CN116031216A - 扇入型封装结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种扇入型封装结构及其制备方法,涉及半导体封装技术领域,该扇入型封装结构在基底晶圆上布置布线组合层,并在布线组合层远离基底晶圆的一侧设置打线结构,然后利用塑封保护层将打线结构包覆起来,打线结构会部分外露于塑封保护层的顶面和/或侧面,并与布线组合层电连接,而布线组合层与基底晶圆电连接,从而实现了基底晶圆与外部基板之间的电气连接作用。相较于现有技术,本发明一方面保证了器件的正常电连接,另一方面能够通过塑封保护层有效地对布线组合层进行保护,避免了布线组合层上的介质材料直接暴露在外而导致吸水等问题,避免水气影响布线组合层内部的电连接结构,进而保证了产品的可靠性,提升了使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域,具体而言,涉及一种扇入型封装结构及其制备方法。
背景技术
随着半导体行业的快速发展,晶圆级封装分为扇出型(fan-out)和扇入型(fan-in),扇入型封装是将整片晶圆,针对晶圆上的晶粒单个进行布线,其中每一晶粒的I/O垫限于相应晶粒的表面正上方的区域。在晶粒的有限区域的情况下,I/O垫的数目因为I/O垫的间距的限制而受到限制,这又限制了可以在晶粒的表面上封装的I/O端锡球的数目。在晶圆制程过程中,其利用介质层覆盖布线层,并在外侧设置焊盘,实现工艺制程,然而由于介质层材料通常为聚酰亚胺Polyimide材质,极其容易吸水,从而导致产品受水气影响导致内部线路层电性受影响,同时容易出现介质层与芯片表面分层等问题,影响最终的产品可靠性并导致器寿命较短。
发明内容
本发明的目的包括,例如,提供了一种扇入型封装结构和扇入型封装结构的制备方法,其能够保证正常的焊接功能,同时避免产品水气影响内部电性结构,保证了产品的可靠性,提升了使用寿命。
本发明的实施例可以这样实现:
第一方面,本发明提供一种扇入型封装结构,包括:
基底晶圆;
设置在所述基底晶圆一侧的布线组合层;
设置在所述布线组合层远离所述基底晶圆一侧的打线结构;
设置在所述布线组合层远离所述基底晶圆一侧,并包覆于所述打线结构的塑封保护层;
其中,所述打线结构部分外露于所述塑封保护层的顶面和/或侧面,并与所述布线组合层电连接,所述布线组合层与所述基底晶圆电连接。
在可选的实施方式中,所述打线结构包括第一打线部和第二打线部,所述布线组合层远离所述基底晶圆的一侧设置有布线焊盘,所述第一打线部设置在所述布线焊盘上,并朝向远离所述基底晶圆的方向延伸,所述第二打线部与所述第一打线部连接,并部分外露于所述塑封保护层的顶面。
在可选的实施方式中,所述第二打线部呈波浪形,并具有至少一个朝向靠近所述基底晶圆的方向折弯的折弯凹部,所述折弯凹部位于所述塑封保护层内,且所述第二打线部的一端与所述第一打线部连接,另一端朝向所述塑封保护层的侧面延伸。
在可选的实施方式中,所述第二打线部呈弧形,且所述第二打线部外露于所述塑封保护层的部分与所述塑封保护层的顶面相平齐。
在可选的实施方式中,所述打线结构还包括第三打线部,所述第三打线部与所述第二打线部连接,并部分外露于所述塑封保护层的侧面。
在可选的实施方式中,所述第三打线部由所述第二打线部的端部朝向所述塑封保护层内部折弯,以使所述第三打线部呈折弯弧形。
在可选的实施方式中,所述塑封保护层远离所述基底晶圆的一侧还设置有导电引脚层,所述导电引脚层包覆在所述第二打线部外露于所述塑封保护层的部分。
在可选的实施方式中,所述塑封保护层远离所述基底晶圆的一侧还设置有焊球,所述焊球包覆在所述第二打线部外露于所述塑封保护层的部分,并朝向远离所述基底晶圆的方向凸起。
在可选的实施方式中,所述布线组合层包括第一介质层、布线层、导电层和第二介质层,所述第一介质层设置在所述基底晶圆上,所述布线层设置在所述第一介质层中,并与所述基底晶圆电连接,所述第二介质层设置在所述第一介质层上,所述导电层设置在所述第二介质层中,并与所述布线层电连接,所述布线焊盘设置在所述第二介质层上,并与所述导电层电连接。
在可选的实施方式中,所述扇入型封装结构还包括载板,所述基底晶圆贴设在所述载板上,且所述基底晶圆远离所述载板的一侧设置有基底焊盘,所述布线组合层与所述基底焊盘连接。
在可选的实施方式中,所述载板的宽度大于所述基底晶圆的宽度,所述塑封保护层延伸至所述载板的表面,并包覆在所述基底晶圆的周围。
第二方面,本发明提供一种扇入型封装结构的制备方法,用于制备如前述实施方式所述的扇入型封装结构,包括:
在基底晶圆的一侧形成布线组合层;
在所述布线组合层的一侧打线形成打线结构;
在所述布线组合层的一侧塑封形成包覆于打线结构的塑封保护层;
其中,所述打线结构部分外露于所述塑封保护层的顶面和/或侧面,并与所述布线组合层电连接,所述布线组合层与所述基底晶圆电连接。
在可选的实施方式中,在基底晶圆的一侧形成布线组合层的步骤之前,所述制备方法还包括:
将所述基底晶圆贴装在一载板上。
本发明实施例的有益效果包括,例如:
本发明实施例提供的一种扇入型封装结构,在基底晶圆上布置布线组合层,并在布线组合层远离基底晶圆的一侧设置打线结构,然后利用塑封保护层将打线结构包覆起来,其中,打线结构会部分外露于塑封保护层的顶面和/或侧面,并与布线组合层电连接,而布线组合层与基底晶圆电连接,从而实现了基底晶圆与外部基板之间的电气连接作用。在实际上板时,可以利用焊料将打线结构外露的部分与基板上的焊盘焊接在一起,从而实现了布线层的线路外接,保证了器件的正常电气连接,而塑封保护层则能够起到保护布线组合层的作用,避免外部水气进入布线组合层中的介质材料。相较于现有技术,本发明通过设置打线结构和塑封保护层,一方面保证了器件的正常电连接,另一方面能够通过塑封保护层有效地对布线组合层进行保护,避免了布线组合层上的介质材料直接暴露在外而导致吸水等问题,避免水气影响布线组合层内部的电连接结构,保证了布线组合层与基底晶圆之间的稳固贴合,避免出现分层,进而保证了产品的可靠性,提升了使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的扇入型封装结构的整体结构示意图;
图2为本发明第一实施例提供的扇入型封装结构的局部结构示意图;
图3为本发明第一实施例提供的扇入型封装结构的上板示意图;
图4至图9为本发明第一实施例提供的扇入型封装结构的制备方法的工艺流程图;
图10为本发明第二实施例提供的扇入型封装结构的示意图;
图10a为本发明第二实施例提供的扇入型封装结构的另一示意图;
图11为本发明第三实施例提供的扇入型封装结构的示意图;
图12为本发明第四实施例提供的扇入型封装结构的示意图。
图标:100-扇入型封装结构;110-基底晶圆;111-基底焊盘;130-布线组合层;131-布线焊盘;133-第一介质层;135-布线层;137-导电层;139-第二介质层;150-打线结构;151-第一打线部;153-第二打线部;155-第三打线部;157-导电引脚层;170-塑封保护层;171-焊球;173-金属屏蔽层;190-载板;200-基板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
正如背景技术中所公开的,现有技术中针对扇入型封装结构,在晶圆制程过程中,需要利用介质层覆盖布线层,并在外侧设置焊盘,实现工艺制程。也就是说,现有的扇入型封装结构,其表面为介质层,介质层将金属布线层包覆在内,然而由于介质层材料通常为聚酰亚胺Polyimide材质,极其容易吸水,从而导致产品受水气影响导致内部线路层电性受影响,同时吸水后容易出现介质层与芯片表面分层等问题,影响最终的产品可靠性并导致器寿命较短。
此外,由于扇入型封装时将整片晶圆贴装,在封装过程中容易出现翘曲现象,并导致芯片受应力过大而导致隐裂以及分层等问题。
为了解决上述问题,本发明提供了一种新型的扇入型封装结构和扇入型封装结构的制备方法,其能够保证正常的焊接功能,同时避免产品水气影响内部电性结构,保证了产品的可靠性,提升了使用寿命。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。
第一实施例
请参考图1至图3,本实施例提供了一种扇入型封装结构100,能够保证正常的焊接功能,同时避免产品水气影响内部电性结构,保证了布线组合层130与基底晶圆110之间的稳固贴合,避免出现分层,进而保证了产品的可靠性,提升了使用寿命。
本实施例提供的扇入型封装结构100,包括基底晶圆110、布线组合层130、打线结构150和塑封保护层170,布线组合层130设置在基底晶圆110的一侧,打线结构150设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,塑封保护层170设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,并包覆于打线结构150,其中,打线结构150部分外露于塑封保护层170的顶面和/或侧面,并与布线组合层130电连接,布线组合层130与基底晶圆110电连接。
在本实施例中,基底晶圆110可以是芯片结构,布线组合层130的表面为介质材料,塑封保护层170能够覆盖在整个布线组合层130的表面,而打线结构150可以通过打线工艺形成,并由布线组合层130朝向远离基底晶圆110的方向延伸,并伸出塑封保护层170,打线结构150自身具有导向属性,因此可以通过打线结构150外露的部分实现与布线组合层130的内部线路之间的电连接,在实际上板时,可以利用焊料将打线结构150外露的部分与基板200上的焊盘焊接在一起,从而实现了布线层135的线路外接,保证了器件的正常电气连接,而塑封保护层170则能够起到保护布线组合层130的作用,避免外部水气进入布线组合层130中的介质材料。
需要说明的是,本实施例中塑封保护层170可以选用环氧基树脂(epoxy-basedresin)或硅基树脂(silicone-based resin)填充氧化铝导热粉或纳米氧化铝等材料组成,起到高散热性作用,并且其塑封吸湿性材料的吸湿率(例如0.19%)小于介质材料吸湿率(例如5%)。
进一步地,扇入型封装结构100还包括载板190,基底晶圆110贴设在载板190上,且基底晶圆110远离载板190的一侧设置有基底焊盘111,布线组合层130与基底焊盘111连接。具体地,载板190可以是玻璃、氧化硅、金属等材料,基底晶圆110贴设在载板190上,可以采用热固性胶层,起到保护基底晶圆110背面的作用。当然,在本发明其他较佳的实施例中,也可以在最后阶段将载板190去除,如果需要将载板190去除,则可以将基底晶圆110通过热塑性胶层粘接在载板190上,方便后续剥离载板190。
在本实施例中,载板190的宽度大于基底晶圆110的宽度,塑封保护层170延伸至载板190的表面,并包覆在基底晶圆110的周围。具体地,塑封保护层170可以在载板190上进行塑封得到,从而使得塑封保护层170能够整体包覆在基底晶圆110的周围。
在本实施例中,打线结构150包括第一打线部151和第二打线部153,布线组合层130远离基底晶圆110的一侧设置有布线焊盘131,第一打线部151设置在布线焊盘131上,并朝向远离基底晶圆110的方向延伸,第二打线部153与第一打线部151连接,并部分外露于塑封保护层170的顶面。具体地,第一打线部151和第二打线部153一体设置,第一打线部151和第二打线部153可以在一次打线成型后进行折弯,再切割后得到。且第一打线部151由布线组合层130的表面朝上延伸,第二打线部153接合于第一打线部151,并部分外露于塑封保护层170,从而能够将布线焊盘131电性外接至塑封保护层170的顶面,实现外部电连接。
需要说明的是,本实施例中塑封保护层170的顶面,指的是塑封保护层170远离基底晶圆110的一侧表面,而塑封保护层170的侧面,指的是塑封保护层170的侧壁,即接合于顶面,并与顶面相垂直的一侧表面。
在本实施例中,第二打线部153呈波浪形,并具有至少一个朝向靠近基底晶圆110的方向折弯的折弯凹部,折弯凹部位于塑封保护层170内,且第二打线部153的一端与第一打线部151连接,另一端朝向塑封保护层170的侧面延伸。具体地,第二打线部153由第一打线部151的顶端朝向塑封保护层170的侧面延伸,波浪形的结构,使得第二打线部153能够部分外露在塑封保护层170上,同时部分嵌合在塑封保护层170内,实现固定。通过采用波浪形结构的第二打线部153,能够有效增强第二打线部153整体的结构强度,提升第二打线部153与塑封保护层170之间的结合力,保证第二打线部153的稳固性。
进一步地,在本实施例中,打线结构150还包括第三打线部155,第三打线部155与第二打线部153连接,并部分外露于塑封保护层170的侧面。具体地,第三打线部155、第二打线部153和第一打线部151一体设置,第三打线部155与第二打线部153远离第一打线部151的一端相接合,并部分外露于塑封保护层170的侧面。通过设置第三打线部155,能够将电性连接点拓展至塑封保护层170的侧面,从而在上板过程中能够实现多点电接触,进一步保证了器件的电连接特性。
在本实施例中,第三打线部155由第二打线部153的端部朝向塑封保护层170内部折弯,以使第三打线部155呈折弯弧形。具体地,折弯弧形朝内折弯的部分嵌设于塑封保护层170,而第三打线部155则部分与塑封保护层170的侧面相平齐,从而保证了侧面的电连接功能,能够实现相邻的封装结构之间的电连接。同时,能够提升焊料的侧壁可湿润性,使得在上板过程中,焊料可以沿着塑封保护层170的侧壁侧爬,从而提升整体的焊接强度。
需要说明的是,本实施例中通过将第三打线部155外露于塑封保护层170的侧壁,通过焊料侧爬,大幅提升了侧壁的焊接性,并且增加了侧壁散热效果,有助于提升产品整体的散热性。
此外,第三打线部155外露于塑封保护层170的侧壁的部分还可以作为测试点,来对器件/芯片进行测试,比如当底部的焊接出现虚焊或者异常时,可以通过侧壁的第三打线部155处进行测试芯片是否正常,并不需要将芯片从主板上拆下进行测试,十分方便。
值得注意的是,由于此处载板190的宽度大于基底晶圆110的宽度,由于切割工艺导致塑封保护层170的宽度与载板190的宽度相同,而第三打线部155外露于塑封保护层170,因此第三打线部向内折弯的内弧高必须大大或者超过基底晶圆110的边缘延长线,也就是说,第三打线部155在载板190上的投影与基底晶圆110在载板190上的投影需要部分重叠,以确保形成的第三打线部155的弧度,并提升在后续切割过程中的切割强度。
需要说明的是,本实施例中通过第二打线部153和第三打线部155将布线组合层130的布线焊盘131电连接至塑封保护层170的顶面和侧面,能够保证上板时的电连接特性,并且,第二打线部153呈波浪形结构,能够提升与塑封保护层170的接合力,保证结构的稳固。而第三打线部155采用折弯结构,能够有效减小塑封体的翘曲,起到类似平衡弹簧的作用,配合第二打线部153,能够使得塑封保护层170具有一定的缓冲能力,在塑封时不易出现翘曲。当然,在本发明其他较佳的实施例中,也可以仅仅将第二打线部153裸露在塑封保护层170的顶面,或者仅仅将第三打线部155裸露在塑封保护层170的侧面,也能够起到外部电连接的作用。
在本实施例中,塑封保护层170远离基底晶圆110的一侧还设置有导电引脚层157,导电引脚层157包覆在第二打线部153外露于塑封保护层170的部分。具体地,导电引脚层157可以是金属层,在实际制备时,由于布线组合层130的介质材料如氮化硅、氮氧化硅、聚酰亚胺、苯并环丁烯材质极其容易吸水,此处可以在塑封保护层170的表面涂覆一层保护胶膜层,其将第二打线部153的开口漏出,然后再次利用金属溅射方式形成金属层,该金属层覆盖第二打线部153的最高点,再去除保护胶膜层,形成了导电引脚层157,采用在线弧上金属溅射的方式,其润湿性较好,并且第二打线部153的波浪线弧可以起到提高金属层的结合力的作用,同时波浪形的第二打线部153也起到类似弹簧的作用,使得导电引脚层157具有一定的缓冲效果。
在本实施例中,在优选条件下,第二打线部153的弧高可以与第三打线部155的弧高相同,即第二打线部153的上下宽度与第三打线部155的左右宽度相同,从而保证相同的结构支撑效力,使得上下方向和左右方向上均能够实现缓冲作用。
本实施例中,布线组合层130包括第一介质层133、布线层135、导电层137和第二介质层139,第一介质层133设置在基底晶圆110上,布线层135设置在第一介质层133中,并与基底晶圆110电连接,第二介质层139设置在第一介质层133上,导电层137设置在第二介质层139中,并与布线层135电连接,布线焊盘131设置在第二介质层139上,并与导电层137电连接。
本实施例还提供了一种扇入型封装结构100的制备方法,用于制备前述的扇入型封装结构100,该制备方法包括以下步骤:
S1:将基底晶圆110贴装在一载板190上。
结合参见图4,具体而言,取一载板190,在载具上涂覆粘接胶层,然后将减薄至75μm-200μm的晶圆贴装在载板190上,晶圆上已经完成了基底焊盘111的制作,利用胶层起到粘接作用,其中载板190可以采用玻璃、氧化硅、金属等材料。
其中,基底晶圆110为整片晶圆结构,还未做切割,晶圆的材料可以是氮化硅或氮化镓等材料,其中胶层可以是热塑性或热固性材料,如果后续需要去除载板190,则采用热塑性胶层,如果后续无需去除载板190,则可以选择热固性材料,起到保护芯片背面的作用。
S2:在基底晶圆110的一侧形成布线组合层130。
结合参见图5,具体地,利用涂布机以旋转涂布的方式将液体介质材料,例如聚酰亚胺Polyimide,均匀涂布在晶圆上再经由热盘(Hot plate)进行软烤(soft bake)定型成膜,再次使用烤箱(Oven)加热将介质材料加速固化至完全熟化的稳定状态,形成第一介质层133,然后再在第一介质层133上进行图案化,通过曝光显影形成图案化开口,在开口槽内电镀金属层,例如电镀铜,形成布线层135。当然此处介质材料还可以为氮化硅、氮氧化硅、苯并环丁烯等,其布线层135与基底晶圆110上的基底焊盘111相连,实现电性功能导通。然后再次旋转涂覆介质材料,形成第二介质层139,再次在第二介质层139上进行激光开槽/孔,再次利用电镀工艺,在开口槽内电镀导电层137,例如电镀铜层,并在第二介质层139的表面形成布线焊盘131,其布线焊盘131即可作为打线结构150焊盘。
S3:在布线组合层130的一侧打线形成打线结构150。
结合参见图6,具体地,在执行步骤S3之前,需要先完成晶圆的切割,利用激光切割或机械切割工艺,沿着晶圆的切割道进行切割,从而形成单颗的基底晶圆110,其切割深度可以到达载板190的表面,然后进行清洗后去除切割道的残留物。
结合参见图7,切割完成后,在布线组合层130的布线焊盘131上通过打线方式形成打线结构150,先将打线形成向上拉伸的直线,留足构成第一打线部151的结构,然后将线弧沿着左右方向形成波浪形的第二打线部153,然后再次将线弧沿着上下方向朝内折弯形成第三打线部155,最后再次将线弧沿着左右方向朝外拉伸,最终打向下的直线至相邻的基底晶圆110的打线焊盘上,实现相邻基底晶圆110的打线焊盘之间的电连接。
S4:在布线组合层130的一侧塑封形成包覆于打线结构150的塑封保护层170。
结合参见图8,具体地,再次进行塑封工艺,可以采用液态喷涂方式,也可以采用传统压力注塑方式,其塑封模具需要设计第二打线部153和第三带线不到的线弧凹槽,起到保护打线结构150作用。利用塑封保护层170来保护打线结构150并填充切割道区域,从而使得塑封保护层170能够同时包覆在基底晶圆110的周围,保护基底晶圆110的侧壁和布线组合层130。
需要说明的是,塑封完成后,第二打线部153需要露出至塑封保护层170的顶面,并且第二打线部153在上下方向上一半嵌设于塑封保护层170,一半裸露在塑封保护层170外。并且,第二打线部153和第三打线部155均外露于塑封保护层170,使得打线结构150部分外露于塑封保护层170的顶面和侧面,并与布线组合层130电连接,布线组合层130与基底晶圆110电连接。
结合参见图9,在完成塑封保护层170之后,还可以在塑封保护层170的表面形成导电引脚层157,具体地,可以在塑封保护层170的表面涂覆一层保护胶膜层,其将第二打线部153的开口漏出,然后再次利用金属溅射方式形成金属层,该金属层覆盖第二打线部153的最高点,再去除保护胶膜层,形成了导电引脚层157,采用在线弧上金属溅射的方式,其润湿性较好,并且第二打线部153的波浪线弧可以起到提高金属层的结合力的作用,同时波浪形的第二打线部153也起到类似弹簧的作用,使得导电引脚层157具有一定的缓冲效果。
当然,此处导电引脚层157也可以采用点胶或者印刷方式形成,其导电引脚层157可以为锡银、银胶(热塑性)等,其在上板时在贴装至基板200或衬底的焊盘上,通过加热方式软化其导电引脚层157起到粘接效果,避免传统焊接结构需要在衬底或基板200的焊盘上涂覆导电材料与其引脚焊接的方案,其焊接效率大幅提升,同时也降低了成本。
S5:再次切割,形成单颗产品。
请继续参见图1,具体地,可以利用激光切割或机械切割方式沿着切割道的中心将产品分离为单颗,完成制程。
综上所述,本发明实施例提供的一种扇入型封装结构100及其制备方法,在基底晶圆110上布置布线组合层130,并在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧设置打线结构150,然后利用塑封保护层170将打线结构150包覆起来,其中,打线结构150会部分外露于塑封保护层170的顶面和/或侧面,并与布线组合层130电连接,而布线组合层130与基底晶圆110电连接,从而实现了基底晶圆110与外部基板200之间的电气连接作用。在实际上板时,可以利用焊料将打线结构150外露的部分与基板200上的焊盘焊接在一起,从而实现了布线层135的线路外接,保证了器件的正常电气连接,而塑封保护层170则能够起到保护布线组合层130的作用,避免外部水气进入布线组合层130中的介质材料。相较于现有技术,本发明通过设置打线结构150和塑封保护层170,一方面保证了器件的正常电连接,另一方面能够通过塑封保护层170有效地对布线组合层130进行保护,避免了布线组合层130上的介质材料直接暴露在外而导致吸水等问题,避免水气影响布线组合层130内部的电连接结构,保证了布线组合层130与基底晶圆110之间的稳固贴合,避免出现分层,进而保证了产品的可靠性,提升了使用寿命。同时打线结构150也可以起到缓冲作用,避免了塑封翘曲现象。
第二实施例
参见图10,本实施例提供了一种扇入型封装结构100,其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同,为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考第一实施例中相应内容。
在本实施例中,与第一实施例不同的是,本实施例中省去了载板190的结构,并且塑封保护层170的宽度与基底晶圆110的宽度相同。具体地,扇入型封装结构100包括基底晶圆110、布线组合层130、打线结构150和塑封保护层170,布线组合层130设置在基底晶圆110的一侧,打线结构150设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,塑封保护层170设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,并包覆于打线结构150,其中,打线结构150部分外露于塑封保护层170的顶面和/或侧面,并与布线组合层130电连接,布线组合层130与基底晶圆110电连接。
在本实施例中,塑封保护层170并未覆盖在基底晶圆110的周围,在实际制备时,与第一实施例相比多了剥离载板190的步骤,而由于需要剥离载板190,则可以将晶圆的减薄工艺放在剥离载板190后再进行,即可以利用600um-800um的晶圆进行贴装,并在晶圆上完成布线和打线结构150,在切割之前先将载板190去除,然后对晶圆背面进行减薄,减薄至75μm-200μm。采用较厚的晶圆制作扇入型布线结构以及打线结构150,解决在晶圆制程中的翘曲问题,在进行完塑封或者介质层工艺后,再进行晶圆减薄工艺,将晶圆整体减薄至75um-200um,减小整体封装尺寸。
在本实施例中,基底晶圆110背离塑封保护层170的一侧表面以及侧面均裸露在外,并无遮挡,使得其散热性能更好,并且能够降低产品高度。并且基底晶圆110、布线组合层130以及塑封保护层170的宽度相同,能够进一步减小产品的占用面积和尺寸。
参见图10a,在本发明其他较佳的实施例中,还可以在塑封保护层170的侧壁设置有金属屏蔽层173,该金属屏蔽层173与打线结构150外露于塑封保护层170的侧壁的部分电性接触,从而实现了电磁屏蔽功能。同时,通过在塑封保护层170的表面设置导电引脚层157,能够通过该导电引脚层157与基板上的接地点连接,从而实现接地功能,保证电磁屏蔽效果。而其余导电引脚层157还能够实现正常芯片的输出功能,保证器件正常运作。
当然,此处金属屏蔽层173可以与塑封保护层170相平齐,也可以仅仅覆盖打线结构150的局部触点,例如打线结构150外露于塑封保护层170的位置有两个触点,金属屏蔽层173仅仅覆盖其中一个,而使得另一个仍然外露,能够保持其焊料侧爬引导作用。
第三实施例
参见图11,本实施例提供了一种扇入型封装结构100,其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同,为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考第一实施例中相应内容。
在本实施例中,扇入型封装结构100包括基底晶圆110、布线组合层130、打线结构150和塑封保护层170,布线组合层130设置在基底晶圆110的一侧,打线结构150设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,塑封保护层170设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,并包覆于打线结构150,其中,打线结构150部分外露于塑封保护层170的顶面和/或侧面,并与布线组合层130电连接,布线组合层130与基底晶圆110电连接。其中打线结构150包括第一打线部151、第二打线部153和第三打线部155,布线组合层130远离基底晶圆110的一侧设置有布线焊盘131,第一打线部151设置在布线焊盘131上,并朝向远离基底晶圆110的方向延伸,第二打线部153与第一打线部151连接,并部分外露于塑封保护层170的顶面,第三打线部155与第二打线部153连接,并部分外露于塑封保护层170的侧面。
第二打线部153呈弧形,且第二打线部153外露于塑封保护层170的部分与塑封保护层170的顶面相平齐。具体地,第二打线部153整体呈单弧结构,并且顶端可以采用压合方式保持与塑封保护层170的顶面相平齐,即第二打线部153在压合后可以部分保持水平,并且第二打线部153的水平部分外露于塑封保护层170的表面,而第三打线部155仍然部分外露于塑封保护层170的侧面。
本实施例提供的扇入型封装结构100,通过采用与塑封保护层170相平齐的第三打线部155,能够省去导电引脚层157的布置,并在焊接时减少底部引脚焊接体积,从而减少其封装高度,有利于器件的小型化和扁平化。
第四实施例
参见图12,本实施例提供了一种扇入型封装结构100,其基本结构和原理及产生的技术效果和第二实施例相同,为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考第二实施例中相应内容。
本实施例提供的扇入型封装结构100,包括基底晶圆110、布线组合层130、打线结构150和塑封保护层170,布线组合层130设置在基底晶圆110的一侧,打线结构150设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,塑封保护层170设置在布线组合层130远离基底晶圆110的一侧,并包覆于打线结构150,其中,打线结构150部分外露于塑封保护层170的顶面和/或侧面,并与布线组合层130电连接,布线组合层130与基底晶圆110电连接。其中打线结构150包括第一打线部151、第二打线部153和第三打线部155,布线组合层130远离基底晶圆110的一侧设置有布线焊盘131,第一打线部151设置在布线焊盘131上,并朝向远离基底晶圆110的方向延伸,第二打线部153与第一打线部151连接,并部分外露于塑封保护层170的顶面,第三打线部155与第二打线部153连接,并部分外露于塑封保护层170的侧面。
在本实施例中,塑封保护层170远离基底晶圆110的一侧还设置有焊球171,焊球171包覆在第二打线部153外露于塑封保护层170的部分,并朝向远离基底晶圆110的方向凸起。具体地,利用锡球与第二打线部153形成焊球171结构,可以通过钢网印刷或植球方式形成,其中锡球的材料可以是SnAg、SnAgCu等。
本实施例提供的扇入型封装结构100,通过设置焊球171,能够直接进行上板动作,十分方便,并且焊球171由第二打线部153处进行熔融,也使得焊接位置更加有针对性,保证了第二打线部153和第三打线部155处的焊接可靠性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种扇入型封装结构,其特征在于,包括:
基底晶圆;
设置在所述基底晶圆一侧的布线组合层;
设置在所述布线组合层远离所述基底晶圆一侧的打线结构;
设置在所述布线组合层远离所述基底晶圆一侧,并包覆于所述打线结构的塑封保护层;
其中,所述打线结构部分外露于所述塑封保护层的顶面和/或侧面,并与所述布线组合层电连接,所述布线组合层与所述基底晶圆电连接。
2.根据权利要求1所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述打线结构包括第一打线部和第二打线部,所述布线组合层远离所述基底晶圆的一侧设置有布线焊盘,所述第一打线部设置在所述布线焊盘上,并朝向远离所述基底晶圆的方向延伸,所述第二打线部与所述第一打线部连接,并部分外露于所述塑封保护层的顶面。
3.根据权利要求2所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述第二打线部呈波浪形,并具有至少一个朝向靠近所述基底晶圆的方向折弯的折弯凹部,所述折弯凹部位于所述塑封保护层内,且所述第二打线部的一端与所述第一打线部连接,另一端朝向所述塑封保护层的侧面延伸。
4.根据权利要求2所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述第二打线部呈弧形,且所述第二打线部外露于所述塑封保护层的部分与所述塑封保护层的顶面相平齐。
5.根据权利要求2所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述打线结构还包括第三打线部,所述第三打线部与所述第二打线部连接,并部分外露于所述塑封保护层的侧面。
6.根据权利要求5所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述第三打线部由所述第二打线部的端部朝向所述塑封保护层内部折弯,以使所述第三打线部呈折弯弧形。
7.根据权利要求2所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述塑封保护层远离所述基底晶圆的一侧还设置有导电引脚层,所述导电引脚层包覆在所述第二打线部外露于所述塑封保护层的部分。
8.根据权利要求2所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述塑封保护层远离所述基底晶圆的一侧还设置有焊球,所述焊球包覆在所述第二打线部外露于所述塑封保护层的部分,并朝向远离所述基底晶圆的方向凸起。
9.根据权利要求2所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述布线组合层包括第一介质层、布线层、导电层和第二介质层,所述第一介质层设置在所述基底晶圆上,所述布线层设置在所述第一介质层中,并与所述基底晶圆电连接,所述第二介质层设置在所述第一介质层上,所述导电层设置在所述第二介质层中,并与所述布线层电连接,所述布线焊盘设置在所述第二介质层上,并与所述导电层电连接。
10.根据权利要求1所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述扇入型封装结构还包括载板,所述基底晶圆贴设在所述载板上,且所述基底晶圆远离所述载板的一侧设置有基底焊盘,所述布线组合层与所述基底焊盘连接。
11.根据权利要求10所述的扇入型封装结构,其特征在于,所述载板的宽度大于所述基底晶圆的宽度,所述塑封保护层延伸至所述载板的表面,并包覆在所述基底晶圆的周围。
12.一种扇入型封装结构的制备方法,用于制备如权利要求1所述的扇入型封装结构,其特征在于,包括:
在基底晶圆的一侧形成布线组合层;
在所述布线组合层的一侧打线形成打线结构;
在所述布线组合层的一侧塑封形成包覆于打线结构的塑封保护层;
其中,所述打线结构部分外露于所述塑封保护层的顶面和/或侧面,并与所述布线组合层电连接,所述布线组合层与所述基底晶圆电连接。
13.根据权利要求12所述的扇入型封装结构的制备方法,其特征在于,在基底晶圆的一侧形成布线组合层的步骤之前,所述制备方法还包括:
将所述基底晶圆贴装在一载板上。
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