專利名稱：基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，尤其是一種基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的IC封裝多數(shù)以導(dǎo)線架形成TSOP (Thin Small Outline Package)、QFP (Plastic Quad Flat Package)、QFN (Quad Flat No-lead Package)等封裝結(jié)構(gòu)，或者以 BT (Bismaleimide Triazine)基板形成 BGA (Ball Grid Array)或 LGA (land gridarray)等封裝結(jié)構(gòu)。上述封裝結(jié)構(gòu)的整體厚度約為0.8 1.4mm,無法達(dá)到薄型化的封裝要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，封裝厚度能低于0.5mm,滿足薄型化封裝要求，安全可
靠 O按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，包括硅襯底，所述硅襯底內(nèi)凹設(shè)有封裝槽，所述封裝槽的底部及側(cè)壁上覆蓋有絕緣支撐層，且所述絕緣支撐層延伸封裝槽槽口外側(cè)的硅襯底表面；絕緣支撐層上覆蓋有第一連接層，所述第一連接層上覆蓋有第二連接層，IC芯片通過金屬凸塊與第二連接層電連接，第二連接層上設(shè)有連接電極，所述連接電極位于封裝槽槽口的外側(cè)。所述IC芯片與第二連接層之間填充有絕緣固定體，且所述絕緣固定體還填充于第一連接層及第二連接層的外層，并支撐于硅襯底的表面。所述IC芯片與絕緣支撐層之間形成有填充槽，所述填充槽貫通第一連接層及第二連接層，填充槽內(nèi)填充有絕緣支撐體。所述娃襯底及所述娃襯底上連接電極的總厚度低于0.5_。本實用新型的優(yōu)點:通過在硅襯底內(nèi)設(shè)置封裝槽，在封裝槽內(nèi)設(shè)置絕緣支撐層、第一連接層及第二連接層，IC芯片通過金屬凸塊與第二連接層電連接，以實現(xiàn)將IC芯片與外部的連接，通過對硅襯底背面減薄，使得整體封裝厚度可以低于0.5_，滿足薄型封裝的要求，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖疒圖22為本實用新型具體實施工藝步驟剖視圖，其中:圖2為本實用新型硅襯底上得到掩膜層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型在掩膜層上涂覆第一光刻膠層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型對第一光刻膠層曝光顯影后的結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]圖5為本實用新型對掩膜層進(jìn)行刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實用新型去除第一光刻膠層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實用新型對硅襯底進(jìn)行刻蝕得到封裝槽后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本實用新型去除掩膜層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為本實用新型在硅襯底上淀積得到絕緣支撐層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本實用新型在絕緣支撐層上得到第一連接層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本實用新型在第一連接層上涂布第二光刻膠層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12為本實用新型在第一連接層上電鍍得到第二連接層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖13為本實用新型去除第二光刻膠層后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為本實用新型對第一連接層進(jìn)行刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15為本實用新型對封裝槽槽口外層的絕緣支撐層刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16為本實用新型IC芯片通過金屬凸塊與第二連接層電連接后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖17為本實用新型在IC芯片下方填充絕緣支撐體后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖18為本實用新型得到絕緣塑封體后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖19為本實用新型對絕緣塑封體進(jìn)行研磨減薄后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖20為本實用新型在第二連接層上設(shè)置連接電極后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖21為本實用新型對硅襯底進(jìn)行減薄后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖22為本實用新型對硅襯底進(jìn)行切割得到所需封裝結(jié)構(gòu)后的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明:1-硅襯底、2-絕緣支撐層、3-第一連接層、4-第二連接層、5-絕緣支撐體、6-金屬凸塊、7-絕緣固定體、8-連接電極、9-1C芯片、10-掩膜層、11-第一光刻膠層、12-第一窗口、13-第二窗口、14-封裝槽、15-第二光刻膠層、16-第三窗口、17-絕緣塑封體及18-填充槽。
具體實施方式
下面結(jié)合具體附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示:為了能夠使得集成電路的封裝厚度達(dá)到薄型化封裝的要求，本實用新型包括硅襯底I，所述硅襯底I內(nèi)凹設(shè)有封裝槽14，所述封裝槽14的底部及側(cè)壁上覆蓋有絕緣支撐層2，且所述絕緣支撐層2延伸封裝槽14槽口外側(cè)的硅襯底I表面；絕緣支撐層2上覆蓋有第一連接層3，所述第一連接層3上覆蓋有第二連接層4，IC芯片9通過金屬凸塊6與第二連接層4電連接，第二連接層4上設(shè)有連接電極8，所述連接電極8位于封裝槽14槽口的外側(cè)。具體地，所述硅襯底I及所述硅襯底I上連接電極8的總厚度低于0.5mm。為了確保IC芯片9的封裝可靠性，在IC芯片9與第二連接層4之間填充有絕緣固定體7，所述絕緣固定體7位于封裝槽14的上部，同時，封裝槽14槽口外側(cè)還設(shè)置絕緣固定體7，所述絕緣固定體7支撐于硅襯底I的表面，并位于第一連接層3及第二連接層4的外側(cè)。絕緣固定體7采用環(huán)氧化合物。IC芯片9與絕緣支撐層2之間形成有填充槽18，所述填充槽18貫通第一連接層3及第二連接層4。為了能夠?qū)C芯片9的下表面進(jìn)行封裝保護(hù)，所述填充槽18內(nèi)填充有絕緣支撐體5，所述絕緣支撐體5采用一般地環(huán)氧化合物，絕緣支撐體5與IC芯片9的下表面及金屬凸塊6接觸，IC芯片9通過絕緣固定體7及絕緣支撐體5共同作用，確保封裝于封裝槽14內(nèi)的可靠性。所述IC芯片9可以為任何需要的芯片結(jié)構(gòu)，IC芯片9通過金屬凸塊6與第二連接層4電連接，連接電極8與第二連接層4電連接，從而使得連接電極8能夠?qū)C芯片9所需的信號輸入輸出。如圖2 圖22所示:上述結(jié)構(gòu)的封裝結(jié)構(gòu)，可以通過下述工藝步驟實現(xiàn)，具體地包括如下步驟:a、提供硅襯底1，并在硅襯底I的正面淀積掩膜層10，所述掩膜層10覆蓋硅襯底I的正面，如圖2所示:掩膜層10為氮化硅層；b、在上述掩膜層10上涂布第一光刻膠層11，所述第一光刻膠層11覆蓋在掩膜層10上,如圖3所示；C、對上述第一光刻膠層11進(jìn)行曝光顯影，去除掩膜層10上部分光刻膠層，去除部分光刻膠層后，在掩膜層10上得到第一窗口 12，如圖4所示；d、利用上述第一窗口 12對掩膜層10進(jìn)行刻蝕,去除與第一窗口 12對應(yīng)的掩膜層10，得到第二窗口 13，所述第二窗口 13從第一光刻膠層11的表面延伸到硅襯底I的表面，使得娃襯底I的表面裸露，如圖5所不；e、去除上述硅襯底I上的第一光刻膠層11，保留硅襯底I上的掩膜層10，如圖6所示；f、利用掩膜層10對硅襯底I進(jìn)行刻蝕，以在硅襯底I內(nèi)得到所需的封裝槽14，如圖7所示；g、去除上述硅襯底I上的掩膜層10，如圖8所示；h、在上述硅襯底I的正面淀積絕緣支撐層2，所述絕緣支撐層2覆蓋硅襯底I的正面、封裝槽14的側(cè)壁及底部，所述絕緣支撐層2為二氧化硅層，如圖9所示；1、在上述硅襯底I上設(shè)置第一連接層3，第一連接層3覆蓋絕緣支撐層2，所述第一連接層3通過濺射鈦/鎳材料得到，通過濺射鈦材料能夠與絕緣支撐層2的連接，通過鎳金屬能夠?qū)崿F(xiàn)需要的電連接，如圖10所示；j、在上述第一連接層3涂布第二光刻膠層15，并對所述第二光刻膠層15進(jìn)行曝光顯影，得到位于封裝槽14內(nèi)及封裝槽14槽口外側(cè)的第二光刻膠層15，如圖11所示；k、在上述第一連接層3上電鍍得到第二連接層4，第二光刻膠層15遮擋的部分沒有第二連接層4,第二連接層4的材料包括鎳和金,通過鎳和金實現(xiàn)與第一連接層3的連接，如圖12所示；1、去除上述第一連接層3上的第二光刻膠層15，在封裝槽14底部上方得到第三窗口 16，所述第三窗口 16從第二連接層4的表面延伸至第一連接層3的表面，如圖13所示；m、對上述第一連接層3進(jìn)行刻蝕，去除封裝槽14槽口外層的第一連接層3，并刻蝕去除與第三窗口 16對應(yīng)的第一連接層3，如圖14所示；η、去除硅襯底I正面上的絕緣支撐層2，即刻蝕去除封裝槽14槽口外側(cè)未覆蓋第一連接層3及第二連接層4部分的絕緣支撐層2，如圖15所示；O、提供需要的IC芯片9，IC芯片9通過金屬凸塊6支撐于第二連接層4上，且IC芯片9通過金屬凸塊6與第二連接層4電連接，金屬凸塊6與第二連接層4的連接可以采用金屬鍵合等覆晶形式，同時，IC芯片9支撐在第二連接層4上后，IC芯片9與下方的絕緣支撐層2之間形成填充槽18，如圖16所示；[0052]p、在上述填充槽18內(nèi)進(jìn)行底膠填充，所述底膠為環(huán)氧化合物，得到絕緣支撐體5，通過絕緣支撐體5能夠?qū)C芯片9進(jìn)行保護(hù)，如圖17所示；q、在硅襯底I的正面進(jìn)行塑封，得到絕緣塑封體17，所述絕緣塑封體17覆蓋在硅襯底I正面對應(yīng)的表面、第二連接層4、封裝槽14及IC芯片9上，絕緣塑封體17采用常規(guī)的塑封工藝及材料實現(xiàn)，如圖18所示；r、對上述絕緣塑封體17進(jìn)行研磨至露出第二連接層4，得到位于封裝槽14內(nèi)的絕緣固定體7，所述絕緣固定體7由研磨保留的絕緣塑封體17形成，如圖19所示；S、在上述第二連接層4上電鍍連接電極8,所述連接電極8位于封裝槽14槽口的外側(cè)，且連接電極8與第二連接層4電連接，連接電極8的材料一般為金，通過連接電極8實現(xiàn)將IC芯片9與外部的連接，如圖20所示；t、對上述硅襯底I的背面進(jìn)行減薄，硅襯底I減薄最終的厚度根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，但是硅襯底I背面減薄至封裝槽14的下方，即最多減薄至封裝槽14的槽底，如圖21所示；U、對上述減薄后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行晶圓切割，得到所需的封裝結(jié)構(gòu)，如圖22所示，其中，圖22中對切割后的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體放大，以便能更好地示出本實用新型的結(jié)構(gòu)，切割后的封裝結(jié)構(gòu)整體厚度可以低于0.5_。如圖1所示:通過在硅襯底I內(nèi)設(shè)置封裝槽14，在封裝槽14內(nèi)設(shè)置絕緣支撐層2、第一連接層3及第二連接層4，IC芯片9通過金屬凸塊6與第二連接層4電連接，以實現(xiàn)將IC芯片9與外部的連接，通過對硅襯底I背面減薄，使得整體封裝厚度可以低于0.5_，滿足薄型封裝的要求，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。
權(quán)利要求1.一種基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:包括硅襯底(I)，所述硅襯底(I)內(nèi)凹設(shè)有封裝槽(14)，所述封裝槽(14)的底部及側(cè)壁上覆蓋有絕緣支撐層(2)，且所述絕緣支撐層(2 )延伸封裝槽(14 )槽口外側(cè)的硅襯底(I)表面；絕緣支撐層(2 )上覆蓋有第一連接層(3 )，所述第一連接層(3 )上覆蓋有第二連接層(4)，IC芯片(9 )通過金屬凸塊(6 )與第二連接層(4 )電連接，第二連接層(4 )上設(shè)有連接電極(8 )，所述連接電極(8 )位于封裝槽(14)槽口的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:所述IC芯片(9)與第二連接層(4)之間填充有絕緣固定體(7)，且所述絕緣固定體(7)還填充于第一連接層(3)及第二連接層(4)的外層，并支撐于硅襯底(I)的表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:所述IC芯片(9)與絕緣支撐層(2)之間形成有填充槽(18)，所述填充槽(18)貫通第一連接層(3)及第二連接層(4 )，填充槽(18 )內(nèi)填充有絕緣支撐體(5 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，其特征是:所述硅襯底(I)及所述娃襯底(I)上連接電極(8)的總厚度低于0.5mm。
專利摘要本實用新型涉及一種封裝結(jié)構(gòu)，尤其是一種基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝的技術(shù)領(lǐng)域。按照本實用新型提供的技術(shù)方案，所述基于硅襯底的薄型集成電路封裝結(jié)構(gòu)，包括硅襯底，所述硅襯底內(nèi)凹設(shè)有封裝槽，所述封裝槽的底部及側(cè)壁上覆蓋有絕緣支撐層，且所述絕緣支撐層延伸封裝槽槽口外側(cè)的硅襯底表面；絕緣支撐層上覆蓋有第一連接層，所述第一連接層上覆蓋有第二連接層，IC芯片通過金屬凸塊與第二連接層電連接，第二連接層上設(shè)有連接電極，所述連接電極位于封裝槽槽口的外側(cè)。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，封裝厚度能低于0.5mm，滿足薄型化封裝要求，安全可靠。
文檔編號H01L23/485GK203013705SQ20122074029
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者呂致緯 申請人:矽格微電子(無錫)有限公司