CN107527823A - 一种封装基板的制备方法及封装基板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封装基板的制备方法及封装基板，所述方法包括：提供硅晶圆基层，所述硅晶圆基层一侧设置有焊盘；在硅晶圆基层背向所述焊盘的一侧形成第一再布线层，其中，所述焊盘和所述第一再布线层电连接。通过上述方式，本发明能够使封装基板的再布线层的线宽和线距更窄。

Description

一种封装基板的制备方法及封装基板

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种封装基板的制备方法及封装基板。

背景技术

半导体封装技术领域中常用到封装基板，封装基板可以为芯片提供电连接、保护、支撑、散热、组装等功效，以实现多引脚化，缩小封装产品体积、改善电性能及散热性等目的。目前，封装基板正朝着高密度化的方向发展。

本发明的发明人在长期研究过程中发现，一般的封测企业难以实现封装基板的制造，即使可以制造，其制造的封装基板的再布线层在窄线宽/线距上都受到一定限制。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种封装基板的制备方法及封装基板，可使封装基板的再布线层的线宽和线距更窄。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种封装基板的制备方法，所述方法包括：提供硅晶圆基层，所述硅晶圆基层一侧设置有焊盘；在硅晶圆基层背向所述焊盘的一侧形成第一再布线层，其中，所述焊盘和所述第一再布线层电连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种封装基板，所述封装基板包括：硅晶圆基层、焊盘及第一再布线层，其中，所述焊盘设置于所述硅晶圆基层一侧，所述第一再布线层设置于所述硅晶圆基层的另一侧，所述焊盘和所述第一再布线层电连接。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明所采用的封装基板的制备方法中焊盘和第一再布线层分别位于硅晶圆基层的两侧，焊盘与第一再布线层电连接；一方面，本发明所提供的封装基板的焊盘与第一再布线层位于玻璃基层的相对两侧，为后续提供双面有焊球结构的封装结构提供技术支持；又一方面，本发明所提供的封装基板预先制备好再布线层，后期将该封装基板与芯片进行连接，该方法比先做芯片再在芯片上进行再布线的方法的再布线层的线宽和线距更窄。

附图说明

图1是本发明封装基板的制备方法一实施方式的流程示意图；

图2是半导体封装领域晶圆一实施方式的俯视图；

图3是硅晶圆基层设置硅通孔一实施方式的结构示意图；

图4是本发明封装基板的制备方法一实施方式的流程示意图；

图5是图4中步骤S201-S206对应的封装基板一实施方式的结构示意图；

图6是图4中步骤S207-S214对应的封装基板一实施方式的结构示意图；

图7是本发明封装基板的制备方法一实施方式的流程示意图；

图8是图7中步骤S301-S307对应的封装基板一实施方式的结构示意图；

图9是本发明封装基板的制备方法一实施方式的流程示意图；

图10是图9中步骤S407-S419对应的封装基板一实施方式的结构示意图；

图11是本发明封装基板一实施方式的结构示意图；

图12是本发明封装基板另一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明封装基板的制备方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：

S101：提供硅晶圆基层，硅晶圆基层一侧设置有焊盘；

在一个应用场景中，硅晶圆基层可以直接设置有焊盘，如图2所示，图2为半导体封装领域晶圆一实施方式的俯视图。该晶圆10包括基层120和焊盘100，基层120设有正面及背面，焊盘100形成于基层120的正面，相对地，后续第一再布线层形成于基层120的背面；在本实施例中，基层120的材质为硅，由于硅的导热性较好，因此可以增强封装基板的散热性能。

S102：在硅晶圆基层背向焊盘的一侧形成第一再布线层；其中，焊盘和第一再布线层电连接。

具体地，在一个应用场景中，上述制备方法还包括：在硅晶圆基层设置有焊盘一侧形成第二再布线层，第二再布线层形成于焊盘之上且电连接焊盘，即在如图2所示的基层120的正面的焊盘100上形成第二再布线层，在基层120的背面形成第一再布线层。

由于硅晶圆基层本身导电性较差，因此为达到焊盘与第一再布线层电连接的目的，在一个实施方式中，在形成第一再布线层之前包括设置硅晶圆基层的状态使其具有焊盘的一侧位于下方；在硅晶圆基层的背对焊盘的位置形成硅通孔。请参阅图3，硅晶圆基层20具有焊盘22的一面朝下，利用等离子刻蚀的方式在硅晶圆基层20背对焊盘22的一侧的对应焊盘22的位置形成硅通孔24，在其他实施例中，也可采用其他方式形成硅通孔或采用其他方式将焊盘与第一再布线层电连接；在一个应用场景中，硅通孔24的侧边a与硅晶圆基层20的一侧边b之间的夹角为60-80°(例如，60°、70°、80°等)，硅通孔24的深宽比小于10:1，即h/d＜10(例如，h/d＝0.5、2、5、8、9等)。

下面，将以几个具体的实施例就上述封装方法作进一步详细描述。

在第一个实施例中，请参阅图4，图4为本发明封装基板的制备方法一实施方式的流程示意图；该方法包括：

S201：提供设置有焊盘的硅晶圆基层；具体地，请结合图5a，在一个应用场景中，硅晶圆基层30可直接设置有焊盘32，即一般封测厂直接可以拿到的晶圆；

S202：在硅晶圆基层设置有焊盘的一侧形成第一钝化层，并在第一钝化层对应焊盘的位置设置第一开口；具体地，请结合图5b，在一个实施方式中，首先在硅晶圆基层30的表面涂覆一层钝化层34，接着通过曝光显影或者其他手段将第一钝化层34对应焊盘32的位置形成第一开口340，使得焊盘32露出；在另一个实施方式中，在第一钝化层34背对硅晶圆基层30的表面还可形成一介电层(图未示)，介电层上对应焊盘34的位置也设置有开口(图未示)，以使得焊盘32露出。

S203：在第一钝化层背对硅晶圆基层的表面形成第一种子层；具体地，请结合图5c，在一个实施方式中，第一种子层36的材料为钛、铝、铜、金、银其中的一种或几种的混合物，形成第一种子层36的工艺为溅射工艺或物理气相沉积工艺。

S204：在第一种子层背对硅晶圆基层的表面形成第一掩膜层，并在第一掩膜层对应焊盘的位置设置第二开口；具体地，请结合图5d，第一掩膜层38的材料为光刻胶、氧化硅、氮化硅、无定形碳其中的一种或几种，在本实施例中，第一掩膜层38的材料为光刻胶，利用光刻工艺在第一掩膜层38内形成贯穿第一掩膜层38的第二开口380，第二开口380位于焊盘32上方。

S205：在第二开口内形成第二再布线层；具体地，请参阅图5e，在一个实施例中，利用电镀工艺在第二开口380内形成第二再布线层31，第二再布线层31的材料为铜或其他合适的金属。在本实施方式中第二再布线层31的高度低于第二开口380的深度，在其他实施方式中第二再布线层31的高度也可以与第二开口380的深度相同。

S206：去除第一掩膜层以及第二再布线层以外的第一种子层；具体地，请参阅图5f，在一个实施方式中，利用光刻工艺将第一掩膜层38去除，暴露出的第一种子层36；然后利用湿法刻蚀工艺或干法刻蚀工艺去除暴露出的部分第一种子层36，仅保留位于第二再布线层31下方的第一种子层36；其中，焊盘32、第一种子层36、第二再布线层31电连接；

S207：研磨硅晶圆基层背对焊盘的一侧，以使得硅晶圆基层的厚度小于或等于预定厚度；具体地，请参阅图6a，在一个应用场景中，一般从封测厂直接拿取的晶圆的硅晶圆基层30的厚度较大，因此在本实施例中，需要将硅晶圆基层30的背对焊盘32的一侧进行研磨，以使得其厚度小于等于预定厚度，例如预定厚度为100um，研磨后硅晶圆基层30的厚度为50、60、80um等。

S208：设置硅晶圆基层的状态使其具有焊盘的一侧位于下方，在硅晶圆基层的背对焊盘的位置形成硅通孔；具体地，可参见图6b，形成硅通孔40的方式上述实施例中已经提及，在此不再赘述。

S209：在硅晶圆基层背对焊盘的一侧形成第三掩膜层，并在第三掩膜层对应焊盘的位置形成第五开口；具体地，请参见图6c，第三掩膜层42的材料为光刻胶、氧化硅、氮化硅、无定形碳其中的一种或几种，在本实施例中，第三掩膜层42的材料为光刻胶，利用光刻工艺在第三掩膜层42内形成贯穿第三掩膜层42的第五开口420，以使得焊盘32露出。

S210：在第三掩膜层背对硅晶圆基层的表面形成第三种子层；具体地，请参见图6d，在一个实施方式中，第三种子层44的材料为钛、铝、铜、金、银其中的一种或几种的混合物，形成第三种子层44的工艺为溅射工艺或物理气相沉积工艺。

S211:在第三种子层背对硅晶圆基层的表面形成第四掩膜层，并在第四掩膜层上形成第六开口；具体地，请参见图6e，第四掩膜层46的材料为光刻胶、氧化硅、氮化硅、无定形碳其中的一种或几种，在本实施例中，第四掩膜层46的材料为光刻胶，利用光刻工艺在第四掩膜层46内形成贯穿第四掩膜层46的第六开口460。

S212：在第六开口内形成第一再布线层；具体地，请参见图6f，在一个实施方式中，利用电镀工艺在第六开口460内形成第一再布线层48，第一再布线层48的材料为铜或其他金属。图6f中第一再布线层48填满第六开口460，在其他实施例中，第一再布线层48也可在第六开口460内铺满一层，其厚度可根据实际情况进行设计，本发明对此不作限定。

S213：去除第四掩膜层以及第一再布线层以外的第三种子层；具体地，该步骤与上述S206类似，其结构可请参见图6g，其中，第一再布线层48、第三种子层44与焊盘32电连接。

S214：在第一再布线层背对硅晶圆基层的表面设置第一阻挡层，并在第一阻挡层上形成第七开口；具体地，请参见图6h，第一阻挡层41的材质具有绝缘特性，在一个实施方式中，利用光刻或者其他刻蚀的方式在第一阻挡层41上形成第七开口410。

在第二个实施例中，请参阅图7，图7为本发明封装基板的制备方法另一实施方式的流程示意图，该方法与第一个实施例的主要区别在于，提供封装基板包括：在硅晶圆基层背对焊盘的一侧贴合加强板，其具体流程如下所示：

S301：提供设置有焊盘的硅晶圆基层，并在硅晶圆基层背对焊盘的一侧贴合加强板；具体地，可参见图8a，可根据实际需求在开始时选择厚度小于等于预定厚度的硅晶圆基层50，例如，当预定厚度为100um时，可直接选择厚度为50、60、80um等的硅晶圆基层50；为防止在后续制备过程中硅晶圆基层50的强度不够，在本实施例中，在硅晶圆基层50背对焊盘52的一侧贴合加强板54，加强板54的材质可以为玻璃、金属、硅片等，加强板54和硅晶圆基层50之间可以通过一双面胶膜贴合固定。

S302-S306与上述实施例中S202-S206相同，在此不再赘述，其结构示意图可参见图8b-8f。

S307：撤去加强板；具体地，如图8g所示，在一个实施方式中，加强板54和硅晶圆基层50通过一双面胶膜粘贴，可直接撕去双面胶膜，进而达到撤去加强板54的目的。

S308-S314与上述实施例中S208-S214步骤相同，其结构可参见图6b-6h。

在第三个实施例中，请参阅图9，图9为本发明封装基板的制备方法另一实施方式的流程示意图，该方法与第一个实施例的主要区别在于，硅晶圆基层具有焊盘的一侧可进行多次布线，即在第二再布线层背对硅晶圆基层的一侧至少再形成一再布线层，在本实施例中，硅晶圆基层具有焊盘的一侧包括两次布线层，其具体流程如下所示：

S401-S406与上述实施例中S201-S206相同，在此不再赘述，其结构可参见图5a-5f。

S407：在第二再布线层背对硅晶圆基层的表面形成第一介电层，并在第一介电层上设置第三开口；具体地，请参见图10a，在一个实施方式中，第一介电层60的材质为光刻胶，在第二再布线层31的表面涂覆一层光刻胶后，利用光刻的工艺在第一介电层60上形成第三开口600。

S408：在第一介电层背对硅晶圆基层的表面形成第二种子层；具体地，请参见图10b，在一个实施方式中，可以利用溅射工艺在第一介电层60背对硅晶圆基层30的表面形成第二种子层62，第二种子层62的材质为铜、钛等金属。

S409：在第二种子层背对硅晶圆基层的表面形成第二掩膜层，并在第二掩膜层设置第四开口；具体地，请参阅图10c，在一个实施方式中，第二掩膜层64的材质为光刻胶，利用光刻的工艺形成第四开口640。

S410：在第四开口内形成第三再布线层；具体地，请参阅图10d，可以利用电镀的工艺在第四开口640内形成第三再布线层66，第三再布线层66的材质可以为铜等金属；图10d中第三再布线层66填满整个第四开口640，在其他实施例中，第三再布线层66也可只在第四开口640内铺满一层，其厚度可根据实际情况进行设定。

S411：去除第二掩膜层以及第三再布线层以外的第二种子层；具体地，请参阅图10e，将第二掩膜层64去除后，接着将露出的第二种子层62刻蚀掉；其中，第二再布线层31、第二种子层62、第三再布线层66电连接。

S412-S419与上述实施例中S207-S214相同，在此不再赘述，其结构可参见图10f-10m所示。

上述仅示意给出三个具体实施例，只要是涉及硅晶圆基层背对焊盘一侧有再布线的扇出型封装方法均在本发明的保护范围之内。

请参阅图11，图11为本发明封装基板一实施方式的结构示意图，该封装基板包括：硅晶圆基层70、焊盘72及第一再布线层74，焊盘72设置于硅晶圆基层70一侧，第一再布线层74设置于硅晶圆基层70的另一侧，其中，焊盘72和第一再布线层74电连接。

在一个应用场景中，硅晶圆基层70的厚度小于等于预定厚度，例如预定厚度为100um，硅晶圆基层70的厚度可以是50、70、80um等。硅晶圆基层70可直接设置有焊盘72，例如封测厂一般可以直接拿到的晶圆；直接拿到的晶圆的硅晶圆基层的厚度可能直接小于等于预定厚度，也可能超过预定厚度，当晶圆的硅晶圆基层70厚度超过预定厚度时，需要对硅晶圆基层70的背面进行研磨，以使得在本发明所提供的封装基板中硅晶圆基层的厚度小于等于预定厚度。

在另一个应用场景中，由于硅晶圆基层70的导电性较差，为实现位于硅晶圆基层70相对两侧的焊盘72和第一再布线层74电连接，在上述硅晶圆基层70背对焊盘72的一侧设置硅通孔76，且硅通孔76的位置对应焊盘72的位置，以使得第一再布线层74通过硅通孔76与焊盘72电连接。

在另一个应用场景中，请继续参阅图11，上述封装基板还包括第二再布线层78，第二再布线层78设置于焊盘72之上且电连接焊盘72。

下面，将就几个具体的实施例对本发明所提供的封装基板的结构作进一步说明。

请继续参阅图11，在一个实施方式中，硅晶圆基层70背对焊盘72的一侧除包括第一再布线层74外，该封装基板还包括：第三掩膜层71，设置于硅晶圆基层70背对焊盘72的一侧和第一再布线层74之间，且对应焊盘72的位置设置有第五开口(未标示)；第三种子层73，设置于第三掩膜层71与第一再布线层74之间；其中，第一再布线层74、第三种子层73、焊盘72电连接；第一阻挡层75，设置于第一再布线层74背对硅晶圆基层70的一侧，且在第一阻挡层75上形成第七开口(未标示)。硅晶圆基层70设置有焊盘72的一侧除包括第二再布线层78之外，该封装基板还包括：第一钝化层77，设置于硅晶圆基层70的焊盘72一侧和第二再布线层78之间，且第一钝化层77对应焊盘72的位置设置有第一开口(未标示)；第一种子层79，设置于第一钝化层77与第二再布线层78之间；其中，焊盘72、第一种子层79、第二再布线层78电连接。

请参阅图12，图12为本发明封装基板又一实施方式的结构示意图；在本实施例中，该封装基板与上图11中封装基板的差异在于，可以在硅晶圆基层设置焊盘的一侧进行多次再布线，以在硅晶圆基层设置有焊盘的一侧进行两次布线为例，即第二再布线层80背对硅晶圆基层82的一侧还包括第三再布线层84。具体地，该封装基板与上述图11中相同的结构在此不再赘述，本实施例中封装基板还包括：第一介电层86，设置于第二再布线层80与第三再布线层84之间，且第一介电层86上设置有第三开口(未标示)；第二种子层88，设置于第一介电层86与第三再布线层84之间；其中，第二再布线层80、第二种子层88、第三再布线层84电连接。

在其他实施例中，也可为其他结构形式的封装基板，本发明对此不作限定。上述所提供的任一封装基板可以用于扇形封装等封装结构中。

总而言之，区别于现有技术的情况，本发明所采用的封装基板的制备方法中焊盘和第一再布线层分别位于硅晶圆基层的两侧，焊盘与第一再布线层电连接；一方面，本发明所提供的封装基板的焊盘与第一再布线层位于玻璃基层的相对两侧，为后续提供双面有焊球结构的扇出型封装结构提供技术支持；又一方面，本发明所提供的封装基板预先制备好再布线层，后期将该封装基板与芯片进行连接，该方法比先做芯片再在芯片上进行再布线的方法的再布线层的线宽和线距更窄。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种封装基板的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

提供硅晶圆基层，所述硅晶圆基层一侧设置有焊盘；

在硅晶圆基层背向所述焊盘的一侧形成第一再布线层，其中，所述焊盘和所述第一再布线层电连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述玻璃基层设置有所述焊盘一侧形成第二再布线层，其中，所述第二再布线层与所述焊盘电连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述形成所述第一再布线层之前包括：

设置所述硅晶圆基层的状态使其具有所述焊盘的一侧位于下方；

在所述硅晶圆基层的背对所述焊盘的位置形成硅通孔。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述在在所述硅晶圆基层的背对所述焊盘的位置形成硅通孔之前包括：研磨所述硅晶圆基层背对所述焊盘的一侧，以使得所述硅晶圆基层的厚度小于或等于预定厚度。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述提供硅晶圆基层包括：在所述硅晶圆基层背对所述焊盘的一侧贴合加强板；

所述在在所述硅晶圆基层的背对所述焊盘的位置形成硅通孔之前包括：撤去所述加强板。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述硅晶圆基层设置有所述焊盘一侧形成所述第二再布线层，包括：

在所述硅晶圆基层设置有所述焊盘的一侧形成第一钝化层，并在所述第一钝化层对应所述焊盘的位置设置第一开口；

在所述第一钝化层背对所述硅晶圆基层的表面形成第一种子层；

在所述第一种子层背对所述硅晶圆基层的表面形成第一掩膜层，并在所述第一掩膜层对应所述焊盘的位置设置第二开口；

在所述第二开口内形成所述第二再布线层；

去除所述第一掩膜层以及所述第二再布线层以外的第一种子层；

其中，所述焊盘、所述第一种子层、所述第二再布线层电连接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述硅晶圆基层形成所述第二再布线层之后，包括：在所述第二再布线层背对所述硅晶圆基层的一侧至少再形成一再布线层；

在所述第二再布线层背对所述硅晶圆基层的一侧至少再形成一再布线层包括：

在所述第二再布线层背对所述硅晶圆基层的表面形成第一介电层，并在所述第一介电层上设置第三开口；

在所述第一介电层背对所述硅晶圆基层的表面形成第二种子层；

在所述第二种子层背对所述硅晶圆基层的表面形成第二掩膜层，并在所述第二掩膜层设置第四开口；

在所述第四开口内形成第三再布线层；

去除所述第二掩膜层以及所述第三再布线层以外的第二种子层；

其中，所述第二再布线层、所述第二种子层、所述第三再布线层电连接。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述硅晶圆基层背向所述焊盘的一侧形成所述第一再布线层包括：

在所述硅晶圆基层背对所述焊盘的一侧形成第三掩膜层，并在所述第三掩膜层对应所述焊盘的位置形成第五开口；

在所述第三掩膜层背对所述硅晶圆基层的表面形成第三种子层；

在所述第三种子层背对所述硅晶圆基层的表面形成第四掩膜层，并在所述第四掩膜层上形成第六开口；

在所述第六开口内形成所述第一再布线层；

去除所述第四掩膜层以及所述第一再布线层以外的第三种子层；其中，所述第一再布线层、所述第三种子层与所述焊盘电连接；

在所述第一再布线层背对所述硅晶圆基层的表面设置第一阻挡层，并在所述第一阻挡层上形成第七开口。

9.一种封装基板，其特征在于，所述封装基板包括：

硅晶圆基层、焊盘及第一再布线层，其中，所述焊盘设置于所述硅晶圆基层一侧，所述第一再布线层设置于所述硅晶圆基层的另一侧，所述焊盘和所述第一再布线层电连接。

10.根据权利要求9所述的封装基板，其特征在于，

所述封装基板还包括第二再布线层，所述第二再布线层设置于所述焊盘之上且电连接所述焊盘。

11.根据权利要求9所述的封装基板，其特征在于，

所述硅晶圆基层的厚度小于等于预定厚度；所述硅晶圆基层背对所述焊盘的一侧形成有硅通孔，所述硅通孔的位置对应所述焊盘的位置，以使得所述第一再布线层通过所述硅通孔与所述焊盘电连接。

12.根据权利要求9所述封装基板，其特征在于，所述硅晶圆基层的所述焊盘的一侧除包括第二再布线层，所述封装基板还包括：

第一钝化层，设置于所述硅晶圆基层的所述焊盘一侧和所述第二再布线层之间，且所述第一钝化层对应所述焊盘的位置形成有第一开口；

第一种子层，设置于所述第一钝化层与所述第二再布线层之间；

其中，所述焊盘、所述第一种子层、所述第二再布线层电连接。

13.根据权利要求12所述的封装基板，其特征在于，所述硅晶圆基层的所述焊盘的一侧除包括第二再布线层外，所述第二再布线层背对所述硅晶圆基层的一侧还包括第三再布线层，所述封装基板进一步包括：

第一介电层，设置于所述第二再布线层与所述第三再布线层之间，且所述第一介电层上形成有第三开口；

第二种子层，设置于所述第一介电层与所述第三再布线层之间；

其中，所述第二再布线层、所述第二种子层、所述第三再布线层电连接。

14.根据权利要求9所述的封装基板，其特征在于，所述硅晶圆基层背对所述焊盘的一侧除包括第一再布线层，所述封装基板还包括：

第三掩膜层，设置于所述硅晶圆基层背对所述焊盘的一侧和所述第一再布线层之间，且对应所述焊盘的位置形成有第五开口；

第三种子层，设置于所述第三掩膜层与所述第一再布线层之间；其中，第一再布线层、所述第三种子层、所述焊盘电连接；

第一阻挡层，设置于所述第一再布线层背对所述硅晶圆基层的一侧，且所述第一阻挡层上形成有第七开口。