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半导体封装方法


技术摘要:
本申请提供一种半导体封装方法。所述半导体封装方法包括:采用第一包封层将至少一个芯片包封,且所述芯片的正面露出,得到包封结构,所述芯片的正面设有焊垫;提供第一载板和第一载板固定部,所述第一载板固定部被设置成使得所述第一载板的第一侧面及与所述第一侧面相  全部
背景技术:
常见的半导体封装技术,比如芯片封装技术主要包含下述工艺过程:首先将裸片 正面通过胶带粘接在衬底上,进行热压塑封,将衬底剥离,然后在裸片正面形成再布线结 构,并进行封装。现有的半导体封装技术存在封装效率较低的问题。
技术实现要素:
本申请实施例提供了一种半导体封装方法,所述半导体封装方法包括: 采用第一包封层将至少一个芯片包封,且所述芯片的正面露出,得到包封结构,所 述芯片的正面设有焊垫; 提供第一载板和第一载板固定部,所述第一载板固定部被设置成使得所述第一载 板的第一侧面及与所述第一侧面相对的第二侧面均至少部分被露出; 在所述第一载板的第一侧面与第二侧面上分别贴装一个所述包封结构,且所述芯 片的正面背离所述第一载板; 在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成第一再布线层,位于所述 第一载板同侧的所述第一再布线层与所述焊垫电连接; 去除所述第一载板。 在一个实施例中,所述采用包封层将至少一个芯片包封,包括: 将至少一个待封装的芯片贴装于第二载板上,所述芯片靠近所述第二载板的表面 为正面,所述芯片的正面设有多个焊垫; 形成第一包封层,所述第一包封层覆盖在所述第二载板上,包封住所述至少一个 待封装的芯片; 剥离所述第二载板,露出所述芯片的正面。 在一个实施例中,所述将至少一个待封装的芯片贴装于第二载板上,包括: 在所述第二载板上形成第一粘接层; 通过所述第一粘接层将所述芯片贴装于所述第二载板的预定位置处。 在一个实施例中,在所述采用第一包封层将至少一个芯片包封之后,所述半导体 封装方法还包括: 在所述包封结构上形成保护膜层,所述保护膜层覆盖所述芯片的正面; 在所述第一载板的第一侧面与第二侧面上分别贴装一个所述包封结构之后,所述 半导体封装方法还包括: 去除所述保护膜层。 在一个实施例中,所述在所述第一载板的第一侧面与第二侧面上分别贴装一个所 述包封结构,包括: 4 CN 111599694 A 说 明 书 2/8 页 在所述第一载板的第一侧面与第二侧面上分别形成第二粘结层; 通过所述第一侧面上的第二粘结层将一个所述包封结构贴装于所述第一侧面上, 通过所述第二侧面上的第二粘结层将另一个所述包封结构贴装于所述第二侧面上。 在一个实施例中,在所述在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成 第一再布线层之后,所述半导体封装方法还包括: 在两个所述第一再布线层上分别形成第二包封层,所述第二包封层包封与该第二 包封层位于所述第一载板同侧的所述第一再布线层及露出的所述第一包封层。 在一个实施例中,所述再布线层包括至少一个导电结构,所述导电结构包括第一 导电层及位于所述第一导电层背离所述第一载板一侧的第二导电层,位于所述第一载板同 侧的所述导电结构与所述芯片的焊垫电连接;所述在两个所述包封结构背离所述第一载板 的一侧同时形成第一再布线层,包括: 在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成导电膜层,所述导电膜层 覆盖与该导电膜层位于所述第一载板同侧的所述包封结构; 在两个所述导电膜层背离所述第一载板的一侧同时形成绝缘层,在两个所述绝缘 层上形成与位于所述第一载板同侧的焊垫对应的通孔; 在两个所述绝缘层的通孔中同时形成第二导电层; 去除位于所述绝缘层与所述第一载板之间的导电膜层、以及所述绝缘层,保留的 位于所述第二导电层与所述第一载板之间的导电膜层为所述第一导电层。 在一个实施例中,所述再布线层包括至少一个导电结构,位于所述第一载板同侧 的所述导电结构与所述芯片的焊垫电连接; 所述在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成第一再布线层之前, 所述半导体封装方法还包括: 在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成第二包封层,所述第二包 封层上形成有接触孔,所述接触孔露出所述芯片的焊垫; 所述在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成再布线层,包括: 在两个所述第二包封层的接触孔中同时形成导电结构,所述导电结构的表面露出 与该导电结构位于所述第一载板同侧的所述第二包封层。 在一个实施例中,在所述去除所述第一载板之前,所述半导体封装方法还包括: 在两个所述第一再布线层上同时形成第二再布线层,位于所述第一载板同侧的所 述第二再布线层与所述第一再布线层电连接。 在一个实施例中,在所述去除所述第一载板之后,所述半导体封装方法还包括: 在两个所述第一再布线层上分别形成第二再布线层,所述第二再布线层与相邻的 所述第一再布线层电连接。 本申请实施例所达到的主要技术效果是: 本申请实施例提供的半导体封装方法,先形成包封结构,在第一载板的相对两侧 分别贴装一个包封结构,之后在两个包封结构上同时形成第一再布线层。由于两个包封结 构上的第一再布线层是同时形成的,相对于对每次仅在一个包封结构上形成再布线层的方 案来说,本申请实施例可节省封装时间,提高再布线的效率,进而提高半导体封装效率。 5 CN 111599694 A 说 明 书 3/8 页 附图说明 图1是本申请实施例提供的半导体封装方法的流程图; 图2是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的一种中间结构的结构示意图; 图3是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的另一种中间结构的结构示意 图; 图4是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的再一种中间结构的结构示意 图; 图5是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图6是本申请实施例提供的第一载板置于第一载板固定部上的一种示意图; 图7是本申请实施例提供的第一载板置于第一载板固定部上的另一种示意图; 图8是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图9是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图10是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图11是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图12是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图13是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图14是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图15是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图16是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图17是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的又一种中间结构的结构示意 图; 图18是本申请实施例提供的半导体封装方法得到的半导体封装结构示意图。 具体实施例 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施例并不代表与本申请相一致的所有实施例。相反,它们仅是与如所附权利 要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。 在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。 6 CN 111599694 A 说 明 书 4/8 页 在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数 形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包 含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。 应当理解,尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这 些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离 本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第 一信息。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当…… 时”或“响应于确定”。 下面结合附图,对本申请的一些实施例作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实 施例及实施例中的特征可以相互组合。 本申请实施例提供了一种半导体封装方法。参见图1,所述半导体封装方法包括如 下步骤110至步骤150。 在步骤110中,采用第一包封层将至少一个芯片包封,且所述芯片的正面露出,得 到包封结构,所述芯片的正面设有焊垫。 在一个实施例中,待封装的芯片可通过对硅片进行切割得到。硅片具有活性面,硅 片的活性面设有绝缘层和焊垫。可采用机械切割的方式或者激光切割的方式切割硅片。可 选的,在对硅片进行切割之前,可采用研磨设备对硅片的与活性面相对的背离进行研磨,以 使硅片的厚度为指定厚度。待封装的芯片的焊垫是由芯片内部电路引出至芯片表面的导电 电极构成。焊垫制备在芯片的导电电极上,将芯片的导电电极引出。 在一个实施例中,采用第一包封层将至少一个芯片包封的步骤110,可通过如下步 骤111至步骤113完成。 在步骤111中,将至少一个待封装的芯片贴装于第二载板上,所述芯片靠近所述第 二载板的表面为正面,所述芯片的正面设有多个焊垫。 在一个实施例中,所述将至少一个待封装的芯片贴装于第二载板上的步骤111可 通过如下步骤1111及步骤1112完成。 在步骤1111中,在所述第二载板上形成第一粘接层。 通过步骤1111可得到如图2所示的中间结构,第一粘结层102可覆盖第二载板101 的表面。第一粘结层102的材料可以是以剥离的材料,以便后续便于将第二载板101与待封 装的芯片剥离开。 在一个实施例中,第二载板101为硬质载板,例如为玻璃载板,或者不锈钢载板等。 第二载板101为硬质载板时,支撑效果更好。 在步骤1112中,通过所述第一粘接层将所述芯片贴装于所述第二载板的预定位置 处。 通过步骤1112可得到如图3所示的结构。芯片10的焊垫11与第一粘结层102直接接 触。图3仅以第二载板101上贴装有一个芯片10为例进行示意,在其他实施例中,第二载板 101上可贴装有两个或两个以上的芯片10。 在步骤112中,形成第一包封层,所述第一包封层覆盖在所述第二载板上,包封住 所述至少一个待封装的芯片。 通过步骤112可得到如图4所示的结构。 7 CN 111599694 A 说 明 书 5/8 页 在一个实施例中,在形成第一包封层之前,可以执行一些前处理步骤,例如化学清 洗、等离子清洗等步骤,以将芯片10与第一载板101表面的杂质去除,从而第一包封层20与 待封装的芯片10可与第一载板101之间能够连接的更加密切,不会出现分层或开裂的现象。 在一个实施例中,第一包封层20可采用层压环氧树脂膜的方式形成,也可以通过 对环氧树脂化合物进行注塑成型、压模成型或传递成型等方式形成。 在步骤113中,剥离所述第二载板,露出所述芯片的正面。 图4所示的实施例中,第一载板101与待封装的芯片10之间通过第一粘结层102粘 接,第一粘结层102的材料为热分离材料时,可以通过加热的方式使得第一粘结层102遇热 后粘性降低,进而将第一载板101剥离。包封结构与第一载板101剥离后,暴露出待封装的芯 片10的正面。在其他实施例中,可直接机械的从第一包封层20和待封装的芯片10上剥离第 一载板101。通过步骤113可得到如图5所示的包封结构。 在步骤120中,提供第一载板和第一载板固定部,所述第一载板固定部被设置成使 得所述第一载板的第一侧面及与所述第一侧面相对的第二侧面均至少部分被露出。 第一载板可为硬质载板,例如为玻璃载板,或者不锈钢载板等。 在一个实施例中,参见图6,第一载板103置于第一载板固定部105上后,第一载板 103的第一侧面1031朝上,第一载板103的第二侧面1032朝下,第二侧面1032的边缘部分与 第一载板固定部105接触,第二侧面1032的大部分露出。 在另一个实施例中,参见图7,第一载板103置于第一载板固定部105上后,第一载 板103位于第一侧面1031与第二侧面之间的侧面全部与第一载板固定部105接触,第一侧面 1031及与第一侧面1031相对的第二侧面均全部露出。 在步骤130中,在所述第一载板的第一侧面与第二侧面上分别贴装一个所述包封 结构,且所述芯片的正面背离所述第一载板。 在步骤130之前,所述半导体封装方法还可包括:在所述包封结构上形成保护膜层 30,所述保护膜层30覆盖所述芯片10的正面。 保护膜层30可具有一定的粘结性,从而可直接粘贴在包封结构上。通过步骤120可 得到如图8所示的结构。在将包封结构贴装在第一载板上的过程中,需要对包封结构进行按 压。保护膜层30可保护芯片10正面的焊垫11,防止在按压包封结构时损伤芯片10的焊垫11。 在一个实施例中,在所述第一载板的第一侧面与第二侧面上分别贴装一个所述包 封结构的步骤130,可通过如下步骤131与步骤132实现。 在步骤131中,在所述第一载板的第一侧面与第二侧面上分别形成第二粘结层。 第一侧面上的第二粘结层与第二侧面上的第二粘结层可同时形成,从而有利于提 高半导体封装效率。 在步骤132中,通过所述第一侧面上的第二粘结层将一个所述包封结构贴装于所 述第一侧面上,通过所述第二侧面上的第二粘结层将另一个所述包封结构贴装于所述第二 侧面上。 在该步骤中,可将包封结构按压在第二粘结层104上,从而包封结构通过第二粘结 层104贴装在第一载板103上,如此可使得包封结构与第一载板103粘结比较牢固。通过该步 骤可得到如图9所示的中间结构。 在一个实施例中,第一载板103的第一侧面与第二侧面上形成的第二粘结层104的 8 CN 111599694 A 说 明 书 6/8 页 材质可以是树脂。树脂遇热时粘性降低,在后续需要将第一载板103剥离时,可通过改变树 脂的温度来实现包封结构与第一载板103的剥离,便于操作。 在一个实施例中,若所述包封结构上形成有保护膜层30,在所述第一载板的第一 侧面与第二侧面上分别贴装一个所述包封结构的步骤130之后,所述半导体封装方法还包 括:去除所述保护膜层。在将保护膜层30去除后,芯片10的焊垫11露出,得到如图10所示的 中间结构。 在步骤140中,在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成第一再布 线层,位于所述第一载板同侧的所述第一再布线层与所述焊垫电连接。 在一个实施例中,所述再布线层包括至少一个导电结构,位于所述第一载板同侧 的所述导电结构与所述芯片的焊垫电连接,导电结构可将芯片的焊垫引出。导电结构可为 柱状,例如可以是圆柱状,也可以是立方体形。 在一个实施例中,所述导电结构包括第一导电层及位于所述第一导电层背离所述 第一载板一侧的第二导电层。在其他实施例中,导电结构可仅包括一个导电层。 在一个实施例中,所述半导体封装方法还可包括:形成第二包封层,第二包封层包 封与该第二包封层位于所述第一载板同侧的第一再布线层及露出的包封结构。第二包封层 可在步骤140之后形成,也可在步骤140之前形成。下面将进行具体介绍。 在第一个实施例中,第二包封层在步骤140之后形成。也即是,先形成导电结构60, 后形成第二包封层70。 在该实施例中,若导电结构包括第一导电层与第二导电层,在两个所述包封结构 背离所述第一载板的一侧同时形成第一再布线层的步骤140可通过如下步骤141至步骤142 形成。 在步骤141中,在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成导电膜层, 所述导电膜层覆盖与该导电膜层位于所述第一载板同侧的所述包封结构。 在一个实施例中,可通过溅射工艺形成导电膜层。 通过步骤141可得到如图11所示的中间结构。参见图11,位于第一载板101两侧的 导电膜层40分别覆盖相邻的包封结构背离第一载板103的侧面。导电膜层40的材质可以是 金属。 在步骤142中,在两个所述导电膜层背离所述第一载板的一侧同时形成绝缘层,在 两个所述绝缘层上形成与位于所述第一载板同侧的焊垫对应的通孔。 在该步骤中,首先在两个导电膜层40背离第一载板103的一侧分别形成绝缘层50, 得到如图12所示的中间结构。 然后,在两个绝缘层50上分别开设与绝缘层位于位于第一载板同侧的焊垫11对应 的通孔501。其中,通孔501与焊垫11对应指的是,在膜层的叠层方向上,通孔501与焊垫11位 置相对。通过该步骤可得到如图13所示的中间结构。在形成通孔的过程中,导电膜层40可保 护芯片10正面的焊垫11,防止对芯片10的焊垫11造成伤害。 在一个实施例中,绝缘层50可以是感光膜层,可通过曝光显影工艺在感光膜层上 形成通孔501。 在步骤143中,在两个所述绝缘层的通孔中同时形成第二导电层。 通过步骤143可得到如图14所示的中间结构。 9 CN 111599694 A 说 明 书 7/8 页 在一个实施例中,可通过电镀工艺在两个绝缘层50的通孔501中形成第二导电层 62。第二导电层62的材质可以是金属。 在步骤144中,去除位于所述绝缘层与所述第一载板之间的导电膜层、以及所述绝 缘层,保留的位于所述第二导电层与所述第一载板之间的导电膜层为所述第一导电层。 通过步骤144可得到如图15所示的中间结构。导电结构60包括第一导电层61及位 于第一导电层61背离第一载板103一侧的第二导电层62。第一导电层61在第一载板103上的 正投影、与第二导电层62在第一载板103上的正投影可重合。 在一个实施例中,可通过清洗的方式将导电膜层40位于所述第一载板103与绝缘 层50之间的部分、以及绝缘层50去除。清洗的方式例如可以是酸洗、碱洗或者离子清洗等。 在步骤140之后,半导体封装方法还包括:在两个所述第一再布线层上同时形成第 二包封层,所述第二包封层包封相邻的所述第一再布线层及露出的所述第一包封层。 在一个实施例中,第二包封层70可采用层压环氧树脂膜的方式形成,也可以通过 对环氧树脂化合物进行注塑成型、压模成型或传递成型等方式形成。 在该步骤中,在两个第一再布线层上形成的第二包封层70可覆盖与该第二包封层 70位于第一载板同侧的露出的芯片10、露出的第一包封层20及导电结构60,第二包封层70 的厚度大于导电结构60的厚度,得到如图16所示的中间结构。之后,再对第二包封层70进行 研磨,以使导电结构60的表面露出第二包封层70。 在一个实施例中,可先对第二包封层70进行研磨,之后再将第一载板103去除。在 其他实施例中,也可先将第一载板103去除,得到如图17所示的中间结构;然后再对第二包 封层70进行研磨,从而得到如图18所示的半导体封装结构。 在第二个实施例中,第二包封层在步骤140之前形成。也即是,先形成第二包封层 70,再形成导电结构60。 在该实施例中,形成第二包封层的步骤可通过如下步骤实现: 在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成第二包封层,所述第二包 封层上形成有接触孔,所述接触孔露出与该接触孔位于第一载板同侧的所述芯片的焊垫。 所述在两个所述包封结构背离所述第一载板的一侧同时形成再布线层,包括:在 两个所述第二包封层的接触孔中同时形成导电结构,所述导电结构的表面露出与该导电结 构位于所述第一载板同侧的所述第二包封层。 在该实施例中,先形成第二包封层70,并在第二包封层70上开设接触孔,然后在接 触孔内形成导电结构60,制备工艺比较简单。 在步骤150中,去除所述第一载板。 在一个实施例中,包封结构通过第二粘结层104贴装在第一载板103上时,可通过 加热使第二粘结层104的粘性降低,再将包封结构与第一载板剥离。 在一个实施例中,在去除所述第一载板的步骤150之前,所述半导体封装方法还包 括:在两个所述第一再布线层上同时形成第二再布线层,位于所述第一载板同侧的所述第 二再布线层与所述第一再布线层电连接。 第二再布线层可包括多个导电凸柱,导电凸柱可与相邻的第一再布线层的导电结 构电连接。通过这种方式,可实现多层封装结构。 在该步骤中,在两个第一再布线层上同时形成第二再布线层,有助于节省封装时 10 CN 111599694 A 说 明 书 8/8 页 间,提高封装效率。 在另一个实施例中,在去除所述第一载板之后,所述半导体封装方法还包括:在两 个所述第一再布线层上分别形成第二再布线层,所述第二再布线层与相邻的所述第一再布 线层电连接。第二再布线层可包括多个导电凸柱,导电凸柱可与相邻的第一再布线层的导 电结构电连接。通过这种方式,可实现多层封装结构。 本申请实施例提供的半导体封装方法,先形成包封结构,在第一载板的相对两侧 分别贴装一个包封结构,之后在两个包封结构上同时形成第一再布线层。由于两个包封结 构上的第一再布线层是同时形成的,相对于对每次仅在一个包封结构上形成再布线层的方 案来说,本申请实施例可节省封装时间,提高再布线的效率,进而提高半导体封装效率。 在本申请中,装置实施例与方法实施例在不冲突的情况下,可以互为补充。以上所 描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是 物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地 方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模 块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以 理解并实施。 以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和 原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。 11 CN 111599694 A 说 明 书 附 图 1/7 页 图1 图2 图3 12 CN 111599694 A 说 明 书 附 图 2/7 页 图4 图5 图6 13 CN 111599694 A 说 明 书 附 图 3/7 页 图7 图8 图9 14 CN 111599694 A 说 明 书 附 图 4/7 页 图10 图11 图12 15 CN 111599694 A 说 明 书 附 图 5/7 页 图13 图14 16 CN 111599694 A 说 明 书 附 图 6/7 页 图15 图16 17 CN 111599694 A 说 明 书 附 图 7/7 页 图17 图18 18
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