一种板级RDL封装结构及其制备方法与流程

本发明涉及半导体封装领域，特别涉及一种板级rdl封装结构及其制备方法。

背景技术：

1、在半导体产业的发展历程中，芯片集成度的提升一直是推动电子设备小型化、多功能化的关键因素。摩尔定律作为半导体行业的基本规律，有力地指导了芯片集成度的持续提升。随着技术的不断进步，芯片制造工艺不断精细化，使得在有限的芯片面积上能够集成更多的功能单元，这不仅提高了芯片的性能，还为电子产品的创新和发展提供了强大的支持。例如，智能手机、平板电脑等设备能够具备强大的计算能力、丰富的功能以及小巧的体积，很大程度上得益于芯片集成度的不断提高。

2、然而，芯片集成度的显著提高也给芯片封装技术带来了前所未有的挑战。一方面，从电气性能角度来看，芯片i/o端口数量急剧增加。这导致芯片与外部电路之间的连接更加复杂，信号传输的难度也随之增大。在有限的空间内，如何实现高效、可靠的电气连接，避免信号干扰和传输延迟等问题，成为封装技术必须解决的关键挑战之一。另一方面，在散热性能方面，高度集成的芯片在工作时会产生大量的热量。由于芯片面积不断缩小，功率密度却在不断上升，热量的积聚会导致芯片温度持续升高，进而引发一系列问题，如芯片性能下降、功耗增加，甚至可能造成热失效，严重影响芯片的使用寿命和可靠性。

3、传统布线方式已难以满足日益增长的信号传输需求。常规的二维平面布线在有限的空间内，布线密度趋近极限，导致信号传输延迟增大。随着芯片工作频率的不断提高，信号完整性变差的问题愈发突出，例如信号反射、串扰等现象大大影响了信号的质量和传输效率。同时，电磁干扰问题也愈发严重，大量的信号线集中在狭小的空间内，容易产生电磁耦合，导致不同信号之间相互干扰，影响芯片的正常工作，甚至可能造成系统的不稳定。这些问题都严重制约了芯片性能的进一步提升和电子设备的可靠运行，因此，亟需开发出更先进的芯片封装技术来应对这些挑战。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中芯片封装技术的缺陷及不足，本申请提供一种板级rdl封装结构及其制备方法。该板级rdl封装结构通过在芯片本体的周边非功能区的绝缘层上开设多个通孔，并在通孔内设置三维立体的再布线结构，突破了传统二维平面布线的局限，大幅增加布线密度，在有限空间内容纳更多信号线，有效缩短信号传输路径，显著提升信号传输速度，并减少传输延迟；同时，布线设计的优化，使电磁干扰得到有效抑制，降低了信号间串扰，从而提高了信号传输的完整性和可靠性。

2、本申请的一实施例，提供一种板级rdl封装结构，包括芯片本体和基板；所述芯片本体朝向所述基板的表面包括中央功能区和周边非功能区，所述中央功能区设置有电极焊盘，所述周边非功能区设置有绝缘层，所述绝缘层中开设有多个通孔，所述通孔内设置有再布线结构；所述基板靠近所述芯片本体的表面设置有连接焊盘；

3、其中，所述再布线结构包括自下而上依次设置的种子层、导电层和保护层，所述种子层与所述电极焊盘电连接，所述保护层背离所述导电层的表面设置有微凸点；

4、所述连接焊盘上设置有与所述微凸点相对应的盲孔，所述盲孔内填充有导电材料，所述微凸点通过所述导电材料与所述连接焊盘电连接。

5、作为一种实施方式，所述种子层的材质为钛铜合金，所述导电层的材质为电镀铜，所述保护层的材质为氮化钛。

6、作为一种实施方式，所述微凸点的材质为锡银铜合金，且所述微凸点的表面具有化学镀镍金层。

7、作为一种实施方式，所述化学镀镍金层的厚度介于5μm～10μm。

8、作为一种实施方式，所述微凸点的形状为锥形。

9、作为一种实施方式，所述中央功能区靠近所述周边非功能区的边缘与所述周边非功能区靠近所述中央功能区的边缘之间的间距介于5μm～10μm。

10、作为一种实施方式，所述绝缘层的材料选自聚酰亚胺、苯并环丁烯及其衍生物中的一种或几种。

11、作为一种实施方式，所述盲孔周围的所述基板区域进行局部金属化处理。

12、根据本申请的另一实施例，提供了一种制备板级rdl封装结构的方法，包括以下步骤：

13、对芯片本体进行清洗、烘干处理，并对所述芯片本体的电极焊盘进行表面活化处理，且所述电极焊盘在所述芯片本体上的区域为中央功能区，所述中央功能区的外围区域为周边非功能区；

14、在所述周边非功能区沉积绝缘层，并在所述绝缘层上开设多个通孔；

15、在所述通孔内形成再布线结构，所述再布线结构自下而上依次包括种子层、导电层和保护层；

16、在所述再布线结构的上方形成微凸点；

17、在基板的连接焊盘上开设盲孔，并在所述盲孔内填充导电材料；

18、将所述芯片本体上的所述微凸点与所述基板上的所述盲孔对准并进行键合。

19、作为一种实施方式，在所述通孔内自下而上依次设置种子层、导电层和保护层，形成再布线结构，具体包括以下步骤：

20、在所述通孔内以300w～500w溅射功率溅射钛铜合金种子层，10分钟～15分钟，涂覆光刻胶并光刻定义再布线结构的布线图案，曝光时间30秒～40秒，曝光能量120mj/cm2～180mj/cm2，显影后形成电镀铜导电层，电镀液含0.1％～0.5％银盐，电镀液温度25℃～35℃，电流密度1a/dm2～3a/dm2，电镀后去除光刻胶，700℃～800℃cvd沉积氮化钛保护层，20分钟～30分钟，再以200℃～300℃、5～10个循环的ald工艺沉积氧化铝薄膜，利用气态源在高温下反应生成氮化钛沉积在导电层表面。

21、如上所述，本申请的板级rdl封装结构及其制备方法，具有以下有益效果：

22、本申请的板级rdl封装结构，通过在芯片本体的周边非功能区设置绝缘层，在绝缘层内开设多个通孔，通孔内采用三维立体布线设计的rdl层，突破了传统二维平面布线的局限，大幅增加布线密度，在有限空间内容纳更多信号线，有效缩短信号传输路径，显著提升信号传输速度，并减少传输延迟；同时，布线设计的优化，使电磁干扰得到有效抑制，降低了信号间串扰，从而提高了信号传输的完整性和可靠性。

1.一种板级rdl封装结构，其特征在于，包括芯片本体和基板；所述芯片本体朝向所述基板的表面包括中央功能区和周边非功能区，所述中央功能区设置有电极焊盘，所述周边非功能区设置有绝缘层，所述绝缘层中开设有多个通孔，所述通孔内设置有再布线结构；

2.根据权利要求1所述的板级rdl封装结构，其特征在于，所述种子层的材质为钛铜合金，所述导电层的材质为电镀铜，所述保护层的材质为氮化钛。

3.根据权利要求1所述的板级rdl封装结构，其特征在于，所述微凸点的材质为锡银铜合金，且所述微凸点的表面具有化学镀镍金层。

4.根据权利要求3所述的板级rdl封装结构，其特征在于，所述化学镀镍金层的厚度介于5μm～10μm。

5.根据权利要求1～4任一项所述的板级rdl封装结构，其特征在于，所述微凸点的形状为锥形。

6.根据权利要求1所述的板级rdl封装结构，其特征在于，所述中央功能区靠近所述周边非功能区的边缘与所述周边非功能区靠近所述中央功能区的边缘之间的间距介于5μm～10μm。

7.根据权利要求1所述的板级rdl封装结构，其特征在于，所述绝缘层的材料选自聚酰亚胺、苯并环丁烯及其衍生物中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的板级rdl封装结构，其特征在于，所述盲孔周围的所述基板区域进行局部金属化处理。

9.一种制备权利要求1～8所述的板级rdl封装结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在所述通孔内自下而上依次设置种子层、导电层和保护层，形成再布线结构，具体包括以下步骤：