封装结构的制作方法_3

文档序号:9378014阅读:来源:国知局
度与芯片201的厚度相同,所述塑封层204的厚度较薄,能够使所形成的封装结构的厚度尺寸较小。
[0090]在本实施例中,所述塑封层204的形成步骤包括:在所述载体200表面形成覆盖所述芯片201以及芯片201上的凸块221的初始塑封层;对所述初始塑封层进行抛光,直至暴露出所述凸块221的顶部表面为止,形成所述塑封层204。
[0091]所述塑封层204能够为感光干膜、非感光干膜或者塑封材料膜。
[0092]在一实施例中,所述塑封层204为感光干膜,所述初始塑封层的形成工艺为真空贴膜工艺。
[0093]在另一实施中,所述塑封层204的材料为塑封材料,所述塑封材料包括环氧树脂、聚酰亚胺树脂、苯并环丁烯树脂、聚苯并恶唑树脂、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚烯烃、聚醚砜、聚酰胺、聚亚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇或其他合适的聚合物材料。
[0094]所述初始塑封层的形成工艺包括注塑工艺(inject1n molding)、转塑工艺(transfer molding)或丝网印刷工艺。所述注塑工艺包括:提供模具;在所述模具中填充塑封材料,使所述塑封材料包覆所述芯片201和连接键203 ;对所述塑封材料进行升温固化,形成塑封层204。
[0095]在其他实施例中,所述塑封层204的材料也可以为其他绝缘材料。
[0096]后续在所述塑封层204表面形成与所述连接键203第二端232以及凸块221电连接的再布线层。在一实施例中,所述再布线层能够直接形成于所述塑封层204表面。在本实施例中,能够在所述塑封层204表面形成第一绝缘层之后,再于第一绝缘层表面形成再布线层;以下将结合附图进行说明。
[0097]请参考图10,在所述塑封层204表面形成第一绝缘层205,所述第一绝缘层205内具有分别暴露出所述连接键203第二端232的导电线230、以及芯片201功能区表面的若干第一通孔206。
[0098]所述第一绝缘层205用于保护所述塑封层204表面;所述第一绝缘层205内的第一通孔206用于使后续形成的再布线层能够与导电线230以及凸块221电连接。
[0099]所述第一绝缘层205的形成步骤包括:在所述塑封层204、连接键203和凸块221表面形成第一绝缘膜;对所述第一绝缘膜进行图形化,形成第一绝缘层205,且所述第一绝缘层205内具有第一通孔206。
[0100]在一实施例中,所述第一绝缘层205的材料为聚合物材料或无机绝缘材料;所述聚合物材料能够为绝缘树脂;所述无机绝缘材料能够为氧化娃、氮化娃、氮氧化娃中的一种或多种组合。
[0101]对所述第一绝缘膜进行图形化的工艺包括:采用涂布工艺和曝光显影工艺在第一绝缘膜表面形成图形化的光刻胶层;以所述光刻胶层刻蚀所述第一绝缘膜。
[0102]刻蚀所述第一绝缘膜的工艺为各向异性的干法刻蚀工艺;所述各向异性的干法刻蚀工艺的刻蚀气体包括CH4、CHF3, CH3F中的一种或多种,偏置功率大于100瓦,偏置电压大于10伏。
[0103]在另一实施例中,第一绝缘层205的材料为光刻胶,所述第一通孔206采用光刻工艺形成。
[0104]请参考图11,在所述第一通孔206 (如图10所示)内以及部分第一绝缘层205表面形成所述再布线层207,所述再布线层207与所述连接键203的第二端232以及凸块221
电连接。
[0105]所述的再布线层207的形成步骤包括:在所述第一通孔206内以及第一绝缘层205表面形成导电膜,所述导电膜填充满所述第一通孔206 ;平坦化所述导电膜;在平坦化工艺之后,在所述导电膜表面形成图形化层,所述图形化层覆盖部分导电膜;以所述图形化层为掩膜,刻蚀所述导电膜,直至暴露出第一绝缘层205表面为止;在刻蚀所述导电膜之后,去除所述图形化层。
[0106]所述导电膜的材料包括铜、钨、铝、钛、钽、氮化钛、氮化钽、银中的一种或多种;刻蚀所述导电膜的工艺为各向异性的干法刻蚀工艺或者湿法工艺;所述图形化层能够为图形化的光刻胶层,还能够为图形化的硬掩膜,所述硬掩膜的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或的多种;所述平坦化工艺能够为化学机械抛光工艺。
[0107]所述再布线层207能够为单层结构或多层结构,所述单层结构或多层结构的再布线层207用于实现特定的电路功能。在本实施例中,所述再布线层207为单层结构。在其它实施例中,所述再布线层能够为多层结构,且相邻两层布线层之间以绝缘层电隔离。
[0108]请参考图12,在所述再布线层207表面形成第二绝缘层208,所述第二绝缘层208内具有暴露出部分再布线层207的第二通孔280。
[0109]所述第二绝缘层208为阻焊层,所述第二绝缘层208用于保护层所述在布线层207,且所述第二绝缘层208内的第二通孔280用于定义后续形成的第一焊球的位置。
[0110]所述第二绝缘层208的形成步骤包括:在再布线层207和第一绝缘层205表面形成第二绝缘膜;对所述第二绝缘膜进行图形化,形成第二绝缘层208,且所述第二绝缘层208内具有所述第二通孔280。
[0111]在一实施例中,所述第二绝缘层208的材料为聚合物材料或无机绝缘材料;所述聚合物材料能够为绝缘树脂;所述无机绝缘材料能够为氧化娃、氮化娃、氮氧化娃中的一种或多种组合。
[0112]对所述第二绝缘膜进行图形化的工艺包括:采用涂布工艺和曝光显影工艺在第二绝缘膜表面形成图形化的光刻胶层;以所述光刻胶层刻蚀所述第一绝缘膜。
[0113]刻蚀所述第二绝缘膜的工艺为各向异性的干法刻蚀工艺;所述各向异性的干法刻蚀工艺的刻蚀气体包括CH4、CHF3, CH3F中的一种或多种,偏置功率大于100瓦,偏置电压大于10伏。
[0114]在另一实施例中,第二绝缘层208的材料为光刻胶,所述第二通孔208采用光刻工艺形成。
[0115]请参考图13,在所述第二通孔280(如图12所示)内形成所述第一焊球281。
[0116]所述第一焊球281的材料包括锡。所述第一焊球281的形成步骤包括:在所述第二通孔280底部的再布线层207表面印刷锡膏,再进行高温回流,在表面张力作用下,形成第一焊球281。
[0117]在另一实施例中,还能够先在所述二通孔280底部的电再布线层207表面印刷助焊剂和焊球颗粒,再高温回流形成第一焊球281。在其它实施例中,还能够在所述再布线层207上电镀锡柱,再高温回流形成第一焊球281。
[0118]在一实施例中,在所述再布线层207与所述第一焊球281之间,还能够具有球下金属结构(Under Ball Metal,简称UBM);所述球下金属结构能够包括单层金属层或多层重叠的金属层;所述单层金属层或多层金属层的材料包括铜、铝、镍、钴、钛、钽中的一种或多种组合。
[0119]请参考图14,在形成所述第一焊球281之后,去除所述载体200 (如图13所示),暴露出所述连接键203的第一端231。
[0120]在本实施例中,所述载体200表面全局覆盖粘结层,且所述粘结层的材料为UV胶,所述芯片201和连接键203通过所述粘结层与所述载体200固定,且所述塑封层204形成于所述粘结层表面。通过对所述粘结层进行紫外光照射,使粘结层的粘性降低;再将所述载体200自所述芯片201第一表面210、连接键203第一端231和塑封层204表面剥离,从而暴露出芯片201第一表面210和连接键203的第一端231。在剥离所述载体200之后,进行清洗工艺以去除残留的粘结层。
[0121 ] 在其它实施例中,还能够通过刻蚀工艺或化学机械抛光工艺去除所述载体200。
[0122]请参考图15,在去除所述载体200 (如图13所示)之后,在所述连接键203第一端231的导电线230表面形成第二焊球209。
[0123]形成所述第二焊球209之后,即实现所形成的封装结构的双面植球,所述封装结构的两侧表面均能够与其它封装体实现堆叠封装。
[0124]所述第二焊球209的材料包括锡。所述第二焊球209的形成步骤包括:在所述连接键203第一端231的导电线230表面印刷锡膏,再进行高温回流,在表面张力作用下,形成第二焊球209。
[0125]在另一实施例中,还能够先在所述连接键203第一端231的导电线230表面印刷助焊剂和焊球颗粒,再高温回流形成第二焊球209。在其它实施例中,还能够在所述连接键203第一端231的导电线230表面电镀锡柱,再高温回流形成第二焊球209。
[0126]在另一实施例中,请参考图16,在形成第二焊球209之后,还包括:提供封装体400,所述封装体400具有第三表面401,所述封装体400的第三表面401暴露出导电结构402 ;使所述芯片201的第一表面210和塑封层204表面与所述封装体400的第三表面401相对设置,并通过焊接工艺使所述第二焊球209与所述导电结构402相互连接。
[0127]所述封装体400内具有芯片或半导体器件,且所述芯片或半导体器件与所述导电结构402电连接。由于所述导电结构402通过第二焊球209和连接键203与芯片201电连接,从而能够实现封装体400内的芯片或半导体器件与所述芯片201电连接,以此形成堆叠芯片封装结构,并且所形成的是封装体堆叠结构(Package On Package,简称POP)。
[0128]综上,本实施例的形成方法中,在形成塑封层之前,在芯片周围的载体表面直接固定连接键。其中,所述连接键包括导电线,且所述连接键的第一端和第二端均暴露出导电线;由于将所述连接键的第一端固定与载体表面后,所述连接键的第二端能够高于或齐平于所述芯片的功能面,因此,在所述载体表面形成暴露出芯片功能区的塑封层之后,所述连接键的第二端也能够高于或齐平于所述塑封层表面,从而,所述导电线能够自所述塑封层表面贯穿至载体表面,以便后续芯片第一表面至第二表面的电连接。由于所述连接键直接固定于载体表面,避免了在塑封层内进行处理的步骤,能够使封装结构的形成方法简化。而且,所述连接键直接固定于载体表面,能够使所述连接键相对于所述芯片的位置更为精确且易于调控,不仅有利于保证所形成的封装结构的尺寸精确,而且有利于后续形成的再布线层与所述连接键的第二端实现电连接。因此,所述封装结构的形成方法工艺步骤简化、工艺成本降低、工艺难度降低,而且所形成的封装结构的尺寸更为精确,有利于缩小封装结构的尺寸。
[0129]相应的,本实施例还提供一种采用上述方法所形成的封装结构,请继续参考图15,包括:
[0130]塑封层204,所述塑封层204具有相对的第五表面和第六表面;
[0131]位于所述塑封层204内的芯片201,所述芯片201具有相对的第一表面210和第二表面220,所述芯片201的第二表面220包括功能区,所述芯片201的第一表面210与所述塑封层204的第五表面齐平;
[0132]贯穿所述塑封层204的连接键203,所述连接键203位于所述芯片201周围,所述连接键204包括导电线230,所述连接键230包括第一端231和第二端232,所述连接键203的第一端231和第二端232暴露出所述导电线230,所述连接键203的第一端231与塑封层204的第五表面齐平,所述连接键203的第二端232高于或齐平于所述塑封层204的第六表面;
[0133]位于所述塑封层204第六表面的再布线层207,所述再布线层207与所述连接键203的第二端232以及芯片201的功能区电连接;
[0134]位于所述再布线层207表面的第一焊球281。
[0135]以下将结合附图进行说明。
[0136]所述芯片201能够为传感器芯片、逻辑电路芯片、存储芯片等。所述芯片201第二表面220的功能区内能够具有晶体管、无源器件(例如电阻、电容和电感等)、存储器件、传感器、电互连结构中的一者或多者。
[0137]在本实施例中,所述芯片201的功能区表面暴露出焊盘;所述焊盘表面具有凸块221所述凸块221的顶部表面突出于所述芯片201的第二表面220。所述凸块221能够与功能区内的电路或器件实现电
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