CN111968942B - 一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，包括以下步骤：(a)、提供硅片，在硅片上表面形成RDL和焊盘；(b)、在硅片下表面形成RDL和焊盘，拆临时键合得到转接板；(c)、提供第一电路板，在第一电路板的一面设置焊盘，另一面设置焊球，将焊球进行压扁处理，得到第二电路板；(d)、将第二电路板和转接板焊接在第一PCB板的空腔内，得到第二PCB板；(e)、提供芯片，将芯片焊接在第二PCB板上方形成导通结构。本发明的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，通过形成带互联线的转接板，将电路板贴在转接板上使转接板有足够的面积容纳焊接点，芯片和转接板焊接，转接板与PCB焊接，减小PCB板的面积。

Description

一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺。
背景技术
电子半导体行业发展迅速，随着5nm工艺制程的普及，人工智能芯片和微处理器芯片的尺寸越来越小，但是芯片的互联PAD却越来越多，为了使芯片能够跟PCB板做互联，传统的封装方式一般是采用FAN-OUT的方式或者转接板扇出的方式来进行焊接，把密集的PAD通过互联线扇出到面积更大的区域，然后通过BGA焊球或者LGA引脚跟PCB板固定。
但是这种互联工艺只考虑到把芯片的焊脚做了再分布，却没有考虑到BGA或者LGA在PCB板上占的面积却几乎没有变化，而伴随着芯片的尺寸变小，终端同样面临相似的趋势，要么终端直接微型化，或者终端上的芯片更密集，功能更全，这就要求芯片在终端PCB上的焊接面积不能太大，很明显现在的扇出工艺不能解决这个问题，同时因为现有芯片普遍厚度不超过400um，而PCB板可以达到几个毫米的厚度，还有较大可利用空间，因此只是用芯片侧壁做互联，能节省的面积有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，减小PCB板的面积，转接板厚度可调，其侧壁面积可以随着需要增加或者减小。本发明采用的技术方案是：
一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，包括以下步骤：
(a)、提供硅片，在硅片上表面形成多个TSV孔，在硅片上表面形成第一钝化层，在第一钝化层上形成至少一层种子层，在种子层上电镀金属，使金属充满TSV孔，抛光去除硅片上表面金属，在硅片上表面形成RDL和焊盘；
(b)、在硅片上表面临时键合载片，将硅片下表面做减薄处理，使得第一TSV孔的金属在硅片下表面露出，在硅片下表面形成第二钝化层，在硅片下表面形成RDL和焊盘，拆临时键合得到转接板；
(c)、提供第一电路板，在第一电路板的一面设置焊盘，另一面设置焊球，将焊球进行压扁处理，得到第二电路板；
(d)、提供带有空腔的第一PCB板，将第二电路板和转接板焊接在PCB板的空腔内，得到第二PCB板；
(e)、提供芯片，将芯片焊接在第二PCB板上方形成导通结构。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述步骤（a）TSV孔的直径范围为1um～1000um，深度为10um～1000um。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述第一钝化层、第二钝化层的材质均为氧化硅或氮化硅，厚度均为0.01um～100um；所述种子层材质选自钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍的一种，厚度为0.001um～100um。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述步骤（b）减薄处理的减薄厚度为0.1um～700um。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述步骤（c）焊球直径为100um～1000um。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述步骤（d）具体为：将转接板切割后和第二电路板焊接，之后将转接板和第二电路板粘合形成模块，将模块焊接在第一PCB板的空腔内，回流得到第二PCB板。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述第一PCB板的空腔四周设置PAD焊盘。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述步骤（d）具体为：将第二电路板焊接在第一PCB板的空腔内，回流得到嵌有柔性电路板的PCB板，嵌有柔性电路板的PCB板中形成凹槽，然后将转接板切割后焊接在凹槽内，回流得到第二PCB板。
优选的是，所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，所述第一PCB板正面设置PAD焊盘。
本发明的优点在于：本发明的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，通过制作一个侧壁带互联线的转接板，用电路板贴在转接板上的方式做到转接板的侧壁四周都有足够的面积容纳焊接点，这样芯片和转接板焊接，转接板再与PCB焊接，就只是占用了PCB板的一部分侧壁，而不会增加对PCB板正面面积的使用，这种方式能减小PCB板的面积，同时转接板厚度可调，其侧壁面积可以随着需要增加或者减小。
附图说明
图1为本发明的硅片上表面刻蚀第一TSV孔示意图。
图2为本发明的硅片上表面电镀铜的示意图。
图3为本发明的硅片上表面形成RDL和焊盘的示意图。
图4为本发明的转接板示意图。
图5为本发明的实施例1转接板和第二电路板焊接形成模块的示意图。
图6为本发明的实施例1第一PCB板的示意图。
图7为本发明的实施例1第二PCB板的示意图。
图8为本发明的实施例1的导通结构的示意图。
图9为本发明的实施例2第一PCB板的示意图。
图10为本发明的实施例2嵌有柔性电路板的PCB板示意图。
图11为本发明的实施例2第二PCB板的示意图。
图12为本发明的实施例2的导通结构的示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一；
一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，包括以下步骤：
如图1～3所示，
(a)、提供硅片，在硅片上表面形成多个TSV孔，在硅片上表面形成第一钝化层，在第一钝化层上形成至少一层种子层，在种子层上电镀金属，使金属充满TSV孔，抛光去除硅片上表面金属，在硅片上表面形成RDL和焊盘；
如图1所示，通过光刻，刻蚀工艺在硅片表面制作TSV孔101，孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在硅片上方沉积第一钝化层，第一钝化层为氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化，第一钝化层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺在第一钝化层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，其可以是一层也可以是多层，金属材质可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍等；
如图2所示，电镀铜，使铜金属充满TSV102，200到500度温度下密化使铜更致密；
铜CMP工艺使硅片表面铜去除，使硅片表面只剩下填铜，硅片表面第一钝化层可以用干法刻蚀或者湿法腐蚀工艺去除；硅片表面第一钝化层也可以保留；
如图3所示，通过光刻和电镀工艺在TSV开口端制作RDL和焊盘103，厚度范围在1nm到100um，其可以是一层也可以是多层，金属材质可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍等；
如图4所示，
(b)、在硅片上表面临时键合载片，将硅片下表面做减薄处理，使得第一TSV孔的金属在硅片下表面露出，在硅片下表面形成第二钝化层，在硅片下表面形成RDL和焊盘，拆临时键合得到转接板；
如图4所示，将硅片上表面做临时键合，以载片做支撑减薄硅片下表面，减薄厚度在100nm到700um，减薄可以是直接在硅片背部做减薄处理，使TSV背面露头，对其背面进行第二钝化层覆盖，然后化学机械抛光使TSV金属露出；继续在芯片底部TSV露出的底端做RDL和焊盘；
如图5所示，
(c)、提供第一电路板，在电路板的一面设置焊盘，另一面设置焊球，将焊球进行压扁处理，得到第二电路板；
如图5所示，提供第一电路板104，第一电路板可以是单层布线，也可以是多层布线，第一电路板的一侧设置焊盘，另一侧设置焊球，焊球直径为100um到1000um之间，将第一电路板表面的焊球做压扁处理得到第二电路板；
如图5～7所示，
(d)、提供带有空腔的第一PCB板，将转接板切割后和第二电路板进行焊接，之后将第二电路板两侧部分和转接板侧壁粘合形成模块，然后将模块焊接在第一PCB板的空腔内，回流得到第二PCB板；
如图5所示，将转接板切割后和第二电路板进行焊接，然后将第二电路板两侧部分和转接板侧壁粘合形成模块；
如图6所示，制作带有空腔结构107的PCB板，空腔四周有预先设置的PAD焊盘；
如图7所示，将模块焊接在PCB板的空腔内，回流得到第二PCB板；
(e)、提供芯片，将芯片焊接在第二PCB板上方形成导通结构。
如图8所示，在第二PCB板凹槽的空隙内填胶108，最后把芯片105焊接在模块上方形成导通结构。
实施例2，
一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其中，包括以下步骤：
如图1～3所示，
(a)、提供硅片，在硅片上表面形成多个TSV孔，在硅片上表面形成第一钝化层，在第一钝化层上形成至少一层种子层，在种子层上电镀金属，使金属充满TSV孔，抛光去除硅片上表面金属，在硅片上表面形成RDL和焊盘；
如图1所示，通过光刻，刻蚀工艺在硅片表面制作TSV孔101，孔直径范围在1um到1000um，深度在10um到1000um；在硅片上方沉积第一钝化层，第一钝化层为氧化硅或者氮化硅，或者直接热氧化，第一钝化层厚度范围在10nm到100um之间；通过物理溅射，磁控溅射或者蒸镀工艺在第一钝化层上方制作种子层，种子层厚度范围在1nm到100um，其可以是一层也可以是多层，金属材质可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍等；
如图2所示，电镀铜，使铜金属充满TSV102，200到500度温度下密化使铜更致密；
铜CMP工艺使硅片表面铜去除，使硅片表面只剩下填铜，硅片表面第一钝化层可以用干法刻蚀或者湿法腐蚀工艺去除；硅片表面第一钝化层也可以保留；
如图3所示，通过光刻和电镀工艺在TSV开口端制作RDL和焊盘，厚度范围在1nm到100um，其可以是一层也可以是多层，金属材质可以是钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍等；
如图4所示，
(b)、在硅片上表面临时键合载片，将硅片下表面做减薄处理，使得第一TSV孔的金属在硅片下表面露出，在硅片下表面形成第二钝化层，在硅片下表面形成RDL和焊盘，拆临时键合得到转接板；
如图4所示，将硅片上表面做临时键合，以载片做支撑减薄硅片下表面，减薄厚度在100nm到700um，减薄可以是直接在硅片背部做减薄处理，使TSV背面露头，对其背面进行第二钝化层覆盖，然后化学机械抛光使TSV金属露出；继续在芯片底部TSV露出的底端做RDL和焊盘；
如图5所示，
(c)、提供第一电路板，在电路板的一面设置焊盘，另一面设置焊球，将焊球进行压扁处理，得到第二电路板；
如图5所示，提供第一电路板，第一电路板可以是单层布线，也可以是多层布线，第一电路板的一侧设置焊盘，另一侧设置焊球，焊球直径为100um到1000um之间，将第一电路板表面的焊球做压扁处理得到第二电路板；
如图9～11所示，
(d)、将第二电路板焊接在第一PCB板的空腔内，回流得到嵌有柔性电路板的PCB板，嵌有柔性电路板的PCB板中形成凹槽，然后将转接板切割后焊接在凹槽内，回流得到第二PCB板；
如图9所示，制作带有空腔结构112的PCB板，PCB板正面有预先设置的PAD焊盘；
如图10所示，将第二电路板焊接在PCB板的空腔内，柔性电路板的焊盘跟PCB板焊盘113焊接在一起，回流得到嵌有柔性电路板的PCB板，嵌有柔性电路板的PCB板中形成凹槽；
如图11所示，将转接板切割后，焊接在凹槽内，回流得到第二PCB板；
(e)、提供芯片，将芯片焊接在第二PCB板上方形成导通结构。
如图12所示，在第二PCB板凹槽的空隙内填胶，最后把芯片焊接在模块上方形成导通结构。
本发明提供的技术方案，其特点在于，通过在制作一个侧壁带互联线的转接板，用柔性电路板贴在转接板上的方式做到转接板的侧壁四周都有足够的面积容纳焊接点，这样芯片跟转接板焊接，转接板再与PCB焊接，就只是占用了PCB板的一部分侧壁，而不会增加对PCB板正面面积的使用，这种方式能减小PCB板的面积；同时转接板厚度可调，其侧壁面积可以随着需要增加或者减小。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(a)、提供硅片，在硅片上表面形成多个TSV孔，在硅片上表面形成第一钝化层，在第一钝化层上形成至少一层种子层，在种子层上电镀金属，使金属充满TSV孔，抛光去除硅片上表面金属，在硅片上表面形成RDL和焊盘；
(b)、在硅片上表面临时键合载片，将硅片下表面做减薄处理，使得第一TSV孔的金属在硅片下表面露出，在硅片下表面形成第二钝化层，在硅片下表面形成RDL和焊盘，拆临时键合得到转接板；
(c)、提供第一电路板，在第一电路板的一面设置焊盘，另一面设置焊球，将焊球进行压扁处理，得到第二电路板；
(d)、提供带有空腔的第一PCB板，将第二电路板和转接板焊接在PCB板的空腔内，得到第二PCB板；
(e)、提供芯片，将芯片焊接在第二PCB板上方形成导通结构；
步骤（d）具体为：将转接板切割后和第二电路板焊接，之后将转接板和第二电路板粘合形成模块，将模块焊接在第一PCB板的空腔内，回流得到第二PCB板；所述第一PCB板的空腔四周设置PAD焊盘。
2.如权利要求1所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其特征在于，所述步骤（a）TSV孔的直径范围为1um～1000um，深度为10um～1000um。
3.如权利要求1所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其特征在于，所述第一钝化层、第二钝化层的材质均为氧化硅或氮化硅，厚度均为0.01um～100um；所述种子层材质选自钛、铜、铝、银、钯、金、铊、锡、镍的一种，厚度为0.001um～100um。
4.如权利要求1所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其特征在于，所述步骤（b）减薄处理的减薄厚度为0.1um～700um。
5.如权利要求1所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其特征在于，所述步骤（c）焊球直径为100um～1000um。
6.如权利要求1所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其特征在于，所述步骤（d）具体为：将第二电路板焊接在第一PCB板的空腔内，回流得到嵌有柔性电路板的PCB板，嵌有柔性电路板的PCB板中形成凹槽，然后将转接板切割后焊接在凹槽内，回流得到第二PCB板。
7.如权利要求6所述的转接板侧壁互联射频模组的互联工艺，其特征在于，所述第一PCB板正面设置PAD焊盘。
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