[發明專利]扇出系統級封裝方法

有效

• 申請號: 201110069815.1
• 申請日: 2011-03-22
• 公開（公告）號: CN102176418A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 陶玉娟;石磊
• 申請（專利權）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/56;H01L21/60
• 代理公司: 北京市惠誠律師事務所 11353
• 代理人: 雷志剛;潘士霖

技術領域

本發明涉及半導體技術，尤其涉及一種扇出系統級封裝方法。

背景技術

晶圓級封裝(Wafer?Level?Packaging，WLP)技術是對整片晶圓進行封裝測試后再切割得到單個成品芯片的技術，封裝后的芯片尺寸與裸片完全一致。晶圓級芯片尺寸封裝技術徹底顛覆了傳統封裝如陶瓷無引線芯片載具(Ceramic?Leadless?Chip?Carrier)以及有機無引線芯片載具(Organic?Leadless?Chip?Carrier)等模式，順應了市場對微電子產品日益輕、小、短、薄化和低價化要求。經晶圓級芯片尺寸封裝技術封裝后的芯片尺寸達到了高度微型化，芯片成本隨著芯片尺寸的減小和晶圓尺寸的增大而顯著降低。晶圓級芯片尺寸封裝技術是可以將IC設計、晶圓制造、封裝測試、基板制造整合為一體的技術，是當前封裝領域的熱點和未來發展的趨勢。

扇出晶圓封裝是晶圓級封裝的一種。例如，中國發明專利申請第200910031885.0號公開一種晶圓級扇出芯片封裝方法，包括以下工藝步驟：在載體圓片表面依次覆蓋剝離膜和薄膜介質層I，在薄膜介質層I上形成光刻圖形開口I；在圖形開口I及其表面實現與基板端連接之金屬電極和再布線金屬走線；在與基板端連接之金屬電極表面、再布線金屬走線表面以及薄膜介質層I的表面覆蓋薄膜介質層II，并在薄膜介質層II上形成光刻圖形開口II；在光刻圖形開口II實現與芯片端連接之金屬電極；將芯片倒裝至與芯片端連接之金屬電極后進行注塑封料層并固化，形成帶有塑封料層的封裝體；將載體圓片和剝離膜與帶有塑封料層的封裝體分離，形成塑封圓片；植球回流，形成焊球凸點；單片切割，形成最終的扇出芯片結構。

按照上述方法所封裝制造的最終產品僅具有單一的芯片功能。如需實現完整的系統功能，需要在最終產品之外加上包含有各種電容、電感或電阻等的外圍電路。此外，上述方法也不適用于具有復雜線路連接的多層封裝結構的制造。

發明內容

本發明解決的技術問題是：如何實現具有多層結構的扇出系統級封裝。

為解決上述技術問題，本發明提供扇出系統級封裝方法，包括步驟：提供載板；在載板上形成剝離膜；在剝離膜上形成第一保護層，并在第一保護層上形成設計的光刻圖形開口；在第一保護層的表面及其光刻圖形開口中形成再布線金屬層；在第一保護層上形成帶有部分暴露再布線金屬層開口的第二保護層；在第二保護層上形成至少一組布線封裝層，形成所述布線封裝層的步驟包括依次形成貼裝層、封料層和布線層，布線封裝層透過布線層與再布線金屬層導通；在布線封裝層上形成至少一組引線鍵合封裝層，形成引線鍵合封裝層的步驟包括依次形成貼裝層、引線鍵合和封料層；其中各組封裝層之間相互電連接；去除載板及剝離膜，裸露出第一保護層中的再布線金屬；在裸露的再布線金屬上形成金屬焊球。

可選地，在第二保護層上形成二組布線封裝層的具體步驟包括：將包括芯片和無源器件的第一貼裝層的功能面的相對一面貼于第二保護層上；將第二保護層上貼有第一貼裝層的一面形成第一封料層，使第一貼裝層中芯片和無源器件的功能焊盤裸露；在第一封料層中形成第一微通孔，并將第一微通孔金屬化填充形成與再布線金屬層導通的第一縱向金屬布線；在第一封料層上形成與第一縱向金屬布線連接的第一橫向金屬布線，第一縱向金屬布線與第一橫向金屬布線構成第一布線層；在第一封料層上堆疊第二貼裝層；在第一封料層上形成覆蓋第二貼裝層的第二封料層，并暴露第二貼裝層中芯片和無源器件的焊盤；在第二封料層中形成第二微通孔并將第二微通孔金屬化填充形成與第一布線層連接的第二縱向金屬布線；在第二封料層上形成與第二縱向金屬布線連接的第二橫向金屬布線，第二縱向金屬布線與第二橫向金屬布線構成第二布線層。

可選地，在第二布線封裝層上形成一組引線鍵合封裝層的具體步驟包括：在第二封料層上貼裝第三貼裝層；將第三貼裝層中芯片的焊盤與第二布線層用金屬引線實現電互聯；在第二封料層上形成覆蓋第三貼裝層的第三封料層，使第三貼裝層及金屬引線被第三封料層的塑封料包覆密封。

可選地，所述橫向金屬布線將其所在封料層中芯片和/或無源器件導通互聯。

可選地，各組封裝層之間透過封料層中的布線層和金屬引線來實現相鄰貼裝層或間隔貼裝層間的電互聯。

可選地，所述載板為硅晶圓或玻璃載板。

可選地，所述剝離膜為UV膠。

可選地，形成剝離膜的方法為旋涂或印刷。

可選地，形成所述保護層的材料為聚酰亞胺或苯并環丁烯。

可選地，形成再布線金屬層的方法為電鍍、化鍍或濺射。

可選地，所述貼裝層中包括芯片或包括芯片和無源器件。