本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種扇出型晶圓級(jí)封裝方法。

背景技術(shù)：

由于智能手機(jī)等終端設(shè)備向輕薄短小化的發(fā)展越來(lái)越快，專(zhuān)門(mén)針對(duì)于小型化、薄膜化以及低成本化的晶圓級(jí)封裝技術(shù)的重要性不斷提高。扇出型晶圓級(jí)封裝(FOWLP：Fan-out WLP)技術(shù)目前最適合高要求的移動(dòng)/無(wú)線市場(chǎng)，并且對(duì)其它關(guān)注高性能和小尺寸的市場(chǎng)，也具有很強(qiáng)的吸引力。采用該技術(shù)，端子數(shù)更多的芯片即使不縮小間距也可以進(jìn)行封裝，即使芯片收縮也無(wú)需變更封裝尺寸。因此，F(xiàn)OWLP可以實(shí)現(xiàn)封裝尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)芯片，可以是不同品種芯片的混合封裝，使其在功能實(shí)現(xiàn)方面吸引了更多關(guān)注。

在嵌入式的晶圓級(jí)封裝制造工藝中，晶圓密封成型時(shí)裸芯片(Die)的位移是一個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題。裸芯片的位移值范圍通常在20～100μm，這會(huì)導(dǎo)致光刻對(duì)準(zhǔn)的錯(cuò)位，電阻Rc性能變差，內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)失效，并限制了器件的焊墊間距。

因此，如何提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)，以減少在封裝過(guò)程中裸芯片的移位，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)重要技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝方法及封裝件，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中FOWLP封裝成型時(shí)的裸芯片移位問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝方法，包括以下步驟：

提供一載體；

在所述載體表面形成釋放層；

在形成有所述釋放層的載體表面開(kāi)設(shè)凹槽；

提供具有接觸焊盤(pán)的裸芯片，將所述裸芯片正面朝下放入所述凹槽中，使所述裸芯片的局部嵌入在所述凹槽內(nèi)，背面凸出于所述載體表面；

在嵌有所述裸芯片的載體表面形成成型復(fù)合物，使所述成型復(fù)合物包裹所述裸芯片凸出于所述載體表面的部分；

去除所述釋放層，使所述裸芯片與所述載體分離，露出所述裸芯片的正面；

形成再布線層，使所述再布線層與所述裸芯片的接觸焊盤(pán)電連接；

安裝金屬凸塊，使所述金屬凸塊通過(guò)所述再布線層與所述裸芯片的接觸焊盤(pán)電連接。

可選地，所述載體的材料選自硅、氧化硅、金屬、玻璃或陶瓷中的一種或多種。

可選地，所述載體為平板型。

可選地，所述釋放層的材料為無(wú)機(jī)材料或聚合物材料。。

可選地，形成所述釋放層的方法為化學(xué)氣相沉積或旋涂，去除所述釋放層的方法為激光消融。

可選地，所述釋放層的厚度小于1μm。

可選地，開(kāi)設(shè)凹槽的方法為激光鉆孔、機(jī)械鉆孔或深度反應(yīng)離子刻蝕。

可選地，所述凹槽的寬度和長(zhǎng)度與所述裸芯片的寬度和長(zhǎng)度一致，使所述裸芯片恰好卡持固定在所述凹槽中。

可選地，所述裸芯片嵌入所述凹槽部分的厚度小于5μm。

可選地，所述凹槽深度為5～20μm。

可選地，將所述裸芯片正面朝下放入所述凹槽中時(shí)，在所述裸芯片正面形成有保護(hù)層；去除所述釋放層，使所述裸芯片與所述載體分離后，露出覆蓋所述裸芯片正面的所述保護(hù)層，然后去除所述保護(hù)層露出所述裸芯片的正面。

進(jìn)一步可選地，所述保護(hù)層為糊狀或膠狀，或?yàn)楣虘B(tài)薄膜，或?yàn)樽贤饩€釋放膠帶或熱釋放膠帶。

進(jìn)一步可選地，形成所述保護(hù)層的方法為旋涂、印刷、化學(xué)氣相沉積或?qū)訅骸?/p>

進(jìn)一步可選地，所述保護(hù)層的厚度為5～20μm。

進(jìn)一步可選地，去除所述保護(hù)層的方法為激光消融、剝離、干法或濕法刻蝕、化學(xué)劑溶解、紫外線釋放或熱釋放。

可選地，形成所述成型復(fù)合物的材料為環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂、液體型熱固性環(huán)氧樹(shù)脂或塑料成型化合物。

可選地，形成所述成型復(fù)合物的方法為壓縮成型、傳遞模塑、液封成型、真空層壓或旋涂。

可選地，所述再布線層包括金屬連線以及設(shè)于所述金屬連線周?chē)慕殡妼樱鼋饘龠B線通過(guò)通孔與所述裸芯片的接觸焊盤(pán)電連接，并與所述金屬凸塊電連接。

進(jìn)一步可選地，形成再布線層時(shí)，所述介電層覆蓋所述裸芯片以及所述成型復(fù)合物。

進(jìn)一步可選地，所述介電層的材料為SiO₂、Si₃N₄、SiON、Ta₂O₅、Al₂O₃、HfO₂、聚酰亞胺(Polyimide，PI)、聚苯并噁唑(Polybenzoxazole，PBO)、苯并環(huán)丁烯(Benzocyclobutene，BCB)中的一種或多種。

進(jìn)一步可選地，形成所述介電層的方法為物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)或熱氧化。

進(jìn)一步可選地，所述金屬連線的材料包括Cu、Al、Ag、Au、Sn、Ni、Ti、Ta中的一種或多種。

進(jìn)一步可選地，形成所述金屬連線的方法包括電解鍍、化學(xué)鍍、絲網(wǎng)印刷中的一種或多種。

可選地，在所述再布線層上形成凸塊下金屬層，所述凸塊下金屬層通過(guò)所述再布線層與所述裸芯片的接觸焊盤(pán)電連接，所述金屬凸塊安裝在所述凸塊下金屬層上。

可選地，所述金屬凸塊為焊錫球、銅球或錫銅合金球；所述金屬凸塊的形成方法為電鍍或植球。

如上所述，本發(fā)明的扇出型晶圓級(jí)封裝方法及封裝件，具有以下有益效果：

本發(fā)明的扇出型晶圓級(jí)封裝方法通過(guò)在載體上開(kāi)設(shè)與裸芯片尺寸一致的凹槽，使裸芯片恰好嵌入在凹槽中，從而可以利用凹槽的卡位作用固定裸芯片在載體上的位置，避免或減少了封裝過(guò)程中裸芯片的位移。由于解決了封裝成型時(shí)的裸芯片的移位問(wèn)題，利用本發(fā)明方法的封裝件可以具有更窄的器件焊盤(pán)間隙和更高的輸入輸出數(shù)(I/O counts)；并且可以提高后續(xù)光刻工藝的對(duì)準(zhǔn)效率，從而可提高產(chǎn)品良率和產(chǎn)量；可以減小再布線層的線寬和線隙(LW/LS)，進(jìn)一步縮小封裝尺寸，降低成本。

附圖說(shuō)明

圖1顯示為本發(fā)明提供的扇出型晶圓級(jí)封裝方法的示意圖。

圖2a-2g顯示為本發(fā)明實(shí)施例提供的扇出型晶圓級(jí)封裝方法的工藝流程示意圖。

元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明

101 載體

102 釋放層

201 裸芯片

2011 接觸焊盤(pán)

202 保護(hù)層

301 成型復(fù)合物

400 再布線層

401 介電層

402 金屬連線

501 金屬凸塊

502 凸塊下金屬

S1～S8 步驟

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)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(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)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(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(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。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝方法，包括以下步驟：

S1提供一載體；

S2在所述載體表面形成釋放層；

S3在形成有所述釋放層的載體表面開(kāi)設(shè)凹槽；

S4提供具有接觸焊盤(pán)的裸芯片，將所述裸芯片正面朝下放入所述凹槽中，使所述裸芯片的局部嵌入在所述凹槽內(nèi)，背面凸出于所述載體表面；

S5在嵌有所述裸芯片的載體表面形成成型復(fù)合物，使所述成型復(fù)合物包裹所述裸芯片凸出于所述載體表面的部分；

S6去除所述釋放層，使所述裸芯片與所述載體分離，露出所述裸芯片的正面；

S7形成再布線層，使所述再布線層與所述裸芯片的接觸焊盤(pán)電連接；

S8安裝金屬凸塊，使所述金屬凸塊通過(guò)所述再布線層與所述裸芯片的接觸焊盤(pán)電連接。

該封裝方法通過(guò)在載體上開(kāi)設(shè)凹槽，將裸芯片嵌入在凹槽中，從而可以利用凹槽的卡位作用固定裸芯片在載體上的位置，避免或減少了封裝過(guò)程中裸芯片的位移。

下面通過(guò)具體的實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

請(qǐng)參閱圖2a-2g，本實(shí)施例提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝方法。

首先，提供一載體101，并在所述載體101表面形成釋放層102，如圖2a所示。所述載體101的材料可以選自硅、氧化硅、金屬、玻璃或陶瓷中的一種或多種，或其他類(lèi)似物，優(yōu)選為玻璃。所述載體101可以為平板型。本實(shí)施例中所述載體101為具有一定厚度的玻璃平板。所述釋放層102的材料可以為無(wú)機(jī)材料或聚合物材料，或其他類(lèi)似物。形成所述釋放層102的方法可以為化學(xué)氣相沉積或旋涂，后續(xù)去除所述釋放層102的方法可以為激光消融。本實(shí)施例優(yōu)選地，所述釋放層102的厚度小于1μm。

如圖2b所示，在形成有所述釋放層102的載體102表面開(kāi)設(shè)凹槽。

開(kāi)設(shè)凹槽的方法可以為激光鉆孔、機(jī)械鉆孔、深度反應(yīng)離子刻蝕或其他適合的開(kāi)槽方法。開(kāi)設(shè)凹槽的寬度和長(zhǎng)度與所述裸芯片的寬度和長(zhǎng)度一致，使所述裸芯片能夠恰好卡持固定在所述凹槽中，即凹槽能限制裸芯片在其寬度和長(zhǎng)度方向上的位置，使裸芯片完全不能移位。開(kāi)設(shè)凹槽的深度使裸芯片能部分嵌入即可，例如，可以為5～20μm。所述凹槽的數(shù)量可以是一個(gè)或多個(gè)，凹槽在載體101上的排布位置可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明對(duì)此不作限制。

如圖2c所示，提供具有接觸焊盤(pán)2011的裸芯片201，將所述裸芯片201正面朝下放入所述凹槽中，使所述裸芯片201的局部嵌入在所述凹槽內(nèi)，背面凸出于所述載體101表面。裸芯片201即需要封裝的芯片裸芯(Die)，可以是具有多個(gè)半導(dǎo)體器件和電路的IC芯片或分立半導(dǎo)體器件等。將所述裸芯片201正面朝下放入所述凹槽中時(shí)，所述裸芯片201僅有一小部分嵌入所述溝槽中，優(yōu)選地，所述裸芯片201嵌入所述凹槽部分的厚度小于5μm。裸芯片201的數(shù)量可以是一個(gè)或多個(gè)，多個(gè)裸芯片201的排布位置與開(kāi)設(shè)的凹槽位置相匹配，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明對(duì)此不作限制。

本實(shí)施例優(yōu)選地，將所述裸芯片201正面朝下放入所述凹槽中時(shí)，在所述裸芯片201正面形成有保護(hù)層202。所述保護(hù)層202一方面可以保護(hù)裸芯片201的正面表面避免在嵌入過(guò)程中損壞或污染，另一方面保護(hù)層201可以幫助裸芯片201粘附在凹槽內(nèi)，進(jìn)一步避免裸芯片201的移位。所述保護(hù)層202可以為糊狀或膠狀，或?yàn)楣虘B(tài)薄膜，或?yàn)樽贤饩€釋放膠帶或熱釋放膠帶。形成所述保護(hù)層202的方法可以為旋涂、印刷、化學(xué)氣相沉積、層壓或其他適合的方法。所述保護(hù)層202的厚度較薄，例如可以為5～20μm。

然后，如圖2d所示，在嵌有所述裸芯片201的載體101表面形成成型復(fù)合物301，使所述成型復(fù)合物301包裹所述裸芯片201凸出于所述載體101表面的部分，從而將所述裸芯片201封裝成型。本實(shí)施例中所述成型復(fù)合物301覆蓋所述裸芯片201的背面和凸出于載體101的側(cè)面，使裸芯片201封裝固定成型復(fù)合物301內(nèi)。形成所述成型復(fù)合物301的材料可以為固化封裝材料，例如可以為環(huán)氧類(lèi)樹(shù)脂、液體型熱固性環(huán)氧樹(shù)脂、塑料成型化合物或類(lèi)似物。形成所述成型復(fù)合物301的方法可以為壓縮成型、傳遞模塑、液封成型、真空層壓、旋涂或其他適合的方法。

接下來(lái)，去除所述釋放層102，使所述裸芯片201與所述載體101分離，并露出所述裸芯片201的正面。具體地，去除所述釋放層102的方法可以為激光消融。由于所述釋放層102位于所述裸芯片201與所述載體101之間，所述釋放層102消融后，所述裸芯片201與所述載體101即可自然分離。本實(shí)施例中所述裸芯片201的正面還設(shè)有保護(hù)層202，釋放層102消融后會(huì)先露出覆蓋所述裸芯片201的保護(hù)層202。因此，還需要去除所述保護(hù)層202以露出所述裸芯片201的正面，得到的結(jié)構(gòu)如圖2e所示。去除所述保護(hù)層202的方法可以為激光消融、剝離、干法或濕法刻蝕、化學(xué)劑溶解、紫外線釋放、熱釋放或其他適合的方法。

如圖2f所示，形成再布線層(RDL)400，使所述再布線層400與所述裸芯片201的接觸焊盤(pán)2011電連接，以實(shí)現(xiàn)芯片焊盤(pán)的再分布。本實(shí)施例中，所述再布線層400覆蓋所述裸芯片201并在所述成型復(fù)合物301的表面延伸。具體地，所述再布線層400可以包括金屬連線402以及設(shè)于所述金屬連線402周?chē)慕殡妼?01，所述金屬連線402通過(guò)通孔與所述裸芯片201的接觸焊盤(pán)2011電連接，并與后續(xù)安裝的金屬凸塊電連接。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，在形成再布線層400時(shí)，所述介電層401覆蓋所述裸芯片201以及所述成型復(fù)合物301，從而可以補(bǔ)滿所述裸芯片201與所述成型復(fù)合物301之間的高度差。

其中，所述金屬連線402可以包括一層或者多層互連金屬層，所述介電層401也可以包括一層或多層介電材料。優(yōu)選地，當(dāng)所述金屬連線402包含多層互連金屬層時(shí)，所述介電材料可以設(shè)置于所述多層互連金屬層之間，從而可將每層互連金屬層隔開(kāi)。在所述多層互連金屬層之間可以通過(guò)形成通孔的方式實(shí)現(xiàn)電連接。

具體地，所述介電層401的材料可以為SiO₂、Si₃N₄、SiON、Ta₂O₅、Al₂O₃、HfO₂、聚酰亞胺(Polyimide，PI)、聚苯并噁唑(Polybenzoxazole，PBO)、苯并環(huán)丁烯(Benzocyclobutene，BCB)中的一種或多種，或其他適合的絕緣材料。形成所述介電層401的方法可以為物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、印刷、旋涂、噴涂、燒結(jié)、熱氧化或其他適合的介質(zhì)沉積工藝。所述金屬連線402的材料可以包括Cu、Al、Ag、Au、Sn、Ni、Ti、Ta中的一種或多種，或其他適合的導(dǎo)電金屬材料。例如，金屬連線402可以為Cu線，制作Cu線的種子層可以為T(mén)i/Cu層。形成所述金屬連線402的方法可以包括電解鍍、化學(xué)鍍、絲網(wǎng)印刷中的一種或多種，或其他適合的金屬沉積工藝。

最后，如圖2g所示，安裝金屬凸塊501，使所述金屬凸塊501通過(guò)所述再布線層400與所述裸芯片201的接觸焊盤(pán)2011電連接。具體地，可以在所述再布線層400上形成凸塊下金屬層(UBM)502，所述凸塊下金屬層502通過(guò)所述再布線層400與所述裸芯片201的接觸焊盤(pán)2011電連接，所述金屬凸塊501安裝在所述凸塊下金屬層502上。具體地，所述金屬凸塊501的材料可以選自Al、Sn、Ni、Au、Ag、Pb、Bi、Cu中的一種或多種，例如，所述金屬凸塊501可以為焊錫球、銅球或錫銅合金球。所述金屬凸塊501的形成方法可以為電鍍或植球。

綜上所述，本發(fā)明的扇出型晶圓級(jí)封裝方法通過(guò)在載體上開(kāi)設(shè)與裸芯片尺寸一致的凹槽，使裸芯片恰好嵌入在凹槽中，從而可以利用凹槽的卡位作用固定裸芯片在載體上的位置，避免或減少了封裝過(guò)程中裸芯片的位移。由于解決了封裝成型時(shí)的裸芯片的移位問(wèn)題，利用本發(fā)明方法的封裝件可以具有更窄的器件焊盤(pán)間隙和更高的輸入輸出數(shù)(I/O counts)；并且可以提高后續(xù)光刻工藝的對(duì)準(zhǔn)效率，從而可提高產(chǎn)品良率和產(chǎn)量；可以減小再布線層的線寬和線隙(LW/LS)，進(jìn)一步縮小封裝尺寸，降低成本。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。