一种内嵌多种器件的测温封装结构及制备方法与流程

专利2025-12-29  6


本发明属于微电子制造,具体属于一种内嵌多种器件的测温封装结构及制备方法。


背景技术:

1、在当前芯片的生产过程中,由于生产制程的复杂性和多样性,晶圆在经历如光刻、干法刻蚀、化学气相沉积、化学机械抛光、炉管氧化和退火等所有工艺时,都会不可避免的承受温度波动变化。这些温度波动可能来源于设备本身或工艺调试中产生等,使得产品晶圆在制造过程中会受到温度变化的影响。如果无法对产品晶圆的实际温度进行实时监测,产品晶圆可能会产生热应力导致材料性能变化以及工艺偏差等问题,这将直接影响芯片的质量和性能稳定性。

2、虽然高精度的热电阻、热电偶等测温系统在上述工艺过程已经成为广泛的主流测温手段,然而它们的制作过程相当复杂,为了获取准确的温度数据,通常需要内嵌几十到上百个温度测量点。大量的热电阻等部件不耐高温不仅增加制造成本,且将他们集成在狭小的封装结构内变得极为困难,封装厚度急剧增加,无法实现其在晶圆工艺设备的应用。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供一种内嵌多种器件的测温封装结构及制备方法,用于解决现有相关技术中无法对产品晶圆的实际温度进行实时监测的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,包括以下步骤:

4、在第一硅基板上表面涂覆树脂光敏胶,在涂覆树脂光敏胶的所述第一硅基板上形成多层金属布线层;

5、在多层金属布线层表面贴装多种器件形成多个温度测量点,并在所述多个温度测量点底部进行空隙填充;

6、将第二硅基板临时键合在玻璃载板上,将第二硅基板蚀刻形成凹槽,并在凹槽底部形成通孔;

7、在第二硅基板的腔骨上喷涂粘合胶,在喷涂有粘合胶的第二硅基板的腔骨粘合至所述第一硅基板上,使所述多种器件覆盖于所述凹槽内;

8、去除玻璃载体,通过通孔对凹槽的腔体进行真空处理,对真空处理后的凹槽的腔体注入低温胶,在低温下对所述低温胶进行干燥固化;

9、对第二硅基板进行厚度减薄直至暴露出低温胶的塑封体表面,在所述塑封体表面喷涂低温胶,在所述塑封体表面的低温胶上粘贴第三硅基板,形成内嵌多种器件的测温封装结构。

10、进一步的,所述在多层金属布线层表面贴装多种器件形成多个温度测量点的过程为:

11、使用smt贴片机在金属布线层表面贴装多颗电阻和电容;

12、使用倒装工艺将多颗电池、传感器和控制芯片倒装焊接在金属布线层上表面,形成多个温度测量点。

13、进一步的,所述在多层金属布线层表面贴装多种器件形成多个温度测量点的过程为:

14、将多颗电阻和电容作为独立的器件装配到金属布线层上;

15、使用倒装工艺将多颗电池、传感器和控制芯片倒装焊接在金属布线层上表面。

16、进一步的,所述在第一硅基板上表面涂覆树脂光敏胶,并形成多层金属布线层的过程为:

17、a:在所述第一硅基板上表面利用晶圆级涂胶机均匀涂覆一层树脂光敏胶;

18、a:利用光刻机、晶圆级显影机使得图形化,并形成再布线层;

19、a:利用磁控溅射或物理气象沉积在整个晶圆表面溅射一层种子层;

20、a:利用光刻机、晶圆级显影机形成部分线路开口;

21、a:利用金属沉积设备使再布线层金属化,并利用晶圆级槽式去胶机去除多余的光刻胶;

22、a:利用刻蚀机刻蚀多余的种子层;

23、重复步骤a-a,形成多层rdl线路以及金属布线层。

24、进一步的,在所述多个温度测量点底部使用底部点胶机进行空隙填充。

25、进一步的,所述凹槽通过湿法刻蚀机或者干法刻蚀机对第二硅基板蚀刻形成。

26、进一步的,所述通孔通过激光镭射机在凹槽底部形成。

27、进一步的,所述去除玻璃载体的过程采用晶圆级激光解键合机。

28、进一步的,所述低温胶采用树脂类材料。

29、一种内嵌多种器件的测温封装结构,基于所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法制备得到。

30、与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:

31、本发明提供一种内嵌多种器件的测温封装结构及制备方法,包括:在第一硅基板上表面涂覆树脂光敏胶,在涂覆树脂光敏胶的所述第一硅基板上形成多层金属布线层;在多层金属布线层表面贴装多种器件形成多个温度测量点,并在所述多个温度测量点底部进行空隙填充;将第二硅基板临时键合在玻璃载板上,将第二硅基板蚀刻形成凹槽,并在凹槽底部形成通孔;在第二硅基板的腔骨上喷涂粘合胶,在喷涂有粘合胶的第二硅基板的腔骨粘合至所述第一硅基板上,使所述多种器件覆盖于所述凹槽内;去除玻璃载体,通过通孔对凹槽的腔体进行真空处理,对真空处理后的凹槽的腔体注入低温胶,在低温下对所述低温胶进行干燥固化;对第二硅基板进行厚度减薄直至暴露出低温胶的塑封体表面,在所述塑封体表面喷涂低温胶,在所述塑封体表面的低温胶上粘贴第三硅基板,形成内嵌多种器件的测温封装结构;本申请通过在第二硅基板蚀刻形成凹槽,能够形成硅基封装框架,降低了成本同时提高了封装体的可靠性,使用硅基底也更有利于降低多元器件封装时因热膨胀系数导致的翘曲和更高的兼容性;且通过多层金属布线层,增多了信号的引出和降低了封装高度。



技术特征:

1.一种内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,所述在多层金属布线层(20)表面贴装多种器件形成多个温度测量点的过程为:

3.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,所述在多层金属布线层(20)表面贴装多种器件形成多个温度测量点的过程为:

4.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,所述在第一硅基板(10)上表面涂覆树脂光敏胶,并形成多层金属布线层(20)的过程为:

5.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,在所述多个温度测量点底部使用底部点胶机进行空隙填充。

6.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,所述凹槽(51)通过湿法刻蚀机或者干法刻蚀机对第二硅基板(50)蚀刻形成。

7.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,所述通孔(52)通过激光镭射机在凹槽(51)底部形成。

8.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,所述去除玻璃载体(40)的过程采用晶圆级激光解键合机。

9.根据权利要求1所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法,其特征在于,所述低温胶(60)采用树脂类材料。

10.一种内嵌多种器件的测温封装结构,其特征在于,基于权利要求1-9任一项所述的内嵌多种器件的测温封装结构的制备方法制备得到。


技术总结
本发明提供一种内嵌多种器件的测温封装结构及制备方法,在第一硅基板上表面涂覆树脂光敏胶,并形成多层金属布线层;在多层金属布线层表面贴装多种器件形成多个温度测量点,并在所述多个温度测量点底部进行空隙填充;将第二硅基板临时键合在玻璃载板上,将第二硅基板蚀刻形成凹槽,并在凹槽底部形成通孔;在第二硅基板的腔骨上喷涂粘合胶,并粘合至所述第一硅基板上,使所述多种器件覆盖于所述凹槽内;去除玻璃载体,通过通孔对凹槽的腔体进行真空处理,并注入低温胶后进行干燥固化;对第二硅基板进行厚度减薄直至暴露出低温胶的塑封体表面,在塑封体表面喷涂低温胶,在塑封体表面的低温胶上粘贴第三硅基板,形成内嵌多种器件的测温封装结构。

技术研发人员:姚华,武洋,陈雷达,蒙洁凤
受保护的技术使用者:珠海天成先进半导体科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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