009](c)蚀刻所述铜板形成第一线路层，其中所述第一线路层包括第一导通线路层、第一牺牲线路层和散热铜面，其中所述散热铜面与所述第一芯片的背面连接，所述第一导通铜柱层和所述第一导通线路层连接，所述第一回环条形铜柱层和所述第一牺牲线路层连接；
[0010](d)在所述第一线路层上形成第二绝缘层，所述第二绝缘层包括位于所述第一线路层表面上的第二导通铜柱层和第二回环条形铜柱层，所述第二导通铜柱层和所述第一导通线路层连接，所述第二回环条形铜柱层和所述第一牺牲线路层连接，且所述第一回环条形铜柱层和所述第二回环条形铜柱层纵向重合；
[0011](e)分别减薄所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以暴露所述第一导通铜柱层和所述第一回环条形铜柱层的端部以及所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的端部；
[0012](f)同时蚀刻所述第一回环条形铜柱层和所述第二回环条形铜柱层纵向上处于相同位置的回环条形铜柱以及第一牺牲线路层，并剔除其内的绝缘材料，形成器件放置口框；
[0013](g)在所述器件放置口框的底部或顶部贴装第二芯片，并在所述第二芯片和所述器件放置口框的间隙内形成绝缘封装层；
[0014](h)在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的表面上分别形成第二线路层和第三线路层，其中所述第一导通线路层和所述第二线路层通过所述第一导通铜柱层导通连接，所述第一导通线路层和所述第三线路层通过所述第二导通铜柱层导通连接，所述第二芯片的端子与所述第二线路层或所述第三线路层连通。
[0015]在一些实施方案中，步骤(a)包括：
[0016](a1)准备铜板，在所述铜板的至少一侧表面上施加第一光刻胶层，曝光显影所述第一光刻胶层形成第一特征图案；
[0017](a2)在所述第一特征图案中电镀铜形成第一导通铜柱层和第一回环条形铜柱层；
[0018](a3)移除所述第一光刻胶层。
[0019]在一些实施方案中，步骤(b)包括通过在所述铜板的表面粘贴粘合材料并将所述第一芯片的背面贴在所述粘合材料上以在所述铜板的表面贴装第一芯片。
[0020]在一些实施方案中，步骤(c)包括：
[0021](c1)在所述铜板的表面上施加第二光刻胶层，并曝光显影所述第二光刻胶层形成第二特征图案；
[0022](c2)蚀刻所述第二特征图案中暴露的铜板形成第一线路层；
[0023](c3)移除所述第二光刻胶层。
[0024]在一些实施方案中，步骤(d)包括：
[0025](d1)在所述第一线路层和所述铜板的表面形成第一金属种子层；
[0026](d2)在所述第一金属种子层上施加第三光刻胶层，并曝光显影所述第三光刻胶层形成第三特征图案；
[0027](d3)在所述第三特征图案中电镀铜形成第二导通铜柱层和第二回环条形铜柱层；
[0028](d4)移除所述第三光刻胶层，并蚀刻暴露的第一金属种子层；
[0029](d5)形成覆盖所述第一线路层、所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的第二绝缘层。
[0030]在一些实施方案中，步骤(e)包括通过磨板、等离子蚀刻或喷砂的方式分别整体减薄所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以暴露所述第一导通铜柱层和所述第一回环条形铜柱层的端部以及所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的端部。
[0031]在一些实施方案中，步骤(e)包括通过激光、机械钻孔或光刻的方式分别局部减薄所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以暴露所述第一导通铜柱层和所述第一回环条形铜柱层的端部以及所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的端部。
[0032]在一些实施方案中，步骤(f)包括：
[0033](f1)分别在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的表面上施加第四光刻胶层和第五光刻胶层，曝光显影所述第四光刻胶层和第五光刻胶层分别形成第四特征图案和第五特征图案；
[0034](f2)在所述第四特征图案和所述第五特征图案中分别蚀刻所述第一回环条形铜柱层和所述第二回环条形铜柱层纵向上处于相同位置的回环条形铜柱以及第一牺牲线路层，并剔除其内的绝缘材料，形成器件放置口框；
[0035](f3)分别移除所述第四光刻胶层和所述第五光刻胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，包括如下步骤：(a)准备铜板，并在所述铜板的至少一侧表面上形成第一导通铜柱层和第一回环条形铜柱层，其中所述第一回环条形铜柱层包括至少一个回环条形铜柱；(b)在所述铜板的表面贴装第一芯片，且所述第一芯片位于所述第一导通铜柱层的相邻第一导通铜柱之间，并在所述铜板的表面上形成第一绝缘层以封装所述第一导通铜柱层、所述第一回环条形铜柱层和所述第一芯片；(c)蚀刻所述铜板形成第一线路层，其中所述第一线路层包括第一导通线路层、第一牺牲线路层和散热铜面，其中所述散热铜面与所述第一芯片的背面连接，所述第一导通铜柱层和所述第一导通线路层连接，所述第一回环条形铜柱层和所述第一牺牲线路层连接；(d)在所述第一线路层上形成第二绝缘层，所述第二绝缘层包括位于所述第一线路层表面上的第二导通铜柱层和第二回环条形铜柱层，所述第二导通铜柱层和所述第一导通线路层连接，所述第二回环条形铜柱层和所述第一牺牲线路层连接，且所述第一回环条形铜柱层和所述第二回环条形铜柱层纵向重合；(e)分别减薄所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以暴露所述第一导通铜柱层和所述第一回环条形铜柱层的端部以及所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的端部；(f)同时蚀刻所述第一回环条形铜柱层和所述第二回环条形铜柱层纵向上处于相同位置的回环条形铜柱以及第一牺牲线路层，并剔除其内的绝缘材料，形成器件放置口框；(g)在所述器件放置口框的底部或顶部贴装第二芯片，并在所述第二芯片和所述器件放置口框的间隙内形成绝缘封装层；(h)在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的表面上分别形成第二线路层和第三线路层，其中所述第一导通线路层和所述第二线路层通过所述第一导通铜柱层导通连接，所述第一导通线路层和所述第三线路层通过所述第二导通铜柱层导通连接，所述第二芯片的端子与所述第二线路层或所述第三线路层连通。2.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(a)包括：(a1)准备铜板，在所述铜板的至少一侧表面上施加第一光刻胶层，曝光显影所述第一光刻胶层形成第一特征图案；(a2)在所述第一特征图案中电镀铜形成第一导通铜柱层和第一回环条形铜柱层；(a3)移除所述第一光刻胶层。3.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(b)包括通过在所述铜板的表面粘贴粘合材料并将所述第一芯片的背面贴在所述粘合材料上以在所述铜板的表面贴装第一芯片。4.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(c)包括：(c1)在所述铜板的表面上施加第二光刻胶层，并曝光显影所述第二光刻胶层形成第二特征图案；(c2)蚀刻所述第二特征图案中暴露的铜板形成第一线路层；(c3)移除所述第二光刻胶层。5.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(d)包
括：(d1)在所述第一线路层和所述铜板的表面形成第一金属种子层；(d2)在所述第一金属种子层上施加第三光刻胶层，并曝光显影所述第三光刻胶层形成第三特征图案；(d3)在所述第三特征图案中电镀铜形成第二导通铜柱层和第二回环条形铜柱层；(d4)移除所述第三光刻胶层，并蚀刻暴露的第一金属种子层；(d5)形成覆盖所述第一线路层、所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的第二绝缘层。6.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(e)包括通过磨板、等离子蚀刻或喷砂的方式分别整体减薄所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以暴露所述第一导通铜柱层和所述第一回环条形铜柱层的端部以及所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的端部。7.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(e)包括通过激光、机械钻孔或光刻的方式分别局部减薄所述第一绝缘层和所述第二绝缘层以暴露所述第一导通铜柱层和所述第一回环条形铜柱层的端部以及所述第二导通铜柱层和所述第二回环条形铜柱层的端部。8.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(f)包括：(f1)分别在所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的表面上施加第四光刻胶层和第五光刻胶层，曝光显影所述第四光刻胶层和第五光刻胶层分别形成第四特征图案和第五特征图案；(f2)在所述第四特征图案和所述第五特征图案中分别蚀刻所述第一回环条形铜柱层和所述第二回环条形铜柱层纵向上处于相同位置的回环条形铜柱以及第一牺牲线路层，并剔除其内的绝缘材料，形成器件放置口框；(f3)分别移除所述第四光刻胶层和所述第五光刻胶层。9.根据权利要求1所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(g)包括：(g1)在所述第一绝缘层的表面设置第一粘合层；(g2)将所述第二芯片置入所述器件放置口框内，其中所述第二芯片的端子面附着在所述第一粘合层上；(g3)在所述第二芯片和所述器件放置口框的间隙内以及所述第二绝缘层的表面形成绝缘封装层；(g4)减薄所述绝缘封装层以暴露所述第二导通铜柱层的端部；(g5)移除所述第一粘合层。10.根据权利要求9所述的双面互联嵌入式芯片封装结构的制造方法，其中步骤(h)包括：(h1)在所述第二绝缘层的表面设置第二粘合层；(h2)局部减薄所述第一绝缘层形成开窗以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先明，冯进东，黄本霞，洪业杰，
申请(专利权)人：珠海越亚半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：