具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构及其制备方法与流程

本发明涉及集成电路封装技术领域，具体涉及一种具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构及其制备方法。

背景技术：

随着电子产品小型化和集成化的潮流，微电子封装技术的高密度化已在新一代电子产品上逐渐成为主流。为了顺应新一代电子产品的发展，尤其是手机、笔记本等产品的发展，芯片向密度更高、速度更快、尺寸更小、成本更低等方向发展。扇出型封装与传统封装相比，大大增加芯片的引脚数目，减小了封装尺寸，简化封装步骤，缩短了芯片与基板之间的距离，提高了芯片功能，具有支持10nm以下工艺制程芯片、互连路径短、高集成度、超薄厚度、高可靠性，高散热能力等优势。

在扇出型封装过程中，需要对介电层进行激光开孔露出芯片i/o，但激光开孔过程可能会破坏芯片i/o。一方面由于激光开孔发热问题，会使芯片i/o附近的温度过高，可能导致芯片报废，另一方面激光开孔深度难以精确控制，特别对于多激光束一次开孔的情况，导致电性连接差，使封装体难以达到高良率。为解决上述问题，通常采用激光开孔时余留微量厚度，但这种开孔方式对介电层的厚度均匀性要求非常高，而目前的介电层厚度均匀性无法满足要求，从而导致开孔时余留的微量厚度难以精确控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法及采用该方法制得的具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构，可以有效保证激光开孔时不会伤害到芯片i/o并能解决激光开孔不彻底的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法，包括以下步骤：

s10、提供载板和若干芯片，采用塑封料将所述芯片封装于所述载板的一侧，然后移除所述载板，使所述芯片的正面外露于所述塑封料；

s20、提供激光开孔阻挡层和介电层，将所述激光开孔阻挡层贴于所述芯片的正面以及将所述介电层贴于所述激光开孔阻挡层上，对所述介电层进行激光开孔处理以形成通孔，并移除通孔处的激光开孔阻挡层，使所述芯片的i/o接口外露；

s30、制作种子层和再布线层，将所述芯片电性引出与金属凸块焊接。

其中，介电层为abf(ajinomotobuild-upfilm)或pp(polypropylene，聚丙烯)材质，贴附于激光开孔阻挡层上，起到绝缘的作用。

本发明在贴介电层之前预先贴上一层激光开孔阻挡层，对介电层进行激光开孔时，无需设置激光开孔的深度，激光穿透介电层之后受到激光开孔阻挡层的阻挡，防止激光继续开孔直接打到芯片i/o对芯片造成破坏，或者防止激光开孔不彻底而影响芯片的电性连接的问题，后续使用电浆干蚀刻或化学移除方式去除芯片i/o处的激光开孔阻挡层即可，再通过制作种子层和再布线层，将所述芯片电性引出与金属凸块焊接。

其中，电浆干蚀刻方式是指在电浆蚀刻机台中通过激光或者电离蚀刻气体得到等离子体，利用等离子体做成射频电浆轰击薄膜进行蚀刻；化学移除方式是指采用化学药水以化学腐蚀的方式去除激光开孔阻挡层。

作为具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法的一种优选方案，所述激光开孔阻挡层的原料包括：有机硅树脂、聚碳硅烷、玻璃粉以及耐热填料。其中，有机硅树脂、聚碳硅烷、玻璃粉作为激光阻挡层的粘接剂，具有足够的粘性以稳定粘附在芯片和塑封层上，耐热填料的加入使激光开孔阻挡层具有良好的耐热效果，防止激光击穿该激光开孔阻挡层。

作为具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法的一种优选方案，所述耐热填料包括bn和/或sio2。

作为具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法的一种优选方案，所述激光开孔阻挡层的厚度为5～10μm，激光开孔阻挡层太薄时，激光击穿介电层后产生的热量会影响芯片i/o；激光开孔阻挡层太厚时，会延长后续移除时间。

作为具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法的一种优选方案，所述激光开孔阻挡层的厚度差小于5％，以具有一定的均匀性。

作为具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法的一种优选方案，步骤s10具体包括：

s10a、提供载板和临时键合层，将所述临时键合层贴于在所述载板的一侧面；

s10b、提供若干芯片，将所述芯片正面朝向远离所述载板的一侧粘贴于所述临时键合层上；

s10c、采用塑封料对所述芯片进行封装处理，塑封料固化后形成塑封层；

s10d、对所述塑封层进行研磨处理，使所述芯片的正面与研磨后的所述塑封层的表面平齐；

s10e、移除所述临时键合层与所述载板。

上述芯片以faceup形式粘在临时键合层上。

当然，在其他的技术方案中，芯片也可以facedown形式粘在临时键合层上。

芯片也可以facedown形式粘在临时键合层上时，步骤s10具体包括：

s10a、提供载板和临时键合层，将所述临时键合层贴于在所述载板的一侧面；

s10b、提供若干芯片，将所述芯片正面朝向靠近所述载板的一侧粘贴于所述临时键合层上；

s10c、采用塑封料对所述芯片进行封装处理，塑封料固化后形成塑封层；

s10d、移出所述临时键合层与所述载板；

s10e、采用等离子清洗所述芯片的正面。

作为具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法的一种优选方案，步骤s30具体包括：

s30a、通过电镀、化学镀或者pvd的方式在所述通孔内和所述介电层上制作种子层；

s30b、提供感光干膜，将所述感光干膜贴附于所述种子层上；

s30c、通过曝光、显影处理，在所述感光干膜上形成使部分所述种子层外露的图形化孔，并使所述图形化孔至少与所述芯片的i/o接口位置对应；

s30d、对所述图形化孔进行电镀处理，在所述图形化孔内形成再布线层；

s30e、去除残留的感光干膜，使部分种子层外露；

s30f、对外露的所述种子层进行蚀刻处理，去除该种子层；

s30g、在所述介电层远离所述塑封层的一面涂覆感光油墨，使所述感光油墨覆盖所述介电层和所述再布线层的焊盘区；通过曝光、显影、固化处理，形成具有图形化孔的阻焊层孔，所述再布线层的焊盘区外露于所述阻焊层；

s30h、提供金属凸块，将所述金属凸块植入所述焊盘区。

可选地，金属凸块为锡焊料、银焊料或者金锡合金焊料，本实施例优选为锡焊料制成的锡球，锡球焊接植入在焊盘区，以实现再布线层的电性引出。

作为具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构的制备方法的一种优选方案，步骤s30a具体为：通过电镀、化学镀或者pvd的方式在所述通孔内和所述介电层上依次制作钛金属层和铜金属层，所述钛金属层和所述铜金属层形成所述种子层。其中，钛金属层的附着力高、电导率优良且厚度均匀，通过钛金属层可以将铜金属层稳定附着在塑封层上。

另一方面，提供一种具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构，采用上述的制备方法制得。

本发明的有益效果：本发明在贴介电层之前预先贴上一层激光开孔阻挡层对芯片进行保护，对介电层进行激光开孔时，无需设置激光开孔的深度，激光穿透介电层之后受到激光开孔阻挡层的阻挡，防止激光继续开孔直接打到芯片i/o对芯片造成破坏，或者防止激光开孔不彻底而影响芯片的电性连接的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明实施例一所述的载板的剖视图。

图2是本发明实施例一所述的临时键合层贴于载板上的剖视图。

图3是本发明实施例一所述的芯片贴于临时键合层后的中间产品的剖视图。

图4是本发明实施例一所述的采用塑封料对芯片塑封后的中间产品的剖视图。

图5是本发明实施例一所述的塑封层研磨后的中间产品的剖视图。

图6是本发明实施例一所述的移除临时键合层与载板后的中间产品的剖视图。

图7是本发明实施例一所述的激光开孔阻挡层贴于芯片上的中间产品的剖视图。

图8是本发明实施例一所述的介电层贴于激光开孔阻挡层后的中间产品的剖视图。

图9是本发明实施例一所述的介电层开孔后的中间产品的剖视图。

图10是本发明实施例一所述的去除激光阻挡层后的中间产品的剖视图。

图11是本发明实施例一所述的溅射形成种子层后的中间产品的剖视图。

图12是本发明实施例一所述的感光干膜贴于种子层上的中间产品的剖视图。

图13是本发明实施例一所述的感光干膜曝光、显影后的中间产品的剖视图。

图14是本发明实施例一所述的图形电镀获得再布线层后的中间产品的剖视图。

图15是本发明实施例一所述的刻蚀去除部分种子层后的中间产品的剖视图。

图16是本发明实施例一所述的制作阻焊层后的中间产品的剖视图。

图17是本发明实施例一所述的锡球植入焊盘区后的中间产品的剖视图。

图18是本发明实施例二所述的载板的剖视图。

图19是本发明实施例二所述的临时键合层贴于载板上的剖视图。

图20是本发明实施例二所述的芯片贴于临时键合层后的中间产品的剖视图。

图21是本发明实施例二所述的采用塑封料对芯片塑封后的中间产品的剖视图。

图22是本发明实施例二所述的移除临时键合层与载板后的中间产品的剖视图。

图23是本发明实施例二所述的激光开孔阻挡层贴于芯片上的中间产品的剖视图。

图24是本发明实施例二所述的介电层贴于激光开孔阻挡层后的中间产品的剖视图。

图25是本发明实施例二所述的介电层开孔后的中间产品的剖视图。

图26是本发明实施例二所述的去除激光阻挡层后的中间产品的剖视图。

图27是本发明实施例二所述的溅射形成种子层后的中间产品的剖视图。

图28是本发明实施例二所述的感光干膜贴于种子层上的中间产品的剖视图。

图29是本发明实施例二所述的感光干膜曝光、显影后的中间产品的剖视图。

图30是本发明实施例二所述的图形电镀获得再布线层后的中间产品的剖视图。

图31是本发明实施例二所述的刻蚀去除部分种子层后的中间产品的剖视图。

图32是本发明实施例二所述的制作阻焊层后的中间产品的剖视图。

图33是本发明实施例二所述的锡球植入焊盘区后的中间产品的剖视图。

图中：

1、载板；

2、临时键合层；

3、芯片；

4、塑封层；

5、激光开孔阻挡层；

6、介电层；

7、种子层；

8、感光干膜；

9、再布线层；

10、阻焊层；

11、锡球。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本技术领域的常规方法制备得到。

实施例一

本实施例的具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构采用以下方法制得：

1、在如图1所示的玻璃载板1上，覆盖一层易于解键合的临时键合层2(临时键合胶)，如图2所示；

2、芯片3以faceup的形式粘在临时键合层2上，如图3所示；

3、如图4，对芯片3进行注塑处理，形成塑封层4对芯片进行保护；

4、如图5，磨去一定塑封层4露出芯片3的凸点(i/o接口)；

5、如图6，移除临时键合层2与下方的载板1，等离子清洗表面，避免有机残留；

6、如图7，在芯片3的凸点上方粘上一层厚度为7μm的激光开孔阻挡层5(stoplayer)；

7、如图8，在激光开孔阻挡层5上粘上一层abf介电层6；

8、如图9，使用激光对abf介电层6进行开孔，激光遇到激光开孔阻挡层5则无法继续开孔；

9、如图10，通过电浆干蚀刻去除激光阻挡层5，露出芯片3的凸点；

10、如图11，通过pvd，溅射形成ti/cu种子层7；

11、在种子层7表面覆压一层感光干膜8(图12)，并在不需要形成后续线路的位置进行曝光显影(图13)和图形电镀，获得再布线层9(图14)。

12、接着进行退膜处理，并通过差别刻蚀的方法去掉不需要的ti/cu种子层7(图15)。

13、最后涂覆感光油墨，并进行曝光、显影、固化处理和表面处理，形成阻焊层10，再布线层9的焊盘区外露于阻焊层10(图16)，再将锡球11植入焊盘区(图17)，切割后获得所需单个的封装体。

实施例二

本实施例的具有激光开孔阻挡层的扇出型封装结构采用以下方法制得：

1、在如图18所示的不锈钢载板1上，覆盖一层易于解键合的临时键合层2(临时键合胶)，如图19所示；

2、芯片3以facedown的形式粘在临时键合层2上，如图20所示；

3、如图21，对芯片3进行注塑处理，形成塑封层4对芯片3进行保护；

4、如图22，移除临时键合层2与下方的载板1，等离子清洗表面，避免有机残留；

5、如图23，在芯片3的i/o接口上方粘上一层厚度为8μm的激光开孔阻挡层5；

6、如图24，在激光开孔阻挡层5上粘上一层abf介电层6；

7、如图25，使用激光对abf介电层6进行开孔，激光遇到激光开孔阻挡层5则无法继续开孔；

8、如图26，通过电浆干蚀刻去除激光阻挡层5，露出芯片3的i/o接口；

9、如图27，通过pvd，溅射形成ti/cu种子层7；

10、在种子层7表面覆压一层感光干膜8(图28)，并在不需要形成后续线路的位置进行曝光显影(图29)和图形电镀，获得再布线层9(图30)。

11、接着进行退膜处理，并通过差别刻蚀的方法去掉不需要的ti/cu种子层7(图31)。

12、最后涂覆感光油墨，并进行曝光、显影、固化处理和表面处理，形成阻焊层10，使再布线层9的焊盘区外露(图32)，再将锡球11植入焊盘区(图33)，切割后获得所需单个的封装体。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明白，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。