一种芯片封装结构及芯片封装方法、芯片、掩膜版组件与流程

本公开涉及封装，尤其涉及一种芯片封装结构及芯片封装方法、芯片、掩膜版组件。

背景技术：

1、晶粒(die)是一种半导体电子元件，具有体积小、亮度高、能耗小等特点，被广泛应用于照明等领域。在现有晶粒的制备工艺中，晶粒在封装过程中，常发生位置偏移，进而增加了后续工序的工艺难度。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开的目的在于：提出一种芯片封装结构及芯片封装方法、芯片、掩膜版组件。该封装结构下可减小芯片中晶粒发生偏移的现象。

2、基于上述目的，本公开揭示一种芯片封装结构，其包括：

3、多个晶粒；

4、封装定位层，至少部分形成于相邻的晶粒之间，且对应于晶粒形成有镂空部，所述晶粒套设于所述镂空部中；

5、封装层，设于封装定位层上，所述封装层的刚度小于所述封装定位层；

6、重布线层，位于所述封装定位层远离所述封装层的一侧，所述重布线层中设有信号线，所述晶粒与所述信号线电连接；

7、多个引脚，设于所述重布线层远离所述晶粒的一侧，并与所述重布线层中的信号线电连接。

8、通过这样的结构设计，该封装定位层可对晶粒(die)起到有效的位置固定作用，消除emc工艺中应力释放对die的位置影响；还可兼作晶粒与封装层的致密连接层；该封装定位层呈网状结构，其围住晶粒对其具有支撑作用。

9、在其中一个实施例中，所述封装定位层包括层叠设置的至少一个有机膜层和至少一个无机膜层所述封装定位层的厚度大于等于3μm；

10、优选地，所述封装定位层包括一个所述有机膜层和一个所述无机膜层，所述有机膜层位于所述封装层与所述无机膜层之间，所述有机膜层的厚度大于等于所述晶粒厚度高度的10％小于等于所述晶粒高度的50％；

11、优选地，所述有机膜层的厚度大于等于12μm；

12、进一步优选地，所述有机膜层中远离封装层一侧的所述有机膜层密度小于0.5克/立方厘米；

13、或者，所述封装定位层包括两个所述无机膜层和一个所述有机膜层，所述封装定位层在所述芯片厚度方向的两侧均为所述无机膜层，两个以上所述无机膜层中靠近所述封装层的所述无机膜层的下表面距离所述晶粒下表面的距离小于等于所述晶粒高度的50％。

14、通过叠层设置的有机膜层与无机膜层可以在固定晶粒位置的同时增加有机膜层与封装层之间的连接致密性，也能够防止水氧通过有机膜层进入到芯片封装结构中，进而延长器件的使用寿命。

15、在其中一个实施例中，所述封装定位层的厚度大于等于2μm，并小于所述晶粒的高度；优选地，所述封装定位层的厚度大于等于2.5μm，并小于所述晶粒的高度的50％；优选地，所述封装定位层的厚度大于等于3μm，并小于所述晶粒的高度的30％。这样的设计保证封装定位层具有一定的刚度的同时与emc材料可靠的连接。厚度太小时刚性较弱，固定作用有限。

16、在其中一个实施例中，所述封装定位层的热膨胀系数小于所述封装层的热膨胀系数。所述封装定位层的材料包括无机材料、有机材料和复合材料中的一种或两种以上；优选地，所述无机材料包括金属材料、陶瓷材料、碳基材料和氧化物材料中的一种或两种以上，所述有机材料包括聚合物材料；进一步优选地，所述无机材料为非晶态材料。所述封装定位层采用较低热膨胀系数的材料能够降低在不同温度下膜层发生形变、产生收缩应力的风险，进而能够牢牢固定住晶粒。

17、在其中一个实施例中，所述金属材料包括金纳米粒子(aunps)、银纳米粒子(agnps)和铜纳米粒子(cunps)中的一种或两种以上。所述氧化物材料选包括三氧化二铝(al2o3)、氧化锌(zno)、二氧化钛(tio2)、二氧化铪(hfo2)、二氧化锆(zro2)和五氧化二钽(ta2o5)中的至少一种。所述非晶态材料包括非晶硅(a-si)、氧化硅(siox)、氮化硅(sinx)、铟锡氧化物(ito)和铟镓锌氧化物(igzo)中的至少一种。所述碳基类材料包括碳纳米管(cnts)、石墨烯(graphene)和炭黑(cb)中的一种或两种以上。所述聚合物材料包括聚乙烯醇(pva)、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚丙烯腈(pan)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、pmma和聚酰亚胺(pi)中的一种或两种以上。所述复合材料包括agnws/peo、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(sebs)/tio2和聚(三聚氰胺-共甲醛)(pmf)/pva中的一种或两种以上。

18、基于同样的构思本公开提供一种掩模版组件，其用于进行芯片封装，其包括：

19、掩模版，所述掩模版包括多个遮挡件和多个连接件，所述连接件连接所述遮挡件，多个所述遮挡件和多个所述连接件围合形成多个镂空区；

20、多个所述连接件形成网状，每个遮挡件的一条边缘处对应有两条以上所述连接件。

21、基于同样的发明构思本公开提供一种芯片封装方法，包括如下步骤：

22、s10,在基板的一侧配置键合层；

23、s20,将晶粒按照预设的位置的放置于所述键合层的远离所述基板侧；

24、s30,制备封装定位层，所述封装定位层填充于所述晶粒间的间隙(也称沟槽)，以固定所述晶粒；

25、s40,在所述封装定位层的远离所述基板侧涂布塑料封装材料，经固化得到封装层，

26、s50,去除所述基板及所述键合层；

27、s60，通过重布线工艺在所述封装定位层和所述晶粒远离所述封装层的一侧形成重布线层；以及，在所述重布线层上设置引脚。

28、该封装方法通过在晶粒与晶粒间的间隙设置封装定位层该封装定位层具有一定的刚度，具有支撑兼固定的作用。通过该封装定位层可以有效的消除后续工序中如基板分离后emc带来的应力，改善晶粒偏移缺陷。

29、在其中一个实施例中，所述步骤s30中包括利用喷墨打印设备将填充材料填充于所述晶粒间的间隙，得到所述封装定位层；或者，

30、所述步骤s30中还包括：在所述晶粒上设置一掩模版，所述掩模版的遮挡件对应于所述晶粒，所述掩模版的镂空部对应于所述晶粒间的间隙，将所述填充材料从所述镂空部填充于所述晶粒间的间隙，得到所述封装定位层。

31、在其中一个实施例中，在步骤s30前或者在步骤s20前包括：在所述晶粒的顶部形成抑制层，从所述晶粒远离基板的一侧将填充材料填充于所述晶粒间的间隙，以制得所述封装定位层，形成所述封装定位层后去除所述抑制层；

32、优选地，在切割母板以形成所述晶粒前形成所述抑制层；

33、优选地，所述抑制层中包含有机聚合物，所述有机聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)和聚乙烯吡咯烷酮(pvp)中的至少一种。

34、在其中一个实施例中，所述填充材料中包括无机材料、有机材料和复合材料中的一种或两种以上；

35、优选地，所述步骤s30中包括：将所述有机材料填充至所述间隙中，待所述有机材料固化后将所述无机材料填充至所述间隙中，待所述无机材料固化后得到有机膜层与无机膜层层叠形成的封装定位层；

36、进一步优选地，所述有机材料包括聚合物材料，所述聚合物材料中包括交联剂；所述步骤s30中包括：通过调整所述交联剂中各官能团之间的原子比或者在所述聚合物材料中增加含有羰基官能团或羟基官能团的交联剂以将所述聚合物材料改性，并将改性后的聚合物材料填充至所述间隙中。

37、在其中一个实施例中，在步骤s40中包括：在所述封装定位层上涂布封装材料，所述封装材料覆盖所述晶粒以及所述封装定位层远离所述键合层的一侧，并将所述封装材料固化形成所述封装层；

38、优选地，所述封装材料包括环氧膜塑料。

39、优选地，所述步骤s30中包括通过多次涂布的方式制得所述封装定位层。进一步优选地，所述步骤s30中包括通过正反向涂布的方式制得所述封装定位层；

40、在步骤s50中包括：通过剥离工艺将所述基板和所述键合层与所述封装定位层和所述晶粒分离；优选地，所述步骤s50中包括通过激光剥离或湿法剥离的方式去除所述基板和所述键合层。

41、本公开揭示一种芯片，由上述的芯片封装结构分割形成；或者，由上述的方法得到的芯片封装结构分割形成。

42、与现有技术相比，本公开提供的芯片封装方法，通过在键合层上叠具有一定刚性的封装定位层，该封装定位层填充于所述晶粒间的间隙，以固定所述晶粒。较佳的，该封装定位层的厚度小于晶粒的高度，通过该封装定位层实现对晶粒的刚性支撑，固定匹配对应的晶粒的位置，这样去除基板后，通过封装定位层消除emc带来的应力，改善晶粒偏移缺陷。封装定位层的厚度小于晶粒的高度，这样在层叠封装层后，封装层覆盖多个晶粒和多个晶粒之间的间隙沟槽，实行可靠的连接。