板级扇出型芯片封装器件及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及芯片封装的技术领域，更具体而言，涉及扇出型芯片封装器件及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着信息技术和半导体技术的不断发展，手机、PAD、智能手表等电子设备逐渐呈现轻型化且功能相互融合的趋势。这对芯片的集成度要求越来越高，进而对芯片的封装带来前所未有的挑战。不断增长的互连间距的失配、加入具有不同功能的各种芯片以及在同样的占用面积下减少封装尺寸以便增加电池大小延长使用时间等均已为创新嵌入封装技术打开了窗口。
[0003]受益于3D硅通孔(TSV)技术的开发，扇出型晶圆级封装(FOWLP)目前被认为最适合高要求的移动/无线市场，并且对其它关注高性能和小尺寸的市场，也具有很强的吸引力。扇出型晶圆级封装是晶圆级加工的嵌入式封装，它不用基板而在一个封装中实现垂直和水平方向的多芯片集成。
[0004]在目前主流的扇出型晶圆级封装中，芯片被合适的材料围绕，这些材料将封装所占面积扩展到芯片以外。芯片用晶圆级塑封技术嵌入人造塑料晶圆(重组晶圆)内。然后用前道绝缘和金属化工艺，以晶圆级光刻和制图方法将互连扇出到周围区域。再次在晶圆上应用焊球并进行并行测试。然后把重组晶圆切割为独立单元，进行包装和发运。然而，利用这种基于晶圆工艺基础上塑封方式的扇出型封装所制作的芯片封装器件的热管理性能有很大的限制，另外工艺方面也是具有成本高、工艺复杂等不足，所以导致了成本高和性能不尚等缺陷。
[0005]发明人的已公开专利申请CN 104241153A公开了一种板级扇出型结构的芯片封装方法，在一定程度上解决了芯片的扇出型晶圆级封装在制造过程中容易出现的翘曲等问题，并且使得制造效率得以改善。如该专利申请所公开的、板级扇出型结构的芯片封装方法需要将芯片贴装在承载板(比如铜箔)上。而在实际生产中，在一个纵横方向上均宽幅的面板上同时封装多个芯片，形成多个芯片封装的切割单元。然而，目前很多贴片机(DB设备)不能够满足现在板级尺寸的不断增大和精度要求越来越高的需求，这限制了该技术的进一步发展和成本的降低。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的之一旨在解决在大幅面的板级扇出型芯片封装工艺过程中的贴片问题。
[0007]根据本发明一个实施方式，提供一种板级扇出型芯片封装器件。该板级扇出型芯片封装器件包括:承载板，其上设置有凹进，所述凹进的尺寸适于容纳芯片；芯片，其背面通过粘合剂被贴装于所述承载板的所述凹进中；以及在所述承载板的所述凹进一侧的、布置在所述承载板和所述芯片之上的电介质层。通过压合所述承载板和所述电介质层，使得所述电介质层的材料能够填充到所述承载板的所述凹进和所述芯片之间的间隙中。
[0008]根据本发明另一个实施方式，提供一种板级扇出型芯片封装器件的制备方法，该包括:提供承载板，所述承载板上设置有凹进，所述凹进的尺寸适于容纳芯片；利用粘合剂将所述芯片的背面贴装与所述承载板的所述凹进中；在所述承载板的所述凹进一侧、在所述承载板和所述芯片之上布置电介质层；以及通过压合所述承载板和所述电介质层，使得所述电介质层的材料能够填充到所述承载板的所述凹进和所述芯片之间的间隙中。
[0009]根据本发明的实施方式，提供了一种贴片自对位的方法，摒除了贴片精度等对于贴片设备的依赖，从而摒除了板级的幅面对于贴片机的依赖性，适用于大幅面的扇出型封装工艺。另外，对于传统的工艺的扇出型封装的热管理性能比较差，所以本发明的实施方式将芯片的背面贴装到高导热的金属背板上从而可以很大程度上提高了芯片的散热性能，提高了芯片的整体的性能。此外，本发明实施方式的工艺主要是基于封装载板的工艺路线，能够适应于基板的工艺，进一步降低了工艺制作成本的基础上也提高了器件的性能。
[0010]根据结合附图的本说明书的以下详细描述，本发明各种实施方式的这些和其他优点与特征都将变得更加明显。
【附图说明】
[0011]图1-图9示出形成根据本发明一个实施方式的板级芯片封装装置的步骤横截面图。
【具体实施方式】
[0012]下文将参考附图更完整地描述本公开内容，其中在附图中显示了本公开内容的实施方式。但是这些实施方式可以用许多不同形式来实现并且不应该被解释为限于本文所述的实施方式。相反地，提供这些实例以使得本公开内容将是透彻和完整的，并且将全面地向本领域的熟练技术人员表达本公开内容的范围。应当注意，虽然在下文将描述一个相对完整的芯片封装器件的制作工艺，但是其中有的工艺步骤是可选的，并且存在替换的实施方式。
[0013]贯穿本公开内容，相类似的附图标记表示相类似的元件。例如，附图标记10还可能表示带有不同后缀的附图标记1003、1004、1008、1009等。
[0014]本发明实施方式的核心构思包括:在封装芯片时用于承载芯片的承载板的一面设置凹进，该凹进的尺寸与芯片背面的尺寸相配；然后将芯片贴装在该凹进的位置。这样，在将芯片贴装到承载板时，承载板上的凹进恰容纳芯片的背面，从而使得保持待封装的芯片就位更加容易和便利。由此，实现了在贴装芯片时的芯片自对位，摒除了贴片精度等对于贴片设备的依赖，从而摒除了板级的幅面对于贴片机的依赖性，使得有可能进行大幅面的扇出型封装工艺开展。另外，根据本发明的实施方式，设置凹进的承载板可以由高导热性的材料制成，一定程度上使得芯片的散热问题得以改善。
[0015]下面参考图1-图9来描述用于制造板级扇出型芯片封装器件10的工艺流程。图1-图9示出形成根据本发明实施方式的芯片封装装置的步骤横截面图。
[0016]在图1和图2中，执行该工艺流程的第一步骤，准备用于贴装芯片的承载板51和芯片71。承载板50上设有凹进52，凹进52具有和芯片71的背面相配的尺寸。
[0017]在图1和图2所示的示例中，芯片贴装的承载板51具有一个横截面为梯形的凹进52。在梯形凹进52的斜边的角度可以与芯片71的背面制作的斜面78的角度相同，并且其最底部的尺寸可以与芯片71的尺寸小，从而可以在进行芯片贴装过程中，使得芯片能够自动的对位到其精确的位置。
[0018]在图1和图2所示的示例中，凹进52的横截面是梯形的，芯片71的横截面是矩形并且一侧待倒角78的，但是应当理解，根据本发明的实施方式，凹进72的横截面也可以是矩形的或者其他多边形的。由此，本领域技术人员将明了，凹进73的形状比如可以是圆台、长方体等，本发明对凹进的形状不做限制。本领域技术人员也将明了，芯片71的横截面也可以是不带倒角的矩形、梯形等适当的形状，只要其背面与凹进52尺寸相配。
[0019]根据本发明的实施方式，承载板51可以由具有高导热性以及易于加工等特点的材料制成，比如金属或高导热性的树脂(比如，BT树脂)材料等。根据本发明的实施方式，承载板51中的凹进可以由机械加工、激光加工、化学蚀刻等工艺形成。
[0020]虽然图1仅示出了承载板51的一部分及其上的凹进52，但是应当理解，承载板51可以是纵横方向上大幅面的承载板，并且其上可以有多个凹进52，用于一次贴装多个芯片71。
[0021]在图3和图4中，执行该工艺流程的第二步骤，利用粘合剂81将芯片71贴装到承载板51的凹进52中，并且利用布置在芯片71的正面的电介质层82进行电介质层压合。
[0022]在图3所示的示例中，进行芯片71的贴装，应用高导热性的??Μ材料81进行芯片的贴装，在进行贴片的过程中，首先在承载板的凹进52内点上充足的粘合剂，然后应用能够支撑大板的贴片机进行贴片。
[0023]根据本发明的一个实施方式，粘合剂81可以为液态，由于流动性比较好，使得能够比较顺畅的满足其芯片进行自对位时候的位置调整。
[0024]在图4所示的示例中，进行电介质层81的压合，应用高温压机或真空压机进行芯片71上面的电介质层的压合，从而将芯片71嵌入到承载板51和电介质层81内。
[0025]在图4所示的示例中，电介质层81可以采用半固化片层(PP片)。半固化片大多采用玻璃纤维布做增强材料，经过处理的玻璃纤维布浸渍上树脂胶液，再经热处理预烘制成的薄片材料称为半固化片，其在加热加压下会软化，冷却后会反应固化。电介质层也可以使用诸如纯胶体的ABF树脂层、FR树脂等。具体使用的电介质层可以根据应用需要而进行选择。
[0026]在图3和图4所示的示例中，应用高温压机或真空压膜机进行电介质层的层压，使用其贴装的半固化片以及ABF、FR等电介质层进行对芯片的周边间隙58进行填充，进而，其在冷却固化后能够稳定封装在其间的芯片71。
[0027]在图3和图4所示的示例中，芯片71部分地嵌入承载板51的凹进52中，但是应