一种芯片封装结构及其制备方法与流程

专利2025-06-18  17


本发明涉及芯片封装,具体涉及一种芯片封装结构及其制备方法。


背景技术:

1、近年来,芯片的平面尺寸已经缩减到极限,三维堆叠封装技术为芯片的尺寸缩减提供了新的解决方案。其中,3d堆叠封装技术之一是使用硅通孔构造芯片堆叠结构。但是,当硅通孔中通过交流信号时,硅通孔之间会产生较大的寄生电容,降低芯片的信号传输性能。

2、因此,需要一种方案,来降低芯片封装结构中硅通孔与芯片之间的寄生电容,提高芯片的信号传输性能。


技术实现思路

1、因此,本发明提供一种芯片封装结构及其制备方法,以解决现有的硅通孔芯片结构通过在通过交流信号时,硅通孔之间会产生较大的寄生电容,从而降低芯片的信号传输性能的问题。

2、本发明提供一种芯片封装结构,包括:

3、芯片,所述芯片包括芯片层和钝化层,所述芯片层背向所述钝化层的一侧表面为第一表面,所述钝化层背向所述芯片层的一侧表面为第二表面;所述钝化层中设置有多个所述芯片的pad;

4、多个硅通孔,所述硅通孔垂直于所述第一表面并从所述第一表面延伸至所述钝化层内,连接所述pad;

5、rdl层,覆盖所述硅通孔内壁,连接所述pad,并延伸至所述第一表面;

6、凹槽,位于相邻硅通孔之间,所述凹槽自所述第一表面向所述钝化层延伸,贯穿所述芯片层。

7、可选的,所述凹槽内部的填充材料的介电常数小于所述芯片层的介电常数。

8、可选的,所述凹槽为空气填充。

9、可选的,还包括:

10、基板,位于所述第二表面;

11、第一绝缘层,位于所述rdl层与所述芯片层之间;

12、第二绝缘层,覆盖所述rdl层背向所述芯片层一侧表面,并完全填充所述硅通孔内部;

13、金属凸块,位于所述第二绝缘层背向所述第一表面的一侧。

14、可选的,所述芯片层为硅;

15、所述第一绝缘层为无机介质层;

16、所述第二绝缘层为聚酰亚胺层。

17、本发明还提供一种芯片封装结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

18、提供芯片,所述芯片包括芯片层和钝化层,所述芯片层背向所述钝化层的一侧表面为第一表面,所述钝化层背向所述芯片层的一侧表面为第二表面;所述钝化层中设置有多个所述芯片的pad;

19、在所述第一表面形成多个硅通孔;所述硅通孔垂直于所述第一表面并从所述第一表面延伸至所述钝化层内,连接所述pad;

20、在所述硅通孔内壁和所述第一表面形成rdl层,所述rdl层连接所述pad;

21、在相邻硅通孔之间形成凹槽;所述凹槽自所述第一表面向所述钝化层延伸,贯穿所述芯片层。

22、可选的,所述在所述第一表面形成多个硅通孔的步骤之前,还包括:

23、提供基板,将所述基板与所述芯片的第二表面连接固定;所述基板用于支撑所述芯片。

24、可选的,所述在所述硅通孔内壁和所述第一表面形成rdl层的步骤之前,还包括:

25、在所述硅通孔内壁和所述第一表面形成第一绝缘层,所述第一绝缘层位于所述rdl层与所述芯片层之间。

26、可选的,所述在相邻硅通孔之间形成凹槽的步骤之前,还包括:

27、形成第二绝缘层,所述第二绝缘层覆盖所述rdl层背向所述芯片层一侧表面,并完全填充所述硅通孔内部。

28、可选的,所述在相邻硅通孔之间形成凹槽,包括;

29、在所述第二绝缘层背向所述第一表面的一侧涂覆光刻胶,刻蚀所述光刻胶在硅通孔之间形成所述凹槽的开口;

30、采用干法刻蚀根据所述凹槽的开口形成所述凹槽。

31、本发明的技术方案,具有如下优点:

32、(1)本发明提供的芯片封装结构,一方面,通过在硅通孔结构之间刻蚀凹槽,在芯片在接入交流信号时,可以降低硅通孔结构之间的寄生电容,从而提高芯片的传输性能。另一方面,凹槽位于芯片内部,不增加封装体积,不需要额外的外部结构就可以实现降低寄生电容的效果。

33、(2)本发明提供的芯片封装结构的凹槽内部的填充材料的介电常数小于芯片层的介电常数,可以视为将芯片层的一部分替换为介电常数较低的填充材料,可以降低硅通孔之间的区域的介电常数,从而降低硅通孔之间的寄生电容,提高芯片的传输性能。

34、(3)本发明提供的芯片封装结构通过用空气填充凹槽,由于空气的介电常数近似为1,而芯片层的成分为硅,硅的相对介电常数是11.9,因此凹槽内部的填充材料的介电常数远小于芯片层的介电常数,可以有效地降低硅通孔之间寄生电容,提高芯片的传输性能,硅通孔之间的寄生电容可降低约50%。

35、本发明提供的芯片封装结构制备方法,可制备本发明提供的芯片封装结构。一方面,在硅通孔结构之间刻蚀凹槽,在通过交流信号时,可以降低硅通孔结构之间的寄生电容,从而提高芯片的传输性能。另一方面,凹槽位于芯片内部,不增加封装体积,不需要额外的外部结构就可以实现降低寄生电容的效果。



技术特征:

1.一种芯片封装结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的芯片封装结构,其特征在于,

3.根据权利要求2所述的芯片封装结构,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的芯片封装结构,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的芯片封装结构,其特征在于,

6.一种芯片封装结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的芯片封装结构的制备方法,其特征在于,

8.根据权利要求7所述的芯片封装结构的制备方法,其特征在于,

9.根据权利要求8所述的芯片封装结构的制备方法,其特征在于,

10.根据权利要求9所述的芯片封装结构的制备方法,其特征在于,


技术总结
本发明涉及一种芯片封装结构及其制备方法。芯片封装结构包括:芯片,所述芯片包括芯片层和钝化层,所述芯片层背向所述钝化层的一侧表面为第一表面,所述钝化层背向所述芯片层的一侧表面为第二表面;所述钝化层中设置有多个所述芯片的PAD;多个硅通孔,所述硅通孔垂直于所述第一表面并从所述第一表面延伸至所述钝化层内,连接所述PAD;RDL层,覆盖所述硅通孔内壁,连接所述PAD,并延伸至所述第一表面;凹槽,位于相邻硅通孔之间,所述凹槽自所述第一表面向所述钝化层延伸,贯穿所述芯片层。本发明提供的芯片封装结构,在芯片接入交流信号时,可以降低硅通孔结构之间的寄生电容,从而提高芯片的传输性能。

技术研发人员:李永慧
受保护的技术使用者:上海先方半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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