减小圆片级集成无源器件翘曲的结构和制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种减小圆片级集成无源器件翘曲的结构和制作方法，包括第一层金属层和第二层金属层，第二层金属层位于第一层金属层的上层，第二层金属层为螺旋状线圈结构，第一层金属层为连接线圈内外的桥线；其特征是：在所述第一层金属层和第二层金属层之间相互交叠的区域设置绝缘层。所述制作方法，包括以下步骤：（1）在圆片上制作第一层金属层；（2）在整个圆片上涂覆光敏有机聚合物，制作通孔；去除掉光敏有机聚合物，保留第一层金属层所在区域的光敏有机聚合物，固化；（3）制作第二层金属层，第二层金属层和第一层金属层之间的交叠区域与绝缘层相重叠。本发明通改善了由于有机介质层导致的圆片翘曲问题。
【专利说明】减小圆片级集成无源器件翘曲的结构和制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种减小圆片级集成无源器件翘曲的结构和制作方法，属于无源器件的圆片级集成【技术领域】。
【背景技术】
[0002]传统无源器件采用分立式封装，一个封装中只包含一个电子元件。这种封装形式无法满足日益增长的低成本、高集成度的需求，因此集成无源器件得到了快速发展。利用薄膜技术在圆片上制作集成无源器件是一种具有潜力的集成无源器件制作方案。
[0003]有机聚合物(如聚酰亚胺、BCB(苯并环丁烯)等)由于成本低廉，工艺成熟，电特性优良等优点，可用作集成无源器件的电介质层。传统的制作有机电介质层的方案是，在圆片表面涂覆一整层有机介质，并通过刻蚀或光刻等方案在这层有机介质层上制作通孔，实现介质层上下两层金属之间的互连。但是，由于有机聚合物的热膨胀系数CTE(如BCB 42ppm/°C )与一般的衬底材料(如硅3.2ppm/°C，层压材料15~17ppm/°C)的热膨胀系数差距过大，在工艺中由于光刻，固化等工艺的升温降温过程中，往往出现较大的热应力，造成圆片翘曲，影响工艺精度，并带来一些可靠性问题，影响成品率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种减小圆片级集成无源器件翘曲的结构和制作方法，通过减小有机介质层覆盖面积，改善工艺中出现的由于有机介质层导致的圆片翘曲的问题。
[0005]按照本发明提供的技术方案，所述减小圆片级集成无源器件翘曲的结构，包括设置在圆片上的第一层金属层和第二层金属层，第二层金属层位于第一层金属层的上层，第二层金属层为布置于圆片表面的螺旋状线圈结构；所述第一层金属层的一端位于第二层金属层线圈的内圈，第一层金属层的另一端位于第二层金属层线圈的外圈，第一层金属层形成连接第二层金属层线圈内外的桥线；其特征是:在所述第一层金属层和第二层金属层之间相互交叠的区域设置绝缘层，绝缘层覆盖第一层金属层所在区域、隔离桥线和线圈的交叠部分。
[0006]进一步的，所述绝缘层的平面形状为圆角矩形。
[0007]进一步的，所述第一层金属层和第二层金属层通过设置在圆片上的通孔连接。
[0008]所述减小圆片级集成无源器件翘曲结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤:
(1)在圆片上制作第一层金属层，作为连接电感线圈内外的桥线；
(2)在整个圆片上涂覆光敏有机聚合物，通过光刻或刻蚀工艺制作连接第一层金属层和第二层金属层的通孔；去除掉光敏有机聚合物，保留第一层金属层所在区域的光敏有机聚合物，形成绝缘层，对绝缘层进行固化；
(3)在圆片上制作第二层金属层，第二层金属层和第一层金属层之间的交叠区域与绝缘层相重叠，绝缘层将第一层金属层和第二层金属层实现隔离。
[0009]进一步的，所述光敏有机聚合物采用BCB材料。
[0010]本发明具有以下优点:(1)本发明面积显著减小，整个圆片上的有机介质面积可以减小到原来的30%以下；(2)有利于减小介质层的应力及其引起的翘曲，同时使得流片过程中出现的裂纹或其他可靠性问题不会蔓延到整个圆片，从而在不增加成本的前提下有效地提尚成品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图。
[0012]图中序号:第一层金属层101、光敏BCB层102、绝缘层103、第二层金属层104。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0014]如图1所示:所述减小圆片级集成无源器件翘曲的结构，包括设置在圆片上的第一层金属层101和第二层金属层104，第二层金属层104位于第一层金属层101的上层，第二层金属层104为布置于圆片表面的螺旋状线圈结构；所述第一层金属层101的一端位于第二层金属层104线圈的内圈，第一层金属层101的另一端位于第二层金属层104线圈的外圈，从而第一层金属层101形成连接第二层金属层104线圈内外的桥线；在所述第一层金属层101和第二层金属层104之间相互交叠的区域设置绝缘层103，绝缘层103覆盖第一层金属层101所在区域，绝缘层103用以隔离桥线和线圈的交叠部分；
所述绝缘层103的平面形状为圆角矩形，采用圆角可以减少应力集中点；
所述第一层金属层101和第二层金属层104通过设置在圆片上的通孔连接。
[0015]所述减小圆片级集成无源器件翘曲结构的制作方法，包括以下步骤:
(1)采用光刻电镀工艺在圆片上形成第一层金属层101，作为连接电感线圈内外的桥线；
(2)在整个圆片上涂覆光敏BCB材料102，通过光刻或刻蚀工艺形成连接第一层金属层101和第二层金属层104的通孔；并通过曝光显影去除掉BCB材料，保留第一层金属层101所在区域的BCB材料，形成绝缘层103，对绝缘层103的BCB材料进行固化；
(3)在圆片上通过光刻电镀工艺制作第二层金属层104，第二层金属层104和第一层金属层101之间的交叠区域与绝缘层103相重叠，从而绝缘层103将第一层金属层101和第二层金属层104实现隔离，第一层金属层101、绝缘层103和第二层金属层104共同组成了平面线圈电感。
[0016]本发明采用的绝缘层103只覆盖第一层金属层101和第二层金属层104相互交叠的区域，相对传统工艺中平面线圈电感的绝缘层覆盖除通孔以外的整个圆片的方法，本发明面积显著减小，整个圆片上的有机介质面积可以减小到原来的30%以下，有利于减小介质层的应力及其引起的翘曲，同时使得流片过程中出现的裂纹或其他可靠性问题不会蔓延到整个圆片，从而在不增加成本的前提下有效地提高成品率。
【权利要求】
1.一种减小圆片级集成无源器件翘曲的结构，包括设置在圆片上的第一层金属层(101)和第二层金属层(104)，第二层金属层(104)位于第一层金属层(101)的上层，第二层金属层(104)为布置于圆片表面的螺旋状线圈结构；所述第一层金属层(101)的一端位于第二层金属层(104)线圈的内圈，第一层金属层(101)的另一端位于第二层金属层(104)线圈的外圈，第一层金属层(101)形成连接第二层金属层(104)线圈内外的桥线；其特征是:在所述第一层金属层(101)和第二层金属层(104)之间相互交叠的区域设置绝缘层(103)，绝缘层(103)覆盖第一层金属层(101)所在区域、隔离桥线和线圈的交叠部分。
2.如权利要求1所述的减小圆片级集成无源器件翘曲的结构，其特征是:所述绝缘层(103)的平面形状为圆角矩形。
3.如权利要求1所述的减小圆片级集成无源器件翘曲的结构，其特征是:所述第一层金属层(101)和第二层金属层(104)通过设置在圆片上的通孔连接。
4.一种减小圆片级集成无源器件翘曲结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤: (1)在圆片上制作第一层金属层(101)，作为连接电感线圈内外的桥线； (2)在整个圆片上涂覆光敏有机聚合物(102)，通过光刻或刻蚀工艺制作连接第一层金属层(101)和第二层金属层(104)的通孔；去除掉光敏有机聚合物，保留第一层金属层(101)所在区域的光敏有机聚合物，形成绝缘层(103)，对绝缘层(103)进行固化； (3)在圆片上制作第二层金属层(104)，第二层金属层(104)和第一层金属层(101)之间的交叠区域与绝缘层(103)相重叠，绝缘层(103)将第一层金属层(101)和第二层金属层(104)实现隔离。
5.如权利要求4所述的减小圆片级集成无源器件翘曲结构的制作方法，其特征是:所述光敏有机聚合物采用BCB材料。
【文档编号】H01L21/768GK104485325SQ201410758727
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】韩梅, 罗乐, 徐高卫, 陆原 申请人:华进半导体封装先导技术研发中心有限公司, 中国科学院上海微系统与信息技术研究所