[發(fā)明專利]一種大尺寸扇出封裝結(jié)構(gòu)及方法

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• 申請日: 2019-02-13
• 公開（公告）號: CN109860126A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宗小雪;蘇梅英;周云燕;曹立強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/485;H01L21/56
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍

本發(fā)明提供一種大尺寸扇出封裝結(jié)構(gòu)及方法，所述封裝結(jié)構(gòu)包括：第一塑封層；設(shè)置在第一塑封層內(nèi)的芯片，并且第一塑封層覆蓋于芯片的第一面及側(cè)面；設(shè)置在芯片的第二面且電連接至芯片焊盤的再布線層；位于再布線層且設(shè)置有暴露再布線層開口的保護(hù)膜層；在保護(hù)膜層的開口上且通過再布線層與芯片焊盤形成電連接的凸點(diǎn)下金屬層；位于凸點(diǎn)下金屬層上的焊球；設(shè)置于所述焊球周圍的第二塑封層；其中，第二塑封層的高度不超過焊球的高度且覆蓋于焊球的部分表面。本發(fā)明通過在封裝結(jié)構(gòu)的上下兩面上均塑封形成塑封層以平衡塑封材料與芯片以及再布線層之間熱膨脹系數(shù)不匹配的影響，進(jìn)而降低封裝結(jié)構(gòu)的翹曲；同時(shí)能夠在保證封裝結(jié)構(gòu)的性能上不增加結(jié)構(gòu)的厚度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大尺寸扇出封裝結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)

扇出型封裝是一種I/O數(shù)較多、靈活性好的先進(jìn)封裝工藝。隨著電子產(chǎn)品向小型化、高集成化、低成本方向發(fā)展，大尺寸扇出芯片封裝得以發(fā)展并被廣泛應(yīng)用。如圖1所示，扇出封裝技術(shù)的具體實(shí)施方式包括將芯片轉(zhuǎn)移到載板，通過塑封將芯片嵌入塑封料形成重構(gòu)有芯封裝基板，再通過布線層和保護(hù)膜層制作、植球等方式完成芯片的封裝。該封裝技術(shù)具有多芯片、超薄等優(yōu)點(diǎn)。但上述大尺寸芯片封裝結(jié)構(gòu)中的硅、塑封材料以及金屬材料之間的熱膨脹系數(shù)不匹配，此外，在加工工藝中由于模塑料固化收縮的影響，封裝結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生各種應(yīng)力，造成封裝表面翹曲，翹曲會影響后續(xù)組裝工藝。較大的翹曲還會造成再布線層分層等問題，對器件的應(yīng)用帶來一系列可靠性問題。

現(xiàn)有技術(shù)中，通常會在封裝結(jié)構(gòu)背面沉積背膜，通過所述背膜對封裝結(jié)構(gòu)的背面施加應(yīng)力，以改善封裝結(jié)構(gòu)的翹曲。但是背膜的使用會增加封裝結(jié)構(gòu)的厚度，并且在調(diào)整較大的翹曲時(shí)，需要通過背膜施加較大的應(yīng)力，這就需要形成厚度較大的背膜，但較厚的背膜其脫落風(fēng)險(xiǎn)也會提高，同時(shí)還導(dǎo)致制備工藝更加復(fù)雜等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的大尺寸扇出封裝結(jié)構(gòu)及方法，能夠通過在扇出封裝結(jié)構(gòu)的上下兩面上均塑封形成塑封層以平衡塑封材料與芯片以及再布線層之間熱膨脹系數(shù)不匹配的影響，進(jìn)而降低封裝結(jié)構(gòu)的翹曲；與現(xiàn)有技術(shù)所采用的沉積背膜結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明還能夠在保證封裝結(jié)構(gòu)的性能上，不增加封裝結(jié)構(gòu)的厚度。

第一方面，本發(fā)明提供一種大尺寸扇出封裝結(jié)構(gòu)，包括：

第一塑封層；

設(shè)置在所述第一塑封層內(nèi)的芯片，并且所述第一塑封層覆蓋于所述芯片的第一面及側(cè)面；

設(shè)置在所述芯片的第二面且電連接至芯片焊盤的再布線層，其中，所述芯片第二面與第一面相對；

位于再布線層且設(shè)置有暴露再布線層開口的保護(hù)膜層；

在所述保護(hù)膜層的開口上且通過再布線層與芯片焊盤形成電連接的凸點(diǎn)下金屬層；

位于凸點(diǎn)下金屬層上的焊球；

設(shè)置于所述焊球周圍的第二塑封層；其中，所述第二塑封層的高度不超過焊球的高度且覆蓋于焊球的部分表面。

可選地，所述第一塑封層與第二塑封層材料對應(yīng)材料為環(huán)氧樹脂、或環(huán)氧有機(jī)硅雜物、或有機(jī)硅。

可選地，所述第二塑封層各處對應(yīng)高度設(shè)置為一致或不一致，且所述第二塑封層各處對應(yīng)高度不超過焊球的高度。

可選地，所述焊球包括金焊球、銅焊球、錫銀焊球、錫銀銅焊球、錫鉛焊球、銅柱中一種或者任意組合；

其中，所述焊球通過電鍍、或植球、或回流焊加工形成。

可選地，所述再布線層包括一層或多層。

第二方面，本發(fā)明提供一種大尺寸扇出封裝方法，包括：

在第一載板上貼裝芯片；