[发明专利]一种转接板正反两面空腔嵌入芯片的方法

说明书

本发明公开了一种转接板正反两面空腔嵌入芯片的方法，包括：转接板采用具有双SOI层的硅片，制作硅通孔，该硅通孔穿过第一层SOI层停在第二层SOI层，得到带有硅通孔的硅片，之后电镀金属填充硅通孔，得到金属填充后的硅片；然后在硅通孔开口面刻蚀凹槽，腐蚀凹槽中金属柱，正反两面形成空腔，得到双面带凹槽的转接板；嵌入带有焊锡的芯片，然后在该表面制作RDL互联层，继续刻蚀第二SOI层，使得填充硅通孔内的金属柱一端露出，把带有焊锡球的芯片嵌入，填充胶体固化，去除表面胶体。本发明通过制作一种转接板，正反两面都做凹槽，然后把芯片嵌入到凹槽中，实现一个转接板正反两面嵌入芯片的目的。

技术领域

本发明涉及芯片封装技术领域，具体涉及一种转接板正反两面空腔嵌入芯片的方法。

背景技术

毫米波射频技术在半导体行业发展迅速，其在高速数据通信、汽车雷达、机载导弹跟踪系统以及空间光谱检测和成像等领域都得到广泛应用，预计2018年市场达到11亿美元，成为新兴产业。新的应用对产品的电气性能、紧凑结构和系统可靠性提出了新的要求，对于无线发射和接收系统，目前还不能集成到同一颗芯片上(SOC)，因此，需要把不同的芯片包括射频单元、滤波器、功率放大器等集成到一个独立的系统中实现发射和接收信号的功能。

传统封装工艺把各种功能芯片和无源器件安装在基板上，占用面积大，可靠性差，不能满足封装系统越来越小型化的趋势，而基于标准硅工艺的三维异构封装技术(系统级封装SIP)运用TSV技术(硅通孔技术，Through Silicon Via，TSV)和空腔结构将不同衬底不同功能的芯片集成在一起，能在较小的区域内实现芯片的堆叠和互联，大大减小了功能件的面积并增加了其可靠性，越来越成为该产业未来发展的方向。

射频芯片需要对其底部进行散热和接地互联，这样就要求芯片底部需要有TSV铜柱做接触，特别是对于芯片底部带焊球的结构，需要有相应的焊盘做焊接动作。另外对于双层芯片结构的转接板，一般都需要制作双层转接板，然后把不同的芯片嵌入到每层转接板上，然后把转接板进行晶圆级键合，流程复杂且成本较高。

发明内容

本发明提供了一种转接板正反两面空腔嵌入芯片的方法，通过制作一种转接板，正反两面都做凹槽，然后把芯片嵌入到凹槽中，实现一个转接板正反两面嵌入芯片的目的。

一种转接板正反两面空腔嵌入芯片的方法，包括以下步骤：

A：转接板采用具有双SOI(Silicon-On-Insulator,绝缘衬底上的硅)层的硅片，从转接板的顶部到底部方向，双SOI层为第一层SOI层和第二层SOI层，在转接板的顶部向转接板的底部制作硅通孔(TSV)，该硅通孔穿过第一层SOI层停在第二层SOI层，得到带有硅通孔的硅片，之后电镀金属填充硅通孔(TSV)，得到金属填充后的硅片；

B：在金属填充后的硅片底部开凹槽，然后在硅通孔开口面刻蚀凹槽，腐蚀凹槽中金属柱，正反两面形成空腔，得到双面带凹槽的转接板；

C：在双面带凹槽的转接板的顶部凹槽内嵌入带有焊锡的芯片，然后在该表面制作RDL互联层，在双面带凹槽的转接板的底部凹槽继续刻蚀第二SOI层，使得填充硅通孔内的金属柱一端露出，把带有焊锡球的芯片嵌入到转接板底部的凹槽，之后在顶部凹槽和底部凹槽的缝隙内填充胶体固化，去除表面胶体，得到双面嵌有芯片的转接板，完成转接板正反两面空腔嵌入芯片。

步骤(A)中，所述的硅通孔通过光刻，刻蚀工艺制作。所述的硅通孔(TSV)的孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；

所述的电镀金属填充硅通孔(TSV)，具体包括：

(1)在带有硅通孔的硅片上方沉积绝缘层，或者直接热氧化形成绝缘层，在绝缘层上方制作种子层；