本發(fā)明涉及封裝領(lǐng)域,尤其涉及扇出型封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù):
為了滿足電子產(chǎn)品越來越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向發(fā)展,芯片的小型化、智能化使得芯片封裝引腳的數(shù)量在提升的同時,封裝引腳的尺寸也在快速下降。傳統(tǒng)的倒裝芯片晶圓級封裝方案中i/o連接端子散布在芯片表面面積之內(nèi),從而限制了i/o連接數(shù)目。扇出型晶圓級封裝能很好的解決這個問題,同時由于其具有小型化、低成本和高集成度等優(yōu)點,因此正在迅速成為新型芯片和晶圓級封裝技術(shù)的選擇。
現(xiàn)有的扇出型封裝通常將裸芯片的背面嵌入在環(huán)氧樹脂中,然后在裸芯片的正面形成介電層和重布線層,并在裸芯片正面的焊盤與重布線層之間形成電連接,重布線層可重新規(guī)劃從裸芯片上的i/o連接到外圍環(huán)氧樹脂區(qū)域的路線,再在重布線層的焊盤上形成焊球突起結(jié)構(gòu),由此形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)。
扇出型晶圓級封裝能夠?qū)崿F(xiàn)三維方向堆疊的密度最大,外形尺寸最小,并且大大改善芯片性能和低功耗,但也存在著一定的缺陷。在將裸芯片的背面嵌入在環(huán)氧樹脂中的過程中,通常是將裸芯片直接粘貼于粘合層上,然后將裸芯片轉(zhuǎn)移至支撐襯底或支架上。然而,由于粘合層容易變形扭曲,大大影響了產(chǎn)品封裝的可靠性,降低了產(chǎn)品性能。采用注塑工藝的扇出型封裝在翹曲控制方面非常困難;另外因注塑封裝材料收縮引起的滑移也很難得到控制。
因此,需要新型的扇出型封裝結(jié)構(gòu)及其制造方法,從而至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu),包括:襯底,所述襯底包括凹槽;嵌入在所述襯底的凹槽中的第一芯片,所述第一芯片具有第一表面、以及與所述第一表面相對的第二表面,所述第一芯片的第一表面包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤,其中所述襯底的材料在外界熱處理條件下能夠流動從而將所述第一芯片的第二表面和側(cè)面包裹,所述第一芯片的第一表面與襯底的頂面齊平;倒裝貼裝在所述第一芯片的第一表面上的第二芯片,所述第二芯片具有第一面、以及與第一面相對的第二面,所述第二芯片的第一面包括器件區(qū)、芯片電路和位于芯片電路上方的焊料凸起,所述第二芯片通過所述焊料凸起電連接到所述第一芯片的導(dǎo)電焊盤;塑封體,所述塑封體將所述第二芯片、所述第一芯片的第一表面以及襯底的頂面包封起來;以及設(shè)置在所述塑封體和/或所述第二芯片上的重布線結(jié)構(gòu),所述重布線結(jié)構(gòu)通過貫穿所述塑封體的導(dǎo)電通孔與所述第一芯片的第一表面上的導(dǎo)電焊盤電連接。
在本發(fā)明的一個實施例中,襯底的材料選自半固化片、純膠、abf、膜狀塑封料、含有填充材料的黏膠。
在本發(fā)明的一個實施例中,扇出型封裝結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置在所述重布線結(jié)構(gòu)上的至少一個焊料凸點,所述重布線結(jié)構(gòu)將所述第一芯片的第一表面上的導(dǎo)電焊盤電分別連接到對應(yīng)的焊料凸點。
在本發(fā)明的一個實施例中,重布線結(jié)構(gòu)包括導(dǎo)電線路以及設(shè)置在導(dǎo)電線路之間的絕緣介質(zhì),所述導(dǎo)電線路的一端與貫穿所述塑封體的導(dǎo)電通孔電連接,所述導(dǎo)電線路的另一端電連接到對應(yīng)的焊料凸點。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu)的制造方法,包括:制作帶有凹槽的襯底;將第一芯片放置在凹槽的底部,所述第一芯片具有第一表面、以及與所述第一表面相對的第二表面,所述第一芯片的第一表面包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤,所述第一芯片的第一表面與凹槽頂部基本齊平,而所述第一芯片的第二表面與凹槽底部接觸;將第二芯片倒裝貼裝在所述第一芯片的第一表面,所述第二芯片具有第一面、以及與第一面相對的第二面,所述第二芯片的第一面包括器件區(qū)、芯片電路和位于芯片電路上方的焊料凸起,通過所述焊料凸起將所述第二芯片電連接到所述第一芯片的導(dǎo)電焊盤;進行塑封,將所述第二芯片包裹并填滿所述第一芯片與所述第二芯片之間的間隙,其中塑封體的頂面與所述第二芯片的第二面齊平或者高于所述第二芯片的第二面;以及在所述塑封體的頂面和/或所述第二芯片的第二面上形成重布線結(jié)構(gòu),所述重布線結(jié)構(gòu)通過貫穿所述塑封體的導(dǎo)電通孔與所述第一芯片的第一表面上的導(dǎo)電焊盤電連接。
在本發(fā)明的另一個實施例中,在進行塑封之前或?qū)⒌诙酒寡b貼裝在所述第一芯片的第一表面之前,填滿所述第一芯片與所述凹槽之間的間隙。
在本發(fā)明的另一個實施例中,所述襯底的材料選自半固化片、純膠、abf、膜狀塑封料、含有填充材料的黏膠,采用注塑或壓鑄方式制作帶有凹槽的襯底;填滿所述第一芯片與所述凹槽之間的間隙采用加熱加壓的方法,達到凹槽材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg,襯底的材料軟化流動,在壓力的輔助下填滿間隙。
在本發(fā)明的另一個實施例中,在填滿所述第一芯片與所述凹槽之間的間隙之后,繼續(xù)加熱加壓,使得所述襯底的材料固化。
在本發(fā)明的另一個實施例中,該方法還包括在所述重布線結(jié)構(gòu)上形成至少一個焊料凸點。
在本發(fā)明的另一個實施例中,形成重布線結(jié)構(gòu)包括:在所述塑封體的頂面和/或所述第二芯片的第二面上形成第一介質(zhì)層;在第一介質(zhì)層和塑封體內(nèi)打孔,直至暴露第一芯片上的導(dǎo)電焊盤;形成一層或多層導(dǎo)電材料;以及通過光刻和刻蝕技術(shù)去除不需要導(dǎo)電的區(qū)域,從而形成所需導(dǎo)電通孔和導(dǎo)電線路。
附圖說明
為了進一步闡明本發(fā)明的各實施例的以上和其它優(yōu)點和特征,將參考附圖來呈現(xiàn)本發(fā)明的各實施例的更具體的描述??梢岳斫?,這些附圖只描繪本發(fā)明的典型實施例,因此將不被認為是對其范圍的限制。在附圖中,為了清楚明了,相同或相應(yīng)的部件將用相同或類似的標記表示。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)100的橫截面示意圖。
圖2a至圖2d示出根據(jù)本發(fā)明的實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程的剖面示意圖。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)400的橫截面示意圖。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二芯片450的橫截面示意圖。
圖6a至圖6f示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程的剖面示意圖。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的流程圖。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)800的橫截面示意圖。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)900的橫截面示意圖。
圖10a至圖10f示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程的剖面示意圖。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的流程圖。
具體實施方式
在以下的描述中,參考各實施例對本發(fā)明進行描述。然而,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到可在沒有一個或多個特定細節(jié)的情況下或者與其它替換和/或附加方法、材料或組件一起實施各實施例。在其它情形中,未示出或未詳細描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作以免使本發(fā)明的各實施例的諸方面晦澀。類似地,為了解釋的目的,闡述了特定數(shù)量、材料和配置,以便提供對本發(fā)明的實施例的全面理解。然而,本發(fā)明可在沒有特定細節(jié)的情況下實施。此外,應(yīng)理解附圖中示出的各實施例是說明性表示且不一定按比例繪制。
在本說明書中,對“一個實施例”或“該實施例”的引用意味著結(jié)合該實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。在本說明書各處中出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”并不一定全部指代同一實施例。
需要說明的是,本發(fā)明的實施例以特定順序?qū)に嚥襟E進行描述,然而這只是為了方便區(qū)分各步驟,而并不是限定各步驟的先后順序,在本發(fā)明的不同實施例中,可根據(jù)工藝的調(diào)節(jié)來調(diào)整各步驟的先后順序。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中,將裸芯片直接粘貼于粘合層上再將裸芯片轉(zhuǎn)移至支撐襯底或支架上的過程中,粘合層容易變形扭曲,影響產(chǎn)品封裝的可靠性的問題,本發(fā)明提供一種扇出型封裝結(jié)構(gòu),該扇出型封裝結(jié)構(gòu)不包括用于固定芯片的粘結(jié)層結(jié)構(gòu),并且在扇出型封裝結(jié)構(gòu)的制造過程中,不使用粘結(jié)層臨時固定芯片。從而避免了粘結(jié)層扭曲造成的封裝可靠性問題。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)100的橫截面示意圖。扇出型封裝結(jié)構(gòu)100包括襯底110以及嵌入在襯底110中的芯片120。襯底110具有用于容納芯片120的凹槽。在將芯片120置于該凹槽后,襯底110的材料在外界熱處理條件下能夠流動從而將芯片包裹。例如,襯底110的材料可以是半固化片、純膠、abf(ajinomotobuild-upfilm)、膜狀塑封料(epoxymoldingcompoundsheet)、含有填充材料的黏膠等材料。
芯片120具有第一表面120a、以及與第一表面120a相對的第二表面120b,芯片120的第一表面120a可包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤(圖中未示出)。
襯底110將芯片120的第二表面120b以及側(cè)面包封起來,芯片120的第一表面120a與襯底110的頂面110a基本齊平。
在芯片120的第一表面120a以及與第一表面120a齊平的襯底110的表面上具有重布線結(jié)構(gòu)130,重布線結(jié)構(gòu)130用于將芯片120上的導(dǎo)電焊盤電連接到一個或多個焊料凸點140。在本發(fā)明的一些實施例中,重布線結(jié)構(gòu)130可包括導(dǎo)電線路131以及設(shè)置在導(dǎo)電線路之間的絕緣介質(zhì)132。導(dǎo)電線路131的一端與芯片120的導(dǎo)電焊盤電連接。導(dǎo)電線路131的另一端上設(shè)置有一個或多個外接焊盤133。一個或多個焊料凸點140與一個或多個外接焊盤133直接接觸。在本發(fā)明的其它一些實施例中,重布線結(jié)構(gòu)130可不包括外接焊盤133,一個或多個焊料凸點140直接形成在導(dǎo)電線路131的頂部,形成bot結(jié)構(gòu)(bumpontracing)。
通過重布線結(jié)構(gòu)130可重新規(guī)劃芯片120的外接焊盤的位置以及與外部電路連接的路線。由于可充分利用芯片120表面的面積以及扇出的襯底表面的面積,因此可用于電互連排布的表面積大大增加,從而使互聯(lián)密度最大化,同時可增大焊球140的尺寸。
下面結(jié)合圖2和圖3描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程。圖2a至圖2d示出根據(jù)本發(fā)明的實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程的剖面示意圖。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的流程圖。
首先,在步驟310,制作帶有凹槽的襯底210,如圖2a所示。在本發(fā)明的一些實施例中,可采用注塑、壓鑄等方式,利用樹脂或粉末形成帶有凹槽的襯底。襯底可以是方片或圓片。襯底210的材料在外界熱處理條件下能夠流動從而將芯片包裹。例如,襯底210的材料可以是半固化片、純膠、abf(ajinomotobuild-upfilm)、膜狀塑封料(epoxymoldingcompoundsheet)、含有填充材料的黏膠等材料。當襯底210的材料為半固化片時,應(yīng)當采用低溫壓鑄的方式形成帶有凹槽的襯底,從而確保半固化片的半固化狀態(tài)不發(fā)生變化。襯底210中凹槽的形狀可類似于待封裝芯片的形狀,并且略大于待封裝芯片。然而,襯底210中凹槽的形狀不限于此,凹槽的形狀可不同于待封裝芯片的形狀。
接下來,在步驟320,將芯片220放置在凹槽的底部,如圖2b所示。芯片220具有第一表面220a、以及與第一表面220a相對的第二表面220b,芯片220的第一表面220a可包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤(圖中未示出)。在圖2b所示的實施例中,芯片220的第一表面220a與凹槽頂部基本齊平,而芯片220的第二表面220b與凹槽底部接觸。
在本發(fā)明的具體實施例中,由于襯底210的材質(zhì)是樹脂材質(zhì),襯底210在加熱包裹芯片前沒有完全固化,樹脂在一定溫度條件下可以具有一定的粘性,所以在將芯片220放置在凹槽的底部過程中,只需對芯片或襯底210進行加熱,且加熱溫度不超過材料的tg點,且時間較短,即可保證芯片與凹槽粘結(jié)良好。另外,襯底210凹槽通常為矩形,在通過貼片機將芯片220放置在凹槽的底部過程中,貼片機的視覺識別系統(tǒng)(ccd)可以抓取凹槽外圍邊框進行定位,定位精度較高,能夠確保芯片220定位準確。
在步驟330,使凹槽融化,填滿芯片與凹槽之間的間隙,如圖2c所示。在本發(fā)明的一些實施例中,可采用加熱加壓的方法,達到凹槽材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg,材料軟化流動,在壓力的輔助下填滿間隙。當加熱加壓到一定時間,材料中的膠體轉(zhuǎn)化為固化狀態(tài),從而保證形狀不發(fā)生變化。通過上述步驟,襯底210將芯片220的第二表面220b以及側(cè)面包封起來,芯片220的第一表面220a與襯底210的一面基本齊平。
接下來,在步驟340,在芯片的第一表面以及與第一表面齊平的襯底的表面上形成重布線結(jié)構(gòu)以及一個或多個焊料凸點,最終獲得如圖2d所示的封裝結(jié)構(gòu)。重布線結(jié)構(gòu)用于將芯片上的導(dǎo)電焊盤電連接到一個或多個焊料凸點。例如,形成重布線結(jié)構(gòu)的具體工藝可包括在芯片的第一表面以及與第一表面齊平的襯底的表面上形成介質(zhì)層,通過光刻和刻蝕技術(shù)去除部分介質(zhì)層以暴露芯片上的導(dǎo)電焊盤,然后通過pvd、ald、化學(xué)鍍以及電鍍等工藝形成一層或多層導(dǎo)電材料,再通過光刻和刻蝕技術(shù)去除不需要導(dǎo)電的區(qū)域,從而形成所需導(dǎo)電線路。還可任選地在導(dǎo)電線路上形成第二介質(zhì)層,并通過光刻和刻蝕技術(shù)去除部分第二介質(zhì)層以暴露重布線結(jié)構(gòu)的外接焊盤。
示例實施例
在本發(fā)明的一個具體實施例中,可利用半固化片來形成帶有凹槽的襯底210。半固化片的材料為半固化絕緣材料,可選用結(jié)構(gòu)中包含玻纖布和半固化樹脂以及樹脂填料顆粒的bt或fr4半固化片,也可選用結(jié)構(gòu)中不含增強材料的abf半固化片或其他所有電路板材料的半固化絕緣樹脂片。半固化片中所采用的增強材料可以是纖維,例如,碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維、高強度聚乙烯纖維、硼纖維、鋼絲纖維等,優(yōu)選使用碳纖維。
半固化片的基體樹脂可以使用熱固性樹脂或熱塑性樹脂,優(yōu)選使用熱固性樹脂。熱固性樹脂可選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、氰酸酯樹脂、苯并噁嗪樹脂等。
通過對半固化片進行低溫壓鑄可形成帶有凹槽的襯底210,其中低溫壓鑄的溫度在100℃至120℃范圍內(nèi),從而確保半固化片的半固化狀態(tài)不變。襯底210中凹槽的形狀可類似于待封裝芯片的形狀,并且略大于待封裝芯片。
在將芯片220放置在凹槽的底部之后,通過低溫加熱加壓使半固化數(shù)值軟化并填滿芯片與凹槽之間的間隙,提高加熱溫度使半固化數(shù)值固化。
接下來,在芯片的第一表面以及與第一表面齊平的襯底的表面上形成重布線結(jié)構(gòu)以及一個或多個焊料凸點,最終獲得如圖1所示的封裝結(jié)構(gòu)。
由于在襯底固化后,包封芯片的襯底材料一般不再具有流動性,因此根據(jù)本發(fā)明的方案形成的扇出型封裝結(jié)構(gòu)可避免用于粘結(jié)芯片的粘結(jié)層扭曲造成的封裝可靠性問題。另一方面,本發(fā)明通過提前制備帶凹槽的襯底,再將芯片置于凹槽中,通過加熱加壓等方法填滿芯片與凹槽之間的間隙,與傳統(tǒng)的塑封結(jié)構(gòu)相比,本發(fā)明所形成的封裝結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,尺寸精度高,不易變形扭曲。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)400的橫截面示意圖。扇出型封裝結(jié)構(gòu)400包括襯底410以及嵌入在襯底410中的第一芯片420。襯底410具有用于容納第一芯片420的凹槽。在將第一芯片420置于該凹槽后,襯底410的材料在外界熱處理條件下能夠流動從而將第一芯片包裹。例如,襯底410的材料可以是半固化片、純膠、abf(ajinomotobuild-upfilm)、膜狀塑封料(epoxymoldingcompoundsheet)、含有填充材料的黏膠等材料。
第一芯片420具有第一表面420a、以及與第一表面420a相對的第二表面420b,第一芯片420的第一表面420a可包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤(圖中未示出)。
襯底410將第一芯片420的第二表面420b以及側(cè)面包封起來,第一芯片420的第一表面420a與襯底410的頂面410a基本齊平。
扇出型封裝結(jié)構(gòu)400還包括倒裝在第一芯片420的第一表面420a上的第二芯片450。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二芯片450的橫截面示意圖。第二芯片450具有第一表面450a、以及與第一表面450a相對的第二表面450b,第二芯片450的第一表面450a可包括器件區(qū)、芯片電路(圖中未示出)和位于芯片電路上方的焊料凸起451。焊料凸起451可以是焊球或焊柱。
返回圖4,第二芯片450的焊料凸起451與第一芯片420的導(dǎo)電焊盤電連接。在第二芯片450外部具有塑封體460,塑封體460將第二芯片450以及第一芯片420的第一表面420a以及襯底410的頂面410a包封起來。塑封體460的頂面460a與第二芯片450的第二表面450b基本齊平或者略高于第二芯片450的第二表面450b。
在塑封體460的頂面460a和/或第二芯片450的第二表面450b上具有重布線結(jié)構(gòu)430,重布線結(jié)構(gòu)430用于將第一芯片420上的導(dǎo)電焊盤電連接到一個或多個焊料凸點440。在本發(fā)明的一些實施例中,重布線結(jié)構(gòu)430可包括導(dǎo)電線路431以及設(shè)置在導(dǎo)電線路之間的絕緣介質(zhì)432。導(dǎo)電線路431的一端通過塑封體460內(nèi)的導(dǎo)電通孔461與第一芯片420的導(dǎo)電焊盤電連接。導(dǎo)電線路431的另一端上設(shè)置有一個或多個外接焊盤433。一個或多個焊料凸點440與一個或多個外接焊盤433直接接觸。在本發(fā)明的其它一些實施例中,重布線結(jié)構(gòu)430可不包括外接焊盤433,一個或多個焊料凸點440直接形成在導(dǎo)電線路431的頂部。
通過重布線結(jié)構(gòu)430可重新規(guī)劃第一芯片420的外接焊盤的位置以及與外部電路連接的路線。由于可充分利用塑封體460的頂面460a和/或第二芯片450的第二表面450b的面積,因此可用于電互連排布的表面積大大增加,從而使互聯(lián)密度最大化,同時可增大焊球440的尺寸。
下面結(jié)合圖6和圖7描述根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程。圖6a至圖6f示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程的剖面示意圖。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的流程圖。
首先,在步驟710,制作帶有凹槽的襯底610,如圖6a所示。在本發(fā)明的一些實施例中,可采用注塑、壓鑄等方式,利用樹脂或粉末形成帶有凹槽的襯底。襯底可以是方片或圓片。襯底610的材料在外界熱處理條件下能夠流動從而將芯片包裹。例如,襯底610的材料可以是半固化片、純膠、abf(ajinomotobuild-upfilm)、膜狀塑封料(epoxymoldingcompoundsheet)、含有填充材料的黏膠等材料。當襯底610的材料為半固化片時,應(yīng)當采用低溫壓鑄的方式形成帶有凹槽的襯底,從而確保半固化片的半固化狀態(tài)不發(fā)生變化。襯底610中凹槽的形狀可類似于待封裝芯片的形狀,并且略大于待封裝芯片。然而,襯底610中凹槽的形狀不限于此,凹槽的形狀可不同于待封裝芯片的形狀。
接下來,在步驟720,將第一芯片620放置在凹槽的底部,如圖6b所示。第一芯片620具有第一表面620a、以及與第一表面620a相對的第二表面620b,第一芯片620的第一表面620a可包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤(圖中未示出)。在圖6b所示的實施例中,第一芯片620的第一表面620a與凹槽頂部基本齊平,而第一芯片620的第二表面620b與凹槽底部接觸。
在步驟730,將第二芯片650倒裝貼裝在第一芯片620的第一表面620a,如圖6c所示。第二芯片650的第一表面650a可包括器件區(qū)、芯片電路(圖中未示出)和位于芯片電路上方的焊料凸起651。第二芯片650與第一芯片620通過焊料凸起651形成互連。
可任選地,在步驟720之后且在步驟730之前或之后,使襯底610的凹槽融化,填滿第一芯片與凹槽之間的間隙,如圖6d所示。在本發(fā)明的一些實施例中,可采用加熱加壓的方法,達到凹槽材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg,材料軟化流動,在壓力的輔助下填滿間隙。當加熱加壓到一定時間,材料中的膠體轉(zhuǎn)化為固化狀態(tài),從而保證形狀不發(fā)生變化。通過上述步驟,襯底610將第一芯片620的第二表面620b以及側(cè)面包封起來,第一芯片620的第一表面620a與襯底610的一面基本齊平。
在本發(fā)明的可選實施例中,可以不進行凹槽融化的步驟。而是在后續(xù)對第二芯片650進行塑封時,利用塑封工藝的溫度和壓力使襯底610的凹槽融化,填滿第一芯片與凹槽之間的間隙。
接下來,在步驟740,進行塑封過程,將第二芯片650包裹住,并填滿第一芯片620與第二芯片650之間的間隙,如圖6e所示。塑封體660的頂面660a與第二芯片650的第二表面650b基本齊平或者略高于第二芯片650的第二表面650b。
接下來,在步驟750,在塑封體內(nèi)形成導(dǎo)電通孔,并在塑封體的頂面和/或第二芯片的第二表面上形成重布線結(jié)構(gòu)以及一個或多個焊料凸點,最終獲得圖6f所示的結(jié)構(gòu)。重布線結(jié)構(gòu)用于將第一芯片上的導(dǎo)電焊盤電連接到一個或多個焊料凸點。例如,形成導(dǎo)電通孔和重布線結(jié)構(gòu)的具體工藝可包括在塑封體的頂面上形成第一介質(zhì)層,在第一介質(zhì)層和塑封體內(nèi)打孔,直至暴露第一芯片上的導(dǎo)電焊盤,然后通過pvd、ald、化學(xué)鍍或電鍍等工藝形成一層或多層導(dǎo)電材料,再通過光刻和刻蝕技術(shù)去除不需要導(dǎo)電的區(qū)域,從而形成所需導(dǎo)電線路。還可任選地在導(dǎo)電線路上形成第二介質(zhì)層,并通過光刻和刻蝕技術(shù)去除部分第二介質(zhì)層以暴露重布線結(jié)構(gòu)的外接焊盤。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)800的橫截面示意圖。扇出型封裝結(jié)構(gòu)800包括襯底810以及嵌入在襯底810中的第一芯片820。襯底810具有用于容納第一芯片820的凹槽。在將第一芯片820置于該凹槽后,襯底810的材料在外界熱處理條件下能夠流動從而將第一芯片包裹。例如,襯底810的材料可以是半固化片、純膠、abf(ajinomotobuild-upfilm)、膜狀塑封料(epoxymoldingcompoundsheet)、含有填充材料的黏膠等材料。
第一芯片820具有第一表面820a、以及與第一表面820a相對的第二表面820b,第一芯片820的第一表面820a可包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤(圖中未示出)。
襯底810將第一芯片820的第二表面820b以及側(cè)面包封起來,第一芯片820的第一表面820a與襯底810的頂面810a基本齊平。
扇出型封裝結(jié)構(gòu)800還包括通過引線鍵合方式貼裝在第一芯片820第一表面820a上的第二芯片850。第二芯片850具有第一表面850a、以及與第一表面850a相對的第二表面850b,第二芯片850的第一表面850a可包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤(圖中未示出)。第二芯片850的第一面850a上的導(dǎo)電焊盤通過引線電連接到第一芯片820上的導(dǎo)電焊盤。第二芯片850的第二表面可通過中間層固定在所述第一芯片820的第一表面820a上。
在第二芯片850外部具有塑封體860,塑封體860將第二芯片850以及第一芯片820的第一表面820a以及襯底810的頂面810a包封起來。
在塑封體860的頂面860a上具有重布線結(jié)構(gòu)830,重布線結(jié)構(gòu)830用于將第一芯片820上的導(dǎo)電焊盤電連接到一個或多個焊料凸點840。在本發(fā)明的一些實施例中,重布線結(jié)構(gòu)830可包括導(dǎo)電線路831以及設(shè)置在導(dǎo)電線路之間的絕緣介質(zhì)832。導(dǎo)電線路831的一端通過塑封體860內(nèi)的導(dǎo)電通孔861與第一芯片820的導(dǎo)電焊盤電連接。導(dǎo)電線路831的另一端上設(shè)置有一個或多個外接焊盤833。一個或多個焊料凸點840與一個或多個外接焊盤833直接接觸。在本發(fā)明的其它一些實施例中,重布線結(jié)構(gòu)830可不包括外接焊盤833,一個或多個焊料凸點840直接形成在導(dǎo)電線路831的頂部。
通過重布線結(jié)構(gòu)830可重新規(guī)劃第一芯片820的外接焊盤的位置以及與外部電路連接的路線。由于可充分利用塑封體860的頂面860a和/或第二芯片850的第二表面850b的面積,因此可用于電互連排布的表面積大大增加,從而使互聯(lián)密度最大化,同時可增大焊球840的尺寸。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例的扇出型封裝結(jié)構(gòu)900的橫截面示意圖。扇出型封裝結(jié)構(gòu)900與圖8所示的扇出型封裝結(jié)構(gòu)800類似,不同之處在于,在扇出型封裝結(jié)構(gòu)900中,重布線結(jié)構(gòu)930通過一個或多個導(dǎo)電通孔962直接電連接到第二芯片的導(dǎo)電焊盤。
下面結(jié)合圖10和圖11描述根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程。圖10a至圖10f示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的過程的剖面示意圖。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例形成扇出型封裝結(jié)構(gòu)的流程圖。
步驟1110至步驟1120與圖7所示的步驟710至步驟720類似,為了簡化說明,省略其具體描述。
在步驟1130,通過引線鍵合將第二芯片1050貼裝在第一芯片1020第一表面1020a,如圖10c所示。第二芯片1050的第一表面1050a可包括器件區(qū)、芯片電路和導(dǎo)電焊盤(圖中未示出)。第二芯片1050與第一芯片1020通過引線形成互連。
可任選地,在步驟1120之后且在步驟1130之前或之后,使襯底1010的凹槽融化,填滿第一芯片與凹槽之間的間隙,如圖10d所示。在本發(fā)明的一些實施例中,可采用加熱加壓的方法,達到凹槽材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg,材料軟化流動,在壓力的輔助下填滿間隙。當加熱加壓到一定時間,材料中的膠體轉(zhuǎn)化為固化狀態(tài),從而保證形狀不發(fā)生變化。通過上述步驟,襯底1010將第一芯片1020的第二表面1020b以及側(cè)面包封起來,第一芯片1020的第一表面1020a與襯底1010的頂面基本齊平。
在本發(fā)明的可選實施例中,可以不進行凹槽融化的步驟。而是在后續(xù)對第二芯片1050進行塑封時,利用塑封工藝的溫度和壓力使襯底1010的凹槽融化,填滿第一芯片與凹槽之間的間隙。
接下來,在步驟1140,進行塑封過程,將第二芯片1050包裹住,并填滿第一芯片1020與第二芯片1050之間的間隙,如圖10e所示。塑封體1060的頂面1060a與第二芯片1050的第二表面1050b基本齊平或者略高于第二芯片1050的第二表面1050b。
接下來,在步驟1150,在塑封體內(nèi)形成導(dǎo)電通孔,并在塑封體的頂面1060a和/或第二芯片的第二表面上形成重布線結(jié)構(gòu)以及一個或多個焊料凸點,最終獲得圖10f所示的結(jié)構(gòu)。重布線結(jié)構(gòu)用于將第一芯片上的導(dǎo)電焊盤電連接到一個或多個焊料凸點。例如,形成導(dǎo)電通孔和重布線結(jié)構(gòu)的具體工藝可包括在塑封體的頂面上形成第一介質(zhì)層,在第一介質(zhì)層和塑封體內(nèi)打孔,直至暴露第一芯片上的導(dǎo)電焊盤,然后通過pvd、ald、化學(xué)鍍或電鍍等工藝形成一層或多層導(dǎo)電材料,再通過光刻和刻蝕技術(shù)去除不需要導(dǎo)電的區(qū)域,從而形成所需導(dǎo)電線路。還可任選地在導(dǎo)電線路上形成第二介質(zhì)層,并通過光刻和刻蝕技術(shù)去除部分第二介質(zhì)層以暴露重布線結(jié)構(gòu)的外接焊盤。
盡管上文描述了本發(fā)明的各實施例,但是,應(yīng)該理解,它們只是作為示例來呈現(xiàn)的,而不作為限制。對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是,可以對其做出各種組合、變型和改變而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此,此處所公開的本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)被上述所公開的示例性實施例所限制,而應(yīng)當僅根據(jù)所附權(quán)利要求書及其等同替換來定義。