晶圓級(jí)芯片封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種晶圓級(jí)芯片封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路制造業(yè)的快速發(fā)展，人們對(duì)集成電路的封裝技術(shù)的要求也不斷提高，現(xiàn)有的封裝技術(shù)包括球柵陣列封裝(BGA)、芯片尺寸封裝(CSP)、圓片級(jí)封裝(WLP)、三維封裝(3D)和系統(tǒng)封裝(SiP)等。其中，圓片級(jí)封裝(WLP)由于其出色的優(yōu)點(diǎn)逐漸被大部分的半導(dǎo)體制造者所采用，它的全部或大部分工藝步驟是在已完成前工序的硅圓片上完成的，最后將圓片直接切割成分離的獨(dú)立器件。圓片級(jí)封裝(WLP)具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):①封裝加工效率高，可以多個(gè)圓片同時(shí)加工；②具有倒裝芯片封裝的優(yōu)點(diǎn)，即輕、薄、短、??；③與前工序相比，只是增加了引腳重新布線(RDL)和凸點(diǎn)制作兩個(gè)工序，其余全部是傳統(tǒng)工藝；④減少了傳統(tǒng)封裝中的多次測(cè)試。因此世界上各大型IC封裝公司紛紛投入這類WLP的研究、開發(fā)和生產(chǎn)。WLP的不足是目前引腳數(shù)較低，還沒有標(biāo)準(zhǔn)化和成本較高。WLP所涉及的關(guān)鍵技術(shù)除了前工序所必須的金屬淀積技術(shù)、光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)等以外，還包括重新布線(RDL)技術(shù)和凸點(diǎn)制作技術(shù)。通常芯片上的引出端焊盤是排到在管芯周邊的方形鋁層，為了使WLP適應(yīng)了 SMT 二級(jí)封裝較寬的焊盤節(jié)距，需將這些焊盤重新分布，使這些焊盤由芯片周邊排列改為芯片有源面上陣列排布，這就需要重新布線(RDL)技術(shù)。
[0003]重新布線層(RDL)是倒裝芯片組件中芯片與封裝之間的接口界面。重新布線層是一個(gè)額外的金屬層，由核心金屬頂部走線組成，用于將裸片的I/o焊盤向外綁定到諸如凸點(diǎn)焊盤等其它位置。凸點(diǎn)通常以柵格圖案布置，每個(gè)凸點(diǎn)都澆鑄有兩個(gè)焊盤(一個(gè)在頂部，一個(gè)在底部)，它們分別連接重新布線層和封裝基板。
[0004]現(xiàn)有的扇出型芯片封裝技術(shù)往往會(huì)面臨一個(gè)比較突出的問題:裝配變形。在現(xiàn)有的工藝中，一般是將半導(dǎo)體芯片正面朝下粘貼于載體的貼膜上，然后進(jìn)行塑封，塑封之后將載體及貼膜去除。在之后的重新布線層工藝以及植球回流工藝的過程中，塑封材料往往會(huì)出現(xiàn)變形彎曲等問題，從而大大影響封裝產(chǎn)品的性能。
[0005]為了克服上述缺陷，現(xiàn)有的一種解決方案是，將半導(dǎo)體芯片正面朝上地裝配于塑封材料中，由于所述塑封材料由剛性載體作為支撐，這種方法可以大大降低后續(xù)的重新布線層工藝以及植球工藝所造成的塑封材料的變形概率。然而，這種方法需要增加如研磨、減薄等一些工藝步驟，從而會(huì)造成產(chǎn)品成本的提高。
[0006]鑒于以上原因，提供一種避免重新布線及植球工藝過程中塑封材料容易變形的問題，而又不增加產(chǎn)品成本的晶圓級(jí)芯片封裝方法實(shí)屬必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中重新布線及植球工藝過程中塑封材料容易變形的問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，所述晶圓級(jí)芯片封裝方法包括步驟:1)提供第一載體，所述第一載體表面具有第一粘合層，將半導(dǎo)體芯片正面朝下地粘附于所述第一粘合層表面；2)采用注塑工藝對(duì)各半導(dǎo)體芯片進(jìn)行封裝，形成封裝層；3)分離所述第一粘合層及各半導(dǎo)體芯片，以去除所述第一載體及第一粘合層；4)提供第二載體，所述第二載體表面具有第二粘合層，將所述封裝層粘合于所述第二粘合層，且使各半導(dǎo)體芯片正面朝上；5)于各半導(dǎo)體芯片正面形成介質(zhì)層，并基于所述介質(zhì)層對(duì)各半導(dǎo)體芯片制作重新布線層；6)于所述重新布線層上進(jìn)行植球回流工藝，形成微凸點(diǎn)；7)分離所述第二粘合層及封裝層，以去除所述第二載體及第二粘合層。
[0009]作為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的一種優(yōu)選方案，所述半導(dǎo)體芯片為扇出型半導(dǎo)體芯片。
[0010]作為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的一種優(yōu)選方案，所述第一載體包括玻璃、半導(dǎo)體、金屬及剛性的聚合物中的一種。
[0011]作為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的一種優(yōu)選方案，所述第一粘合層為雙面均具有粘性的膠帶、或者通過旋涂工藝制作的粘合膠，所述第一粘合層與各半導(dǎo)體芯片的分離方法包括化學(xué)溶劑法、UV光曝光法、或加熱保溫法。
[0012]作為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的一種優(yōu)選方案，所述第二載體包括玻璃、半導(dǎo)體、金屬及剛性的聚合物中的一種。
[0013]作為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的一種優(yōu)選方案，所述第二粘合層為雙面均具有粘性的膠帶、或者通過旋涂工藝制作的粘合膠，所述第二粘合層與所述封裝層的分離方法包括化學(xué)溶劑法、UV光曝光法、或加熱保溫法。
[0014]作為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的一種優(yōu)選方案，步驟2)的注塑工藝采用的封裝材料為聚合物復(fù)合材料。所述聚合物復(fù)合材料可以是帶填料的環(huán)氧樹脂及帶填料的環(huán)氧丙稀酸酯樹脂等材料。
[0015]作為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的一種優(yōu)選方案，步驟5)包括以下步驟:5-1)采用淀積工藝于各半導(dǎo)體芯片正面形成介質(zhì)層；5-2)采用光刻工藝及刻蝕工藝于所述介質(zhì)層中形成與半導(dǎo)體芯片電性引出所對(duì)應(yīng)的通孔；5-3)于各通孔中填充金屬導(dǎo)體，形成連接通孔；5-4)于所述介質(zhì)層表面形成于所述連接通孔對(duì)應(yīng)連接的重新布線層。
[0016]進(jìn)一步地，步驟5-4)包括以下步驟:5_4a)于所述介質(zhì)層表面制作光刻膠圖形；5-4b)基于所述光刻膠圖形于所述介質(zhì)層表面沉積或?yàn)R射種子層；5-4c)基于所述種子層電鍍金屬導(dǎo)體形成金屬連線；5-4d)去除所述光刻膠圖形，以形成重新布線層。
[0017]如上所述，本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法，具有以下有益效果:本發(fā)明通過將塑封好的半導(dǎo)體芯片再次固定于載體上，以加強(qiáng)塑封材料的穩(wěn)定性，避免塑封材料在后續(xù)的重新布線工藝及植球工藝過程中會(huì)出現(xiàn)變形的問題。采用本發(fā)明的封裝方法，塑封材料的變形情況可以得到良好的控制，大大提高了產(chǎn)品的良率，并且能節(jié)省產(chǎn)品的成本。本發(fā)明步驟簡(jiǎn)單，可以大大提高產(chǎn)品的成品率，在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0018]圖1顯示為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法的步驟流程示意圖。
[0019]圖2?圖11顯示為本發(fā)明的晶圓級(jí)芯片封裝方法各步驟所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]元件標(biāo)號(hào)說明
[0021]11第一載體
[0022]12第一粘合層
[0023]13半導(dǎo)體芯片
[0024]14封裝層
[0025]15第二載體
[0026]16第二粘合層
[0027]17介質(zhì)層
[0028]18重新布線層
[0029]19微凸點(diǎn)
[0030]Sll?S17步驟I)?步驟7)
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0032]請(qǐng)參閱圖1?圖11。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖示中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0033]如圖1?圖11所示，本實(shí)施例提供一種晶圓級(jí)芯片封裝方法，所述晶圓級(jí)芯片封裝方法包括步驟:
[0034]如圖1?圖3所示，首先進(jìn)行步驟I) Sll，提供第一載體11，所述第一載體11表面具有第一粘合層12，將半導(dǎo)體芯片13正面朝下地粘附于所述第一粘合層12表面。
[0035]所述第一載體11可以為所述第一粘合層12及后續(xù)的封裝層14提供剛性的結(jié)構(gòu)或基體，例如，所述第一載體11可以選用為具有適當(dāng)形狀的玻璃、半導(dǎo)體(如硅片等)、金屬及剛性的聚合物中的一種。在本實(shí)施例中，所述第一載體11選用為玻璃。
[0036]所述第一粘合層12最好選用具有光潔表面的粘合材料制成，其必須與半導(dǎo)體芯片13具有一定的結(jié)合力，以保證半導(dǎo)體芯片13在后續(xù)工藝中不會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)等情況，另外，其與第一載體11可以具有較強(qiáng)的結(jié)合力，一般來說，其與第一載體11的結(jié)合力需要大于與半導(dǎo)體芯片13的結(jié)合力，所述第一粘合層12在后續(xù)的工藝中用于半導(dǎo)體芯片13與第一載體11之間的分離層。所述第一粘合層為雙面均具有粘性的膠帶、或者通過旋涂工藝制作的粘合膠。作為示例，所述第一粘合層12為UV粘合膠，通過旋涂工藝形成于所述第一載體11表面。
[0037]在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體芯片13的正面為半導(dǎo)體芯片13形成有器件以及電極引出的一面。
[0038]在本實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體芯片13為扇出型半導(dǎo)體芯片。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，本發(fā)明的封裝方法也可以用于安裝如存儲(chǔ)器件、顯示器件、輸入組件、分立元件、電源、穩(wěn)壓器等器件，且并不限定于此處所列舉的幾種示例。
[0039]如圖1及圖4所示，然后進(jìn)行步驟2) S12，采用注塑工藝對(duì)各半導(dǎo)體芯片13進(jìn)行封裝，形成封裝層14。
[0040]作為示例，所述注塑工藝采用的封裝材料為聚合物復(fù)合材料，具體為不透光的聚合物復(fù)合材料。進(jìn)一步地，所述聚合物復(fù)合材料包括帶填料的環(huán)氧樹脂及帶填料的環(huán)氧丙稀