[发明专利]一种高散热芯片嵌入式重布线封装结构及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高散热芯片嵌入式重布线封装结构及其制作方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

当前芯片尺寸封装（CSP）工艺主要有：

一、芯片先贴装在引线框架或者基板上后在芯片表面引线键合，或者芯片表面二次布线制作凸点后倒装在引线框架或者基板上再进行模塑包封及后工序；

二、芯片表面二次布线后在布线层Pad处制作焊球，再进行模塑包封（或裸芯片）及后工序。

当前芯片尺寸封装（CSP）工艺存在以下不足和缺陷：

1、随着产品小、薄、高密度的要求不断提高，引线框架或者基板要求小而薄，易变形，制作难度较大；

2、采用引线键合工艺的产品，受焊线弧高和弧长的限制，产品的厚度和大小都不可能做得很小；

3、采用倒装工艺或者圆片级封装的产品，芯片需要二次布线制作凸点，前期制造成本较高；

4、随着芯片引脚数的增多以及对芯片尺寸缩小要求的提高，芯片倒装时与基片的对位精度要求非常高；

5、绝大多数的倒装焊产品中都采用了底部填充剂，其作用是缓解芯片和基板之间由热膨胀系数（CTE）差所引起的剪切应力，但存在填充不满、空洞的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高散热芯片嵌入式重布线封装结构及其制作方法，它在金属载板表面贴装芯片，以球焊方式在PAD打上铜球或者在芯片PAD上制作铜柱，模塑包封后通过减薄重布线将铜球或铜柱和外引脚相连，另外利用金属载板作为散热片，可以提供高效的散热功能，从而实现高性能的电性连接与良好的可靠性保证。

本发明的目的是这样实现的：一种高散热芯片嵌入式重布线封装结构，它包括金属载板，所述金属载板表面贴装有芯片，所述芯片表面焊接有铜球，所述芯片和铜球外围包封有绝缘材料，所述铜球与绝缘材料齐平，所述铜球和绝缘材料表面设置有金属线路层，所述金属线路层外围包封有感光材料，所述金属线路层表面设置有金属球。

所述金属线路层为多层，所述金属线路层与金属线路层之间通过连接铜柱相连接。

一种高散热芯片嵌入式重布线封装结构及其制作方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一、取金属载板

取一片厚度合适的金属载板；

步骤二、金属载板表面预镀铜材

在金属载板表面电镀一层铜材薄膜；

步骤三、贴光阻膜

在完成预镀铜材薄膜的金属载板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜；

步骤四、曝光显影

利用曝光显影设备将步骤三完成贴光阻膜的金属载板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜，以露出金属载板正面后续需要进行芯片定位区电镀的图形区域；

步骤五、电镀金属层

在步骤四中金属载板正面去除部分光阻膜的区域内电镀上金属层作为贴装芯片定位区；

步骤六、去除光阻膜

去除金属载板表面的光阻膜；

步骤七、贴装芯片

在电镀了芯片贴装定位区的金属载板上贴装芯片；

步骤八、焊接铜凸点

在芯片表面焊接铜凸点；

步骤九、在金属载板正面覆盖绝缘材料层

在金属载板正面覆盖一层绝缘材料；

步骤十、绝缘材料表面减薄

将绝缘材料表面进行机械减薄，直到露出铜凸点为止；

步骤十一、绝缘材料表面金属化

对绝缘材料表面进行金属化处理，使其表面后续能进行电镀；

步骤十二、贴光阻膜

在完成金属化的绝缘材料表面及金属载板背面贴上可进行曝光显影的光阻膜；

步骤十三、曝光显影

利用曝光显影设备将绝缘材料的金属化层进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜，以露出金属化层后续需要进行一层线路层电镀的图形区域；

步骤十四、电镀一层线路层

在步骤十三中金属化层去除部分光阻膜的区域内电镀上金属线路层作为重布线一层线路层，形成线路板；

步骤十五、去除光阻膜

去除金属载板背面与线路板正面的光阻膜；

步骤十六、快速蚀刻

对线路板正面进行快速蚀刻，去除一层线路层以外的金属化层；

步骤十七、涂覆感光材料

在完成一层线路层的线路板正面涂覆感光材料；

步骤十八、曝光显影

利用曝光显影设备将线路板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形感光材料，以露出线路板正面后续需要进行植球的图形区域；