[发明专利]一种用于电子器件封装的硅基转接板结构

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种用于电子器件封装的硅基转接板结构，属于半导体封装技术领域。

背景技术

近年来，随着电子封装技术的高速发展，一些新的封装形式不断出现，在一些高速处理芯片，如中央位处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、芯片组(Chipset)等的封装形式主要以倒装方式进行，目前的倒装的转接板主要有：1）BT类树脂转接板；2）陶瓷转接板；3）带有硅通孔的硅基基板。其中BT类树脂基板和陶瓷基板在金属布线中受工艺限制，其线宽线距较大，在高密度封装结构的设计中无法满足应用要求。

带有硅通孔的硅基基板采用硅通孔中填充金属的方式，以圆片的方式进行金属布线，可以实现精细线宽和线距结构，可实现高密度的转接能力，但该结构在实际生产过程中却存在以下几个结构难点：

1）通孔形成。通常的通孔形成方式是利用深反应离子刻蚀的方法，因而形成效率较低，且因刻蚀过程控制因素，形成的通孔壁为扇贝结构，导致后续绝缘层的沉积厚薄不均；

2）绝缘层沉积困难。为保证硅与通孔金属之间的绝缘性，需在通孔壁沉积一层绝缘层，但因通孔尺寸小而深、长宽比又高达10:1以上，绝缘层的沉积非常困难；

3）通孔金属填充困难。由于通孔金属填充是预先在通孔内沉积种子层金属，然后采用电镀工艺进行金属填充，由于电镀金属的沉积特性，使这种方式很难避免通孔内空洞缺陷的产生；

4）竖直状通孔给上述通孔内操作增加了困难。竖直状通孔使通孔的深处绝缘层、种子层沉积不均匀，甚至存在无沉积层的状况，影响产品的可靠性。

基于上述四方面的原因，利用硅通孔技术的现有硅基转接板技术还不具备规模化生产能力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述硅通孔硅基转接板技术的不足，提供一种具备规模化生产能力的用于电子器件封装的硅基转接板结构。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于电子器件封装的硅基转接板结构，包括基体，所述基体内设置通孔和与通孔连接的基体底部开口，所述通孔呈倒梯形，所述基体底部开口的开口尺寸不小于通孔底部的尺寸，所述通孔的内壁沉积绝缘层Ⅰ，所述绝缘层Ⅰ向上延伸并覆盖基体的上表面，所述绝缘层Ⅰ的表面设置金属层Ⅰ，所述金属层Ⅰ于通孔的底部相连接，所述金属层Ⅰ于通孔内形成盲孔Ⅰ， 

所述基体的上方设置若干层金属层III，不同的所述金属层III之间设置不同的介电层和介电层开口，所述介电层填充盲孔Ⅰ，不同的所述金属层III通过介电层开口连接，最底层的所述金属层III与金属层Ⅰ连接，最顶层的所述金属层III的周围覆盖保护层Ⅰ，所述保护层Ⅰ于金属层III的表面形成保护层Ⅰ开口，

所述基体底部开口内沉积绝缘层II并形成绝缘层II开口，所述绝缘层II与绝缘层Ⅰ于通孔的底部相连接、且沿基体底部开口向下延伸并覆盖基体的下表面，所述绝缘层II表面设置金属层II，所述金属层II覆盖绝缘层II开口、并与金属层Ⅰ于通孔的底部实现电气连通，所述金属层II于基体底部开口内形成盲孔II，所述金属层II的表面设置保护层II，并形成保护层II开口，所述保护层II填充盲孔II。

进一步的，最底层的所述金属层III与金属层Ⅰ一体成形。

进一步的，所述通孔的横截面呈圆形、方形或多边形。

进一步的，所述基体底部开口的横截面呈圆形、方形或多边形。

进一步的，所述基体底部开口的深度为L，L不大于30微米。

进一步的，所述保护层II开口内设置焊球或金属凸点结构。

本发明的有益效果是：

本发明的硅基转接板结构，在基体内刻蚀倒梯形的通孔和与通孔连接的基体底部开口，可极大地降低硅基转接板的制备工艺难度和工艺成本，具备规模化生产能力，并且可实现硅基转接板的高密度技术，有利于应用该硅基转接板结构的电子器件的推广。

附图说明

图1为本发明一种用于电子器件封装的硅基转接板结构的基体与通孔位置关系的示意图。

图2为图1的局部放大A-A剖视图。

其中：

基体110

通孔111

基体底部开口112

绝缘层Ⅰ210

绝缘层II220

绝缘层II开口221

金属层Ⅰ310

盲孔Ⅰ311

金属层II320

盲孔II321

金属层III330

介电层400

介电层开口401