多層堆疊扇出型封裝及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多層堆疊扇出型封裝及其制備方法，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。
【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，F(xiàn)0PLP)的出現(xiàn)，作為扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)(Fanout Wafer Level Package，F(xiàn)0WLP)的升級(jí)技術(shù)，擁有更廣闊的發(fā)展前景。
[0003]智能手機(jī)、智能穿戴、物聯(lián)網(wǎng)、人體芯片等科技的飛速發(fā)展，引領(lǐng)芯片封裝技術(shù)朝小型化、高密度化、三維化等趨勢(shì)發(fā)展。高度度三維封裝芯片技術(shù)成為芯片封裝的熱門技術(shù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，星科金朋的專利申請(qǐng)US2014048906A1公開的工藝中需要預(yù)先制作帶有導(dǎo)電球或柱子的轉(zhuǎn)接板。轉(zhuǎn)接板需要使用特殊的工藝制作，如打孔，電鍍等，然后切割成小尺寸的轉(zhuǎn)接板。芯片和帶有導(dǎo)電球或柱子的轉(zhuǎn)接板同時(shí)貼在承載板上，然后進(jìn)行塑封。塑封完成后制作芯片正面的導(dǎo)電線路、保護(hù)層等結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電球或柱子使用激光等方式制作。在導(dǎo)電球或柱子上方貼芯片形成芯片三維堆疊的結(jié)構(gòu)。
[0005]專利申請(qǐng)W02013127035A1公開的封裝體，兩個(gè)相鄰的芯片之間通過貼片材料粘合在一起。芯片周圍填充有機(jī)材料，在有機(jī)材料上打孔并填充金屬。在有機(jī)材料的正反面制作導(dǎo)電線路將芯片和打孔中的金屬互聯(lián)，導(dǎo)電線路外面有保護(hù)層并露出焊盤，形成封裝體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本部分的目的在于概述本發(fā)明的實(shí)施例的一些方面以及簡(jiǎn)要介紹一些較佳實(shí)施例。在本部分以及本申請(qǐng)的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會(huì)做些簡(jiǎn)化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡(jiǎn)化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。
[0007]鑒于上述和/或現(xiàn)有多層堆疊扇出型封裝中存在的問題結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜等缺陷，提出了本發(fā)明。
[0008]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種多層堆疊扇出型封裝及其制備方法，工藝流程簡(jiǎn)單，制作工藝和制作成本均降低，得到的多層堆疊扇出型封裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度低。
[0009]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述多層堆疊扇出型封裝的制備方法，包括以下步驟:
(1)承載片作為基底材料，在承載片表面覆蓋臨時(shí)鍵合薄膜；
(2)在臨時(shí)鍵合薄膜上形成第一導(dǎo)電層，在第一導(dǎo)電層上涂覆光刻膠，通過光刻形成金屬柱的開口圖形；
(3)在金屬柱的開口圖形處的第一導(dǎo)電層上形成金屬柱，去除光刻膠和露出來的第一導(dǎo)電層；
(4)將多個(gè)第一芯片的正面貼在臨時(shí)鍵合薄膜上，覆蓋第一絕緣樹脂，第一絕緣樹脂將第一芯片和金屬柱包裹;將第一絕緣樹脂的表面減薄，露出金屬柱；
(5)在第一絕緣樹脂和第一芯片表面涂覆第二絕緣樹脂，使用光刻工藝在第二絕緣樹脂上開窗，露出金屬柱的表面;在第二絕緣材料上形成第二導(dǎo)電層；
(6)在第二導(dǎo)電層上形成第一導(dǎo)電線路；
(7)去除露出的第二導(dǎo)電層，在第一導(dǎo)電線路上面貼裝多個(gè)第二芯片，第二芯片的電極與第一導(dǎo)電線路相連；
(8)在第二芯片上覆蓋第三絕緣樹脂，拆除承載片、臨時(shí)鍵合薄膜和第一種子層，露出金屬柱和第一芯片的焊盤；
(9)在第一芯片正面涂覆第四絕緣樹脂，在第四絕緣樹脂上開窗，露出金屬柱和第一芯片的焊盤;再在第四絕緣樹脂表面形成第三導(dǎo)電層，在第三導(dǎo)電層表面通形成第二導(dǎo)電線路;最后去除露出的第二導(dǎo)電層；
(10)在第四絕緣樹脂和第二導(dǎo)電線路表面涂覆第五絕緣樹脂，通過光刻工藝露出第二導(dǎo)電線路;在第二導(dǎo)電線路上形成凸點(diǎn)下金屬，在凸點(diǎn)下金屬層上形成金屬球，得到所述多層扇出型封裝。
[0010]進(jìn)一步的，在所述步驟(7)之前還包括重復(fù)步驟(3)?步驟(6)—次或多次，以得到所需堆疊層數(shù)的芯片。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一芯片為有源芯片或無源芯片。
[0012]進(jìn)一步的，所述第二芯片為有源芯片或無源芯片。
[0013]進(jìn)一步的，所述第一絕緣樹脂和第三絕緣樹脂為環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、BCB、PB0、硅膠、酚醛樹脂、亞克力樹脂、三嗪樹脂、PVDF、底填膠、塑封底填膠或者添加填料的樹脂。
[0014]進(jìn)一步的，所述第二絕緣樹脂和四絕緣樹脂為聚酰亞胺、感光型環(huán)氧樹脂、阻焊油墨、綠漆、干膜、感光型增層材料、BCB、PBO或者PSP I。
[0015]所述多層堆疊扇出型封裝，包括多層依次堆疊的芯片，每層芯片均包裹在第一絕緣樹脂中，在第一絕緣樹脂中設(shè)有連通第一絕緣樹脂正面和背面的金屬柱;在相鄰的兩層第一絕緣樹脂之間設(shè)置第二絕緣樹脂，第二絕緣樹脂中設(shè)置導(dǎo)電線路和種子層;每層第一絕緣樹脂中的金屬柱兩端分別通過導(dǎo)電線路連接該層芯片的焊盤以及上一層芯片的焊盤；在最下層的第一絕緣樹脂表面設(shè)有第二絕緣樹脂和第三絕緣樹脂，第二絕緣樹脂和第三絕緣樹脂中設(shè)有導(dǎo)電線路和種子層，在導(dǎo)電線路上設(shè)有凸點(diǎn)下金屬層和金屬球。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明先單獨(dú)形成金屬柱再貼裝芯片，工藝流程簡(jiǎn)單，并且可以包裝芯片貼裝的準(zhǔn)確性。
[0017](2)金屬柱制作方式和露出方式簡(jiǎn)單:金屬柱可以使用植球、印刷等工藝制作，可以一次形成幾萬到幾百萬顆金屬球，制作工藝和制作成本均可以大幅度降低。金屬球的露出方式使用拋光減薄等方式露出，一次露出全部金屬球，制作工藝和制作成本均可以大幅度降低。
[0018](3)使用先做金屬柱后貼片的方法，可以簡(jiǎn)化工藝流程。傳統(tǒng)工藝使用激光鉆孔再放球等方式，鉆孔效率低，對(duì)球的大小有限制，工藝復(fù)雜。
[0019](4)本發(fā)明所述制備方法省略了封裝基板，有利于工藝步驟的減少和成本的降低。
[0020](5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于省略了封裝基板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度降低。
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1?圖10為本發(fā)明實(shí)施例一制備過程的示意圖，其中:
圖1為在承載片上覆蓋臨時(shí)鍵合薄膜的示意圖。
[0022]圖2為制作第一導(dǎo)電層和金屬柱開口圖形的不意圖。
[0023]圖3為制作金屬柱的示意圖。
[0024]圖4為貼裝第一芯片以及制作第一絕緣樹脂的示意圖。
[0025]圖5為制作第二絕緣樹脂和第二導(dǎo)電層的示意圖。
[0026]圖6為制作第一導(dǎo)電線路的示意圖。
[0027]圖7為在導(dǎo)電線路上貼裝第二芯片的示意圖。
[0028]圖8為制作第三絕緣樹脂以及去除承載片和臨時(shí)鍵合薄膜的示意圖。
[0029]圖9為制作第四絕緣樹脂、第三導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電線路的示意圖。
[0030]圖10為制作第五絕緣樹脂、凸點(diǎn)下金屬層和金屬球的示意圖。
[0031]圖11為實(shí)施例二得到的多層堆疊扇出型封裝的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合具體附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明。
[0033]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0034]其次，本發(fā)明結(jié)合示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的剖面圖會(huì)不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，在實(shí)施制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0035]實(shí)施例一:一種多層堆疊扇出型封裝的制備方法，包括以下步驟:
(I)承載片101作為基底材料，使用滾壓、旋涂、噴涂、印刷、非旋轉(zhuǎn)涂覆、熱壓、真空壓合、浸泡、壓力貼合等方式在承載片101表面覆蓋臨時(shí)鍵合薄膜102;得到如圖1所示的結(jié)構(gòu)。
[0036]所述臨時(shí)鍵合薄膜102為熱塑或熱固型有機(jī)材料，也可以是含有Cu、N1、Cr、Co等成份的無機(jī)材料;所述臨時(shí)鍵合薄膜102可以通過加熱、機(jī)械、化學(xué)、光學(xué)、冷凍等方式拆除。
[0037]所述承載片101的材料可以是硅、二氧化硅、陶瓷、玻璃、金屬、合金、有機(jī)材料等成份的方片、圓片或不規(guī)則片，也可以是可以進(jìn)行加熱和控溫的平板裝置。
[0038](2 )使用濺射、噴涂、蒸發(fā)、化學(xué)鍍、電鍍、印刷、壓合、粘貼等方式在臨時(shí)鍵合薄膜102上形成第一導(dǎo)電層103A，在第一導(dǎo)電層103A上涂覆光刻膠104，通過光刻顯影的方式形成金屬柱105的開口圖形;得到如圖2所示的結(jié)構(gòu)。
[0039]所述第一導(dǎo)電層103A為導(dǎo)電材料，如銅、鐵、銀、鋁、鎳、金、錫、鈀、鎂、鈦、鉻、錳、鎢、鉬等金屬或者合金，也可以是含有以上金屬成分的液體或薄膜。
[0040](3)通過圖形電鍍、化學(xué)鍍、印刷、植球等方法在第一導(dǎo)電層103A上形成金屬柱105，去除光刻膠104和露出來的第一導(dǎo)電層103A，如圖3