低成本多層堆疊扇出型封裝結構及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種低成本多層堆疊扇出型封裝結構及其制備方法，屬于半導體封裝技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著電子產品多功能化和小型化的潮流，高密度微電子組裝技術在新一代電子產品上逐漸成為主流。為了配合新一代電子產品的發展，尤其是智能手機、掌上電腦、超級本等產品的發展，芯片的尺寸向密度更高、速度更快、尺寸更小、成本更低等方向發展。扇出型方片級封裝技術(Fanout Panel Level Package，F0PLP)的出現，作為扇出型晶圓級封裝技術(Fanout Wafer Level Package，F0WLP)的升級技術，擁有更廣闊的發展前景。
[0003]智能手機、智能穿戴、物聯網、人體芯片等科技的飛速發展，引領芯片封裝技術朝小型化、高密度化、三維化等趨勢發展。高度度三維封裝芯片技術成為芯片封裝的熱門技術。
[0004]現有技術中，星科金朋的專利申請US2014048906A1公開的工藝中需要預先制作帶有導電球或柱子的轉接板。轉接板需要使用特殊的工藝制作，如打孔，電鍍等，然后切割成小尺寸的轉接板。芯片和帶有導電球或柱子的轉接板同時貼在承載板上，然后進行塑封。塑封完成后制作芯片正面的導電線路、保護層等結構。導電球或柱子使用激光等方式制作。在導電球或柱子上方貼芯片形成芯片三維堆疊的結構。
[0005]星科金朋的專利申請US2013249106A1公開的工藝中需要預先將芯片完成封裝，制作成單程封裝芯片。然后在芯片外圍的介質層形成開口，開口中填充導電材料。在單層封裝結構頂部堆疊芯片形成三維堆疊的結構。

【發明內容】

[0006]本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。
[0007]鑒于上述和/或現有半導體封裝中存在的結構和制作工藝較為復雜，以及制作成本高問題，提出了本發明。
[0008]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種低成本多層堆疊扇出型封裝結構及其制備方法，制作工藝減化，制作成本大幅度降低，得到的封裝結構復雜程度降低。
[0009]按照本發明提供的技術方案，所述低成本多層堆疊扇出型封裝結構的制備方法，包括以下步驟:
(1)承載片作為基底材料，在承載片上覆蓋臨時鍵合薄膜；
(2)在臨時鍵合薄膜上形成金屬球；
(3)將第一芯片正面貼裝在臨時鍵合薄膜上，在第一芯片和臨時鍵合薄膜上覆蓋第一絕緣樹脂；
(4)將第一絕緣樹脂減薄，露出金屬球和芯片的背面，在第一絕緣樹脂上面涂覆第二絕緣樹脂；
(5 )在第二絕緣樹脂上開窗露出金屬球，在第二絕緣樹脂表面沉積第一種子層，在第一種子層上面制作第一導電線路，去除多余的第一種子層；
(6)在第一導電線路上貼裝第二芯片，在第二芯片上覆蓋第三絕緣樹脂；
(7)去除承載片和臨時鍵合薄膜，露出金屬球和第一芯片的正面；
(8)在第一芯片的正面涂覆第四絕緣樹脂，在第四絕緣樹脂上制作露出金屬球和第一芯片焊盤的開口；在第四絕緣樹脂表面制作第二種子層，在第二種子層上面涂覆光刻膠，使用光刻工藝在光刻膠上面形成第二導電線路的開口圖形，在開口圖形處填充金屬，形成第二導電線路，最后去除光刻膠和多余的第二種子層；
(9)在第二導電線路表面涂覆第五絕緣樹脂，通過光刻工藝露出第二導電線路;在露出的第二導電線路上形成凸點下金屬，在凸點下金屬層上形成焊球，得到所述的多層堆疊扇出型封裝結構。
[0010]進一步的，在所述步驟(6)之前還包括重復步驟(2)?步驟(5)—次或多次，以得到所需堆疊層數的芯片。
[0011]進一步的，所述承載片為硅、二氧化硅、陶瓷、玻璃、金屬、合金或有機材料的片體，或者是能夠加熱和控溫的平板裝置。
[0012]進一步的，所述臨時鍵合薄膜為熱塑或熱固型有機材料，或者是含有Cu、N1、Cr或Co的無機材料。
[0013]進一步的，所述金屬球金、銀、銅、錫、鈦、鎳、鎂、鉍、鈀、鎳、鉻、鐵、銦中的一種或多種。
[0014]進一步的，所述金屬球為球形、圓柱形或圓錐形。
[0015]進一步的，所述第一絕緣樹脂和第三絕緣樹脂為環氧樹脂、聚酰亞胺、BCB、PB0、硅膠、酚醛樹脂、亞克力樹脂、三嗪樹脂、PVDF、底填膠(Under Fi 11或MUF等)、塑封底填膠或者添加填料的樹脂。
[0016]進一步的，所述第二絕緣樹脂或第四絕緣樹脂為聚酰亞胺、感光型環氧樹脂、阻焊油墨、綠漆、干膜、感光型增層材料、BCB(雙苯環丁烯樹脂)或ΡΒ0(苯基苯并二惡唑樹脂)。
[0017]所述低成本多層堆疊扇出型封裝結構，包括多層依次堆疊的芯片，每層芯片均包裹在第一絕緣樹脂中，在第一絕緣樹脂中設有連通第一絕緣樹脂正面和背面的金屬球;在相鄰的兩層第一絕緣樹脂之間設置第二絕緣樹脂，第二絕緣樹脂中設置導電線路和種子層;每層第一絕緣樹脂中的金屬球兩端分別通過導電線路連接該層芯片的焊盤以及上一層芯片的焊盤;在最下層的第一絕緣樹脂表面設有第二絕緣樹脂和第三絕緣樹脂，第二絕緣樹脂和第三絕緣樹脂中設有導電線路和種子層，在導電線路上設有凸點下金屬層和焊球。
[0018]進一步的，所述位于最上層芯片下方的芯片的正面和背面分別與所在層的第一絕緣樹脂的正面和背面平齊。
[0019]本發明具有以下優點:
(I)金屬球制作方式和露出方式簡單，金屬球可以使用植球、印刷等工藝制作，可以一次形成幾萬到幾百萬顆金屬球，制作工藝和制作成本均可以大幅度降低。
[0020](2)金屬球的露出方式使用拋光減薄等方式露出，一次露出全部金屬球，制作工藝和制作成本均可以大幅度降低。
[0021](3)本發明使用先做球后貼片的方法，可以簡化工藝流程。傳統工藝使用激光鉆孔再放球等方式，鉆孔效率低，對球的大小有限制，工藝復雜。
[0022](4)本發明所述工藝中省略了封裝基板，有利于工藝步驟的減少和成本的降低。
[0023](5)本發明所述封裝結構簡單，由于省略了封裝基板產品結構復雜程度降低。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。圖1?圖9為本發明所述封裝結構制備過程的示意圖。其中:
圖1為在承載片上覆蓋臨時鍵合薄膜的示意圖。
[0025]圖2為在臨時鍵合薄膜上制作金屬球的示意圖。
[0026]圖3為貼裝第一芯片的示意圖。
[0027]圖4為減薄第一絕緣樹脂以及制作第二絕緣樹脂的示意圖。
[0028]圖5為制作第一種子層和第一導電線路的示意圖。
[0029]圖6為貼裝第二芯片以及制作第三絕緣樹脂的示意圖。
[0030]圖7為去除承載片和臨時鍵合薄膜的示意圖。
[0031 ]圖8為制作第二種子層和第二導電線路的示意圖。
[0032]圖9為制作第四絕緣樹脂和焊球的示意圖。
[0033]圖10為實施例二得到的封裝結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合具體附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步的說明。
[0035]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施例，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0036]其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的范圍。此外，在實施制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0037]實施例一:一種低成本多層堆疊扇出型封裝結構的制備方法，包括以下步驟:
(I)承載片101作為基底材料，使用滾壓、旋涂、噴涂、印刷、非旋轉涂覆、熱壓、真空壓合、浸泡、壓力貼合等方式在承載片101上覆蓋臨時鍵合薄膜102，如圖1所示。
[0038]所述承載片101的材料可以是硅、二氧化硅、陶瓷、玻璃、金屬、合金、有機材料等成分的方片、圓片或不規則片，也可以是可以進行加熱和控溫的一種平板裝置。
[0039]所述臨時鍵合薄膜102為熱塑或熱固型有機材料，也可以是含有Cu、N1、Cr、Co等成分的無機材料。
[0040]所述臨時鍵合薄膜102可以通過加熱、機械、化學、激光、冷凍等方式拆除。
[0041 ] (2)使用植球、印刷、抓球、激光燒球、電鍍、化學鍍等方式在臨時鍵合薄膜102上形成金屬球103，如圖2所示。
[0042]所述金屬球103為金屬材質，例如金、銀、銅、錫、鈦、鎳、鎂、鉍、鈀、鎳、鉻、鐵、銦等一種或多種金屬或其合金。金屬球103可以是球