[发明专利]基于重布线技术的微系统组件堆叠方法

说明书

本发明公开了一种基于重布线技术的微系统组件堆叠方法，主要是通过重布线技术实现芯片引脚的重新配置和互联，通过树脂基料的涂覆，图形光刻，刻蚀成形，导电种子层溅射，电镀金属膜成形，再次涂覆、光刻、刻蚀、溅射、电镀的过程，重复多次，形成在树脂基材上的多层线路分布，在树脂基材内部采用埋置带通孔砷化镓或者硅基通孔的芯片进行正反面布线实现连通。本发明采用重布线技术进行射频信号的传输，对射频信号的影响较小，适合宽带射频复杂系统的集成设计制造。

技术领域

本发明属于集成电路的封装技术，具体为一种基于重布线技术的微系统组件堆叠方法。

背景技术

随着单片集成电路技术、新型电子材料和半导体工艺技术进步，应用于有源相控阵收发变频组件，高灵敏度接收机等军用民用等需要的宽带微波微系统组件精密集成化设计比过去面临更多的挑战：互联点增加带来越来越多的失配、同一面积内功能器件密度增加面临的装配极限。

传统的采用分立式微波器件、电路板和金属壳体等构成的传统宽带组件远远无法满足要求集成化要求。而在半导体封装领域，一方面片上集成技术(SOC)受限于高成本，较长的开发上市时间和有限的集成功能也难以适应宽带组件的多种灵活性，另一方面采用硅基MEMS技术集成的微波微系统集成技术需要采用高精度的晶圆级设备的键合机和采用较复杂的TSV通孔成形工艺，受限于晶圆尺寸，批量生产成本极高。

发明内容

本发明提出了一种基于重布线技术的微系统组件堆叠方法。

实现本发明的技术解决方案为：一种基于重布线技术的微系统组件堆叠方法，具体步骤为：

S1：将芯片定位到预置平板上，在预置平板上设置密封围框，并在密封围框内灌封树脂材料成形，在设定温度范围内固化树脂材料，移去预置平板，完成多芯片模组芯片预置工作；

S2：在多芯片模组底面再次涂覆树脂基材，在需要连通的芯片引脚位置刻蚀出通孔；

S3：采用电子束将金属以离子态溅射到模组底部形成金属层，并采用电镀的方式将金属层加厚，在刻蚀的通孔内部加厚金属化；

S4：用光刻工艺在多芯片模组底部金属层上将需要的电路图形用光刻胶覆盖，光刻胶未覆盖的金属层用金属腐蚀溶液去除；

S5：重复步骤S2～S4 N次，在多芯片模组底面形成N+1层电路结构，完成单层微系统组件制作，N为自然数；

S6：用金丝球焊方式在单层微系统组件模组底部打上金球；

S7：在两两单层微系统组件间进行金球共晶焊接，完成多层微系统组件堆叠；

S8：在堆叠微系统组件底部植BGA锡球作为对外连接的引脚，完成整个微系统组件的堆叠。

优选地，所述树脂材料包括环氧树脂、聚氨酯材料其中的一种或多种。

优选地，步骤S1中设定的温度范围为150度至200度。

优选地，金属层采用铜、铝、镍、银或金材料的一种或多种。

优选地，步骤S6中的焊球采用金、锡、铅、银、铋材料的一种或多种。

优选地，步骤S6用金丝球焊方式在单层微系统组件模组底部打上金球的具体方法为：通过在球焊机劈刀头上用电击的方式形成金球，用劈刀将金球压到微系统组件底部焊点上，对刀头施以一定的超声波功率，产生微摩擦效应将金球和微系统组件底部镀金层间形成分子共晶层，完成金球植球焊接。

优选地，步骤S7在两两单层微系统组件间进行金球共晶焊接的具体方法为：用共晶贴片机利用光学系统在Z轴方向上对准，将上下两层单层微系统组件结合，施加一定的超声功率，在结合面产生分子共晶层，结合完毕后采用低热膨胀系统的密封胶水在结合面外围进行灌封，保护焊点并加固结合强度，完成堆叠焊接。