[發(fā)明專利]一種制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210321441.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN103681458A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張霞;于大全;張博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L21/768
• 分類號(hào): H01L21/768;H01L21/60
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括：

選取帶有單層金屬層的柔性基板，對(duì)該柔性基板上的單層金屬層進(jìn)行刻蝕形成多個(gè)金屬電極，并對(duì)柔性基板沒有單層金屬層的一面進(jìn)行激光刻槽形成多個(gè)槽；

在該柔性基板具有多個(gè)槽的一面倒裝熱壓鍵合多個(gè)芯片；

將該柔性基板熱壓鍵合有多個(gè)芯片的一面與一柔性介質(zhì)層進(jìn)行熱壓，使該多個(gè)芯片被嵌入到該柔性介質(zhì)層中；

對(duì)該柔性基板已嵌入多個(gè)芯片的柔性介質(zhì)層一面進(jìn)行減薄，將該柔性介質(zhì)層以及多個(gè)芯片同時(shí)減薄到厚度小于50微米，得到減薄后的嵌入多個(gè)芯片的柔性介質(zhì)模塊；

將該柔性介質(zhì)模塊上沒有芯片的部分彎折，使得兩邊的芯片背面粘貼于中間的芯片背面之上，實(shí)現(xiàn)多個(gè)芯片的堆疊；

對(duì)多個(gè)芯片堆疊的三維柔性封裝模塊進(jìn)行灌封及固化；以及

對(duì)灌封后的三維柔性封裝模塊進(jìn)行打線或植球。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述對(duì)柔性基板沒有單層金屬層的一面進(jìn)行激光刻槽形成多個(gè)槽的步驟中，該多個(gè)槽的尺寸與對(duì)該柔性基板上的單層金屬層進(jìn)行刻蝕形成的多個(gè)金屬電極的尺寸一致。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述在該柔性基板具有多個(gè)槽的一面倒裝熱壓鍵合多個(gè)芯片的步驟中，是采用熱壓鍵合將多個(gè)芯片倒置安裝在該柔性基板具有多個(gè)槽的一面，該多個(gè)芯片的金屬電極正好放置在該柔性基板的多個(gè)開槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)該柔性基板上的金屬電極與該多個(gè)芯片的金屬電極之間的熱壓鍵合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述將該柔性基板熱壓鍵合有多個(gè)芯片的一面與一柔性介質(zhì)層進(jìn)行熱壓的步驟中，該柔性介質(zhì)層與該柔性基板為同一材質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，該柔性介質(zhì)層為多層柔性介質(zhì)，層壓后蓋住該多個(gè)芯片，將該多個(gè)芯片嵌入到該柔性介質(zhì)層中。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述對(duì)該柔性基板已嵌入多個(gè)芯片的柔性介質(zhì)層一面進(jìn)行減薄的步驟中，是采用化學(xué)機(jī)械拋光方法對(duì)該柔性基板已嵌入有多個(gè)芯片的柔性介質(zhì)層一面進(jìn)行薄型化處理，使整個(gè)柔性基板以及層壓有柔性介質(zhì)層的模塊厚度低于50微米，而且芯片也可減薄至50微米以下，達(dá)到20到30微米左右甚至更薄。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述將該柔性介質(zhì)層以及多個(gè)芯片同時(shí)減薄，是將該柔性介質(zhì)層以及多個(gè)芯片同時(shí)減薄至厚度為20至30微米。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述采用化學(xué)機(jī)械拋光方法對(duì)該柔性基板已嵌入有多個(gè)芯片的柔性介質(zhì)層一面進(jìn)行薄型化處理之前，還包括：對(duì)整個(gè)柔性基板以及層壓有柔性介質(zhì)層的模塊進(jìn)行固定，以防止在化學(xué)機(jī)械減薄過程中傷害芯片以及線路連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述對(duì)整個(gè)柔性基板以及層壓有柔性介質(zhì)層的模塊進(jìn)行固定，是采用臨時(shí)鍵合膠將該模塊臨時(shí)鍵合到一支撐層上，減薄完畢后再去除臨時(shí)鍵合膠以及支撐層。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述將該柔性介質(zhì)模塊上沒有芯片的部分彎折，是利用柔性基板的可彎折性，通過合理布局芯片的位置，將非安裝芯片區(qū)域進(jìn)行彎折，且使多個(gè)芯片堆疊在一起。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制作嵌入式超薄芯片的三維柔性堆疊封裝結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述利用柔性基板的可彎折性，通過合理布局芯片的位置，將非安裝芯片區(qū)域進(jìn)行彎折，且使多個(gè)芯片堆疊在一起，是通過一定的彎折設(shè)備來固定并彎折非安裝芯片區(qū)域，該設(shè)備帶有機(jī)械手，能夠有效地控制彎折曲率并固定彎折位置，準(zhǔn)確地對(duì)柔性基板進(jìn)行彎折并固定，同時(shí)在彎折過程中保證芯安裝芯片柔性基板區(qū)域的平整度，以保護(hù)芯片與柔性基板的線路連接。