MCM封装结构及其制作方法与流程

文档序号:27616611发布日期:2021-11-29 13:23阅读:392来源:国知局
MCM封装结构及其制作方法与流程
mcm封装结构及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种mcm封装结构及其制作方法。


背景技术:

2.在封装过程中,常常将具有不同功能的裸片封装在一个封装结构中,以形成特定作用,被称为多芯片组件(multi

chip module,mcm),其具有体积小、可靠性高、高性能和多功能化等优势。
3.近年来,随着电路集成技术的不断发展,电子产品越来越向小型化、智能化、高集成度、高性能以及高可靠性方向发展。封装技术不但影响产品的性能,而且还制约产品的小型化。
4.mcm封装结构中,一般通过再布线层提高产品的集成度。然而,mcm封装结构的可靠性测试中,发现封装产品的良率较低。


技术实现要素:

5.本发明的发明目的是提供一种mcm封装结构及其制作方法,以提高产品良率。
6.为实现上述目的,本发明的第一方面提供一种mcm封装结构,包括:
7.第一类型裸片,包括若干第一焊盘,所述第一焊盘位于所述第一类型裸片的活性面;所述第一类型裸片具有第一实际位置与第一理论位置,所述第一实际位置相对于所述第一理论位置具有偏移量;
8.第二类型裸片,包括若干第二焊盘,所述第二焊盘位于所述第二类型裸片的活性面;所述第二类型裸片具有第二实际位置与第二理论位置,所述第二实际位置相对于所述第二理论位置具有偏移量;
9.塑封层,包覆所述第一类型裸片与所述第二类型裸片;所述塑封层包括相对的正面与背面,所述塑封层的正面暴露所述第一焊盘与所述第二焊盘;
10.第一再布线层,位于所述塑封层的正面一侧;所述第一再布线层包括第一子再布线层与第二子再布线层,所述第一子再布线层电连接所述第一焊盘且随所述第一实际位置一并偏移,所述第二子再布线层电连接所述第二焊盘且随所述第二实际位置一并偏移;
11.第一介电层,包埋所述第一再布线层;
12.第二再布线层,位于所述第一介电层上;所述第二再布线层电连接所述第一子再布线层与所述第二子再布线层,且所述第二再布线层基于所述第一类型裸片的所述第一理论位置与所述第二类型裸片的所述第二理论位置而确定。
13.可选地,在所述第一再布线层中,所述第一子再布线层与所述第二子再布线层电绝缘。
14.可选地,所述第一子再布线层与所述第二子再布线层分别包括一层金属图案层,或所述第一子再布线层与所述第二子再布线层分别包括两层及其以上数目的金属图案层。
15.可选地,所述第一子再布线层的每层所述金属图案层包括第一类型金属图案块,
所述第一类型金属图案块与所述第一焊盘一一对应设置且数量相等,至少一个所述第一类型金属图案块的面积大于对应的所述第一焊盘的面积;所述第二子再布线层的每层所述金属图案层包括第二类型金属图案块,所述第二类型金属图案块与所述第二焊盘一一对应设置且数量相等,至少一个所述第二类型金属图案块的面积大于对应的所述第二焊盘的面积。
16.可选地,所述mcm封装结构还包括:第m类型裸片,m为大于等于3且小于等于n的任一正整数;所述第m类型裸片包括若干第m焊盘,所述第m焊盘位于所述第m类型裸片的活性面;
17.且所述塑封层还包覆所述第m类型裸片,所述塑封层的正面暴露所述第n焊盘;所述第m类型裸片具有第m实际位置与第m理论位置,所述第m实际位置相对于所述第m理论位置具有偏移量;
18.所述第一再布线层还包括第m子再布线层,所述第m子再布线层电连接所述第m焊盘且随所述第m实际位置一并偏移;
19.所述第二再布线层还电连接所述第m子再布线层,且所述第二再布线层基于所述第一类型裸片的所述第一理论位置、所述第二类型裸片的所述第二理论位置、
……
以及所述第n类型裸片的第n理论位置而确定。
20.可选地,所述第一类型裸片与所述第二类型裸片相同或不同。
21.可选地,所述mcm封装结构还包括:
22.第二介电层,包埋所述第二再布线层;
23.导电凸块,位于所述第二介电层上;所述导电凸块电连接所述第二再布线层,所述导电凸块为所述mcm封装结构的对外连接端。
24.可选地,所述导电凸块上包覆有抗氧化层。
25.本发明的第二方面提供一种mcm封装结构的制作方法,包括:
26.提供载板与承载于所述载板的至少一组待塑封件,每组所述待塑封件至少包括:第一类型裸片与第二类型裸片;所述第一类型裸片包括若干第一焊盘,所述第一焊盘位于所述第一类型裸片的活性面;所述第二类型裸片包括若干第二焊盘,所述第二焊盘位于所述第二类型裸片的活性面;所述第一类型裸片的活性面与所述第二类型裸片的活性面朝向所述载板;
27.在所述载板的表面形成包埋各组所述待塑封件的塑封层;去除所述载板,暴露各个所述第一类型裸片的活性面、各个所述第二类型裸片的活性面以及所述塑封层的正面;每个所述第一类型裸片具有各自的第一实际位置与各自的第一理论位置,所述第一实际位置相对于所述第一理论位置具有偏移量;每个所述第二类型裸片具有各自的第二实际位置与各自的第二理论位置,所述第二实际位置相对于所述第二理论位置具有偏移量;
28.基于各个所述第一类型裸片的所述第一实际位置以及各个所述第二类型裸片的所述第二实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成第一再布线层;形成包埋所述第一再布线层的第一介电层;
29.基于各个所述第一类型裸片的所述第一理论位置以及各个所述第二类型裸片的所述第二理论位置,在所述第一介电层上形成第二再布线层。
30.可选地,所述形成第二再布线层步骤后,还包括:切割形成mcm封装结构,每个所述
mcm封装结构包括一组所述待塑封件。
31.可选地,所述基于各个所述第一类型裸片的所述第一实际位置以及各个所述第二类型裸片的所述第二实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成第一再布线层的步骤包括:
32.基于各个所述第一类型裸片的所述第一实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成第一子再布线层;基于各个所述第二类型裸片的所述第二实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成在此步骤中与所述第一子再布线层电绝缘的第二子再布线层;所述第一子再布线层和所述第二子再布线层共同构成所述第一再布线层;
33.所述基于各个所述第一类型裸片的所述第一理论位置以及各个所述第二类型裸片的所述第二理论位置,在所述第一介电层上形成第二再布线层的步骤包括:
34.基于各个所述第一类型裸片的所述第一理论位置以及各个所述第二类型裸片的所述第二理论位置,在所述第一介电层上形成将组内的所述第一类型裸片对应的所述第一子再布线层与所述第二类型裸片对应的所述第二子再布线层电连接的第二再布线层。
35.可选地,所述第一子再布线层与所述第二子再布线层在同一工序中制作或在不同工序中先后制作。
36.可选地,所述形成的第一子再布线层与所述形成的第二子再布线层分别包括一层金属图案层,或所述形成的第一子再布线层与所述形成的第二子再布线层分别包括两层及其以上数目的金属图案层。
37.可选地,所述第一子再布线层的每层所述金属图案层包括第一类型金属图案块,所述第一类型金属图案块与所述第一焊盘一一对应设置且数量相等,至少一个所述第一类型金属图案块的面积大于对应的所述第一焊盘的面积;所述第二子再布线层的每层所述金属图案层包括第二类型金属图案块,所述第二类型金属图案块与所述第二焊盘一一对应设置且数量相等,至少一个所述第二类型金属图案块的面积大于对应的所述第二焊盘的面积。
38.可选地,每组所述待塑封件还包括:第m类型裸片,m为大于等于3且小于等于n的任一正整数;所述第m类型裸片包括若干第m焊盘,所述第m焊盘位于所述第m类型裸片的活性面;
39.且所述塑封层还包覆所述第m类型裸片,所述塑封层的正面暴露所述第m焊盘;所述第m类型裸片具有第m实际位置与第m理论位置,所述第m实际位置相对于所述第m理论位置具有偏移量;
40.基于各个所述第一类型裸片的所述第一实际位置、各个所述第二类型裸片的所述第二实际位置、
……
以及各个第n类型裸片的第n实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成第一再布线层;
41.基于各个所述第一类型裸片的所述第一理论位置、各个所述第二类型裸片的所述第二理论位置、
……
以及各个所述第n类型裸片的第n理论位置,在所述第一介电层上形成第二再布线层。
42.可选地,所述基于各个所述第一类型裸片的所述第一实际位置、各个所述第二类型裸片的所述第二实际位置、
……
以及各个第n类型裸片的第n实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成第一再布线层的步骤包括:
43.基于各个所述第一类型裸片的所述第一实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成
第一子再布线层;基于各个所述第二类型裸片的所述第二实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成在此步骤中与所述第一子再布线层电绝缘的第二子再布线层;
……
基于各个所述第m类型裸片的所述第m实际位置,在所述塑封层的正面一侧形成在此步骤中与所述第一子再布线层、所述第二子再布线层、
……
所述第m

1子再布线层都电绝缘的第m子再布线层;所述第一子再布线层、所述第二子再布线层、
……
以及第n子再布线层共同构成所述第一再布线层;
44.所述基于各个所述第一类型裸片的所述第一理论位置、各个所述第二类型裸片的所述第二理论位置、
……
以及各个所述第n类型裸片的第n理论位置,在所述第一介电层上形成第二再布线层的步骤包括:
45.基于各个所述第一类型裸片的所述第一理论位置、各个所述第二类型裸片的所述第二理论位置、
……
以及各个所述第m类型裸片的所述第m理论位置在所述第一介电层上形成将组内的所述第一类型裸片对应的所述第一子再布线层、所述第二类型裸片对应的所述第二子再布线层、
……
以及所述第n类型裸片对应的所述第n子再布线层电连接的第二再布线层。
46.可选地,所述形成第二再布线层步骤后,还包括:
47.形成包埋所述第二再布线层的第二介电层;
48.在所述第二介电层上形成导电凸块,所述导电凸块电连接所述第二再布线层,所述导电凸块为所述mcm封装结构的对外连接端。
49.经发明人分析,mcm封装结构的良率低的一个原因在于:各个类型裸片在转移至载板过程中,由于各个类型裸片的活性面朝向载板,仅可通过预估裸片的中心点进行贴片以及塑封热胀冷缩等原因,导致塑封后各个类型裸片的实际位置与理论位置之间存在偏移量,例如第一类型裸片向左偏移一定量,第二类型裸片向右偏移一定量;而电连接各个类型裸片的再布线层的设计图案固定且依据各个类型裸片的理论位置而定,即每段金属图案的尺寸及位置固定,这导致再布线层制作后,某段金属图案虽然可以与一个裸片的焊盘电连接,但会与另一个裸片的焊盘出现短路或断路等可靠性问题。尤其是再布线层的设计图案关键尺寸较小时,上述问题更明显。
50.基于上述分析,本发明在塑封各个类型裸片后,制作电连接各个类型裸片的第二再布线层前,在塑封层上制作第一再布线层,第一再布线层包括第一子再布线层与第二子再布线层,第一子再布线层电连接第一焊盘且随第一类型裸片的实际位置一并偏移,第二子再布线层电连接第二焊盘且随第二类型裸片的实际位置一并偏移。换言之,第一再布线层基于各个第一类型裸片的第一实际位置以及各个第二类型裸片的所述第二实际位置制作;第二再布线层基于各个第一类型裸片的第一理论位置以及各个第二类型裸片的第二理论位置制作。
51.与现有技术相比,本发明的有益效果在于:第一子再布线层的图案位置虽然随第一类型裸片的实际位置一并偏移、第二子再布线层的图案位置虽然随第二类型裸片的实际位置一并偏移,但第一子再布线层的图案面积可以设计得比第一焊盘的面积大,第二子再布线层的图案面积可以设计得比第二焊盘的面积大,在第二再布线层基于第一类型裸片的理论位置与第二类型裸片的理论位置而确定时,可以增大第一类型裸片的实际位置相对于自身理论位置的最大偏移量,以及增大第二类型裸片的实际位置相对于自身理论位置的最
大偏移量。在最大偏移量范围内,均能保证各个类型裸片的焊盘之间的可靠电连接。
附图说明
52.图1是本发明第一实施例的mcm封装结构的截面结构示意图;
53.图2是图1中的mcm封装结构的制作方法的流程图;
54.图3至图8、图10是图2中的流程对应的中间结构示意图;
55.图9是对照结构示意图;
56.图11是本发明第二实施例的mcm封装结构的截面结构示意图;
57.图12是本发明第三实施例的mcm封装结构的截面结构示意图。
58.为方便理解本发明,以下列出本发明中出现的所有附图标记:
59.mcm封装结构1、2、3
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第一类型裸片11
60.第一焊盘111
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第一类型裸片的背面11b
61.第一类型裸片的活性面11a
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第二类型裸片12
62.第二焊盘121
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第二类型裸片的背面12b
63.第二类型裸片的活性面12a
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第一保护层112
64.第二保护层122
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塑封层13
65.塑封层的正面13a
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塑封层的背面13b
66.第一再布线层14
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第一子再布线层141
67.第二子再布线层142
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第一介电层15
68.第二再布线层16
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第二介电层17
69.导电凸块18
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抗氧化层19
70.载板30
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待塑封件40
71.支撑板31
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第三类型裸片21
72.第三焊盘211
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第三类型裸片的背面21b
73.第三类型裸片的活性面21a
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第三保护层212
74.第三子再布线层143
具体实施方式
75.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
76.图1是本发明第一实施例的mcm封装结构的截面结构示意图。
77.参照图1所示,mcm封装结构1包括:
78.第一类型裸片11,包括若干第一焊盘111,第一焊盘111位于第一类型裸片11的活性面11a;
79.第二类型裸片12,包括若干第二焊盘121,第二焊盘121位于第二类型裸片12的活性面12a;
80.塑封层13,包覆第一类型裸片11与第二类型裸片12;塑封层13包括相对的正面13a与背面13b,塑封层13的正面13a暴露第一焊盘111与第二焊盘121;
81.第一再布线层14,位于塑封层13的正面13a一侧;第一再布线层14包括第一子再布
线层141与第二子再布线层142,第一子再布线层141电连接第一焊盘111,第二子再布线层142电连接第二焊盘121;
82.第一介电层15,包埋第一再布线层14;
83.第二再布线层16,位于第一介电层15上;第二再布线层16电连接第一子再布线层141与第二子再布线层142;
84.第二再布线层16,包埋第二再布线层16;
85.导电凸块18,位于第二介电层17上;导电凸块18电连接第二再布线层16,导电凸块18为mcm封装结构1的对外连接端。
86.第一类型裸片11与第二类型裸片12可以相同,也可以不同。第一类型裸片11与第二类型裸片12可以为电力裸片(power die)、存储裸片(memory die)、传感裸片(sensor die)、或射频裸片(radio frequence die)、或对应的控制芯片。本实施例不限定第一类型裸片11与第二类型裸片12的功能。
87.第一类型裸片11包括相对的活性面11a与背面11b。第一焊盘111位于活性面11a上。第一类型裸片11内可以包含形成于半导体衬底上的多种器件,以及与各个器件电连接的电互连结构。第一焊盘111与电互连结构连接,用于将各个器件的电信号输入/输出。
88.第二类型裸片12包括相对的活性面12a与背面12b。第二焊盘121位于活性面12a上。第二类型裸片12内可以包含形成于半导体衬底上的多种器件,以及与各个器件电连接的电互连结构。第二焊盘121与电互连结构连接,用于将各个器件的电信号输入/输出。
89.本实施例中,参照图1所示,第一类型裸片11的活性面11a覆盖有第一保护层112。第二类型裸片12的活性面12a覆盖有第二保护层122。第一保护层112与第二保护层122为绝缘材料,具体可以为绝缘树脂材料,也可以为无机材料。绝缘树脂材料例如为聚酰亚胺、环氧树脂、abf(ajinomoto buildup film)、pbo(polybenzoxazole)、有机聚合物膜、有机聚合物复合材料或者其它具有类似绝缘性能的有机材料等。无机材料例如为二氧化硅、氮化硅中的至少一种。
90.第一保护层112具有暴露第一焊盘111的第一开口。第二保护层122具有暴露第二焊盘121的第二开口。
91.其它实施例中,可以省略第一保护层112和/或第二保护层122。
92.塑封层13的材料可以为环氧树脂、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

醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇等。塑封层13的材料还可以为各种聚合物或者树脂与聚合物的复合材料。
93.塑封层13包括相对的正面13a与背面13b。本实施例中,塑封层13的正面13a暴露第一保护层112与第二保护层122。
94.本实施例中,第一子再布线层141与第二子再布线层142分别包括一层金属图案层。第一子再布线层141的设计依据:第一类型裸片11的实际位置,具体地,塑封层13内的第一类型裸片11的第一焊盘111的实际位置来确定。第二子再布线层142的设计依据:第二类型裸片12的实际位置,具体地,塑封层13内的第二类型裸片12的第二焊盘121的实际位置来确定。
95.更具体地,第一子再布线层141的金属图案层包括第一类型金属图案块,第一类型
金属图案块可以与第一焊盘111一一对应设置且数量相等,且至少一个第一类型金属图案块的面积大于对应的第一焊盘111的面积。第二子再布线层142的金属图案层包括第二类型金属图案块,第二类型金属图案块可以与第二焊盘121一一对应设置且数量相等,且至少一个第二类型金属图案块的面积大于对应的第二焊盘121的面积。
96.本实施例中,第一再布线层14中的第一子再布线层141与第二子再布线层142电绝缘,换言之,第一子再布线层141的设计无需考虑第二类型裸片12的实际位置相对于理论位置的偏移量,第二子再布线层142的设计无需考虑第一类型裸片11的实际位置相对于理论位置的偏移量。
97.第一子再布线层141的图案位置虽然随第一类型裸片11的实际位置一并偏移、第二子再布线层142的图案位置虽然随第二类型裸片12的实际位置一并偏移,但第一子再布线层141的图案面积可以设计得比第一焊盘111的面积大,第二子再布线层142的图案面积可以设计得比第二焊盘121的面积大,在第二再布线层16基于第一类型裸片11的理论位置与第二类型裸片12的理论位置而确定时,可以增大第一类型裸片11的实际位置相对于自身理论位置的最大偏移量,以及增大第二类型裸片12的实际位置相对于自身理论位置的最大偏移量。在最大偏移量范围内,均等保证各个类型裸片的焊盘之间的可靠电连接。
98.第一介电层15与第二介电层17的材料可以为绝缘树脂材料或无机材料。绝缘树脂材料例如为聚酰亚胺、环氧树脂、abf(ajinomoto buildup film)、pbo(polybenzoxazole)、有机聚合物膜、有机聚合物复合材料或者其它具有类似绝缘性能的有机材料等。无机材料例如为二氧化硅、氮化硅中的至少一种。相对于无机材料,绝缘树脂材的张应力较小,可防止mcm封装结构1表面出现翘曲。
99.本实施例中,第二再布线层16包括一层金属图案层,其它实施例中,第二再布线层16可以包括两层及其以上数目的金属图案层。
100.本实施例中,导电凸块18为mcm封装结构1的对外连接端。
101.导电凸块18上可以设置抗氧化层19。
102.抗氧化层19可以包括:a1)锡层、或a2)自下而上堆叠的镍层与金层、或a3)自下而上堆叠的镍层、钯层与金层。抗氧化层19可以采用电镀工艺形成。导电凸块18的材料可以为铜,上述抗氧化层可以防止铜氧化,进而防止铜氧化导致的电连接性能变差。
103.其它实施例中,抗氧化层19可以省略。另外,mcm封装结构1也可以设置其它结构及位置的对外连接端。
104.本发明一实施例提供了图1中的mcm封装结构1的制作方法。图2是制作方法的流程图。图3至图8、图10是图2中的流程对应的中间结构示意图。
105.首先,参照图2中的步骤s1与图3所示,提供载板30与承载于载板30的多组待塑封件40,每组待塑封件40包括:第一类型裸片11与第二类型裸片12,第一类型裸片11包括若干第一焊盘111,第一焊盘111位于第一类型裸片11的活性面11a;第二类型裸片12包括若干第二焊盘121,第二焊盘121位于第二类型裸片12的活性面12a;第一类型裸片11的活性面11a与第二类型裸片12的活性面12a朝向载板30。其中,图3是载板和多组待塑封件的俯视图;图4是沿着图3中的aa线的剖视图。
106.本实施例中,参照图4所示,第一类型裸片11的活性面11a覆盖有第一保护层112。第二类型裸片12的活性面12a覆盖有第二保护层122。第一保护层112与第二保护层122为绝
缘材料,具体可以为绝缘树脂材料,也可以为无机材料。绝缘树脂材料例如为聚酰亚胺、环氧树脂、abf(ajinomoto buildup film)、pbo(polybenzoxazole)、有机聚合物膜、有机聚合物复合材料或者其它具有类似绝缘性能的有机材料等。无机材料例如为二氧化硅、氮化硅中的至少一种。
107.第一保护层112具有暴露第一焊盘111的第一开口。第二保护层122具有暴露第二焊盘121的第二开口。
108.其它实施例中,可以省略第一保护层112和/或第二保护层122。
109.载板30为硬质板件,可以包括塑料板、玻璃板、陶瓷板或金属板等。
110.多组待塑封件40设置在载板30的表面时,可以在载板30表面涂布一整面粘结层,将多组待塑封件40置于该粘结层上。
111.粘结层可以采用易剥离的材料,以便将载板30剥离下来,例如可以采用通过加热能够使其失去粘性的热分离材料或通过紫外照射能够使其失去粘性的uv分离材料。
112.一组待塑封件40位于载板30表面的一块区域,便于后续切割。载板30表面固定多组待塑封件40,以同时制作多个mcm封装结构1,有利于批量化生产、降低成本。一些实施例中,载板30表面也可以固定一组待塑封件40。
113.接着,参照图2中的步骤s2与图5所示,在载板30的表面形成包埋各组待塑封件40的塑封层13;参照图6所示,去除载板30,暴露各个第一类型裸片11的活性面11a、各个第二类型裸片12的活性面12a以及塑封层的正面13a。
114.塑封层13的材料可以为环氧树脂、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

醋酸乙烯共聚物或聚乙烯醇等。塑封层13的材料还可以为各种聚合物或者树脂与聚合物的复合材料。对应地,塑封可以包括先填充液态塑封料、后经塑封模具高温固化进行。一些实施例中,塑封层13也可以采用热压成型、传递成型等塑性材料成型的方式成型。
115.塑封层13可以包括相对的正面13a与背面13b。
116.在形成塑封层13过程中,第一保护层112与第二保护层122可以防止第一焊盘111、第一类型裸片11、第二焊盘121以及第二类型裸片12内的电互连结构、各器件受损坏。
117.参照图7所示,去除载板30后,可以在塑封层13的背面13b上设置支撑板31。
118.支撑板31为硬质板件,可以包括玻璃板、陶瓷板、金属板等。
119.之后,参照图2中的步骤s3与图7所示,基于各个第一类型裸片11的第一实际位置以及各个第二类型裸片12的第二实际位置,在塑封层13的正面13a一侧形成第一再布线层14;形成包埋第一再布线层14的第一介电层15。
120.具体地,步骤s3可以包括:基于各个第一类型裸片11的第一实际位置,在塑封层13的正面13a一侧形成第一子再布线层141;基于各个第二类型裸片12的第二实际位置,在塑封层13的正面13a一侧形成在此步骤s3中与第一子再布线层141电绝缘的第二子再布线层142;第一子再布线层141和第二子再布线层142共同构成第一再布线层14。
121.第一子再布线层141与第二子再布线层142可以包括多组,第一子再布线层141电连接组内的第一类型裸片11的第一焊盘111,第二子再布线层142电连接组内的第二类型裸片12的第二焊盘121。
122.形成第一子再布线层141前,先获取各个第一焊盘111的实际位置,形成第二子再布线层142前,先获取各个第二焊盘121的实际位置,例如都可以通过光学检测的方法获取。
123.本实施例中,由于第一类型裸片11的第一保护层112具有暴露第一焊盘111的第一开口。第二类型裸片12的第二保护层122具有暴露第二焊盘121的第二开口,因而,去除载板30后,暴露第一焊盘111与第二焊盘121。其它实施例中,第一类型裸片11的第一保护层112可以覆盖第一焊盘111,第二类型裸片12的第二保护层122可以覆盖第二焊盘121,在形成第一再布线层14前,形成暴露第一焊盘111的第一开口与暴露第二焊盘121的第二开口。
124.第一子再布线层141与第二子再布线层142可以分步骤先后形成,也可以在同一步骤中形成。第一子再布线层141与第二子再布线层142可以采用电镀工艺完成。电镀铜或铝的工艺较为成熟。第一子再布线层141与第二子再布线层142也可以采用先整面溅射金属层,后图形化金属层形成。
125.第一介电层15为绝缘材料,具体可以为有机高分子聚合物绝缘材料,也可以为无机绝缘材料。有机高分子聚合物绝缘材料例如为聚酰亚胺、环氧树脂、abf(ajinomoto buildup film)、pbo(polybenzoxazole)、有机聚合物膜、有机聚合物复合材料或者其它具有类似绝缘性能的有机材料等。
126.有机高分子聚合物绝缘材料可通过a)层压工艺压合在第一再布线层14上,或b)先涂布在第一再布线层14上、后固化,或c)通过注塑工艺固化在第一再布线层14上。
127.第一介电层15的材料为二氧化硅或氮化硅等无机绝缘材料时,可通过沉积工艺形成在第一再布线层14上。
128.相对于无机绝缘材料,有机高分子聚合物绝缘材料的张应力较小,可防止第一介电层15大面积形成时引发塑封体出现翘曲。
129.第一介电层15可以包括一层或多层。
130.再接着,参照图2中的步骤s4与图8所示,基于各个第一类型裸片11的第一理论位置以及各个第二类型裸片12的第二理论位置,在第一介电层15上形成第二再布线层16;形成包埋第二再布线层16的第二介电层17。
131.第二再布线层16电连接组内的第一类型裸片11对应的第一子再布线层141与第二类型裸片12对应的第二子再布线层142。
132.图9是对照结构示意图。
133.参照图9所示,若不设置第一再布线层14,直接在第一类型裸片11的活性面11a与第二类型裸片12的活性面12a设置第二再布线层16,由于第一类型裸片11的第一理论位置相对于第一实际位置向左有一定偏移量,第二类型裸片12的第二理论位置相对于第二实际位置向右有一定偏移量,则会出现第二再布线层16与第一类型裸片11的第一焊盘111电连接时,与第二类型裸片12的第二焊盘121出现断路的情况(如虚线圈内所示)。
134.第二再布线层16可以采用电镀工艺完成。电镀铜或铝的工艺较为成熟。第二再布线层16也可以采用先整面溅射金属层,后图形化金属层形成。
135.第二介电层17的形成方法可以参照第一介电层15的形成方法。
136.再接着,参照图2中的步骤s5与图8所示,在第二介电层17上形成导电凸块18,导电凸块18电连接第二再布线层16。
137.导电凸块18的形成方法可以参照第二再布线层16的形成方法。
138.本实施例中,导电凸块18为mcm封装结构1的对外连接端。
139.本实施例中,还可以在导电凸块18上形成抗氧化层19。
140.抗氧化层19可以包括:a1)锡层、或a2)自下而上堆叠的镍层与金层、或a3)自下而上堆叠的镍层、钯层与金层。抗氧化层19可以采用电镀工艺形成。
141.形成导电凸块18后,可以去除支撑板31。支撑板31的去除方式可以为激光剥离、uv照射等现有去除方式。
142.再接着,参照图2中的步骤s6、图10与图1所示,切割形成多个mcm封装结构1,每个mcm封装结构1中包含一组待塑封件40。
143.图11是本发明第二实施例的mcm封装结构的截面结构示意图。
144.参照图11与图1所示,本实施例中的mcm封装结构2及其制作方法与实施例一中的mcm封装结构1及其制作方法的区别仅在于:第一子再布线层141与第二子再布线层142分别包括两层金属图案层。
145.对于第一子再布线层141,相对于一层金属图案层,两层金属图案层的好处在于:1)可以实现第一焊盘111的某些电路布局,使得上层金属图案层满足第二再布线层16的理论位置对位需求;2)通过上层金属图案层的至少一个第一类型金属图案块的面积大于对应的下层金属图案层的第一类型金属图案块的面积,克服第一焊盘111由于布局密集,无法通过一层金属图案层实现各个第一类型金属图案块的面积放大程度满足第二再布线层16的理论位置对位需求。
146.类似地,对于第二子再布线层142,相对于一层金属图案层,两层金属图案层的好处在于:1)可以实现第二焊盘121的某些电路布局,使得上层金属图案层满足第二再布线层16的理论位置对位需求;2)通过上层金属图案层的至少一个第二类型金属图案块的面积大于对应的下层金属图案层的第二类型金属图案块的面积,克服第二焊盘121由于布局密集,无法通过一层金属图案层实现各个第二类型金属图案块的面积放大程度满足第二再布线层16的理论位置对位需求。
147.其它实施例中,第一子再布线层141与第二子再布线层142分别可以包括两层以上数目的金属图案层。
148.图12是本发明第三实施例的mcm封装结构的截面结构示意图。
149.参照图12、图1与图11所示,本实施例中的mcm封装结构3及其制作方法与实施例一、二中的mcm封装结构1、2及其制作方法的区别仅在于:mcm封装结构3还包括:第三类型裸片21,第三类型裸片21包括若干第三焊盘211,第三焊盘211位于第三类型裸片21的活性面21a;且塑封层13还包覆第三类型裸片21,塑封层13的正面13a暴露第三焊盘211;第三类型裸片21具有第三实际位置与第三理论位置,第三实际位置相对于第三理论位置具有偏移量;第一再布线层14还包括第三子再布线层143,第三子再布线层143电连接第三焊盘211且随第三实际位置一并偏移;第二再布线层16还电连接第三子再布线层143,且第二再布线层16基于第一类型裸片11的第一理论位置、第二类型裸片12的第二理论位置以及第三类型裸片21的第三理论位置而确定。
150.第三类型裸片21、第一类型裸片11与第二类型裸片12可以相同,也可以不同。第三类型裸片21可以为电力裸片(power die)、存储裸片(memory die)、传感裸片(sensor die)、或射频裸片(radio frequence die)、或对应的控制芯片。本实施例不限定第三类型
裸片21的功能。
151.第三类型裸片21包括相对的活性面21a与背面21b。第三焊盘211位于活性面21a上。第三类型裸片21内可以包含形成于半导体衬底上的多种器件,以及与各个器件电连接的电互连结构。第三焊盘211与电互连结构连接,用于将各个器件的电信号输入/输出。
152.本实施例中,参照图12所示,第三类型裸片21的活性面21a覆盖有第三保护层212。第三保护层212为绝缘材料,具体可以为绝缘树脂材料,也可以为无机材料。绝缘树脂材料例如为聚酰亚胺、环氧树脂、abf(ajinomoto buildup film)、pbo(polybenzoxazole)、有机聚合物膜、有机聚合物复合材料或者其它具有类似绝缘性能的有机材料等。无机材料例如为二氧化硅、氮化硅中的至少一种。
153.第三保护层212具有暴露第三焊盘211的第三开口。
154.其它实施例中,可以省略第三保护层212。
155.其它实施例中,mcm封装结构还可以包括:第n类型裸片,n为大于等于4的正整数。换言之,第一子再布线层141的图案位置虽然随第一类型裸片11的实际位置一并偏移、第二子再布线层142的图案位置虽然随第二类型裸片12的实际位置一并偏移、
……
第m子再布线层的图案位置虽然随第m类型裸片的实际位置一并偏移,m为大于等于4且小于等于n的任一正整数;但第一子再布线层141的图案面积可以设计得比第一焊盘111的面积大,第二子再布线层142的图案面积可以设计得比第二焊盘121的面积大,
……
第m子再布线层的图案面积可以设计得比第m焊盘的面积大,在第二再布线层16基于第一类型裸片11的第一理论位置、第二类型裸片12的第二理论位置、
……
以及第m类型裸片的第m理论位置而确定时,可以增大第一类型裸片11的实际位置相对于自身理论位置的最大偏移量,增大第二类型裸片12的实际位置相对于自身理论位置的最大偏移量,
……
以及增大第m类型裸片的实际位置相对于自身理论位置的最大偏移量。在最大偏移量范围内,均等保证各个类型裸片的焊盘之间的可靠电连接。
156.虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
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