封装方法及封装结构技术

一种封装方法及封装结构，封装方法包括：提供基板以及键合于基板上的芯片；在基板上形成覆盖芯片的封装层，封装层包括多层子封装层，且沿基板指向芯片的方向上，子封装层的材料的热膨胀系数逐渐减小。本发明专利技术的封装层包括多层子封装层，且沿基板指向芯片的方向上，子封装层的材料的热膨胀系数逐渐减小，也就是说，靠近芯片的子封装层的材料的热膨胀系数较大，芯片不易发生碎裂，相应的，远离芯片的子封装层的材料的热膨胀系数较小，这有利于降低基板的翘曲度；因此，通过使子封装层的材料的热膨胀系数沿基板指向芯片的方向上逐渐减小，能够在降低芯片发生碎裂的概率的时，降低基板的翘曲度，从而提高封装可靠性。

【技术实现步骤摘要】
封装方法及封装结构
本专利技术实施例涉及半导体制造领域，尤其涉及一种封装方法及封装结构。
技术介绍
随着超大规模集成电路的发展趋势，集成电路特征尺寸持续减小，人们对集成电路的封装技术的要求相应也不断提高。其中，系统级封装(SysteminPackage，SIP)是将多个具有不同功能的有源元件、无源元件、微机电系统(MEMS)、光学元件等其他元件，组合到一个单元中，形成一个可提供多种功能的系统或子系统，允许异质IC集成。相比于系统级芯片(SystemonChip，SoC)，系统级封装的集成相对简单，设计周期和面市周期更短，成本较低，可以实现更复杂的系统，是一种较为普遍的封装技术。目前，为了满足集成电路封装的更低成本、更可靠、更快及更高密度的目标，先进的封装方法主要采用晶圆级封装(WaferLevelPackage，WLP)，晶圆级封装是在晶圆(Wafer)上完成封装制程，与传统的系统级封装相比，晶圆级封装具有大幅减小封装结构的面积、降低制造成本、优化电性能、批次制造等优势，可明显的降低工作量与设备的需求。其中，模塑(molding)工艺是晶圆级封装的关键步骤，通过模塑工艺以实现对芯片及内部的密封保护。
技术实现思路
本专利技术实施例解决的问题是提供一种封装方法及封装结构，提高封装可靠性。为解决上述问题，本专利技术实施例提供一种封装方法，包括：提供基板以及键合于所述基板上的芯片；在所述基板上形成覆盖所述芯片的封装层，所述封装层包括多层子封装层，且沿所述基板指向所述芯片的方向上，所述子封装层的材料的热膨胀系数逐渐减小。可选的，最远离所述芯片的所述子封装层为顶部子封装层，剩余的所述子封装层为底部子封装层；进行至少一次塑封制程形成所述底部子封装层，所述塑封制程的步骤包括：形成覆盖所述芯片的初始子封装层；沿垂直于所述初始子封装层的侧壁方向，对所述初始子封装层的侧壁进行减薄处理，所述减薄处理后的剩余所述初始子封装层作为底部子封装层。可选的，形成所述子封装层的工艺包括热压合工艺。可选的，所述热压合工艺为热压成型工艺或热压贴附工艺。可选的，对所述初始子封装层的侧壁进行减薄处理的步骤包括：研磨所述初始子封装层的侧壁。可选的，对所述初始子封装层的侧壁进行减薄处理的步骤中，对所述初始子封装层的侧壁的去除量为0.5毫米至6毫米。可选的，形成所述封装层的步骤中，最靠近所述芯片的所述子封装层顶面至所述芯片顶面的距离至少为50微米。可选的，形成所述封装层的步骤中，所述子封装层的层数为两层。可选的，所述子封装层包括第一子封装层以及覆盖所述第一子封装层的第二子封装层，所述第一子封装层的材料的热膨胀系数为9×10-6/℃至16×10-6/℃，所述第二子封装层的材料的热膨胀系数为6×10-6/℃至9×10-6/℃。可选的，所述子封装层的材料均为环氧塑封料。可选的，所述子封装层包括第一子封装层以及覆盖所述第一子封装层的第二子封装层，所述环氧塑封料包含填料，且所述第一子封装层中填料的质量百分比小于所述第二子封装层中填料的质量百分比；在所述第一子封装层中，所述填料的质量百分比为30％至85％；在所述第二子封装层中，所述填料的质量百分比为60％至90％。可选的，所述基板为器件晶圆、载体晶圆或面板。相应的，本专利技术实施例还提供一种封装结构，包括：基板；芯片，键合于所述基板上；封装层，位于所述基板上且覆盖所述芯片，所述封装层包括多层子封装层，且沿所述基板指向所述芯片的方向上，所述子封装层的材料的热膨胀系数逐渐减小。可选的，最远离所述芯片的所述子封装层为顶部子封装层，剩余的所述子封装层为底部子封装层；每一层所述底部子封装层中，所述底部子封装层侧壁至相邻芯片侧壁的距离小于所述底部子封装层顶部至所述芯片顶部的距离。可选的，最靠近所述芯片的所述子封装层顶面至所述芯片顶面的距离至少为50微米。可选的，所述子封装层的层数为两层。可选的，所述子封装层包括第一子封装层以及覆盖所述第一子封装层的第二子封装层，所述第一子封装层的材料的热膨胀系数为9×10-6/℃至16×10-6/℃，所述第二子封装层的材料的热膨胀系数为6×10-6/℃至9×10-6/℃。可选的，所述子封装层的材料均为环氧塑封料。可选的，所述子封装层包括第一子封装层以及覆盖所述第一子封装层的第二子封装层，所述环氧塑封料包含填料，且所述第一子封装层中填料的质量百分比小于所述第二子封装层中填料的质量百分比；在所述第一子封装层中，所述填料的质量百分比为30％至85％；在所述第二子封装层中，所述填料的质量百分比为60％至90％。可选的，所述基板为器件晶圆、载体晶圆或面板。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下优点：本专利技术实施例提供的封装方法中，在所述基板上形成覆盖芯片(chip)的封装层，所述封装层包括多层子封装层，且沿所述基板指向所述芯片的方向上，所述子封装层的材料的热膨胀系数逐渐减小；其中，子封装层的材料的热膨胀系数越小，子封装层的材料的硬度就越大，因此，在靠近所述芯片的子封装层的形成过程中，所述子封装层所采用的材料的热膨胀系数较大(即硬度较小)，在形成所述硬度较小的子封装层的过程中，所述芯片不易发生碎裂(crack)，在远离所述芯片的子封装层的形成过程中，所述子封装层所采用的材料的热膨胀系数较小(即硬度较大)，这有利于降低所述基板的翘曲度；综上，通过使所述子封装层的材料的热膨胀系数沿所述基板指向所述芯片的方向上逐渐减小，能够在降低芯片发生碎裂的概率的同时，降低所述基板的翘曲度，从而提高封装可靠性。附图说明图1至图2是一种封装方法中各步骤对应的结构示意图；图3至图7是本专利技术封装方法一实施例中各步骤对应的结构示意图。具体实施方式在目前的封装制程中，封装可靠性仍有待提高。现结合作用封装方法分析封装可靠性仍有待提高的原因。图1至图2是一种封装方法中各步骤对应的结构示意图。参考图1，提供基板(例如：器件晶圆)10以及键合于所述基板10上的多个芯片20。其中，所述芯片20通过永久键合层30键合于所述基板10上。参考图2，在所述基板10上形成覆盖所述芯片20的封装层40。目前，封装层40通常为单层结构，且封装层40的材料通常为环氧塑封料(EMC)。环氧塑封料的硬度是可调的，且环氧塑封料的硬度越大，环氧塑封料的热膨胀系数则越小。当环氧塑封料的硬度过小(即热膨胀系数过大)时，环氧塑封料的流动性较好，但是，所述封装层40与基板10的材料之间容易出现热膨胀系数不匹配的问题，从而导致在所述基板10上形成所述封装层40后，所述基板10的翘曲度较高。所述基板10的翘曲度过大时，机台无法正常抓取所述基板10，从而影响后续封装工艺的正常流片，而且，在进行光刻工艺时，在所述基板10的中心区域和边缘区域的曝光均一性较差，此外，所述基板10的内应力较大，所述基板10发生碎裂和破片的风险相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封装方法，其特征在于，包括：/n提供基板以及键合于所述基板上的芯片；/n在所述基板上形成覆盖所述芯片的封装层，所述封装层包括多层子封装层，且沿所述基板指向所述芯片的方向上，所述子封装层的材料的热膨胀系数逐渐减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种封装方法，其特征在于，包括：
提供基板以及键合于所述基板上的芯片；
在所述基板上形成覆盖所述芯片的封装层，所述封装层包括多层子封装层，且沿所述基板指向所述芯片的方向上，所述子封装层的材料的热膨胀系数逐渐减小。


2.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，最远离所述芯片的所述子封装层为顶部子封装层，剩余的所述子封装层为底部子封装层；
进行至少一次塑封制程形成所述底部子封装层，所述塑封制程的步骤包括：形成覆盖所述芯片的初始子封装层；沿垂直于所述初始子封装层的侧壁方向，对所述初始子封装层的侧壁进行减薄处理，所述减薄处理后的剩余所述初始子封装层作为底部子封装层。


3.如权利要求1或2所述的封装方法，其特征在于，形成所述子封装层的工艺包括热压合工艺。


4.如权利要求3所述的封装方法，其特征在于，所述热压合工艺为热压成型工艺或热压贴附工艺。


5.如权利要求2所述的封装方法，其特征在于，对所述初始子封装层的侧壁进行减薄处理的步骤包括：研磨所述初始子封装层的侧壁。


6.如权利要求2所述的封装方法，其特征在于，对所述初始子封装层的侧壁进行减薄处理的步骤中，对所述初始子封装层的侧壁的去除量为0.5毫米至6毫米。


7.如权利要求1或2所述的封装方法，其特征在于，形成所述封装层的步骤中，最靠近所述芯片的所述子封装层顶面至所述芯片顶面的距离至少为50微米。


8.如权利要求1或2所述的封装方法，其特征在于，形成所述封装层的步骤中，所述子封装层的层数为两层。


9.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于，所述子封装层包括第一子封装层以及覆盖所述第一子封装层的第二子封装层，所述第一子封装层的材料的热膨胀系数为9×10-6/℃至16×10-6/℃，所述第二子封装层的材料的热膨胀系数为6×10-6/℃至9×10-6/℃。


10.如权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述子封装层的材料均为环氧塑封料。


11.如权利要求10所述的封装方法，其特征在于，所述子封装层包括第一子封装层以及覆盖所述第一子封装层的第二子封装层，所述环氧塑封料...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，石虎，刘孟彬，张树金，王敬平，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：上海;31