一种双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构技术

本发明专利技术提供一种双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构，其中，封装方法至少包括如下步骤：提供一载体，于所述载体上形成至少两个第一焊盘；于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；于所述重新布线层的上表面附着第一裸片和第二裸片；于所述重新布线层的上表面形成包裹所述第一裸片和所述第二裸片的具有至少两个通孔的第一塑封层；于所述第一塑封层上形成电极凸块和钝化层；去除所述载体，以暴露所述第一焊盘的下表面；于所述第一焊盘的下表面附着第三裸片；于所述重新布线层的下表面形成包裹所述第三裸片的第二塑封层；于所述电极凸块上形成焊料球。本发明专利技术可以应用于不断增加厚度的塑封层中，对封装裸片的厚度无限制。

Double sided fan out type wafer level packaging method and packaging structure

The invention provides a double type fan out wafer level packaging method and packaging structure, the packaging method comprises the following steps: providing a carrier, the formation of at least two of the first pads on the carriers; in the vector is formed on the upper surface covering the first pad surface and the side wall of the re in the re wiring layer; a wiring layer attached to the upper surface of the first die and the second die; in the re wiring layer is formed on the upper surface of the package of the first die and the second die has at least two holes of the first plastic seal; forming electrode bumps and passivation layer on the the first plastic layer; removing the carrier, with lower surface exposure of the first pad; on the first pad under attached to the surface of the third die; on the re wiring layer formed on the surface of the package under the third die second A solder ball is formed on the electrode lug. The invention can be applied to the plastic sealing layer with increasing thickness, without limiting the thickness of the encapsulated bare sheet.

【技术实现步骤摘要】
一种双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构
本专利技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构。
技术介绍
扇出型晶圆级封装(Fan-outwaferlevelpackage，FOWLP)是一种晶圆级加工的嵌入式芯片封装方法，是目前一种输入/输出端口(I/O)较多、集成灵活性较好的先进封装方法之一。扇出型晶圆级封装相较于常规的晶圆级封装具有其独特的优点：①I/O间距灵活，不依赖于芯片尺寸；②只使用有效裸片(die)，产品良率提高；③具有灵活的3D封装路径，即可以在顶部形成任意阵列的图形；④具有较好的电性能及热性能；⑤高频应用；⑥容易在重新布线层(RDL)中实现高密度布线。双面扇出型晶圆级封装技术能够将多个裸片同时封装于同一个基底的两个表面上，可以大大提高器件的集成度，降低成本。目前，扇出型晶圆级封装工艺在3D封装领域面临着巨大的挑战，主要在于形成通孔的塑封层厚度越来越厚(大于500μm)。现有的扇出型晶圆级封装方法一般为：提供载体，在载体表面形成粘合层；将半导体芯片正面朝上贴装于粘合层表面；涂布介电层；光刻、电镀出重新布线层(RedistributionLayers，RDL)；采用注塑工艺将半导体芯片塑封于塑封材料层中；塑封研磨、开通孔；填充通孔；光刻、电镀出球下金属化层；进行植球回流，形成焊球阵列；移除载体。其中，在填充通孔时，传统方法有两种，一种是溅射种子层并进行电镀，另一种是焊料球滴落；然而，这两种方法仅在塑封层的厚度小于250μm时才适用，随着封装裸片厚度的增加，塑封层的厚度也在增加(大于500μm)，电镀和焊料球滴落的方法均不可用。因此，如何解决上述问题，提供一种步骤简单、低成本、且有效提高集成度和成品率的双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构，用于解决现有技术中随着封装裸片厚度增加，塑封层厚度也增加，而导致的现有方法不适用于填充厚度较厚的通孔的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种双面扇出型晶圆级封装方法，其中，所述双面扇出型晶圆级封装方法至少包括如下步骤：提供一载体，于所述载体上形成至少两个第一焊盘；于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；于所述重新布线层的上表面附着第一裸片和第二裸片，且所述第一裸片和所述第二裸片分别与所述重新布线层实现电性连接；于所述重新布线层的上表面形成包裹所述第一裸片和所述第二裸片的具有至少两个通孔的第一塑封层；于所述第一塑封层上形成电极凸块和钝化层，其中，所述电极凸块的一部分位于所述通孔内，另一部分位于所述钝化层内；去除所述载体，以暴露所述第一焊盘的下表面；于所述第一焊盘的下表面附着第三裸片，且所述第三裸片通过所述第一焊盘实现与所述重新布线层的电性连接；于所述重新布线层的下表面形成包裹所述第三裸片的第二塑封层；于所述电极凸块上形成焊料球。优选地，于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层，具体方法为：于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的介电层；于所述介电层内形成能够与所述第一焊盘实现电性连接的金属布线层，其中，所述金属布线层为单层金属层或多层金属层；于所述介电层的上表面形成能够与所述金属布线层实现电性连接的多个第二焊盘，最终得到所述重新布线层；其中，所述第一裸片和所述第二裸片分别附着于所述第二焊盘的上表面，且通过所述第二焊盘实现与所述重新布线层的电性连接。优选地，所述介电层采用低k介电材料。优选地，所述金属布线层采用铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种以上的组合材料。优选地，所述电极凸块至少包括底面带有辅助焊料球的金属销、覆盖于所述金属销顶面的下金属化层；于所述第一塑封层上形成电极凸块和钝化层，具体方法为：于所述第一塑封层的通孔内插入底部带有辅助焊料球的金属销，以使所述金属销通过所述辅助焊料球附着于所述重新布线层上，同时使所述金属销的顶面与所述通孔的顶面平齐，且所述金属销与所述重新布线层实现电性连接；于所述第一塑封层的上表面形成覆盖所述金属销顶面的钝化层；于所述钝化层上形成开口，以暴露所述金属销的顶面；于所述开口中形成覆盖所述金属销顶面的下金属化层，最终得到所述电极凸块。优选地，所述第一塑封层和所述第二塑封层采用聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种固化材料。优选地，所述载体采用硅、玻璃、氧化硅、陶瓷、聚合物以及金属中的一种材料或两种以上的复合材料。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种双面扇出型晶圆级封装结构，其中，所述双面扇出型晶圆级封装结构至少包括：至少两个第一焊盘；覆盖于所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；附着于所述重新布线层上表面的第一裸片和第二裸片，且所述第一裸片和所述第二裸片分别与所述重新布线层实现电性连接；形成于所述重新布线层上表面的包裹所述第一裸片和所述第二裸片的具有至少两个通孔的第一塑封层；形成于所述第一塑封层上的电极凸块和钝化层，其中，所述电极凸块的一部分位于所述通孔内，另一部分位于所述钝化层内；附着于所述第一焊盘下表面的第三裸片，且所述第三裸片通过所述第一焊盘实现与所述重新布线层的电性连接；形成于所述重新布线层下表面的包裹所述第三裸片的第二塑封层；以及形成于所述电极凸块上的焊料球。优选地，所述重新布线层至少包括：覆盖于所述第一焊盘上表面和侧壁的介电层；形成于所述介电层内的能够与所述第一焊盘实现电性连接的金属布线层，其中，所述金属布线层为单层金属层或多层金属层；形成于所述介电层上表面的能够与所述金属布线层实现电性连接的多个第二焊盘，最终得到所述重新布线层；其中，所述第一裸片和所述第二裸片分别附着于所述第二焊盘的上表面，且通过所述第二焊盘实现与所述重新布线层的电性连接。优选地，所述介电层采用低k介电材料。优选地，所述金属布线层采用铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种以上的组合材料。优选地，所述电极凸块至少包括：底面带有辅助焊料球的金属销；以及覆盖于所述金属销顶面的下金属化层。优选地，所述第一塑封层和所述第二塑封层采用聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种固化材料。如上所述，本专利技术的双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构，具有以下有益效果：本专利技术相对于现有技术的通孔填充工艺，可以应用于不断增加厚度(尤其是大于500μm)的塑封层中，对封装裸片的厚度无需进行限制。并且，本专利技术的方法更易制备，有利于简化工艺流程，降低成本，提高封装效率，提高集成度和成品率。并且，本专利技术的结构可以实现不断增加厚度(尤其是大于500μm)的塑封层上通孔的填充，从而可以实现更稳定的电连接，同时具有良好的封装效果，在半导体封装领域具有广泛的应用前景。附图说明图1显示为本专利技术第一实施方式的双面扇出型晶圆级封装方法的流程示意图。图2～图13显示为本专利技术第一实施方式的双面扇出型晶圆级封装方法各步骤所呈现的结构示意图；图13还显示为本专利技术第二实施方式的双面扇出型晶圆级封装结构示意图。元件标号说明100载体101第一焊盘200重新布线层201金属布线层202第二焊盘300第一裸片400第二裸片500第一塑封层501通孔502电极凸块5021金属销5022辅助焊料球502本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面扇出型晶圆级封装方法，其特征在于，所述双面扇出型晶圆级封装方法至少包括如下步骤：提供一载体，于所述载体上形成至少两个第一焊盘；于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；于所述重新布线层的上表面附着第一裸片和第二裸片，且所述第一裸片和所述第二裸片分别与所述重新布线层实现电性连接；于所述重新布线层的上表面形成包裹所述第一裸片和所述第二裸片的具有至少两个通孔的第一塑封层；于所述第一塑封层上形成电极凸块和钝化层，其中，所述电极凸块的一部分位于所述通孔内，另一部分位于所述钝化层内；去除所述载体，以暴露所述第一焊盘的下表面；于所述第一焊盘的下表面附着第三裸片，且所述第三裸片通过所述第一焊盘实现与所述重新布线层的电性连接；于所述重新布线层的下表面形成包裹所述第三裸片的第二塑封层；于所述电极凸块上形成焊料球。

【技术特征摘要】
1.一种双面扇出型晶圆级封装方法，其特征在于，所述双面扇出型晶圆级封装方法至少包括如下步骤：提供一载体，于所述载体上形成至少两个第一焊盘；于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；于所述重新布线层的上表面附着第一裸片和第二裸片，且所述第一裸片和所述第二裸片分别与所述重新布线层实现电性连接；于所述重新布线层的上表面形成包裹所述第一裸片和所述第二裸片的具有至少两个通孔的第一塑封层；于所述第一塑封层上形成电极凸块和钝化层，其中，所述电极凸块的一部分位于所述通孔内，另一部分位于所述钝化层内；去除所述载体，以暴露所述第一焊盘的下表面；于所述第一焊盘的下表面附着第三裸片，且所述第三裸片通过所述第一焊盘实现与所述重新布线层的电性连接；于所述重新布线层的下表面形成包裹所述第三裸片的第二塑封层；于所述电极凸块上形成焊料球。2.根据权利要求1所述的双面扇出型晶圆级封装方法，其特征在于，于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层，具体方法为：于所述载体的上表面形成覆盖所述第一焊盘上表面和侧壁的介电层；于所述介电层内形成能够与所述第一焊盘实现电性连接的金属布线层，其中，所述金属布线层为单层金属层或多层金属层；于所述介电层的上表面形成能够与所述金属布线层实现电性连接的多个第二焊盘，最终得到所述重新布线层；其中，所述第一裸片和所述第二裸片分别附着于所述第二焊盘的上表面，且通过所述第二焊盘实现与所述重新布线层的电性连接。3.根据权利要求2所述的双面扇出型晶圆级封装方法，其特征在于，所述介电层采用低k介电材料。4.根据权利要求2所述的双面扇出型晶圆级封装方法，其特征在于，所述金属布线层采用铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种以上的组合材料。5.根据权利要求1所述的双面扇出型晶圆级封装方法，其特征在于，所述电极凸块至少包括底面带有辅助焊料球的金属销、覆盖于所述金属销顶面的下金属化层；于所述第一塑封层上形成电极凸块和钝化层，具体方法为：于所述第一塑封层的通孔内插入底部带有辅助焊料球的金属销，以使所述金属销通过所述辅助焊料球附着于所述重新布线层上，同时使所述金属销的顶面与所述通孔的顶面平齐，且所述金属销与所述重新布线层实现电性连接；于所述第一塑封层的上表面形成覆盖所述金属销顶面的钝化层；于所述钝化层上形成开口，以暴露所述金属销的顶面...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇月东，林正忠，何志宏，
申请(专利权)人：中芯长电半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32