專利名稱：圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)。屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了硅通孔(Through Silicon Via)互聯(lián)技術(shù)，即以填充金屬的硅通孔在垂直方向(Z軸方向)重新分布電極或線路，實現(xiàn)互聯(lián)從芯片或載片一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)，結(jié)合平面上(X，Y平面)的重新布線技術(shù)，使得互聯(lián)可以在整個X，Y，Z方向進行；通過硅通孔互聯(lián)技術(shù)，極大增加了封裝設(shè)計的靈活性，同時為三維堆疊封裝創(chuàng)造了條件。對于利用硅通孔實現(xiàn)電極在芯片不同側(cè)進行重新分布的應(yīng)用來說，當(dāng)前業(yè)內(nèi)的主要方法是形成硅通孔、鈍化、開出鈍化層窗口暴露芯片電極表面，然后在孔內(nèi)填充金屬與電極表面相連；由于可形成硅通孔區(qū)域比較有限，且硅通孔太大填充金屬后容易由于熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配導(dǎo)致使用時開裂，所以通常硅通孔尺寸需要比較小，這樣開出的鈍化層窗口也只能相應(yīng)變小，導(dǎo)致填充金屬與芯片電極接觸面積十分有限。接觸面積不夠?qū)е绿畛浣饘倥c芯片電極結(jié)合力不夠，使用時經(jīng)常由于受力拉扯導(dǎo)致斷開；同時由于接觸面積不夠?qū)е陆佑|電阻變大，通電時產(chǎn)生的焦耳熱反過來又增大了接觸電阻，這往往導(dǎo)致芯片電性能無法滿足要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服當(dāng)前封裝結(jié)構(gòu)的不足，提供一種既增加填充金屬與絕緣層、芯片電極及隔離層的結(jié)合力，又增加填充金屬與芯片電極的接觸面積的圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置有芯片電極及芯片感應(yīng)區(qū)的芯片本體，在所述芯片本體及芯片電極的上表面設(shè)置隔離層，隔離層不覆蓋或者覆蓋芯片感應(yīng)區(qū)；在所述隔離層上表面設(shè)置蓋板，在隔離層不覆蓋芯片感應(yīng)區(qū)時， 蓋板、隔離層以及芯片本體之間形成空腔；在所述芯片本體上形成硅孔；在所述硅孔孔壁及芯片本體下表面設(shè)置絕緣層；在所述絕緣層、芯片電極及隔離層上形成連接孔，連接孔貫穿于絕緣層及芯片電極，以及連接孔停止于隔離層內(nèi)部，在所述連接孔內(nèi)及選擇性的在絕緣層上設(shè)置金屬線路層；在所述絕緣層及金屬線路層上選擇性的設(shè)置線路保護層；在所述金屬線路層露出線路保護層的地方設(shè)置焊球；其特點是連接孔內(nèi)壁呈現(xiàn)鋸齒狀，且連接孔位于隔離層內(nèi)的部分呈口小直徑大的球冠狀。所述連接孔位于芯片電極和隔離層內(nèi)的部分設(shè)置有兩個或兩個以上。本實用新型的有益效果是1、連接孔呈鋸齒狀，增加了連接孔內(nèi)填充的金屬線路層與絕緣層、芯片電極以及隔離層的結(jié)合面積，提高了附著力；同時隔離層內(nèi)連接孔呈口小直徑大的球冠狀，也起到了連接孔內(nèi)填充的金屬線路層與隔離層的鉚榫鎖附作用，提高結(jié)合強度；從而克服了傳統(tǒng)硅孔結(jié)構(gòu)中填充金屬與被連接體結(jié)合力不強，受力容易扯斷的問題，增加了可靠性。2、連接孔貫穿芯片電極的部分呈鋸齒狀，增加了連接孔內(nèi)填充金屬與芯片電極的結(jié)合面積，從而起到了減少接觸電阻，提高電性能的作用。

圖1為本實用新型圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)(帶空腔型)的切面示意圖。圖示隔離層沒有覆蓋于芯片感應(yīng)區(qū)，從而形成空腔。圖2為本實用新型圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)(不帶空腔型)的切面示意圖。圖示中隔離層覆蓋于芯片感應(yīng)區(qū)。圖3為本實用新型圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)的連接孔細節(jié)切面示意圖。圖示中連接孔內(nèi)壁呈現(xiàn)鋸齒狀，且連接孔位于隔離層內(nèi)的部分呈口小直徑大的球冠狀。圖4為本實用新型圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)的具有兩個或多個連接孔(圖中為兩個連接孔)切面示意圖。圖中芯片本體1、芯片電極2、芯片感應(yīng)區(qū)3、隔離層4、蓋板5、空腔6、硅孔7、絕緣層8、 連接孔9、金屬線路層10、線路保護層11、焊球12。
具體實施方式
參見圖1，圖1為本實用新型圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)(帶空腔型)的切面示意圖。由圖1可以看出，本實用新型圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置有芯片電極2及芯片感應(yīng)區(qū)3的芯片本體1，在所述芯片本體1及芯片電極2的上表面設(shè)置有隔離層4，在所述隔離層4上表面設(shè)置有蓋板5，隔離層4不覆蓋芯片感應(yīng)區(qū)3，蓋板5、隔離層4以及芯片本體1之間形成空腔6 ；使芯片感應(yīng)區(qū)3與蓋板5間隔開來；在所述芯片本體1上形成硅孔7 ；在所述硅孔7孔壁及芯片本體2下表面設(shè)置絕緣層8 ；在所述絕緣層8、芯片電極2及隔離層4上形成連接孔9，連接孔9貫穿于絕緣層8及芯片電極2，以及連接孔9停止于隔離層4內(nèi)部，連接孔9內(nèi)壁呈現(xiàn)鋸齒狀，且連接孔9位于隔離層4內(nèi)的部分呈口小直徑大的球冠狀，如圖3 ； 在所述連接孔9內(nèi)及選擇性的在絕緣層8上設(shè)置金屬線路層10 ；在所述絕緣層8及金屬線路層10上選擇性的設(shè)置線路保護層11 ；在所述金屬線路層10露出線路保護層11的地方設(shè)置焊球12。
權(quán)利要求1.一種圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置有芯片電極(2)及芯片感應(yīng)區(qū)(3)的芯片本體 (1)，在所述芯片本體(1)及芯片電極(2)的上表面設(shè)置有隔離層(4)，隔離層(4)不覆蓋或者覆蓋芯片感應(yīng)區(qū)(3);在所述隔離層(4)上表面設(shè)置有蓋板(5)，在隔離層(4)不覆蓋芯片感應(yīng)區(qū)(3)時，蓋板(5)、隔離層(4)以及芯片本體(1)之間形成空腔(6)；在所述芯片本體 (1)上形成硅孔(7 )；在所述硅孔(7 )孔壁及芯片本體(1)下表面設(shè)置絕緣層(8 )；在所述絕緣層(8)、芯片電極(2)及隔離層(4)上形成連接孔(9)，連接孔(9)貫穿于絕緣層(8)及芯片電極(2)，以及連接孔(9)停止于隔離層(4)內(nèi)部，在所述連接孔(9)內(nèi)及選擇性的在絕緣層(8)上設(shè)置金屬線路層(10)；在所述絕緣層(8)及金屬線路層(10)上選擇性的設(shè)置線路保護層(11);在所述金屬線路層(10)露出線路保護層(11)的地方設(shè)置焊球(12);其特征在于連接孔(9)內(nèi)壁呈現(xiàn)鋸齒狀，且連接孔(9)位于隔離層(4)內(nèi)的部分呈口小直徑大的球冠狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述連接孔(9)位于芯片電極(2 )和隔離層(4)內(nèi)的部分設(shè)置有兩個或兩個以上。
專利摘要本實用新型涉及一種圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括設(shè)置有芯片電極(2)及芯片感應(yīng)區(qū)(3)的芯片本體(1)，在所述芯片本體(1)及芯片電極(2)的上表面設(shè)置有隔離層(4)；在所述隔離層(4)上表面設(shè)置有蓋板(5)；在所述芯片本體(1)上形成硅孔(7)；在所述硅孔(7)孔壁及芯片本體(2)下表面設(shè)置絕緣層(8)；在所述絕緣層(8)、芯片電極(2)及隔離層(4)上形成連接孔(9)，在所述連接孔(9)內(nèi)及選擇性的在絕緣層(8)上設(shè)置金屬線路層(10)；在所述絕緣層(8)及金屬線路層(10)上選擇性的設(shè)置線路保護層(11)，連接孔(9)內(nèi)壁呈現(xiàn)鋸齒狀，且連接孔(9)位于隔離層(4)內(nèi)的部分呈口小直徑大的球冠狀。本實用新型圓片級通孔互聯(lián)結(jié)構(gòu)具有結(jié)合力強、互聯(lián)可靠性好、接觸電阻低的特點。
文檔編號H01L23/538GK202268345SQ20112027729
公開日2012年6月6日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者張黎, 段珍珍, 賴志明, 陳棟, 陳錦輝 申請人:江陰長電先進封裝有限公司