[发明专利]TSV封装结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种TSV封装结构，包括TSV晶圆，TSV晶圆包括若干贯穿蚀刻的第一通孔，第一通孔的内壁涂布有导电材料，以使TSV晶圆的正面与背面电性导通，TSV晶圆的背面和侧面选择性铺设有连接线路，TSV封装结构还包括装配至所述TSV晶圆的背面的增强结构，增强结构包括背离所述TSV晶圆的背面一侧设置的第一电连接端以及与连接线路相对接且电性导通的第二电连接端，其中，第一电连接端与第二电连接端电性导通；本发明提出的TSV封装结构，通过将增强结构装配至TSV晶圆，保证了低CTE和高强度、高模量的同时也保证了封装的较高的强度和较低的翘曲。同时本发明提出的TSV封装结构制备方法能同时满足降低TSV成本和保证封装强度与翘曲的要求。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，尤其涉及一种TSV封装结构及其制备方法。

背景技术

TSV(Through-Silicon-Via硅穿孔)是通过蚀刻一个纵向通孔或通槽与通孔穿透衬底并且在该通孔中填充导电材料如铜形成的，或在通槽侧壁形成导电电路。该TSV可用于提供半导体衬底背面到该衬底的相对面的半导体电路的电连接，或者提供到堆叠的管芯的半导体电路的电连接。

在现有技术中，因TSV的技术和成本挑战，为了实现窄节距互连，高深宽比的TSV孔又受到设备和工艺的限制，需要对芯片或中介层(Interposer)进行减薄到150微米以下的厚度；若如此设计，为后续拿持、组装等工艺带来了巨大的挑战。同时，为了保证结构强度，需要在背面和侧面进行塑封，但是由于塑封料强度的限制，仅仅靠背面和侧面的塑封不能完全的保证其整体的结构强度。另外，由于塑封料和芯片的CTE(热膨胀系数)不匹配，会导致翘曲问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种TSV封装结构，包括TSV晶圆，所述TSV晶圆包括若干贯穿蚀刻的第一通孔，所述第一通孔的内壁涂布有导电材料，以使所述TSV晶圆的正面与背面电性导通，所述TSV晶圆的背面和侧面选择性铺设有连接线路，所述TSV封装结构还包括装配至所述TSV晶圆的背面的增强结构，所述增强结构包括背离所述TSV晶圆的背面一侧设置的第一电连接端以及与所述连接线路相对接且电性导通的第二电连接端，其中，所述第一电连接端与第二电连接端电性导通。

作为本发明的进一步改进，所述TSV封装结构还包括覆盖于所述TSV晶圆的背面和侧面的塑封膜。

作为本发明的进一步改进，所述增强结构包括增强板，所述增强板上贯穿有第二通孔，所述第二通孔连通第一电连接端和第二电连接端并与所述连接线路相对应，其中，所述第二通孔的内壁涂布有导电材料。

作为本发明的进一步改进，所述增强板设置为纤维颗粒增强高分子板。

作为本发明的进一步改进，所述第二电连接端与所述连接线路之间通过铜块或锡球电性导通,

作为本发明的进一步改进，所述第二电连接端与所述连接线路之间通过导电粘结剂电性导通。

本发明还提供了一种TSV封装结构的制备方法，所述方法包括：

提供包括载板的TSV晶圆；

提供增强结构，所述增强结构包括增强板，在所述增强板上贯穿有第二通孔，所述第二通孔与所述连接线路相对应并连通第一电连接端和第二电连接端，同时，所述第二通孔的内壁涂布导电材料；

将增强结构装配至TSV晶圆的背面，同时将所述第二电连接端与连接线路对接并实现电性导通；

将塑封膜包完全覆盖所述增强结构和TSV晶圆；

将塑封膜进行减薄和防漏电与表面处理以使所述第一电连接端暴露并进行防氧化保护；

去除载板或对载板进行减薄抛光；

切割分离。

作为本发明的进一步改进，所述步骤“提供包括载板的TSV晶圆”还包括：