一种多层堆叠扇出型封装结构及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多层堆叠扇出型封装结构及制备方法，包括以下步骤：（1）在承载片上覆盖临时键合薄膜，制作第一种子层和金属柱；（2）去掉露出的第一种子层，将第一芯片贴在临时键合薄膜上，并覆盖第一绝缘树脂，金属柱的顶部露出第一绝缘树脂；（3）在第一芯片背面倒扣第二芯片，第二芯片的导电体与金属柱顶部融合；在第二芯片周围填充第二绝缘树脂；（4）去除承载片、临时键合薄膜和第一种子层，在第一芯片正面制作第三绝缘树脂和第二种子层；（5）在第二种子层上面形成导电线路，导电线路上面制作第四绝缘树脂；（6）制作金属球。本发明专利技术能够降低制作成本，提高芯片的对准精度，降低了封装产品的高度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于半导体封装

技术介绍
随着电子产品多功能化和小型化的潮流，高密度微电子组装技术在新一代电子产品上逐渐成为主流。为了配合新一代电子产品的发展，尤其是智能手机、掌上电脑、超级本等产品的发展，芯片的尺寸向密度更高、速度更快、尺寸更小、成本更低等方向发展。扇出型方片级封装技术(Fanout Panel Level Package，F0PLP)的出现，作为扇出型晶圆级封装技术(Fanout Wafer Level Package，F0WLP)的升级技术，拥有更广阔的发展前景。智能手机、智能穿戴、物联网、人体芯片等科技的飞速发展，引领芯片封装技术朝小型化、高密度化、三维化等趋势发展。高度度三维封装芯片技术成为芯片封装的热门技术。如图1所示，台积电的专利申请US2015206866A1公开的结构10a为包含逻辑芯片112a，导电柱子108a，填充材料114a的扇出型封装芯片。结构300a为含有记忆芯片的封装芯片。结构10a和结构300a通过PoP(Package on Package)的方式封装在一起。结构10a先在Carrier(承载片)上形成导电柱子108a，然后贴装芯片112a，在导电柱子108a和芯片112a之间填充树脂114a。导电柱子108a、芯片112a、树脂114a三者大致在一个平面上。然后再做导电线路等结构。最后，通过贴装的方式将结构300a贴装到结构10a上。如图2所示，华天的专利申请CN104538375A公开的结构50b为扇出型封装芯片结构，60b为Wire Bonding(引线键合)芯片结构。50b部分的制作方法为使用刻蚀、电镀的方法制作导电体2b，然后放置芯片3b，芯片3b的正面与导电体的上表面平齐，在芯片3b上表面制作RDL等结构。芯片下表面使用磨平等方法露出。在芯片下表面制作UBM(Under BumpMetal)结构，并在下表面贴装芯片60b。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有半导体封装中存在的多层堆叠扇出型封装结构和制备工艺较为复杂，以及加工成本高昂等问题，提出了本专利技术。本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供，降低制作成本，提高芯片的对准精度，降低了封装产品的高度。按照本专利技术提供的技术方案，所述多层堆叠扇出型封装结构的制备方法，包括以下步骤: (I)承载片作为基底材料，在承载片上覆盖临时键合薄膜； (2)在临时键合薄膜上面形成第一种子层，在第一种子层上面形成金属柱； (3)去掉露出的第一种子层，将第一芯片的焊盘一面贴在临时键合薄膜上，在第一芯片周围填充第一绝缘树脂;所述第一绝缘树脂将临时键合薄膜和第一芯片包裹住，金属柱的顶部露出； (4)在第一芯片背面倒扣第二芯片，第二芯片的导电体与金属柱顶部融合;在第二芯片周围填充第二绝缘树脂； (5)去除承载片、临时键合薄膜和第一种子层，露出第一芯片和金属柱;在第一芯片正面涂覆第三绝缘树脂，在第三绝缘树脂表面开口，露出金属柱和第一芯片的焊盘;在金属柱和焊盘表面形成第二种子层； (6)在第二种子层上面形成导电线路，导电线路分别与金属柱和第一芯片的焊盘连接；在导电线路上面覆盖第四绝缘树脂，第四绝缘树脂将导电线路和第三绝缘树脂覆盖，在第四绝缘树脂表面形成开口，露出导电线路； (7)在第四绝缘树脂的开口处形成金属球，金属球分别与第一芯片的焊盘和金属柱导通。进一步的，所述承载片为硅、二氧化硅、陶瓷、玻璃、金属、合金或有机材料的片体，或者为能够加热和控温的平板装置。进一步的，所述临时键合薄膜为热塑或热固型有机材料、或者为含有Cu、N1、Cr或Co的无机材料。进一步的，所述金属柱为金属材质，金属柱的顶部材料为含锡金属，或者通过高温、激光、UV或压合工艺成球的金属。进一步的，所述金属柱为金、银、铜、锡、钛、镍、镁、铋、钯、镍、铬、铁、铟中的一种或多种金属或合金。进一步的，所述第三绝缘树脂和第四绝缘树脂为感光树脂或能够通过干法刻蚀工艺形成图形的树脂。进一步的，所述第三绝缘树脂为聚酰亚胺、感光型环氧树脂、阻焊油墨、绿漆、干膜、感光型增层材料、BCB(双苯环丁烯树脂)或ΡΒ0(苯基苯并二恶唑树脂)。进一步的，所述第四绝缘树脂为聚酰亚胺、感光型环氧树脂、阻焊油墨、绿漆、干膜、感光型增层材料、BCB(双苯环丁烯树脂)或ΡΒ0(苯基苯并二恶唑树脂)。所述多层堆叠扇出型封装结构，包括第一芯片和第二芯片，第一芯片塑封于第一绝缘树脂中，第二芯片塑封于第二绝缘树脂中，第二芯片正面带有导电体;在所述第一绝缘树脂中设有金属柱，金属柱的两端分别位于第一绝缘树脂的正面和背面，第二芯片正面的导电体与金属柱连接;所述第一芯片正面的焊盘与第一绝缘树脂的表面平齐，在第一绝缘树脂的正面覆盖第三绝缘树脂，第三绝缘树脂上设有露出金属柱和焊盘的开口，在第三绝缘树脂上设有第二种子层和导电线路，导电线路分别与金属柱和焊盘连接;在所述第三绝缘树脂表面覆盖第四绝缘树脂，第四绝缘树脂设有露出导电线路的开口，在开口处设置金属球。进一步的，所述第二芯片的导电体与金属柱的端部融合成球体。本专利技术具有以下优点: (I)金属柱制作方式和露出方式简单，金属柱可以使用电镀、植球等工艺制作，可以一次形成几万到几百万颗金属柱，制作工艺和制作成本均可以大幅度降低。(2)金属柱的露出方式使用Film Assisted Molding(膜压露头)工艺露出，且露出部位可以直接成球，省略了传统UBM(Under Bump Metal)的高昂成本。(3)本专利技术所述工艺中省略了封装基板，有利于工艺步骤的减少和成本的降低。(4)本专利技术结构简单，由于省略了封装基板产品结构复杂程度降低。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它的附图。其中: 图1为现有技术中台积电专利申请的结构示意图。图2为现有技术中华天专利申请的结构示意图。图3-1?图3-7为本专利技术制备过程的示意图。其中: 图3-1为在承载片上覆盖临时键合薄膜的示意图。图3-2为制作第一种子层和金属柱的示意图。图3-3为贴装第一芯片、制作第一绝缘树脂的示意图。图3-4为在第一芯片背面倒装第二芯片、制作第二绝缘树脂的示意图。图3-5为制作第三绝缘树脂和第二种子层的示意图。图3-6为制作导电线路、第四绝缘树脂的示意图。图3-7为制作金属球的示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层堆叠扇出型封装结构的制备方法，其特征是，包括以下步骤：（1）承载片（101）作为基底材料，在承载片（101）上覆盖临时键合薄膜（102）；（2）在临时键合薄膜（102）上面形成第一种子层（103），在第一种子层（103）上面形成金属柱（104）；（3）去掉露出的第一种子层（103），将第一芯片（105）的焊盘（106）一面贴在临时键合薄膜（102）上，在第一芯片（105）周围填充第一绝缘树脂（107）；所述第一绝缘树脂（107）将临时键合薄膜（102）和第一芯片（105）包裹住，金属柱（104）的顶部露出；（4）在第一芯片（105）背面倒扣第二芯片（1051），第二芯片（1051）的导电体（108）与金属柱（104）顶部融合；在第二芯片（1051）周围填充第二绝缘树脂（1071）；（5）去除承载片（101）、临时键合薄膜（102）和第一种子层（103），露出第一芯片（105）和金属柱（104）；在第一芯片（105）正面涂覆第三绝缘树脂（109），在第三绝缘树脂（109）表面开口，露出金属柱（104）和第一芯片（105）的焊盘（106）；在金属柱（104）和焊盘（106）表面形成第二种子层（110）；（6）在第二种子层（110）上面形成导电线路（111），导电线路（111）分别与金属柱（104）和第一芯片（105）的焊盘（106）连接；在导电线路（111）上面覆盖第四绝缘树脂（112），第四绝缘树脂（112）将导电线路（111）和第三绝缘树脂（109）覆盖，在第四绝缘树脂（112）表面形成开口，露出导电线路（111）；（7）在第四绝缘树脂（112）的开口处形成金属球（113），金属球（113）分别与第一芯片（105）的焊盘（106）和金属柱（104）导通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈峰，张文奇，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32