多層堆疊扇出型封裝及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多層堆疊扇出型封裝及其制備方法，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]專利申請W02013127035A1公開的封裝體，兩個相鄰的芯片之間通過貼片材料粘合在一起。芯片周圍填充有機材料，在有機材料上打孔并填充金屬。在有機材料的正反面制作導電線路將芯片和打孔中的金屬互聯，導電線路外面有保護層并露出焊盤，形成封裝體。
【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/或現有多層堆疊扇出型封裝中存在的問題結構和工藝復雜等缺陷，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，提供一種多層堆疊扇出型封裝及其制備方法，工藝流程簡單，制作工藝和制作成本均降低，得到的多層堆疊扇出型封裝結構復雜程度低。
[0009]按照本發明提供的技術方案，所述多層堆疊扇出型封裝的制備方法，包括以下步驟:
(1)承載片作為基底材料，在承載片表面覆蓋臨時鍵合薄膜；
(2)在臨時鍵合薄膜上形成第一導電層，在第一導電層上涂覆光刻膠，通過光刻形成金屬柱的開口圖形；
(3)在金屬柱的開口圖形處的第一導電層上形成金屬柱，去除光刻膠和露出來的第一導電層；
(4)將多個第一芯片的正面貼在臨時鍵合薄膜上，覆蓋第一絕緣樹脂，第一絕緣樹脂將第一芯片和金屬柱包裹;將第一絕緣樹脂的表面減薄，露出金屬柱；
(5)在第一絕緣樹脂和第一芯片表面涂覆第二絕緣樹脂，使用光刻工藝在第二絕緣樹脂上開窗，露出金屬柱的表面;在第二絕緣材料上形成第二導電層；
(6)在第二導電層上形成第一導電線路；
(7)去除露出的第二導電層，在第一導電線路上面貼裝多個第二芯片，第二芯片的電極與第一導電線路相連；
(8)在第二芯片上覆蓋第三絕緣樹脂，拆除承載片、臨時鍵合薄膜和第一種子層，露出金屬柱和第一芯片的焊盤；
(9)在第一芯片正面涂覆第四絕緣樹脂，在第四絕緣樹脂上開窗，露出金屬柱和第一芯片的焊盤;再在第四絕緣樹脂表面形成第三導電層，在第三導電層表面通形成第二導電線路;最后去除露出的第二導電層；
(10)在第四絕緣樹脂和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;在第二導電線路上形成凸點下金屬，在凸點下金屬層上形成金屬球，得到所述多層扇出型封裝。
[0010]進一步的，在所述步驟(7)之前還包括重復步驟(3)?步驟(6)—次或多次，以得到所需堆疊層數的芯片。
[0011]進一步的，所述第一芯片為有源芯片或無源芯片。
[0012]進一步的，所述第二芯片為有源芯片或無源芯片。
[0013]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、塑封底填膠或者添加填料的樹脂。
[0014]進一步的，所述第二絕緣樹脂和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、PBO或者PSP I。
[0015]所述多層堆疊扇出型封裝，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柱;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柱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金屬球。
[0016]本發明具有以下優點:
(I)本發明先單獨形成金屬柱再貼裝芯片，工藝流程簡單，并且可以包裝芯片貼裝的準確性。
[0017](2)金屬柱制作方式和露出方式簡單:金屬柱可以使用植球、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。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。
[0018](3)使用先做金屬柱后貼片的方法，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。
[0019](4)本發明所述制備方法省略了封裝基板，有利于工藝步驟的減少和成本的降低。
[0020](5)本發明結構簡單，由于省略了封裝基板產品結構復雜程度降低。
【附圖說明】
[0021]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10為本發明實施例一制備過程的示意圖，其中:
圖1為在承載片上覆蓋臨時鍵合薄膜的示意圖。
[0022]圖2為制作第一導電層和金屬柱開口圖形的不意圖。
[0023]圖3為制作金屬柱的示意圖。
[0024]圖4為貼裝第一芯片以及制作第一絕緣樹脂的示意圖。
[0025]圖5為制作第二絕緣樹脂和第二導電層的示意圖。
[0026]圖6為制作第一導電線路的示意圖。
[0027]圖7為在導電線路上貼裝第二芯片的示意圖。
[0028]圖8為制作第三絕緣樹脂以及去除承載片和臨時鍵合薄膜的示意圖。
[0029]圖9為制作第四絕緣樹脂、第三導電層和第二導電線路的示意圖。
[0030]圖10為制作第五絕緣樹脂、凸點下金屬層和金屬球的示意圖。
[0031]圖11為實施例二得到的多層堆疊扇出型封裝的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]實施例一:一種多層堆疊扇出型封裝的制備方法，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表面覆蓋臨時鍵合薄膜102;得到如圖1所示的結構。
[0036]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等成份的無機材料;所述臨時鍵合薄膜102可以通過加熱、機械、化學、光學、冷凍等方式拆除。
[0037]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、有機材料等成份的方片、圓片或不規則片，也可以是可以進行加熱和控溫的平板裝置。
[0038](2 )使用濺射、噴涂、蒸發、化學鍍、電鍍、印刷、壓合、粘貼等方式在臨時鍵合薄膜102上形成第一導電層103A，在第一導電層103A上涂覆光刻膠104，通過光刻顯影的方式形成金屬柱105的開口圖形;得到如圖2所示的結構。
[0039]所述第一導電層103A為導電材料，如銅、鐵、銀、鋁、鎳、金、錫、鈀、鎂、鈦、鉻、錳、鎢、鉬等金屬或者合金，也可以是含有以上金屬成分的液體或薄膜。
[0040](3)通過圖形電鍍、化學鍍、印刷、植球等方法在第一導電層103A上形成金屬柱105，去除光刻膠104和露出來的第一導電層103A，如圖3