扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，包括：提供尺寸較大的矩形承載片，在承載片上貼覆粘結(jié)膠；芯片正貼到粘結(jié)膠上；涂覆第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂填充芯片之間的溝槽；涂覆第一類(lèi)感光樹(shù)脂并將芯片覆蓋??；在第一類(lèi)感光樹(shù)脂中形成通向芯片焊盤(pán)的導(dǎo)通孔；沉積一層種子層，并在種子層上涂覆光刻膠，在光刻膠上顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤(pán)的電鍍線路；在承載片上涂覆一層阻焊油墨，使得阻焊油墨覆蓋電鍍線路，然后在阻焊油墨上顯露出電鍍線路上的金屬焊盤(pán)；在金屬焊盤(pán)上形成焊球。本方法能夠降低制造成本，以及在工藝過(guò)程中降低制造難度和提高涂覆樹(shù)脂的表面均勻性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子封裝方法，尤其是一種扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品多功能化和小型化的潮流，高密度微電子組裝技術(shù)在新一代電子產(chǎn)品上逐漸成為主流。為了配合新一代電子產(chǎn)品的發(fā)展，尤其是智能手機(jī)、掌上電腦、超級(jí)本等產(chǎn)品的發(fā)展，芯片的尺寸向密度更高、速度更快、尺寸更小、成本更低等方向發(fā)展。扇出型方片級(jí)封裝技術(shù)(Fanout Panel Level Package, F0PLP)的出現(xiàn),作為扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)(Fanout Wafer Level Package, FOWLP)的升級(jí)技術(shù),擁有更廣闊的發(fā)展前景。
[0003]日本J-Devices公司在US20110309503A1專(zhuān)利中，給出了一種扇出型晶圓級(jí)封裝的制作方法，如圖1所示。J-Devices公司的專(zhuān)利主要工藝如下:
第一步:使用粘結(jié)劑以一定間隔在基板上形成粘結(jié)層；
弟~ 二步:在粘結(jié)I父上貼放芯片；
第三步:涂覆第一絕緣樹(shù)脂，并在樹(shù)脂上開(kāi)出窗口，露出芯片上的焊盤(pán)；
第四步:通過(guò)圖形電鍍與光刻的方法，制作重布線層(Redistribution Layer, RDL),將芯片上的焊盤(pán)引出；
第五步:制作第二絕緣層，并做開(kāi)口露出重布線層的金屬；
第六步:在第二絕緣層上面制作焊球或凸點(diǎn)。
[0004]該技術(shù)的不足之處在于，工藝的第三步中涂覆第一絕緣樹(shù)脂，由于通常芯片厚度在50微米以上，所以涂覆絕緣樹(shù)脂的厚度不易控制，不利于精細(xì)線路的制作。而且個(gè)別樹(shù)月旨(如PB0、BCB)價(jià)格較高，不利于成本控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，能夠降低制造成本，以及在工藝過(guò)程中降低制造難度和提高涂覆樹(shù)脂的表面均勻性。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，包括下述步驟:
步驟一，提供承載片，在承載片上貼覆粘結(jié)膠；
步驟二，將芯片正貼到粘結(jié)膠上；
步驟三，在承載片上貼有芯片的那一面上涂覆第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂填充芯片之間的溝槽，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂的高度不高于芯片頂部的高度；
步驟四，在承載片上貼有芯片的那一面上涂覆第一類(lèi)感光樹(shù)脂，第一類(lèi)感光樹(shù)脂將芯片覆蓋住；
步驟五，在第一類(lèi)感光樹(shù)脂中形成通向芯片焊盤(pán)的導(dǎo)通孔；
步驟六，在導(dǎo)通孔中和第一類(lèi)感光樹(shù)脂上沉積一層種子層；在種子層上涂覆光刻膠，然后使得光刻膠上顯露出用于制作電鍍線路的圖形，使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤(pán)的電鍍線路； 步驟七，去除光刻膠和光刻膠底部的種子層，保留電鍍線路底部的種子層；在承載片上涂覆一層阻焊油墨，使得阻焊油墨覆蓋電鍍線路；然后在阻焊油墨上顯露出電鍍線路上的金屬焊盤(pán)。
[0006]步驟八，在金屬焊盤(pán)上形成焊球。
[0007]進(jìn)一步地，所述步驟一中，承載片為矩形，材料為玻璃、金屬板或有機(jī)基板。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟三中，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂為包含環(huán)氧樹(shù)脂、亞克力樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或三嗪樹(shù)脂成分的增層材料、底填料或塑封材料。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟三中，涂覆第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂采用的工藝是絲網(wǎng)印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、真空壓合、點(diǎn)膠或壓印。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟三中，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂頂部低于芯片頂部O?15微米。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟四中，第一類(lèi)感光樹(shù)脂包括BCB、ΡΒ0, PSP1、聚酰亞胺、感光型環(huán)氧樹(shù)脂或干膜。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟四中，涂覆第一類(lèi)感光樹(shù)脂采用的工藝包括旋涂、噴涂、滾涂、絲網(wǎng)印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓或真空壓合。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟六中，通過(guò)濺射金屬或化學(xué)沉銅工藝，在導(dǎo)通孔中和第一類(lèi)感光樹(shù)脂上沉積種子層。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟八中，通過(guò)植球、印刷、電鍍或化學(xué)鍍工藝形成焊球。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
I).高性能芯片的扇出工藝大部分都使用第一類(lèi)感光樹(shù)脂，該類(lèi)樹(shù)脂包括BCB、ΡΒ0,PSPI (光敏聚酰亞胺)、聚酰亞胺等材料。第一類(lèi)感光樹(shù)脂具有分辨率高，適合高頻作業(yè)等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是成本昂貴。本發(fā)明使用主要成分為環(huán)氧樹(shù)脂、亞克力樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三嗪樹(shù)脂等的增層材料、底填料或塑封材料作為芯片間的填充劑，第一類(lèi)感光樹(shù)脂制作線路扇出層，在保證封裝工藝精度的同時(shí)，降低了制造成本。
[0016]2).本發(fā)明采用兩步涂膠方式，可以有效提高樹(shù)脂涂覆的均勻性。首先使用第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂填充芯片之間的溝槽，可以基本將溝槽填平，填充后，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂頂部低于芯片頂部O?15微米，相對(duì)于芯片貼片后的厚度大于50微米的厚度，由于第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂涂覆后涂覆高度差的減少，隨后進(jìn)行第一類(lèi)感光樹(shù)脂涂覆時(shí)，制造難度大大降低，樹(shù)脂表面均勻性大幅提聞。
[0017]3).方片工藝較圓片工藝有更大的產(chǎn)能，更低的成本。目前國(guó)際上主流的圓片尺寸是300mm直徑的圓片，約113平方英寸；主流的PCB基板尺寸為500X600mm的方片，約480平方英寸；IXD 4帶線基板的尺寸為650X830mm的方片，約836平方英寸。由此可見(jiàn)，使用PCB基板的部分工藝，加工尺寸是晶圓的4.25倍；使用IXD 4帶線的部分工藝，加工尺寸是晶圓的7.4倍。產(chǎn)能的提升，可以大幅度降低制造成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為日本J-Devices公司的一種扇出型晶圓級(jí)封裝的制作方法示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明的承載片上貼覆粘結(jié)膠示意圖。
[0020]圖3為本發(fā)明的粘貼芯片不意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明的涂覆第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂示意圖。[0022]圖5為本發(fā)明的涂覆第一類(lèi)感光樹(shù)脂并將芯片覆蓋示意圖。
[0023]圖6A為本發(fā)明的制作導(dǎo)通孔示意圖。
[0024]圖6B為本發(fā)明的導(dǎo)通孔小于芯片焊盤(pán)時(shí)的示意圖。
[0025]圖6C為本發(fā)明的導(dǎo)通孔大于芯片焊盤(pán)時(shí)的示意圖。
[0026]圖7為本發(fā)明的制作種子層和電鍍線路示意圖。
[0027]圖8為本發(fā)明的涂覆阻焊油墨，在阻焊油墨上顯露出電鍍線路上的金屬焊盤(pán)示意圖。
[0028]圖9為本發(fā)明的制作焊球示意圖。
[0029]圖10為本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]本發(fā)明所提出的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，具體包括下述步驟:
步驟一，如圖2所示，提供承載片101，在承載片101上貼覆粘結(jié)膠102 ；
此步驟中，由于進(jìn)行方片級(jí)封裝，因此承載片101選用尺寸較大的矩形的承載片，承載片101的材料為玻璃、金屬板或有機(jī)基板等平板；具體可通過(guò)絲網(wǎng)印刷或點(diǎn)膠、熱壓、狹縫涂覆、噴墨打印、真空壓合、滾壓等工藝，貼覆粘結(jié)膠102。
[0032]步驟二，如圖3所示，通過(guò)貼片機(jī)將芯片103正貼到粘結(jié)膠102上，即芯片103的背面與粘結(jié)膠102貼合。
[0033]步驟三，如圖4所示，在承載片101上貼有芯片103的那一面上涂覆第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂104，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂104填充芯片103之間的溝槽；第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂104包括增層材料(Build-up)、底填料(Underfill)或塑封材料；第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂104的高度不高于芯片103頂部的高度，優(yōu)選地，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂104頂部低于芯片103頂部O?15微米；
在此步驟中，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂104主要為具有絕緣作用的低成本樹(shù)脂，主要成分可以是環(huán)氧樹(shù)脂、亞克力樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、三嗪樹(shù)脂等成分，或添加了二氧化硅、陶瓷粉等填料的上述樹(shù)脂或改性樹(shù)脂。產(chǎn)品包括增層材料、底填料(Underfill)或塑封材料。涂覆工藝可以是絲網(wǎng)印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、真空壓合、點(diǎn)膠、壓印等工藝。
[0034]步驟四，如圖5所示，在承載片101上貼有芯片103的那一面上涂覆第一類(lèi)感光樹(shù)脂107，第一類(lèi)感光樹(shù)脂107包括BCB苯并環(huán)丁烯、PBO聚對(duì)苯撐苯并二惡唑、PSPI光敏聚酰亞胺、聚酰亞胺、感光型環(huán)氧樹(shù)脂、干膜等高解析度感光材料；第一類(lèi)感光樹(shù)脂107將芯片103覆蓋??；涂覆工藝可以是旋涂、噴涂、滾涂、絲網(wǎng)印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓、真空壓合等工藝。
[0035]步驟五，如圖6A、圖6B、圖6C所示，在第一類(lèi)感光樹(shù)脂107中形成通向芯片焊盤(pán)106的導(dǎo)通孔108 ；
如圖6A所示，第一類(lèi)感光樹(shù)脂107 (BCB、ΡΒ0, PSP1、聚酰亞胺、感光型環(huán)氧樹(shù)脂、干膜等材料)經(jīng)過(guò)光刻、顯影、固化等工藝，在其中形成通向芯片焊盤(pán)106的導(dǎo)通孔108。
[0036]圖6B中顯示，當(dāng)芯片焊盤(pán)106尺寸比較大，便于形成通向芯片焊盤(pán)106的導(dǎo)通孔108，導(dǎo)通孔108的直徑小于芯片焊盤(pán)106的直徑。芯片保護(hù)層105是待封裝的芯片103自帶的(芯片廠家已經(jīng)制作好芯片保護(hù)層105)。[0037]圖6C中顯示，當(dāng)芯片焊盤(pán)106尺寸比較小，在芯片焊盤(pán)106范圍內(nèi)形成導(dǎo)通孔108比較困難，則考慮導(dǎo)通孔108的底部尺寸大于芯片焊盤(pán)106，導(dǎo)通孔108的直徑大于芯片焊盤(pán)106的直徑。
[0038]步驟六，如圖7所示，在導(dǎo)通孔108中和第一類(lèi)感光樹(shù)脂107上沉積一層種子層109 ;在種子層109上涂覆光刻膠110，然后使得光刻膠110上顯露出用于制作電鍍線路111的圖形，使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤(pán)106的電鍍線路111 ;
此步驟中，可以通過(guò)派射金屬(材料可以是Al、Au、Cr、Co、N1、Cu、Mo、T1、Ta、N1-Cr、Co — N1、Co — Cr、W等材料或以上材料的合金材料)或化學(xué)沉銅等工藝，在導(dǎo)通孔108中和第一類(lèi)感光樹(shù)脂107上沉積種子層109。然后在種子層109上面涂覆光刻膠110 (光刻膠可以是液態(tài)的，也可以是薄膜狀的)，通過(guò)使用底片在光刻機(jī)里進(jìn)行對(duì)位曝光，經(jīng)過(guò)顯影等工藝使得光刻膠110上顯露出制作電鍍線路111的圖形。使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電鍍線路111 (即重布線結(jié)構(gòu))，電鍍線路111電連接芯片焊盤(pán)106。
[0039]步驟七，如圖8所示，去除光刻膠110和光刻膠底部的種子層109，保留電鍍線路111底部的種子層109 ;在承載片101上涂覆一層阻焊油墨113，使得阻焊油墨113覆蓋電鍍線路111 ;
然后使用底片在光刻機(jī)里進(jìn)行對(duì)位曝光，經(jīng)過(guò)顯影等工藝，在阻焊油墨113上顯露出電鍍線路111上的金屬焊盤(pán)112。
[0040]步驟八，如圖9所示，在金屬焊盤(pán)112上通過(guò)植球、印刷、電鍍、化學(xué)鍍等工藝形成焊球114。
【權(quán)利要求】
1.一種扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于，包括下述步驟: 步驟一，提供承載片(101)，在承載片(101)上貼覆粘結(jié)膠(102)； 步驟二，將芯片(103)正貼到粘結(jié)膠(102)上； 步驟三，在承載片(101)上貼有芯片(103)的那一面上涂覆第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂(104)，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂(104)填充芯片(103)之間的溝槽，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂(104)的高度不高于芯片(103)頂部的高度； 步驟四，在承載片(101)上貼有芯片(103)的那一面上涂覆第一類(lèi)感光樹(shù)脂(107)，第一類(lèi)感光樹(shù)脂(107)將芯片(103)覆蓋??； 步驟五，在第一類(lèi)感光樹(shù)脂(107)中形成通向芯片焊盤(pán)(106)的導(dǎo)通孔(108)； 步驟六，在導(dǎo)通孔(108)中和第一類(lèi)感光樹(shù)脂(107)上沉積一層種子層(109);在種子層(109)上涂覆光刻膠(110)，然后使得光刻膠(110)上顯露出用于制作電鍍線路(111)的圖形，使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤(pán)(106)的電鍍線路(111); 步驟七，去除光刻膠(110)和光刻膠底部的種子層(109)，保留電鍍線路(111)底部的種子層(109);在承載片(101)上涂覆一層阻焊油墨(113)，使得阻焊油墨(113)覆蓋電鍍線路(111); 然后在阻焊油墨(113)上顯露出電鍍線路(111)上的金屬焊盤(pán)(112)。
2.步驟八，在金屬焊盤(pán)(112)上形成焊球(114)。
3.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟一中，承載片(101)為矩形，材料為玻璃、金屬板或有機(jī)基板。
4.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟三中，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂(104)為包含環(huán)氧樹(shù)脂、亞克力樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂或三嗪樹(shù)脂成分的增層材料、底填料或塑封材料。
5.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟三中，涂覆第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂(104)采用的工藝是絲網(wǎng)印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、真空壓合、點(diǎn)膠或壓印。
6.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟三中，第二類(lèi)絕緣樹(shù)脂(104)頂部低于芯片(103)頂部O?15微米。
7.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟四中，第一類(lèi)感光樹(shù)脂(107)包括BCB、PBO、PSP1、聚酰亞胺、感光型環(huán)氧樹(shù)脂或干膜。
8.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟四中，涂覆第一類(lèi)感光樹(shù)脂(107)采用的工藝包括旋涂、噴涂、滾涂、絲網(wǎng)印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓或真空壓合。
9.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟六中，通過(guò)濺射金屬或化學(xué)沉銅工藝，在導(dǎo)通孔(108)中和第一類(lèi)感光樹(shù)脂(107)上沉積種子層(109)。
10.如權(quán)利要求1所述的扇出型方片級(jí)封裝的制作工藝，其特征在于: 所述步驟八中，通過(guò)植球、印刷、電鍍或化學(xué)鍍工藝形成焊球(114)。
【文檔編號(hào)】H01L21/56GK103762183SQ201410045900
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年2月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月8日
【發(fā)明者】陳 峰, 耿菲 申請(qǐng)人:華進(jìn)半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司