
发明创造名称:埋入硅基板扇出型封装结构及其制造方法
外观设计名称:
决定号:188849
决定日:2019-08-21
委内编号:1F249786
优先权日:
申请(专利)号:201510486674.1
申请日:2015-08-11
复审请求人:华天科技(昆山)电子有限公司
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:张瑞雪
合议组组长:刘振玲
参审员:朱科
国际分类号:H01L23/488;H01L23/06;H01L23/18;H01L23/373;H01L21/50;H01L21/56
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点:如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比虽然存在区别技术特征,但是该区别技术特征是本领域的公知常识,则该权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备创创造性。
全文:
本复审请求涉及申请号为201510486674.1,名称为“埋入硅基板扇出型封装结构及其制造方法”的发明专利申请(下称本申请)。本申请的申请人为华天科技(昆山)电子有限公司,申请日为2015年08月11日,公开日为2015年11月04日。
经实质审查,国家知识产权局实质审查部门于2017年12月22日发出驳回决定,以本申请权利要求1不符合专利法第22条第3款的规定为由驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为:2017年11月16日提交的权利要求第1-14项,申请日2015年08月11日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-2页、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书的内容如下:
“1. 一种埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:包括一硅基体(1),所述硅基体具有第一表面(101)和与其相对的第二表面(102),所述第一表面上形成有至少一个向所述第二表面延伸的凹槽,所述凹槽侧面与底面垂直或接近垂直,所述凹槽内放置有至少一颗芯片(2),所述芯片的焊盘面与所述凹槽底面反向,且所述芯片的焊盘面接近所述第一表面;所述芯片底部与所述凹槽底部之间设有一层粘附层(8),所述芯片侧面与所述凹槽的侧壁之间具有间隙,该间隙内填充有第一介质层(3);所述芯片及所述第一表面上形成有第二介质层(4);所述第二介质层上形成有至少一层与所述芯片的焊盘(201)连接的金属布线(5),最外一层金属布线上覆盖有一层钝化层(6),且该金属布线上形成有用于植焊球的凸点下金属层,所述钝化层上开设有对应该凸点下金属层的开口,所述凸点下金属层上植有焊球或凸点(7);且至少有一个焊球或凸点及其对应的凸点下金属层位于所述硅基体的第一表面上;所述第一介质层及所述第二介质层的材料均为同一种聚合物胶。
2. 根据权利要求1所述的埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的距离大于1微米。
3. 根据权利要求1所述的埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述凹槽的槽底与所述硅基体的第二表面之间的 距离大于1微米。
4. 根据权利要求1所述的埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述芯片的焊盘面和所述硅基体的第一表面之间的高度差小于50微米。
5. 根据权利要求1所述的埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述粘附层(8)的厚度小于50微米,大于1微米。
6. 根据权利要求1所述的埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述粘附层为非导电聚合物胶或薄膜。
7. 根据权利要求1所述的一种埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述金属布线的材质为铜或铝。
8. 根据权利要求1所述的一种埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述焊球为铜柱焊料凸点或焊料球。
9. 根据权利要求1所述的一种埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:所述凸点下金属层为Ni/Au、Cr/W/Cu、Ti/W/Cu/Ni/Au、Ti/Cu中的一种。
10. 一种埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
A.提供一硅基体圆片,所述硅基体圆片具有第一表面和与其相对的第二表面,在所述硅基体圆片的第一表面刻蚀形成至少一个具有设定形状和深度的凹槽;
B.在所述凹槽内放置至少一个待封装的芯片,使所述芯片的焊盘面朝上,芯片背面涂布有一定厚度的粘附胶,芯片与凹槽底部粘接并固化,形成粘附层,所述芯片的焊盘面接近所述硅基体的第一表面,且所述芯片与所述凹槽的侧壁之间具有间隙;
C.通过涂布工艺,在所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的间隙内填充聚合物胶,固化后形成一层绝缘的第一介质层;
D.在所述芯片的焊盘面上以及所述硅基体的第一表面上,形成一层绝缘的第二介质层,第二介质层与第一介质层为同一种聚合物胶;
E.打开所述芯片的焊盘上面的第二介质层,并在第二介质层上面制作连接芯片的焊盘的金属布线;
F.在所述金属布线上面制作一层钝化层,在该金属布线上需要植焊球的位置打开钝化层,在露出的金属布线上制备所需的凸点下金属层,然后进行凸点制备或植焊球,最后切片,形成一埋入硅基板扇出型封装结构。
11. 根据权利要求10所述的埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法,其特征在于,在凸点制备或植焊球前后,将所述硅基体圆片的第二表面减薄,减薄后,凹槽底部到硅基体的第二表面之间的厚度大于1微米。
12. 根据权利要求10所述的埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法,其特征在于,将待封装的芯片圆片减薄至设定厚度,然后在芯片圆片的非焊盘面刷粘附胶,划片后形成单颗芯片,通过拾取工具将带有粘附胶的芯片放置于所述硅基体上凹槽内。
13. 根据权利要求10所述的埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法,其特征在于,在所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的空隙内填充聚合物胶在真空环境下实施。
14. 根据权利要求10所述的埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法,其特征在于,所述第二介质层为可光刻材料。” 驳回决定引用如下对比文件: 对比文件1:CN103646943A,公开日为2014年03月19日。
驳回决定指出:独立权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于:所述凹槽侧面与底面垂直或接近垂直;所述芯片底部与所述凹槽底部之间设有一层粘附层;在芯片侧面与所述凹槽的侧壁之间的间隙内填充有第一介质层,所述芯片及所述第一表面上形成有第二介质层,所述第一介质层及所述第二介质层的材料均为同一种聚合物胶;本申请还包括在凸点下金属层上植有凸点。而上述区别技术特征均属于本领域的公知常识。因此,权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定的其它说明部分指出:1)从属权利要求2-9的附加技术特征或被对比文件1公开,或属于本领域的公知常识。因此,权利要求2-9不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2)独立权利要求10与对比文件1的区别技术特征在于:芯片背面涂布有一定厚度的粘附胶,芯片与凹槽底部粘结并固化,形成粘附层;通过涂布工艺,在所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的间隙内填充聚合物胶,固化后形成一层绝缘的第一介质层;在所述芯片的焊盘面上以及所述硅基体的第一表面上,形成一层绝缘的第二介质层,第二介质层与第一介质层为同一种聚合物胶;本申请还包括在凸点下金属层上进行凸点制备;最后通过切片形成一埋入硅基板扇出型封装结构。而上述区别技术特征均属于本领域的公知常识。因此,权利要求10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3)从属权利要求11-14的附加技术特征或被对比文件1公开,或属于本领域的公知常识。因此,权利要求11-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年04月03日向国家知识产权局提出了复审请求,同时提交了权利要求书全文修改替换页,在独立权利要求1中增加特征“所述第二介质层(4)上形成有开口,以暴露出所述焊盘(201)”;将独立权利要求10步骤E中的特征“打开所述芯片的焊盘上面的第二介质层”修改为“在所述第二介质层上形成开口以暴露出所述芯片的焊盘”。复审请求人认为:(1)对比文件1中沟槽侧壁为倾斜布置,占用水平面积过大,且用于覆盖基板和芯片的材料为塑封材料,例如环氧树脂。此时,即便沟槽侧壁已经改造成垂直或基本垂直,因为塑封材料无法进入垂直的间隙内,仍然无法成功减小占用面积。本申请采用聚合物胶,而对比文件1中的封料为塑封材料,两者属于完全不同的材料,而且根据本申请说明书第[0008]、[0032]段关于取消塑封的记载,本申请的技术方案明确排除使用塑封材料。而本领域技术人员周知,塑封材料的流动性差于聚合物胶,因此,如果将对比文件1中的沟槽侧壁改造成垂直或接近垂直,塑封材料不能充分填充间隙,造成有缺陷的产品。此外,环氧树脂不是聚合物胶的下位概念。(2)对比文件1公开的贴应该是贴靠不是粘贴。对比文件1公开的芯片是预先固定,如果是以贴靠的方式相互固定,那只能通过键合工艺实现。另外,即使采用胶粘工艺取代键合工艺,但如果不消除塑封材料所带来的压力和内应力和对芯片的偏移效应,那么牢固程度较弱的粘附层无法抵抗封料层在固化过程中通过推移芯片造成的影响和破坏。(3)特征“在第二介质层上形成有对应所述焊盘的开口”未被对比文件1公开,对比文件1为了露出焊盘需要通过打磨封料层使其上表面与焊盘的顶部齐平。本申请是在芯片焊盘的正上方开口来露出焊盘,以供金属布线连接。且当对比文件1采用塑封材料形成封料层104,塑封材料在塑封和固化过程中会造成芯片安装的精度下降,导致无法通过开口操作来暴露完整的焊盘。(4)特征第一介质层、第二介质层以及开口,是一个整体,在权利要求中既然写明第一介质层和第二介质层,那么自然就认为这是两个在结构上存在区别的层,是分开形成的。且分开形成具有不同部分在固化时间先后上的差别而造成的应力和偏移最小化。因此,基于上述理由,权利要求1-14具备创造性。
复审请求时新修改的权利要求1和10的内容如下:
“1. 一种埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:包括一硅基体(1),所述硅基体具有第一表面(101)和与其相对的第二表面(102),所述第一表面上形成有至少一个向所述第二表面延伸的凹槽,所述凹槽侧面与底面垂直或接近垂直,所述凹槽内放置有至少一颗芯片(2),所述芯片的焊盘面与所述凹槽底面反向,且所述芯片的焊盘面接近所述第一表面;所述芯片底部与所述凹槽底部之间设有一层粘附层(8),所述芯片侧面与所述凹槽的侧壁之间具有间隙,该间隙内填充有第一介质层(3);所述芯片及所述第一表面上形成有第二介质层(4);所述第二介质层上形成有至少一层与所述芯片的焊盘(201)连接的金属布线(5),最外一层金属布线上覆盖有一层钝化层(6),且该金属布线上形成有用于植焊球的凸点下金属层,所述钝化层上开设有对应该凸点下金属层的开口,所述凸点下金属层上植有焊球或凸点(7);且至少有一个焊球或凸点及其对应的凸点下金属层位于所述硅基体的第一表面上;所述第一介质层及所述第二介质层的材料均为同一种聚合物胶;所述第二介质层(4)上形成有开口,以暴露出所述焊盘(201)。”
“10. 一种埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
A.提供一硅基体圆片,所述硅基体圆片具有第一表面和与其相对的第二表面,在所述硅基体圆片的第一表面刻蚀形成至少一个具有设定形状和深度的凹槽;
B.在所述凹槽内放置至少一个待封装的芯片,使所述芯片的焊盘面朝上,芯片背面涂布有一定厚度的粘附胶,芯片与凹槽底部粘接并固化,形成粘附层,所述芯片的焊盘面接近所述硅基体的第一表面,且所述芯片与所述凹槽的侧壁之间具有间隙;
C.通过涂布工艺,在所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的间隙内填充聚合物胶,固化后形成一层绝缘的第一介质层;
D.在所述芯片的焊盘面上以及所述硅基体的第一表面上,形成一层绝缘的第二介质层,第二介质层与第一介质层为同一种聚合物胶;
E.在所述第二介质层上形成开口以暴露出所述芯片的焊盘,并在第二介质层上面制作连接芯片的焊盘的金属布线;
F.在所述金属布线上面制作一层钝化层,在该金属布线上需要植焊球的位置打开钝化层,在露出的金属布线上制备所需的凸点下金属层,然后进行凸点制备或植焊球,最后切片,形成一埋入硅基板扇出型封装结构。”
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年06月28日依法受理了该复审请求,并将其转送至实质审查部门进行前置审查。 实质审查部门在前置审查意见书中认为:将凹槽侧面与底面设置成垂直或接近垂直以及通过粘附层实现芯片底部和凹槽底部的粘合固定均是本领域的惯用技术手段;而对比文件1公开的环氧树脂属于本申请中聚合物胶的下位概念;光刻和打磨是本领域常用的两种露出导电部件的方式;形成结构分开的两个介质层是本领域技术人员基于实际需要可以选择和设置的,且上述设置已经属于现有技术。因此,坚持驳回决定。 随后,国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月12日向复审请求人发出复审通知书,指出:权利要求1-14不具备专利法第22条第3款规定的创造性。对于复审请求人的意见陈述,合议组认为:(1)首先,在半导体领域,将基体上用于封装芯片的凹槽设置成侧面与底面垂直或接近垂直是本领域的常规设置;具体可参见公知常识的证据:书籍《半导体制造技术》,[美]Michael Quirk 等著,电子工业出版社,2004年01月,“第20章 装配与封装”,第536-537页,图20.8。其次,本申请说明书第[0045]段也明确记载了“凹槽最好为直槽或侧壁与底面角度在80度-120度的斜槽”,可见,本申请也指出其凹槽可以为斜槽,当角度为120度时对应的也就是对比文件1公开的夹角为钝角的斜槽。再者,本领域公知的,环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称,其属于聚合物;而环氧树脂的主要品种有16种,包括通用胶、结构胶、导电胶、光学胶、环氧树脂胶膜、密封胶等,主要成分为纯环氧树脂胶黏剂和改性环氧树脂胶黏剂,其具有较强的粘附力、化学稳定性。可见,环氧树脂属于一种聚合物胶,况且本申请并未记载采用什么特定组成的聚合物胶,而环氧树脂胶是本领域常用的一种聚合物胶,在进行封装填充时,通常选择具有一定流动性和粘性的液态树脂是本领域的常规选择。此时,将对比文件1的沟槽侧壁设置为垂直或基本垂直,并不会导致封装材料无法进入垂直的间隙内,因此并不存在复审请求理由所指出的问题。(2)首先,本申请说明书第[0008]和[0032]段记载的取消圆片塑封,拆键合工艺,指的是不在载片上进行芯片的塑封,也无需后续去除载片的步骤(即拆键合工艺),并不是不使用塑封材料;其次,在本申请中并未记载通过DRIE技术进行硅蚀刻,因此并不能确定蚀刻后的硅基体侧壁会具有扇贝结构。此外,在本领域中,为了实现芯片与基板的粘附在芯片底部与凹槽底部之间设置一层粘附层是本领域的惯用手段;在上述书籍《半导体制造技术》的第536页记载了芯片的粘结方式中,环氧树脂胶粘贴是将芯片粘贴到基座上最常用的方法之一。(3)对比文件1公开了在基板上形成封料层(即介质层),并裸露出芯片的连接部件(即焊盘),参见附图3c-3d,也即公开了通过打磨在封料层上形成开口,暴露出焊盘。而通过光刻或打磨露出导电部件是本领域常用的两种方法,根据实际需要在第二介质层上形成开口以暴露出焊盘是本领域技术人员的常规选择。另外,由于对比文件1的封料层104与本申请的介质层采用的是相同类型的材料,且都具有塑封和固化的过程,因此,其对芯片安装精度的影响是相同的,且结合对比文件1公开的内容,封料层104的使用是可以通过开口以露出完整的焊盘。(4)选择在间隙内和表面上一次形成介质层或是分两次形成介质层均是本领域技术人员基于实际操作的需求(如基于介质层平坦化的考虑或是基于不同部分应力和偏移最小化的考虑或是基于封装可靠性的考虑)容易做出的常规选择,且效果可以预期。因此,复审请求人的上述意见陈述不具有说服力,权利要求1-14仍然不具备创造性。
针对该复审通知书,复审请求人于2019年05月27日提交了意见陈述书,同时提交了权利要求书全文修改替换页,在独立权利要求1和10中均增加了特征“所述聚合物为可光刻材料”,并将权利要求1中的特征“所述第二介质层(4)上形成有开口”修改为“所述第二介质层(4)上通过光刻形成有开口”,将权利要求10步骤E中的特征“在所述第二介质层上形成开口”修改为“在所述第二介质层上通过光刻形成开口”,同时删除了从属权利要求14。复审请求人认为:对比文件1没有公开特征“所述第一介质层及所述第二介质层的材料均为同一种聚合物胶,所述聚合物胶为可光刻材料”,对比文件1公开的聚合物胶是环氧树脂,其本身不具有可光刻性能,也即本申请的第一介质层和第二介质层的材料与对比文件1中封料层采用的塑封材料不同。同时,对比文件1仅公开了打磨方式,没有公开通过光刻方式形成开口。另外,对于本申请,其只有在分两次形成介质层的前提下,芯片在凹槽中的位置更加稳定,才能采用光刻方式暴露焊盘,否则无法准确对准焊盘位置实施光刻。本领域周知,光刻是一种对位置精度要求极高的制程,如果芯片在凹槽中发生移动,光刻工艺便不能顺利实施。然而,对比文件1的封料层是一次性形成的,相对于分两次形成而言,封料层在固化过程中的应力变化必然导致芯片位置较为不稳定。在这种情况下,只能通过磨平或激光烧蚀的方式先露出芯片的连接部(即焊盘),才能在后续的布线工艺中有针对性地进行精确连接。而两次形成介质层并不是常规选择。另外,只有在明确了露出焊盘的工艺光刻开孔工艺,才能想到第二介质层采用光刻材料。如果没有光刻的条件,或者没有必要采用光刻,则本领域技术人员没有动机将介质层的材料制作成可光刻的材料。最后,对比文件1公开的打磨开口暴露焊盘和本申请的光刻开口是两个平行的解决方案,可以实现相同的技术效果,本领域技术人员不会有动机将对比文件1的技术方案进行替换。因此,本申请的权利要求具备创造性。
复审请求人于2019年05月27日提交的权利要求1和10的内容如下:
“1. 一种埋入硅基板扇出型封装结构,其特征在于:包括一硅基体(1),所述硅基体具有第一表面(101)和与其相对的第二表面(102),所述第一表面上形成有至少一个向所述第二表面延伸的凹槽,所述凹槽侧面与底面垂直或接近垂直,所述凹槽内放置有至少一颗芯片(2),所述芯片的焊盘面与所述凹槽底面反向,且所述芯片的焊盘面接近所述第一表面;所述芯片底部与所述凹槽底部之间设有一层粘附层(8),所述芯片侧面与所述凹槽的侧壁之间具有间隙,该间隙内填充有第一介质层(3);所述芯片及所述第一表面上形成有第二介质层(4);所述第二介质层上形成有至少一层与所述芯片的焊盘(201)连接的金属布线(5),最外一层金属布线上覆盖有一层钝化层(6),且该金属布线上形成有用于植焊球的凸点下金属层,所述钝化层上开设有对应该凸点下金属层的开口,所述凸点下金属层上植有焊球或凸点(7);且至少有一个焊球或凸点及其对应的凸点下金属层位于所述硅基体的第一表面上;所述第一介质层及所述第二介质层的材料均为同一种聚合物胶,所述聚合物胶为可光刻材料;所述第二介质层(4)上通过光刻形成有开口,以暴露出所述焊盘(201)。”
“10. 一种埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
A.提供一硅基体圆片,所述硅基体圆片具有第一表面和与其相对的第二表面,在所述硅基体圆片的第一表面刻蚀形成至少一个具有设定形状和深度的凹槽;
B.在所述凹槽内放置至少一个待封装的芯片,使所述芯片的焊盘面朝上,芯片背面涂布有一定厚度的粘附胶,芯片与凹槽底部粘接并固化,形成粘附层,所述芯片的焊盘面接近所述硅基体的第一表面,且所述芯片与所述凹槽的侧壁之间具有间隙;
C.通过涂布工艺,在所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的间隙内填充聚合物胶,固化后形成一层绝缘的第一介质层;
D.在所述芯片的焊盘面上以及所述硅基体的第一表面上,形成一层绝缘的第二介质层,第二介质层与第一介质层为同一种聚合物胶,所述聚合物胶为可光刻材料;
E.在所述第二介质层上通过光刻形成开口以暴露出所述芯片的焊盘,并在第二介质层上面制作连接芯片的焊盘的金属布线;
F.在所述金属布线上面制作一层钝化层,在该金属布线上需要植焊球的位置打开钝化层,在露出的金属布线上制备所需的凸点下金属层,然后进行凸点制备或植焊球,最后切片,形成一埋入硅基板扇出型封装结构。”
在上述程序的基础上,本案合议组认为本案事实已经清楚,可以依法作出审查决定。
二、决定的理由1.审查文本的认定
复审请求人于2019年05月27日提交了权利要求书的全文修改替换页,共包括13项权利要求。经审查,所作的修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所依据的文本为:复审请求人于2019年05月27日提交的权利要求第1-13项,申请日2015年08月11日提交的说明书第1-12页、说明书附图第1-2页、说明书摘要、摘要附图。 2.关于专利法第22条第3款 专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术相比虽然存在区别技术特征,但是该区别技术特征是本领域的公知常识,则该权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不具备创造性。
本复审请求审查决定在评价权利要求创造性时所引用的对比文件与驳回决定以及复审通知书中引用的对比文件相同,即: 对比文件1:CN103646943A,公开日为2014年03月19日。
2.1 权利要求1-13不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种埋入硅基板扇出型封装结构。对比文件1公开了一种晶圆封装结构,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0018]-[0059]段及附图1-3f):如附图1所示,该晶圆封装结构即为一种埋入硅基板扇出型封装结构,具体包括一基板101,可为硅晶片(相当于硅基体),所述基板101具有第一表面和与其相对的第二表面,所述第一表面上形成有向所述第二表面延伸的沟槽102(相当于凹槽),所述沟槽102内放置有芯片103,形成于基板101上的封料层104,封料层104表面裸露出芯片103的连接部件(相当于焊盘),所述芯片103的焊盘面与所述沟槽102底面反向,且所述芯片103的焊盘面接近所述第一表面;所述芯片103贴于所述沟槽102内,所述芯片103侧面与所述沟槽102的侧壁之间具有间隙,该间隙内填充有封料层104;且封料层104形成于所述芯片103及所述第一表面上,所述封料层为环氧树脂(即聚合物胶的下位概念);所述封料层104上形成有与所述芯片103的焊盘连接的金属层109和金属再布线层110(两者共同相当于金属布线),金属再布线层110上覆盖有一层保护膜层105(相当于钝化层),且该金属再布线层110上形成有用于植焊球的球下金属层107(相当于凸点下金属层),所述保护膜层105上开设有对应该球下金属层107的开口,所述球下金属层107上植有金属球108(相当于焊球或凸点);且金属球108及其对应的球下金属层107位于所述基板101的第一表面上。
可见,权利要求1请求保护的技术方案与对比文件1相比,其区别技术特征为:(1)所述凹槽侧面与底面垂直或接近垂直;(2)所述芯片底部与所述凹槽底部之间设有一层粘附层;(3)本申请是在芯片侧面与所述凹槽的侧壁之间的间隙内填充有第一介质层,在芯片及所述第一表面上形成有第二介质层,所述第一介质层及所述第二介质层的材料均为同一种聚合物胶;且聚合物胶为可光刻材料;在第二介质层上通过光刻形成开口。基于上述区别技术特征可以确定权利要求1实际要解决的技术问题是如何固定芯片、如何提高封装体的可靠性以及提供可替换的开口方式。
对于区别技术特征(1),在半导体领域,将基体上用于封装芯片的凹槽设置成侧面与底面垂直或接近垂直是本领域的常规设置。
对于区别技术特征(2),本领域技术人员基于对比文件1的记载“将芯片103贴于所述沟槽102内”,选择含粘附胶的粘附层将芯片粘贴固定在基座上,是本领域的惯用手段。
对于区别技术特征(3),通过光刻和打磨以暴露出导电部件是本领域基本且被广泛使用的两种开口方式,选择光刻替换打磨属于本领域的常规替换,且效果是本领域技术人员可以充分预期的。在采用光刻方式暴露焊盘时,相应的将介质层或封料层的材料选择为可光刻的材料,是本领域技术人员的常规选择。另外,本领域技术人员基于光刻工艺的普遍要求以及实际操作的需求,选择在间隙内和表面上一次形成介质层或是分两次形成介质层,使两次形成的介质层为相同或不同的聚合物胶均是本领域技术人员的惯用手段,其所能达到的效果均是本领域技术人员所公知的。而仅在第二介质层上进行开口也是本领域技术人员在具体实施中通过合乎逻辑的分析即可得到的。
由此可知,在对比文件1的基础上结合本领域技术人员的惯用手段以获得该权利要求请求保护的技术方案,对于本领域技术人员而言是显而易见的,因此,该权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求2-4是权利要求1的从属权利要求。然而,为了方便芯片放入凹槽槽底使得所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的距离大于1微米、为了提高硅基体对芯片的支撑使得所述凹槽的槽底与所述硅基体的第二表面之间的距离大于1微米以及为了保证封装体表面材料的均一性使得所述芯片的焊盘面和所述硅基体的第一表面之间的高度差小于50微米均是本领域技术人员通过有限试验即可获得的。因此,当其引用的权利要求1不具备创造性时,上述权利要求2-4也均不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求5是权利要求1的从属权利要求。然而,根据实际对粘附性能的需求选择粘附层的厚度小于50微米,大于1微米是本领域技术人员通过有限试验即可获得的。因此,当其引用的权利要求1不具备创造性时,该权利要求5也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求6是权利要求1的从属权利要求。基于基体和芯片的结构设计需求,选择非导电聚合物材料或是以薄膜形式设置,均是本领域的常规选择。因此,当其引用的权利要求1不具备创造性时,权利要求6也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求7是权利要求1的从属权利要求。对比文件1公开了(参见说明书第[0031]段):金属层109的材料为钛或铜。而铝也是本领域常用的导电材料,根据实际需要选择金属布线的材质为铝是本领域技术人员的常规选择。因此,当其引用的权利要求1不具备创造性时,该权利要求7也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求8是权利要求1的从属权利要求。对比文件1还公开了(参见说明书第[0024]段):包括金属球108(相当于焊料球或焊料凸点)。而选择铜柱焊料凸点或焊料球是本领域技术人员的常规选择。因此,当其引用的权利要求1不具备创造性时,该权利要求8也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求9是权利要求1的从属权利要求。选择凸点下金属层的材质为Ni/Au、Cr/W/Cu、Ti/W/Cu/Ni/Au、Ti/Cu中的一种是本领域技术人员的常规选择。因此,当其引用的权利要求1不具备创造性时,该权利要求9也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求10请求保护一种埋入硅基板扇出型封装结构的制作方法。对比文件公开了一种晶圆封装结构的制作方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0018]-[0059]段及附图1-3f):提供一基板101,可为硅晶片(相当于硅基体圆片),所述基板101具有第一表面和与其相对的第二表面,在所述基板101的第一表面刻蚀形成具有设定形状和深度的沟槽102;在所述沟槽102内放置待封装的芯片103,使所述芯片103的连接部件(相当于焊盘)面朝上,芯片103贴于所述沟槽102内,所述芯片103的焊盘面接近所述基板101的第一表面,且所述芯片103与所述沟槽102的侧壁之间具有间隙;在所述沟槽102的侧壁与所述芯片103之间的间隙内填充封料层104,封料层104为环氧树脂(即聚合物胶的下位概念);通过打磨芯片103上面的封料层104,露出芯片的连接部件(相当于焊盘),并在封料层104上面制作连接芯片103焊盘的金属层109和金属再布线层110(两者共同相当于金属布线);在所述金属再布线110上面制作一层保护膜层105(相当于钝化层),并形成露出布线层的开口,也即在该金属再布线层110上需要植焊球的位置打开保护膜层105,在露出的金属再布线层110上制备所需的球下金属层107(相当于凸点下金属层),然后在球下金属层107上形成金属球108(相当于植焊球或凸点制备),形成一埋入硅基板扇出型封装结构。
可见,权利要求10请求保护的技术方案与对比文件1相比,其区别技术特征为:(1)芯片背面涂布有一定厚度的粘附胶,芯片与凹槽底部粘结并固化,形成粘附层;(2)本申请是通过涂布工艺,在所述凹槽的侧壁与所述芯片之间的间隙内填充聚合物胶,固化后形成一层绝缘的第一介质层;在所述芯片的焊盘面上以及所述硅基体的第一表面上,形成一层绝缘的第二介质层,第二介质层与第一介质层为同一种聚合物胶,且聚合物胶为可光刻材料;在第二介质层上通过光刻形成开口;(3)最后进行切片。基于上述区别技术特征可以确定权利要求10实际要解决的技术问题是如何固定芯片、如何提高封装体的可靠性、如何实现芯片的单颗化以及提供可替换的开口方式。
对于区别技术特征(1),本领域技术人员基于对比文件1的记载“将芯片103贴于所述沟槽102内”,选择含粘附胶的粘附层将芯片粘贴固定在基座上,是本领域的惯用手段。而在芯片的背面涂布一定厚度的粘附胶,使得芯片与凹槽底部粘结并固化以形成粘附层,这是本领域技术人员的常规操作。
对于区别技术特征(2),通过光刻和打磨以暴露出导电部件是本领域基本且被广泛使用的两种开口方式,选择光刻替换打磨属于本领域的常规替换,且效果可以预期。而采用光刻方式暴露焊盘时,相应的将介质层或封料层的材料选择为可光刻的材料,是本领域技术人员的常规选择。其次,本领域技术人员基于光刻工艺的普遍要求以及实际操作的需求,选择在间隙内和表面上一次形成介质层或是分两次形成介质层,使两次的介质层为相同或不同聚合物胶均是本领域技术人员的惯用手段,且效果是本领域技术人员可以充分预期的。而仅在第二介质层上进行开口也是本领域技术人员在具体实施中通过合乎逻辑的分析即可得到的。另外,采用涂布的方式填充聚合物胶以及在第一介质层固化后再形成第二介质层,这也均是本领域的常规工艺方法。
对于区别技术特征(3),为了实现单颗化最后进行切片操作是本领域的惯用手段。
由此可知,在对比文件1的基础上结合本领域技术人员的惯用手段以获得该权利要求请求保护的技术方案,对于本领域技术人员而言是显而易见的,因此该权利要求请求保护的技术方案不具有突出的实质性特点,不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
权利要求11是权利要求10的从属权利要求。对比文件1还公开了(参见说明书第[0055]-[0059]段):形成球下金属层107之后还包括对基板未贴芯片的一侧进行打磨使整体的封装结构的厚度变薄,最后,在球下金属层107上形成金属球108(相当于在凸点制备或植焊球前对硅基体的第二表面减薄)。而在凸点制备或植焊球后对硅基体的第二表面进行减薄,也是本领域技术人员的常规选择,而减薄后,具体使得凹槽底部到硅基体的第二表面之间的厚度大于1微米是本领域技术人员通过有限试验即可获得的。因此,当其引用的权利要求10不具备创造性时,该权利要求11也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求12是权利要求10的从属权利要求。然而,根据实际需要将待封装的芯片圆片减薄至设定厚度,然后在芯片圆片的非焊盘面刷粘附胶,划片后形成单颗芯片以及通过拾取工具将带有粘附胶的芯片放置在所述硅基体上的凹槽内均是本领域技术人员的惯用手段。因此,当其引用的权利要求10不具备创造性时,该权利要求12也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求13是权利要求10的从属权利要求。然而,为了确保填充效果避免填充过程中产生气泡而选择在真空环境下填充聚合物胶,是本领域技术人员的常规选择。因此,当其引用的权利要求10不具备创造性时,权利要求13也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2.关于复审请求人相关意见的答复:
对于复审请求人答复复审通知书时提出的意见,经审查,合议组认为:
首先,通过光刻和打磨以暴露出导电部件如焊盘是本领域基本且被广泛使用的两种开口方式,选择光刻替换打磨属于本领域的常规替换,且两者之间的替换并不存在技术障碍,效果也是可以预期的。而采用光刻方式暴露焊盘时,相应的将介质层或封料层的材料选择为可光刻的材料,是本领域技术人员的常规选择。其次,本领域技术人员基于光刻工艺的普遍要求以及实际操作的需求(如基于介质层平坦化的考虑,或是基于封装可靠性的考虑,或是基于成本和工艺流程的考虑),选择在间隙内和表面上一次形成介质层或是分两次形成介质层均是本领域技术人员的惯用手段,且效果是本领域技术人员可以充分预期的。而仅在第二介质层上进行开口也是本领域技术人员在具体实施中通过合乎逻辑的分析即可得到的。另外,本申请中并未记载,也并无证据表明封料层通过一次性形成,相比于分两次形成,在固化过程中的应力会导致芯片位置变得不稳定。因此,利用光刻工艺开口、选择可光刻材料作为介质层以及分两次形成介质层,均是本领域惯用手段的简单堆叠,其技术手段的实施所带来的技术效果均是本领域技术人员能够充分预期的,这些特征并不会使得本申请的权利要求具有突出的实质性特点。
因此,复审请求人的上述意见陈述不具有说服力,合议组不予支持。 基于上述事实和理由,合议组依法作出如下决定。
三、决定 维持国家知识产权局于2017年12月22日对本申请作出的驳回决定。 如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本复审决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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