[发明专利]高安全的芯片封装结构及封装方法有效

专利信息
申请号: 202010572609.1 申请日: 2020-06-22
公开(公告)号: CN111681996B 公开(公告)日: 2022-09-27
发明(设计)人: 朱春生;严迎建;郭朋飞;张立朝;刘军伟;徐劲松;钟晶鑫 申请(专利权)人: 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学
主分类号: H01L23/31 分类号: H01L23/31;H01L23/60
代理公司: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 姚璐华
地址: 450001 河南省*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 安全 芯片 封装 结构 方法
【权利要求书】:

1.一种高安全的芯片封装结构,其特征在于,所述封装结构包括:

半导体衬底,具有第一表面;

设置在所述第一表面的埋置槽,所述埋置槽的表面具有第一金属屏蔽层,所述第一金属屏蔽层包括位于所述埋置槽底面的布线以及位于所述埋置槽侧壁的爬坡线;

设置在所述埋置槽内的芯片;

设置在所述第一表面上的再布线层;

设置在所述再布线层上的焊球;

其中,所述再布线层包括:覆盖所述第一表面以及所述芯片的第一绝缘层;设置在所述第一绝缘层与所述焊球之间的第二绝缘层;位于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间的第二金属屏蔽层和金属互联线,所述金属互联线用于连接所述芯片的管脚和所述焊球,所述第二金属屏蔽层与所述金属互联线绝缘;

所述第一金属屏蔽层通过所述爬坡线与所述第二金属屏蔽层相连;所述第一金属屏蔽层以及所述第二金属屏蔽层为电连接的金属布线结构,构成三维立体金属屏蔽网,用于将芯片与外界进行电磁信号的隔离;所述金属布线结构与所述芯片的引脚连接,还用于通过所述芯片内部的检测电路检测所述金属布线结构的电学参数,判断所述金属布线结构是否有断开部分。

2.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述第二金属屏蔽层与所述金属互联线同层;

或,所述第二金属屏蔽层与所述金属互联线不同层,二者之间具有第三绝缘层。

3.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,还包括:填充在所述芯片与所述埋置槽的侧壁之间的绝缘介质。

4.根据权利要求3所述的封装结构,其特征在于,所述绝缘介质为聚亚酰胺、环氧树脂以及苯并环丁烯中的任一种。

5.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述半导体衬底为硅基晶圆,晶向为100。

6.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述埋置槽的深度为20μm-200μm。

7.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,还包括:覆盖所述埋置槽的侧壁以及底面的绝缘介质层。

8.根据权利要求7所述的封装结构,其特征在于,所述绝缘介质层为氧化硅,厚度为0.1μm-5μm。

9.根据权利要求8所述的封装结构,其特征在于,所述第一金属屏蔽层以及所述第二金属屏蔽层均包括粘附层以及设置在所述粘附层表面的预设金属层。

10.根据权利要求9所述的封装结构,其特征在于,所述粘附层的厚度为100nm-10000nm,所述预设金属层的厚度为5000nm。

11.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述芯片通过胶层、或共晶键固定在所述埋置槽底部。

12.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层为聚亚酰胺或苯并环丁烯;

所述金属互联线为Cu、Al或Au中的任一种。

13.根据权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的厚度为0.5μm-5μm。

14.根据权利要求1-13任一项所述的封装结构,其特征在于,所述第一表面具有一个或是多个所述埋置槽,所述埋置槽内设置一个或是多个芯片。

15.一种高安全的芯片封装方法,其特征在于,所述封装方法包括:

在半导体衬底的第一表面上形成埋置槽;

在所述埋置槽的表面形成第一金属屏蔽层,所述第一金属屏蔽层包括位于所述埋置槽底面的布线以及位于所述埋置槽侧壁的爬坡线;

在所述埋置槽内固定芯片;

在所述第一表面形成再布线层;

在所述再布线层表面形成焊球;

其中,所述再布线层包括:覆盖所述第一表面以及所述芯片的第一绝缘层;设置在所述第一绝缘层与所述焊球之间的第二绝缘层;位于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间的第二金属屏蔽层和金属互联线,所述金属互联线用于连接所述芯片的管脚和所述焊球,所述第二金属屏蔽层与所述金属互联线绝缘;

所述第一金属屏蔽层通过所述爬坡线与所述第二金属屏蔽层相连;所述第一金属屏蔽层以及所述第二金属屏蔽层为电连接的金属布线结构,构成三维立体金属屏蔽网,用于将芯片与外界进行电磁信号的隔离;所述金属布线结构与所述芯片的引脚连接,还用于通过所述芯片内部的检测电路检测所述金属布线结构的电学参数,判断所述金属布线结构是否有断开部分。

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