本公開涉及半導體封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種扇出型封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：

集成電路封裝經(jīng)歷了多種封裝型式，從早期的金屬封裝和陶瓷封裝轉(zhuǎn)向了基于引線框架的封裝和基于有機基板的封裝，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，圓片級封裝(Wafer Level Package,WLP)成為發(fā)展迅速的封裝形式，其中圓片級芯片尺寸封裝(Wafer Level Chip Size Package，WLCSP)更是受到重視。由于要將芯片上的焊盤通過再布線工藝重新排布在芯片面積內(nèi)，WLCSP被稱為是扇入型封裝(Fan-in Package)。由于集成電路芯片的封裝密度不斷提高，電子產(chǎn)品所需要的封裝高度不斷壓縮，產(chǎn)品對于高性價比封裝技術(shù)的要求一直存在，扇出型封裝(Fan-out Package)成為新的發(fā)展方向。

國際上一些著名的半導體公司提出它們的扇出型封裝結(jié)構(gòu)與制作方法，其中著名的包括英飛凌(Infineon)公司的嵌入式圓片級焊球陣列封裝(eWLB)、飛思卡爾(Freescale)的重布線芯片級封裝(RCP)等封裝，基本結(jié)構(gòu)的示意圖如圖1所示，其中的金屬布線可以不止一層，一般采用Cu材料。其制造方法有多種，可以分為先置芯片(Chip First)和后置芯片(Chip Last)的不同流程。其制造過程一般采用不同材料的圓片(Wafer)或者面板(Panel)作為支撐層(Carrier)，利用再布線(RDL)完成芯片上焊盤的扇出。

與傳統(tǒng)封裝(尤其與扇入型封裝)比較，不同扇出型封裝可能具有的特點包括低成本、低封裝外形、高良率封裝工藝等，同時易于進行多顆芯片以及無源元件集成，具備良好的散熱和電連接特性，是實現(xiàn)系統(tǒng)級封裝與三維集成的重要封裝技術(shù)。同時，由于利用再布線技術(shù)，采用積層(Build-up)的工藝流程實現(xiàn)焊盤的扇出，可以避免原來倒裝芯片封裝中的凸點成型、倒裝芯片等工藝。

但是利用圓片或者面板作為支撐層的扇出型封裝，在制造過程中面臨由于支撐層、模塑料、芯片以及其他輔料的熱膨脹系數(shù)不匹配導致的復雜應力狀態(tài)，并進一步導致制造過程中圓片或者面板的變形，從而對再布線工藝所要求的對準等工藝造成嚴重影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本公開的目的是提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu)及其制作方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本公開提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法包括：將芯片通過粘結(jié)層粘結(jié)在柔性封裝基板的頂面；其中，所述柔性封裝基板包括柔性材料層和位于所述柔性材料層上方的金屬布線層，所述金屬布線層上布設(shè)有至少一個第一焊盤和至少一個與所述第一焊盤電連接的引線，所述柔性材料層開設(shè)有位于所述第一焊盤下方的第一通孔和位于所述引線下方的第二通孔，所述粘結(jié)層開設(shè)有位于所述引線上方的窗口，所述芯片的底面所述窗口的上方設(shè)有第二焊盤；將所述引線穿過所述窗口與所述芯片底面的第二焊盤電連接；在所述第一通孔中形成與所述第一焊盤電連接的焊球。

可選的，在所述柔性封裝基板的頂面粘結(jié)至少一個芯片。

可選的，至少一個與所述引線電連接的第一焊盤位于所述芯片的正下方，以及至少一個與所述引線電連接的第一焊盤位于所述芯片側(cè)下方。

可選的，所述方法還包括：將引線包封在所述窗口中。

可選的，所述方法還包括：將芯片包封在所述粘結(jié)層表面。

可選的，所述柔性材料層的材料為聚酰亞胺，所述金屬布線層的材料為銅，所述粘結(jié)層的材料為環(huán)氧樹脂。

本公開還提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu)，由下至上依次包括柔性封裝基板、粘結(jié)層和芯片；所述柔性封裝基板包括柔性材料層和位于所述柔性材料層上方的金屬布線層，所述金屬布線層上布設(shè)有至少一個第一焊盤和至少一個與所述第一焊盤電連接的引線，所述柔性材料層開設(shè)有位于所述第一焊盤下方的第一通孔和位于所述引線下方的第二通孔，所述粘結(jié)層開設(shè)有位于所述引線上方的窗口，所述芯片的底面所述窗口的上方設(shè)有第二焊盤；所述引線穿過所述窗口與所述芯片下端的第二焊盤電連接；所述第一通孔中形成有與所述第一焊盤電連接的焊球。

可選的，所述扇出型封裝結(jié)構(gòu)至少包括一個芯片。

可選的，至少一個與所述引線電連接的第一焊盤位于所述芯片的正下方，以及至少一個與所述引線電連接的第一焊盤位于所述芯片側(cè)下方。

可選的，所述引線包封在所述窗口中。

可選的，所述芯片包封在所述粘結(jié)層上方。

可選的，所述柔性材料層的材料為聚酰亞胺，所述金屬布線層的材料為銅，所述粘結(jié)層的材料為環(huán)氧樹脂。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開提供的制作方法和采用本公開制作方法所制作的封裝結(jié)構(gòu)的翹曲低。

本公開的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本公開的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本公開，但并不構(gòu)成對本公開的限制。在附圖中：

圖1是現(xiàn)有扇出型封裝結(jié)構(gòu)的一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2A-2E是本公開提供的封裝結(jié)構(gòu)制作方法一種具體實施方式的流程示意圖。

附圖標記說明

100 焊球 200 金屬布線 300 絕緣介質(zhì)

400 模塑料層 500 芯片

1 柔性材料層 11 第一通孔 12 第二通孔

2 金屬布線層 21 第一焊盤 22 引線

3 芯片

4 粘結(jié)層 41 窗口

5 焊球

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本公開的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本公開，并不用于限制本公開。

在本公開中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、底、頂”通常是在本公開封裝結(jié)構(gòu)制作方法正常進行的情況下定義的，具體地可參考圖2A所示的圖面方向，“內(nèi)、外”是指相應輪廓的內(nèi)和外。需要說明的是，這些方位詞只用于說明本公開，并不用于限制本公開。

圖1是現(xiàn)有扇出型封裝結(jié)構(gòu)的一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有扇出型封裝結(jié)構(gòu)包括芯片500以及位于芯片500下方的絕緣介質(zhì)300，絕緣介質(zhì)400通過金屬布線200電連接焊球100和芯片500底面上的焊盤，芯片500上可以包封有模塑料層400。在封裝過程中，由于絕緣介質(zhì)300采用剛性基板材料制備，且絕緣介質(zhì)400與芯片500、金屬布線200的熱膨脹系數(shù)不匹配，會導致芯片500、絕緣介質(zhì)400和金屬布線200之間產(chǎn)生復雜的應力，從而導致封裝結(jié)構(gòu)變形，熱穩(wěn)定性不高。

為了解決上述問題，如圖2A-2C所示，本公開提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，該方法包括S1-S3。

步驟S1：將芯片3通過粘結(jié)層4粘結(jié)在柔性封裝基板的頂面；其中，所述柔性封裝基板包括柔性材料層1和位于所述柔性材料層1上方的金屬布線層2，所述金屬布線層2上布設(shè)有至少一個第一焊盤21和至少一個與所述第一焊盤21電連接的引線22，所述柔性材料層1開設(shè)有位于所述第一焊盤21下方的第一通孔11和位于所述引線22下方的第二通孔12，所述粘結(jié)層4開設(shè)有位于所述引線22上方的窗口41，所述芯片3的底面所述窗口41的上方設(shè)有第二焊盤(圖2A)。根據(jù)需要，柔性封裝基板上也可以設(shè)置多層布線層，芯片3一般為至少一個。

步驟S2：將所述引線22穿過所述窗口41與所述芯片3底面的第二焊盤電連接(圖2B)。實現(xiàn)該電連接的方式可以是采用熱壓的方法，也可以采用其它常規(guī)的方法，例如采用導電膠和焊料等材料進行固定。

步驟S3：在所述第一通孔11中形成與所述第一焊盤21電連接的焊球5(圖2C)。

本公開的制作方法，由于不使用剛性的絕緣介質(zhì)和支撐層結(jié)構(gòu)，而是使用靈活的、具有彎折性的柔性封裝基板，可以降低制作過程中基板的翹曲程度，有利于引線端與焊盤的對準與鍵合。另外，由于省卻了現(xiàn)有扇出型封裝再布線工藝，本公開的制備方法大大降低了封裝成本。而且，本公開的制作方法屬于后置芯片(Chip Last)工藝，焊盤的引出采用柔性的金屬布線完成，不需要采用凸點等工藝。

本公開第一焊盤相對于芯片的位置可以自由選擇，可以使部分第一焊盤扇出式布置，部分第一焊盤扇入式布置，例如，如圖2A所示，至少一個與所述引線22電連接的第一焊盤21位于所述芯片3的正下方(即位于芯片面積以內(nèi))，以及至少一個與所述引線22電連接的第一焊盤21位于所述芯片3側(cè)下方(即位于芯片面積以外)。采用該種第一焊盤布置方式，可以適應不同第一焊盤密度需要。

另外，如圖2A所示，并非所有第一焊盤均通過引線與第二焊盤相連，部分第一焊盤可以為不具備電連接功能的虛擬焊盤(Dummy Pad)，即為了封裝結(jié)構(gòu)的平衡而設(shè)置。

如圖2D所示，為了增加引線與第二焊盤連接的穩(wěn)定性，所述方法還可以包括：將引線22包封在所述窗口41中，包封的方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，可以采用封裝用膠進行包封，例如模塑料。

如圖2E所示，為了使芯片3與柔性封裝基板牢固相連并防止芯片3的損壞，所述方法還可以包括：將芯片2包封在所述粘結(jié)層4表面，該包封方法可以與前述包封方法相同，本公開不再贅述。

根據(jù)本公開，柔性材料層、金屬布線層和粘結(jié)層的材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如，所述柔性材料層1的材料為聚酰亞胺；所述金屬布線層2的材料為銅，金屬布線層的表面可以預設(shè)金屬化層，例如Ni/Cu合金層；粘結(jié)層4的材料為環(huán)氧樹脂，用于實現(xiàn)柔性封裝基板與芯片之間的粘結(jié)和緩沖應力。除了上述材料外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其它合適材料進行制作封裝結(jié)構(gòu)，本公開不再贅述。

另外，如圖2C所示，本公開還提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu)，由下至上依次包括柔性封裝基板、粘結(jié)層4和芯片3；所述柔性封裝基板包括柔性材料層1和位于所述柔性材料層1上方的金屬布線層2，所述金屬布線層2上布設(shè)有至少一個第一焊盤21和至少一個與所述第一焊盤21電連接的引線22，所述柔性材料層1開設(shè)有位于所述第一焊盤21下方的第一通孔11和位于所述引線22下方的第二通孔12，所述粘結(jié)層4開設(shè)有位于所述引線22上方的窗口41，所述芯片3的底面所述窗口41的上方設(shè)有第二焊盤；所述引線22穿過所述窗口41與所述芯片3下端的第二焊盤電連接；所述第一通孔11中形成有與所述第一焊盤21電連接的焊球5，所述扇出型封裝結(jié)構(gòu)一般至少包括一個芯片3。本公開提供的封裝結(jié)構(gòu)由于采用柔性封裝基板，在使用過程中受溫度影響較小，因此可以降低其翹曲程度和提高使用穩(wěn)定性，并具有良好的散熱特性和導電性能。

本公開第一焊盤相對于芯片的位置可以自由選擇，可以使部分第一焊盤扇出式布置，部分第一焊盤扇入式布置，例如，如圖2A所示，至少一個與所述引線22電連接的第一焊盤21位于所述芯片3的正下方(即位于芯片面積以內(nèi))，以及至少一個與所述引線22電連接的第一焊盤21位于所述芯片3側(cè)下方(即位于芯片面積以外)。采用該種第一焊盤布置方式，可以適應不同第一焊盤密度需要。

如圖2D所示，為了增加引線與第二焊盤連接的穩(wěn)定性，所述引線22可以包封在所述窗口41中，包封的材料可以為模塑料。

如圖2E所示，為了使芯片3與柔性封裝基板牢固相連并防止芯片3的損壞，所述芯片2可以包封在所述粘結(jié)層4上方。

根據(jù)本公開，柔性材料層、金屬布線層和粘結(jié)層的材料是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如，所述柔性材料層1的材料為聚酰亞胺，所述金屬布線層2的材料為銅，所述粘結(jié)層4的材料為環(huán)氧樹脂。除了上述材料外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其它合適材料進行制作封裝結(jié)構(gòu)，本公開不再贅述。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本公開的優(yōu)選實施方式，但是，本公開并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本公開的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本公開的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本公開的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應當視為本公開所公開的內(nèi)容。