[发明专利]一种高密度凸点基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片加工技术领域，具体涉及一种高密度凸点基板及其制造方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展，手机和各种电子产品越来越向轻薄短小的方向发展，手机电脑的性能越来越高，体积变得越来越小，对芯片和器件的集成度要求也越来越高。随着大规模集成电路的不断发展和革新，线宽已经接近22纳米，集成度达到空前的水平。对于技术和设备的要求也达到了一个全新的高度。线宽进一步变小的难度越来越大，技术和设备的加工能力的提升难度更大，技术和设备水平的发展趋于减缓。这种情况下，3D高密度封装受产业界广泛的重视，一个器件中的芯片不再是一个，而是多个，并且不再是只在一层排列，而是堆叠成三维高密度微组装芯片。芯片三维堆叠有效减少了器件的三维尺寸，芯片间的堆叠方式也在不断的改进。从FLIP CHIP到硅基TSV（Through Silicon Via）通孔互联技术，器件的三维尺寸变得越来越小。封装工艺也从原来的键合、贴片、塑封，演变成引入前段工艺的RDL、Flip Chip、晶圆键合、TSV等等关键工艺技术，使得更芯片密度更大、尺寸更小的封装结构不断涌现。

其中TSV技术，被世界封装技术领域公认为下一代最重要的封装技术。目前硅基TSV加工，普遍被大家采用的加工方法是，在硅105中制作高深宽比的硅通孔，在孔壁上沉积的绝缘层101、隔离层102、电镀种子层103，最后用电镀的方法将金属104填满通孔。由于淀积过程和电镀过程都在硅的整表面进行，所以孔外金属必须去掉，通过高精减薄工艺去掉表层的金属隔离层102绝缘层101。最后将硅片105的背面进行减薄，直至孔底部的金属暴露出来，形成TSV通孔连接，如图1所示。这种硅通孔的加工工艺和设备的成本都非常高，工艺过程复杂，目前没有完全彻底的解决方法。填孔的要求非常高，填充后的通孔中不能有气泡，否则，将在后续的使用过程中，导致断裂、发热等问题，使通孔连接失效，影响器件的电性能。

TSV加工完成后，在硅片两面进行再布线，这是一个多层布线过程。再布线后，在表面的焊点上进行植球，植球有两种方式，一种是植锡球，如图2所示，适用于较低密度的植球和较宽的线宽线距；另一种是长铜柱，如图3所示，由于铜柱是通过微加工电镀获得，所以能够获得高密度，细线宽线距的封装应用。长铜柱技术需要高深宽比的厚胶光刻技术和高精度的电镀技术。

在高端封装中，封装基板是芯片载体，因为制造成本较低，高端基板的主流是有机基板，而且是以环氧树脂或BT树脂为主的封装基板。有机封装基板与常规的PCB板的主要区别是封装基板具有小的线宽线距，其线宽线距小于3mil，目前具有良好量产的单购达到25μm的线宽线距，相应的过孔层间过孔在30微米左右。因其线宽线距的尺寸过小，常规的PCB工艺和设备无法满足加工需要。高端封装基板的板内贯通孔主要还是用机械钻孔的方式，孔径在1mm-1.5mm。当基板上需要大量这样的过孔时，钻孔的数量就受到了，机械钻孔的尺寸就受到了限制，单位面积内能够加工的过孔数量是有限的，将导致封装面积无法缩得更小，因此，有机基板的尺寸受到机械钻孔的限制不可能做得很小。

无论是TSV硅基板还是有机高端封装基板，受到加工工艺技术的限制，无论是工艺成本还是加工难度都非常高，相应的使用的设备价格也是非常的昂贵。

发明内容

本发明为了克服上述缺陷提供一种高密度凸点基板，此基板上的凸点是自带的，无需高精度厚胶光刻和高精度电镀凸点。

本发明还提供一种高密度凸点基板的制造方法，加工工艺简单，制造成本低廉。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高密度凸点基板，包括垂直于基板表面紧密排列的包覆绝缘层的柱状导线，所述包覆绝缘层的柱状导线通过粘接材料粘接形成基板；所述基板的一个表面设有布线，另一个表面上有部分导线凸出基板的表面，形成凸点。

上述方案中，所述柱状导线为金属导线。

上述方案中，所述布线包括至少一层绝缘层和一层金属线。

上述方案中，所述凸点表面有一层低熔点焊料。

上述方案中，所述绝缘层的材料为有机材料。

上述方案中，所述粘接材料为有机粘接剂或低熔点金属。

上述方案中，所述粘接材料为低熔点金属时，所述凸点表面的低熔点焊料的熔点要比低熔点金属的熔点低10℃。

一种高密度凸点基板的制造方法，包括如下步骤：

将带有绝缘层的柱状导线平行排列成束；

灌装粘接材料将所述带有绝缘层的柱状导线粘接起来，固化后形成柱状导线束；