CN115863187A - 扇出型芯片的封装方法和临时封装结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扇出型芯片的封装方法和临时封装结构，其中封装方法包括：提供一临时载片；在所述临时载片的一侧形成定位层；在所述定位层上形成定位槽，所述定位槽与芯片适配，所述定位槽贯穿所述定位层；将所述芯片嵌入所述定位槽内；在所述定位层上形成封装体，所述封装体覆盖所述芯片。本发明能够精准控制芯片在封装过程中的偏移量。

Description

扇出型芯片的封装方法和临时封装结构

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种扇出型芯片的封装方法和临时封装结构。

背景技术

Fanout(扇出)工艺是直接将裸片通过RDL(Redistribution layer，重布线层)扇出到Bump(焊球)层，根据芯片键合和RDL顺序，Fanout工艺一般分为Chip first和Chiplast工艺。

对于Chip first工艺，在芯片在晶圆级封装过程中，需要在芯片的外侧设置塑封料，以形成覆盖芯片的封装体。而在形成封装体的过程中，塑封料的流动会对芯片带来的冲力，该冲力会使得芯片在晶圆级封装后产生偏移。而芯片的偏移问题将会影响重布线层的密度。因此，在通过塑封料对芯片进行晶圆级封装的过程成为了Chip first工艺中较为重要的控制点。

现有技术主要是通过键合胶膜的粘性抵抗因塑封料流动给芯片带来的冲力。但是现有的键合胶膜的受热变形和粘性程度的限制，使得键合胶膜无法精准控制芯片的偏移量。而若使用粘性较高的胶膜产品，则会对解键工艺和胶膜清洗工艺带来新的挑战。

因此，如何在通过塑封料对芯片进行晶圆级封装的过程精准控制芯片的偏移量，成为亟需解决的难题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的扇出型芯片的封装方法和临时封装结构，通过在定位层上开设定位槽以对芯片进行限位，从而能够精准的控制芯片在塑封过程中的偏移量。

第一方面，本发明提供一种扇出型芯片的封装方法，包括：

提供一临时载片；

在临时载片的一侧形成定位层；

在定位层上形成定位槽，定位槽与芯片适配，定位槽贯穿定位层；

将芯片嵌入定位槽内；

在定位层上形成封装体，封装体覆盖芯片。

可选地，在临时载片的一侧形成定位层的步骤之前，封装方法还包括：

在临时载片的表面形成粘接层；

定位层通过粘接层固定于临时载片的一侧，粘接层用于与芯片粘接。

可选地，定位层的材料包括：光刻胶或玻璃。

可选地，定位层的材料为光刻胶；

在定位层上形成定位槽的步骤包括：光刻定位层，以在定位层上形成定位槽。

可选地，定位槽的深度小于芯片的厚度。

可选地，定位槽的数量为多个。

可选地，在定位层上形成封装体的步骤之后，封装方法还包括：

打磨封装体，以露出芯片上的焊盘；

在打磨后的封装体上形成重布线层；

在重布线层上形成晶圆凸块，晶圆凸块通过重布线层与芯片电连接。

可选地，在定位层上形成封装体的步骤之后，封装方法还包括：

去除临时衬底，以露出芯片上的焊盘，临时衬底包括临时载片；

在定位层背离封装体的表面上形成重布线层；

在重布线层上形成晶圆凸块，晶圆凸块通过重布线层与芯片电连接。

可选地，在去除临时衬底的步骤之前，封装方法还包括：

在封装体上贴装加固载片。

第二方面，本发明提供一种采用如上任一项中的封装方法制备出的临时封装结构，包括：芯片、临时载片、定位层和封装体；

定位层固定设置于临时载片的一侧，定位层开设有定位槽，定位槽贯穿定位层，芯片嵌入定位槽内并与临时载片贴合，封装体位于定位层背离临时载片的一侧，封装体覆盖芯片。

本发明实施例提供的扇出型芯片的封装方法和临时封装结构，通过在定位层上开设定位槽以对芯片进行限位，如此在通过塑封料形成封装体的过程中，即便塑封料会对芯片产生冲力，但芯片在定位槽的限定下也不会产生超出芯片与定位槽之间的间隙宽度的偏移，从而不但能够有效的减少芯片的偏移量，同时还能够精准的控制芯片在塑封过程中的偏移量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例的扇出型芯片的封装方法的示意性流程图；

图2a至图2d为本申请一实施例的扇出型芯片的封装方法中相关步骤所呈现的示意性结构图；

图3为本申请一实施例的扇出型芯片的封装方法的示意性流程图；

图4a至图4d为本申请一实施例的扇出型芯片的封装方法中相关步骤所呈现的示意性结构图；

图5为本申请一实施例的扇出型芯片的封装方法的示意性流程图；

图6a至图6d为本申请一实施例的扇出型芯片的封装方法中相关步骤所呈现的示意性结构图。

附图标记

1、芯片；2、临时载片；3、定位层；31、定位槽；4、封装体；5、粘接层；6、重布线层；7、晶圆凸块。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当元件被称为“固定连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

第一方面，本实施例提供一种扇出型芯片的封装方法，参见图1，并结合图2a至图2d，该封装方法包括步骤S101至步骤S105：

步骤S101：提供一临时载片2。

临时载片2的材料为硅、碳化硅、导热陶瓷或者金属等具有较好的导热性能的材料。在本实施例中，临时载片2的材料为硅。

步骤S102：在临时载片2的一侧形成定位层3。

需要说明的是，定位层3可直接贴合在临时载片2的表面，也可通过其他贴合涂层设置在临时载片2的一侧。在本实施例中，定位层3贴合在临时载片2的上表面。

步骤S103：在定位层3上形成定位槽31。

其中，定位槽31贯穿定位层3，且定位槽31的深度小于芯片1的厚度；定位槽31的数量为多个，本实施例对此不作具体限定；定位槽31与芯片1适配。

需要说明的是，定位槽31在水平方向的截面尺寸略大于芯片1水平方向的截面尺寸，以保证芯片1可嵌入定位槽31中。具体的，以芯片1和定位槽31在水平方向的截面形状均为矩形为例，定位槽31在水平方向上的截面的长比芯片1在水平方向上的截面的长多50μm，定位槽31在水平方向上的截面的宽比芯片1在水平方向上的截面的宽的多50μm，但并不限于此。

定位层3的材料为光刻胶或玻璃，但并不限于此。其中，在定位层3的材料为玻璃时，定位槽31可通过激光钻孔或蚀刻的方式实现。在本实施例中，定位层3的材料为光刻胶，而形成定位槽31的方式可通过干法刻蚀或湿法刻蚀实现，本实施例对此不作具体限定。

步骤S102进一步包括：在临时载片2上涂布光刻胶，并经烘干后形成定位槽31

步骤S103进一步包括：对定位层3进行曝光、显影和烘烤等光刻工艺，以在定位层3上形成定位槽31。通过光刻胶形成定位层3，不但能够便于定位槽31的形成，同时还能够精准控制定位槽31的尺寸，从而能够进一步提高在塑封过程中控制芯片1偏移量的精度。

步骤S104：将芯片1嵌入定位槽31内。

需要说明的是，芯片1上的焊盘可设置于芯片1的上表面，也可设置于芯片1的下表面，还可同时设置在芯片1的上下表面。在本实施例中，芯片1的下表面通过定位槽31与临时载片2贴合；对于焊盘相对芯片1的位置，本实施例不做具体限定。

在一种可选的实施例中，在临时载片2的一侧形成定位层3的步骤之前，封装方法还包括：在临时载片2的表面形成粘接层5。如此在执行步骤S102时，定位层3即可通过粘接层5固定于临时载片2的一侧。而在执行步骤S104时，粘接层5中对应定位槽31的部位与芯片1粘接，从而进一步提高了芯片1的稳定性，有效减少了芯片1在塑封过程中的偏移量。

步骤S105：在定位层3上形成封装体4。

其中，封装体4覆盖芯片1，本实施例不对用于形成封装体4的塑封料作具体限定。

在一种可选的实施例中，在执行步骤S105之后，封装方法还包括：打磨封装体4的顶部，以露出芯片1上表面上的焊盘；在打磨后的封装体4上形成重布线层6；在重布线层6的上表面上形成晶圆凸块7。其中，晶圆凸块7通过重布线层6与芯片1电连接。

通过在打磨后的封装体4的上方形成重布线层6和晶圆凸块7，则能够以face up(面朝上)方式实现晶圆级扇出型芯片的封装，并可将芯片1的偏移量精准的控制在±50μm以内。在本实施例中，晶圆凸块7即为焊球，本实施例不对晶圆凸块7的具体材料做进一步的限定。

在一种可选的实施例中，在定位层3上形成封装体4的步骤之后，封装方法还包括：去除临时衬底，以露出芯片1下表面上的焊盘；在定位层3背离封装体4的表面上形成重布线层6；在重布线层6上形成晶圆凸块7，晶圆凸块7通过重布线层6与芯片1电连接。临时衬底包括临时载片2，进一步的还可以包括粘接层5。

需要说明的是，在定位层3通过粘接层5固定于临时载片2上侧时，去除临时衬底的步骤进一步还包括：去除粘接层5。

通过去除临时衬底，以在定位层3的下表面形成重布线层6，并在重布线层6的下表面形成晶圆凸块7，如此则能够以face down(面朝下)方式实现晶圆级扇出型芯片的封装，并可将芯片1的偏移量精准的控制在±50μm以内。

进一步地，在去除临时衬底的步骤之前，封装方法还包括：在封装体4上贴装加固载片。通过在封装体4上贴装加固载片能够在去除临时载片2的过程中，防止临时载片2上方的结构发生弯曲，影响芯片1封装的成品率。

在一种可选的实施例中，在执行步骤S105之后，封装方法还包括：打磨封装体4的顶部，以露出芯片1上表面上的焊盘；在打磨后的封装体4上形成第一重布线层6；在第一重布线层6的上表面上形成第一晶圆凸块7；去除临时衬底，以露出芯片1下表面上的焊盘；在定位层3背离封装体4的表面上形成第二重布线层6；在第二重布线层6上形成第二晶圆凸块7。其中，第一晶圆凸块7通过第一重布线层6与芯片1电连接；第二晶圆凸块7通过第二重布线层6与芯片1电连接。

通过在芯片1的上下两表面分别形成第一重布线层6、第一晶圆凸块7和第二重布线层6、第二晶圆凸块7，使得该封装方法适用于3D芯片1的扇出型封装。

本实施例所提供的扇出型芯片的封装方法，通过在定位层3上开设定位槽31以对芯片1进行限位，如此在通过塑封料形成封装体4的过程中，即便塑封料会对芯片1产生冲力，但芯片1在定位槽31的限定下也不会产生超出芯片1与定位槽31之间的间隙宽度的偏移，从而不但能够有效的减少芯片1的偏移量，同时还能够精准的控制芯片1在塑封过程中的偏移量在±50um以内，适用于高密度布线产品需求。

第二方面，本实施例提供一种扇出型芯片的封装方法，参见图3，并结合图4a至图4d，该封装方法包括步骤S201至步骤S209：

步骤S201：提供一临时载片2。

步骤S202：在临时载片2的上表面形成粘接层5。

步骤S203：在粘接层5的上表面形成涂布光刻胶，以形成定位层3。

步骤S204：通过光刻工艺在定位层3上形成定位槽31。

步骤S205：将芯片1嵌入定位槽31内并与粘接层5贴合。

其中，芯片1上的焊盘位于芯片1的上表面。

步骤S206：在定位层3上形成封装体4。

步骤S207：打磨封装体4的顶部，以露出芯片1上表面上的焊盘。

步骤S208：在打磨后的封装体4上形成重布线层6。

步骤S209：在重布线层6的上表面上形成晶圆凸块7。

该封装方法能够以face up方式实现晶圆级扇出型芯片的封装，并可将芯片1的偏移量精准的控制在指定范围内，其中指定范围由芯片1相对定位槽31的尺寸决定，本实施不做具体限定。

第三方面，本实施例提供一种扇出型芯片的封装方法，参见图5，并结合图6a至图6d，该封装方法包括步骤S301至步骤S309：

步骤S301：提供一临时载片2。

步骤S302：在临时载片2的上表面形成粘接层5。

步骤S303：在粘接层5的上表面形成涂布光刻胶，以形成定位层3。

步骤S304：通过光刻工艺在定位层3上形成定位槽31。

步骤S305：将芯片1嵌入定位槽31内并与粘接层5贴合。

其中，芯片1上的焊盘位于芯片1的下表面。

步骤S306：在定位层3上形成封装体4。

步骤S307：去除临时载片2和粘接层5，以露出芯片1下表面上的焊盘。

步骤S308：在定位层3背离封装体4的表面上形成重布线层6。

步骤S309：在重布线层6上形成晶圆凸块7。

该封装方法能够以face down方式实现晶圆级扇出型芯片的封装，并可将芯片1的偏移量精准的控制在指定范围内，其中指定范围由芯片1相对定位槽31的尺寸决定，本实施不做具体限定。

第四方面，本实施例提供一种采用如上任一方面中的封装方法制备出的临时封装结构，参见图2d，该临时封装结构包括：芯片1、临时载片2、定位层3和封装体4。

定位层3固定设置于临时载片2的上侧。定位层3开设有定位槽31。定位槽31沿上下方向贯穿定位层3。芯片1嵌入定位槽31内并与临时载片2贴合。封装体4位于定位层3背离临时载片2的一侧，封装体4覆盖芯片1。

在一种可选的实施例中，结合图4c，临时封装结构还包括：粘接层5。粘接层5位于临时载片2和定位层3之间。定位层3通过粘接层5与临时载片2粘接，芯片1通过粘接层5与临时载片2相贴合。

该临时封装结构可根据芯片1上焊盘位置的不同，采用不同的操作方式，如faceup方式、face down方式，制备上述任一方向中的制备方法最终可得到的晶圆级扇出型封装结构。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种扇出型芯片的封装方法，其特征在于，包括：

提供一临时载片；

在所述临时载片的一侧形成定位层；

在所述定位层上形成定位槽，所述定位槽与芯片适配，所述定位槽贯穿所述定位层；

将所述芯片嵌入所述定位槽内；

在所述定位层上形成封装体，所述封装体覆盖所述芯片。

2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述在所述临时载片的一侧形成定位层的步骤之前，所述封装方法还包括：

在所述临时载片的表面形成粘接层；

所述定位层通过所述粘接层固定于所述临时载片的一侧，所述粘接层用于与芯片粘接。

3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述定位层的材料包括：光刻胶或玻璃。

4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述定位层的材料为光刻胶；

所述在所述定位层上形成定位槽的步骤包括：光刻所述定位层，以在所述定位层上形成所述定位槽。

5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述定位槽的深度小于所述芯片的厚度。

6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述定位槽的数量为多个。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的封装方法，其特征在于，在所述定位层上形成封装体的步骤之后，所述封装方法还包括：

打磨所述封装体，以露出所述芯片上的焊盘；

在打磨后的所述封装体上形成重布线层；

在所述重布线层上形成晶圆凸块，所述晶圆凸块通过所述重布线层与所述芯片电连接。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的封装方法，其特征在于，在所述定位层上形成封装体的步骤之后，所述封装方法还包括：

去除临时衬底，以露出所述芯片上的焊盘，所述临时衬底包括所述临时载片；

在所述定位层背离所述封装体的表面上形成重布线层；

在所述重布线层上形成晶圆凸块，所述晶圆凸块通过所述重布线层与所述芯片电连接。

9.根据权利要求8所述的封装方法，其特征在于，在所述去除所述临时衬底的步骤之前，所述封装方法还包括：

在所述封装体上贴装加固载片。

10.一种采用如权利要求1至6中任一项所述的封装方法制备出的临时封装结构，其特征在于，包括：芯片、临时载片、定位层和封装体；

所述定位层固定设置于所述临时载片的一侧，所述定位层开设有定位槽，所述定位槽贯穿所述定位层，所述芯片嵌入所述定位槽内并与所述临时载片贴合，所述封装体位于所述定位层背离所述临时载片的一侧，所述封装体覆盖所述芯片。

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