[发明专利]一种硅上凹槽无空洞有机介质填充方法

说明书

本发明公开了一种无空洞有机介质填充方法，针对硅晶片重构工艺中埋置芯片和填充凹槽之间形成的高深比窄凹槽结构，首先在硅晶片上制备凹槽结构，去除凹槽表面的化学污渍和颗粒残留，对硅晶片上凹槽结构采用纯氧等离子处理，将增粘剂平铺至凹槽结构表面，采用有机溶剂对凹槽结构表面进行预湿，使有机溶剂吸附在凹槽结构表面上；然后在制备有凹槽结构的硅晶片上旋涂有机介质；最后通过至少两次抽真空排除凹槽结构内的气泡，对有机介质进行固化。通过本方法能够显著的提高填充工艺的均匀性和稳定性，减少硅上凹槽结构内的介质填充空洞工艺风险，显著提高产品的可靠性。

技术领域

本发明属于电子封装技术领域，涉及一种硅上凹槽无空洞有机介质填充方法。

背景技术

不断增长和多样化的系统需求持续推动各种新的封装结构朝着小尺寸、轻量化和低成本的方向发展。随着凸点、RDL、TSV、晶圆键合、解键合和晶圆成型技术的发展，扇出晶圆级封装(FOWLP)技术获得长远发展。与传统封装技术相比，FOWLP技术将测试已知良好芯片(Known Good Die,KGD)使用模具进行了重构，并使用环氧模塑料(EMC)材料将芯片包围，该材料将芯片封装引脚延伸扩展到模具表面之外，FOWLP封装尺寸不受芯片尺寸限制，适合多芯片集成，目前已经应用于大规模生产，比如基带、射频收发器和电源管理芯片。

尽管FOWLP已用于大规模生产，但仍有许多挑战需要解决，从工艺角度来看，处理EMC重构晶圆非常麻烦，因为EMC晶圆与硅晶圆的热膨胀系数相差很大，所以通常会产生较大的翘曲，此外，在EMC重构晶圆表面上制造细间距重布线层也很困难。通过使用Si材料代替EMC材料，可以减小重构新品与衬底材料间的热膨胀系数不匹配，通过在Si上制备略大于KGD芯片尺寸的凹槽，将KGD芯片贴装进载体Si上大尺寸凹槽，但是在埋置芯片和填充凹槽之间存在高深比窄凹槽的结构，在使用有机介质对该结构进行填充时可能会形成空洞，从而加大了后续的工艺过程产生失效的风险。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种硅上凹槽无空洞有机介质填充方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种硅上凹槽无空洞有机介质填充方法，包括以下步骤：

S1，在硅晶片上制备凹槽结构，去除凹槽表面的化学污渍和颗粒残留；

S2，对硅晶片上凹槽结构采用纯氧等离子处理；

S3，将增粘剂平铺至凹槽结构表面；

S4，采用有机溶剂对凹槽结构表面进行预湿，使有机溶剂吸附在凹槽结构表面上；

S5，在制备有凹槽结构的硅晶片上旋涂有机介质；

S6，通过至少两次抽真空排除凹槽结构内的气泡；

S7，对有机介质进行固化。

本发明的进一步改进在于：

所述S1中凹槽结构开口10～60μm，深度100～150μm，凹槽间距100μm～10000μm。

所述S2中等离子处理时间为60～360s。

所述S3中采用600～1200rpm转速旋涂增粘剂，旋涂完增粘剂后静置60～300s。

所述S4中采用的有机溶剂为PGMEA或PGME，预湿旋涂速度为50～300rpm，预湿后静置30～180s。

所述S5中旋涂有机介质包括以下步骤：

S5.1，滴胶阶段，转速10～30rpm，持续10～30s；

S5.2，介质填充阶段，转速100～200rpm，持续120～360s，使表面介质流入凹槽结构内；