[發(fā)明專利]扇出型晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710475121.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN107134440A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳彥亨;林正忠;何志宏;吳政達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯長電半導(dǎo)體（江陰）有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L21/56
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種扇出型晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。

背景技術(shù)

更低成本、更可靠、更快及更高密度的電路是集成電路封裝追求的目標(biāo)。在未來，集成電路封裝將通過不斷減小最小特征尺寸來提高各種電子元器件的集成密度。目前，先進(jìn)的封裝方法包括：晶圓片級(jí)芯片規(guī)模封裝(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)，扇出型晶圓級(jí)封裝(Fan-Out Wafer Level Package，F(xiàn)OWLP)，倒裝芯片(Flip Chip)，疊層封裝(Package on Package，POP)等等。

扇出型晶圓級(jí)封裝是一種晶圓級(jí)加工的嵌入式芯片封裝方法，是目前一種輸入/輸出端口(I/O)較多、集成靈活性較好的先進(jìn)封裝方法之一。扇出型晶圓級(jí)封裝相較于常規(guī)的晶圓級(jí)封裝具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：①I/O間距靈活，不依賴于芯片尺寸；②只使用有效裸片(die)，產(chǎn)品良率提高；③具有靈活的3D封裝路徑，即可以在頂部形成任意陣列的圖形；④具有較好的電性能及熱性能；⑤高頻應(yīng)用；⑥容易在重新布線層(RDL)中實(shí)現(xiàn)高密度布線。

目前，扇出型晶圓級(jí)封裝方法一般為：提供載體，在載體表面形成粘合層；在粘合層上光刻、電鍍出重新布線層(Redistribution Layers，RDL)；采用芯片鍵合工藝將芯片安裝到重新布線層上；采用注塑工藝將芯片塑封于塑封材料層中；去除載體和粘合層；在重新布線層上光刻、電鍍形成凸塊下金屬層(UBM)；在UBM上進(jìn)行植球回流，形成焊球凸塊；然后進(jìn)行晶圓黏片、切割劃片；最后在封裝結(jié)構(gòu)背面安裝散熱片。雖然現(xiàn)有封裝結(jié)構(gòu)都是通過散熱片實(shí)現(xiàn)散熱，但在劃片后的封裝結(jié)構(gòu)背面安裝散熱片，大大增加了封裝結(jié)構(gòu)的器件尺寸。

鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種新的扇出型晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法用以解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法，用于解決現(xiàn)有扇出型封裝結(jié)構(gòu)由于在其背面安裝散熱片導(dǎo)致器件尺寸較大的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)，所述封裝結(jié)構(gòu)包括：

散熱層；

位于所述散熱層上表面的接合層；

位于所述接合層上表面的芯片結(jié)構(gòu)，所述芯片結(jié)構(gòu)包括裸芯片及位于所述裸芯片上、并與所述裸芯片進(jìn)行電連接的接觸焊盤，其中，所述接觸焊盤所在表面為芯片結(jié)構(gòu)的上表面，且所述芯片結(jié)構(gòu)的上表面遠(yuǎn)離所述接合層；

位于所述散熱層上表面、接合層及芯片結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面的塑封層；

位于所述塑封層及芯片結(jié)構(gòu)上表面的重新布線層，所述重新布線層與所述接觸焊盤進(jìn)行電連接；以及

位于所述重新布線層上表面的焊球凸塊，所述焊球凸塊與所述重新布線層進(jìn)行電連接。

優(yōu)選地，所述封裝結(jié)構(gòu)還包括位于所述重新布線層與焊球凸塊之間的凸塊下金屬層，所述凸塊下金屬層與所述重新布線層進(jìn)行電連接。

優(yōu)選地，所述散熱層包括石墨烯、金屬膠或陶瓷中的一種。

優(yōu)選地，所述散熱層的厚度為1～200um。

優(yōu)選地，所述接合層包括DAF膜、金屬膠或膠帶中的一種。

優(yōu)選地，所述塑封層包括聚酰亞胺層、硅膠層或環(huán)氧樹脂層中的一種。

優(yōu)選地，所述重新布線層包括：

位于所述塑封層及芯片結(jié)構(gòu)上表面的第一絕緣層，所述第一絕緣層上設(shè)有暴露出所述接觸焊盤的開口；

位于所述第一絕緣層及接觸焊盤上表面的金屬層；以及

位于所述第一絕緣層及金屬層上表面的第二絕緣層，所述第二絕緣層上設(shè)有暴露出所述金屬層的開口。

優(yōu)選地，所述重新布線層包括：

位于所述塑封層及芯片結(jié)構(gòu)上表面、由交替的絕緣層和金屬層構(gòu)成的疊層結(jié)構(gòu)，所述疊層結(jié)構(gòu)的頂層為絕緣層，且所述疊層結(jié)構(gòu)的第一層金屬層與所述接觸焊盤進(jìn)行電連接，相鄰兩層金屬層通過貫穿相應(yīng)絕緣層的金屬插栓進(jìn)行電連接，其中，所述交替的次數(shù)為不小于2次。

優(yōu)選地，所述焊球凸塊包括位于所述重新布線層上表面的金屬柱，及位于所述金屬柱上表面的焊球。

本發(fā)明還提供一種扇出型晶圓級(jí)封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，所述制備方法包括：

1)提供一載體，于所述載體的上表面形成一粘合層；

2)在所述粘合層上表面形成一散熱層；

3)在所述散熱層上表面形成一接合材料，并對(duì)所述接合材料進(jìn)行光刻，以形成接合層；