本發(fā)明實施例涉及芯片封裝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法。

背景技術(shù)：

扇出型晶圓級封裝(Fan-Out Wafer Level Packaging，F(xiàn)OWLP)是一種晶圓級加工的嵌入式封裝，也是I/O數(shù)較多、集成靈活性好的主要先進(jìn)封裝之一，目前被認(rèn)為最適合高要求的移動/無線市場，并且對其它關(guān)注高性能和小尺寸的市場，也具有很強的吸引力。

現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用塑封工藝完成扇出型芯片的封裝，但是現(xiàn)用塑封工藝的扇出型封裝在翹曲控制方面是非常困難的，這是因為塑封材料的熱膨脹系數(shù)與芯片的熱膨脹系數(shù)相差較大，導(dǎo)致塑封層和芯片層的熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，使得封裝件產(chǎn)生翹曲。這樣的翹曲不僅使塑封后續(xù)制程難度加大，而且容易產(chǎn)生芯片及封裝裂紋等嚴(yán)重的器件失效問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中封裝件容易翹曲的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種扇出型芯片的封裝方法，包括：

提供一載體基板，并在所述載體基板上貼附芯片；

在所述芯片遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成塑封層，所述塑封層包覆所述芯片，且所述塑封層包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)。

可選的，所述芯片的厚度與所述芯片上表面至所述凸起結(jié)構(gòu)上表面的垂直距離的比值范圍為0.2-5。

可選的，在所述芯片遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成塑封層之后，還包括：

在所述塑封層上遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成連接電路，所述連接電路通過所述塑封層上的開口與所述芯片電連接；

剝離所述載體基板得到芯片封裝結(jié)構(gòu)，并切割所述芯片封裝結(jié)構(gòu)得到單顆芯片封裝結(jié)構(gòu)。

可選的，所述連接電路為重布線層，在所述塑封層上遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成連接電路之前，還包括：

去除所述塑封層的凸起結(jié)構(gòu)，得到上表面光滑的塑封層。

可選的，在所述芯片遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成塑封層，包括：

使用塑封膜腔在所述芯片遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成塑封層。

可選的，使用塑封膜腔在所述芯片遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成塑封層，包括：

向所述塑封膜腔中注入塑封材料形成塑封層，所述塑封膜腔中包括至少兩條凹槽結(jié)構(gòu)，所述塑封材料在所述凹槽結(jié)構(gòu)中對應(yīng)形成所述塑封層的凸起結(jié)構(gòu)。

可選的，至少兩條所述凸起結(jié)構(gòu)交叉設(shè)置。

可選的，當(dāng)所述塑封層包括多條凸起結(jié)構(gòu)時，所述凸起結(jié)構(gòu)的形狀為“井”字狀。

可選的，每個所述芯片與至少一條凸起結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)，采用第一方面所述的扇出型芯片的封裝方法封裝得到。

本發(fā)明實施例提供的扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)及其封裝方法，通過提供一載體基板，并在載體基板上貼附芯片，在芯片遠(yuǎn)離載體基板的一側(cè)形成塑封層，塑封層包覆所述芯片，且塑封層包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)。采用上述技術(shù)方案，塑封層上包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)用于形成部分區(qū)域較厚、部分區(qū)域較薄，厚度分布不同的塑封層，保證減小塑封層的體積，進(jìn)而減小塑封層的變形量，減輕塑封層與芯片之間由于熱膨脹系數(shù)不同引起的翹曲問題，同時形成厚度分布不同的塑封層還可以減少封裝材料的使用，節(jié)約封裝成本。

附圖說明

為了更加清楚地說明本發(fā)明示例性實施例的技術(shù)方案，下面對描述實施例中所需要用到的附圖做一簡單介紹。顯然，所介紹的附圖只是本發(fā)明所要描述的一部分實施例的附圖，而不是全部的附圖，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖得到其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種扇出型芯片的封裝方法的流程示意圖；

圖2a是本發(fā)明實施例一提供的一種在載體基板上貼附芯片后的俯視示意圖；

圖2b是本發(fā)明實施例一提供的一種在載體基板上貼附芯片后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a是本發(fā)明實施例一提供的一種形成塑封層后的俯視示意圖；

圖3b是本發(fā)明實施例一提供的一種形成塑封層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例二提供的一種扇出型芯片的封裝方法的流程示意圖；

圖5a本發(fā)明實施例二提供的一種去除凸起結(jié)構(gòu)，形成上表面光滑的塑封層的俯視示意圖；

圖5b本發(fā)明實施例二提供的一種去除凸起結(jié)構(gòu)，形成上表面光滑的塑封層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6本發(fā)明實施例二提供的一種在塑封層上形成連接電路的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7本發(fā)明實施例二提供的一種在連接電路上形成連接焊球的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8本發(fā)明實施例二提供的一種剝離載體基板，得到封裝結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖9本發(fā)明實施例二提供的一種得到單顆封裝結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，以下將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，通過具體實施方式，完整地描述本發(fā)明的技術(shù)方案。顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下獲得的所有其他實施例，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

實施例一

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種扇出型芯片的封裝方法的流程示意圖，本發(fā)明實施例提供一種扇出型芯片的封裝方法。請參閱圖1，本發(fā)明實施例一提供的扇出型芯片的封裝方法可以包括以下步驟：

S110、提供一載體基板，并在所述載體基板上貼附芯片。

示例性的，圖2a是本發(fā)明實施例一提供的一種在載體基板上貼附芯片后的俯視示意圖，如圖2a所示，載體基板10上形成有若干個芯片20，芯片20可以以矩陣排列的形式排列在載體基板10上。

可選的，載體基板10可以為整片晶圓基板，例如藍(lán)寶石基板或者硅襯底基板，還可以為玻璃基板或者其他基板，本發(fā)明實施例不對載體基板10的具體類型進(jìn)行限定?？蛇x的，載體基板10的形狀可以為圓形，還可以為其他形狀，例如載體基板10的形狀還可以為矩形、三角形或者其他形狀，本發(fā)明實施例中同樣不對載體基板10的形狀進(jìn)行限定，僅以圓形載體基板為例進(jìn)行解釋說明。

圖2b是本發(fā)明實施例一提供的一種在載體基板上貼附芯片后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，參考圖2b，芯片20可以包括正面以及與正面對應(yīng)設(shè)置的背面，芯片20的正面可以形成有電極結(jié)構(gòu)(圖中未示出)，所述電極結(jié)構(gòu)用于連接芯片20與其他外部電路。將芯片20貼附在載體基板10時，芯片20的背面朝向載體基板10的方向，正面朝向遠(yuǎn)離載體基板10的方向，露出芯片20的正面以及正面上的電極結(jié)構(gòu)。

可選的，可以是采用粘貼的方式將芯片20貼附在載體基板10上，如此便需要在載體基板10上預(yù)先涂覆一層粘結(jié)層(圖中未示出)，通過所述粘結(jié)層將芯片20粘貼在載體基板10上?？蛇x的，粘結(jié)層的涂覆可使用旋涂、噴涂、滾壓、印刷、非旋轉(zhuǎn)涂覆、熱壓、真空壓合以及壓力貼合等方式，粘結(jié)層可以為有機材料或者復(fù)合材料。

S120、在所述芯片遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成塑封層，所述塑封層包覆所述芯片，且所述塑封層包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)。

示例性的，在載體基板10上完成芯片20的貼附之后，在芯片20遠(yuǎn)離載體基板10的一側(cè)形成塑封層30，塑封層30包覆芯片20，并且塑封層30包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)301。如圖3a和圖3b所示，圖3a和圖3b分別是本發(fā)明實施例一提供的一種形成塑封層后的俯視示意圖和剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3a所示，塑封層30包括多條凸起結(jié)構(gòu)301，多條凸起結(jié)構(gòu)301之間交叉設(shè)置，凸起結(jié)構(gòu)301與凸起結(jié)構(gòu)301之間存在相交匯的位置，這樣可以保證塑封過程中塑封材料的正常流動，不會被某一條或者某幾條凸起結(jié)構(gòu)301卡住不流通，避免空隙的產(chǎn)生。繼續(xù)參考圖3a，可選的，多條凸起結(jié)構(gòu)301可以形成“井”字狀的排列方式，保證塑封材料的正常流通?？梢岳斫獾氖牵蛊鸾Y(jié)構(gòu)301可以為直線型，如圖3a所示，還可以為曲線型，并且，每條凸起結(jié)構(gòu)301的終端可以在塑封層的邊緣位置，還可以在塑封層的任意位置，多條凸起結(jié)構(gòu)301可以呈“井”字狀排列，還可以為其他的排列方式，本發(fā)明實施例不對凸起結(jié)構(gòu)301的形狀、形成位置、終端位置以及排列方式進(jìn)行限定，圖3a僅以一種方式為例進(jìn)行舉例說明。

如圖3b所示，芯片20的厚度H1可以與芯片20上表面至凸起結(jié)構(gòu)301上表面的垂直距離H2之間的比值范圍可以為0.2-5。具體的，由于需要在芯片20上形成塑封層30對芯片20進(jìn)行保護(hù)，但是由于塑封材料的熱膨脹系數(shù)與芯片材料的熱膨脹系數(shù)不同，例如，塑封材料的熱膨脹系數(shù)為7.2左右，而芯片材料的熱膨脹系數(shù)僅為2.3左右，塑封材料的熱膨脹系數(shù)與芯片材料的熱膨脹系數(shù)不匹配問題比較嚴(yán)重，因此在溫度發(fā)生變化時，塑封層30的形變量或者位移變化與芯片20的形變量或者熱應(yīng)力相差較大，導(dǎo)致塑封層30與芯片20發(fā)生錯位、翹曲的現(xiàn)象。發(fā)明人經(jīng)過大量的實驗數(shù)據(jù)模擬，發(fā)現(xiàn)當(dāng)芯片20的厚度H1與位于芯片20上方的塑封層30的厚度H2之間的比值范圍在一定范圍時，翹曲較小，例如，芯片20的厚度H1可以與位于芯片20上方的塑封層30的厚度H2之間的比值范圍可以為0.2-5，因此可以設(shè)置芯片20的厚度H1與芯片上方的塑封層30的厚度H2的比值范圍可以為0.2-5。進(jìn)一步的，當(dāng)設(shè)置芯片20的厚度H1與芯片20上方的整層塑封層30的厚度H2之間的比值范圍都為0.2-5時，芯片20上方的塑封層30的體積較大，溫度發(fā)生變化時同樣會引起塑封層30發(fā)生較大的形變量以及芯片20上方較大的殘余應(yīng)力，因此，可以設(shè)置塑封層30包括多個凸起結(jié)構(gòu)301，同時設(shè)置芯片20的厚度H1可以與芯片20上表面至凸起結(jié)構(gòu)301上表面的垂直距離H2之間的比值范圍可以為0.2-5，可以理解的是芯片20上表面至凸起結(jié)構(gòu)301上表面的垂直距離H2與芯片20上方的塑封層30的厚度H2所指相同。凸起結(jié)構(gòu)301的設(shè)置大大減小了芯片20上方的塑封層30的體積，這樣，既可以保證芯片20的厚度H1與位于芯片20上方的塑封層30的厚度H2相同，也可以保證芯片20上方的塑封層30的體積較小，溫度發(fā)生變化時塑封層30的形變量較小，減小塑封層30與芯片20之間的殘余應(yīng)力?？蛇x的，芯片20的厚度可以為0.1-0.7mm，凸起結(jié)構(gòu)301的高度可以為0.05-0.65mm。

可以的，繼續(xù)參考圖3a及圖3b，每個芯片20可以與至少一條凸起結(jié)構(gòu)301對應(yīng)設(shè)置。由于芯片20在載體基板10上可以呈矩陣排列，因此成行排列的一整行芯片可以與至少一條凸起結(jié)構(gòu)301對應(yīng)設(shè)置，同樣成列排列的一整列芯片20可以與至少一條凸起結(jié)構(gòu)301對應(yīng)設(shè)置，因此一個芯片20可以在行方向上至少對應(yīng)一個凸起結(jié)構(gòu)301，和/或，在列方向上至少對應(yīng)一個凸起結(jié)構(gòu)301，如圖2b所示。

綜上，本發(fā)明實施例提供的扇出型芯片的封裝方法，在芯片遠(yuǎn)離載體基板的一側(cè)形成塑封層，塑封層包覆芯片且塑封層包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)，設(shè)置塑封層上包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)用于形成部分區(qū)域較厚、部分區(qū)域較薄，厚度分布不同的塑封層，保證減小塑封層的體積，進(jìn)而減小塑封層的變形量，減小塑封層與芯片之間由于熱膨脹系數(shù)不同引起的翹曲問題，同時形成厚度分布不同的塑封層還可以減少使用封裝材料，節(jié)約封裝成本。進(jìn)一步，通過大量實驗數(shù)據(jù)模擬，合理控制芯片的厚度與芯片上表面至凸起結(jié)構(gòu)上表面的垂直距離之間的比值范圍為0.2-5，可以最大程度減少翹曲發(fā)生，提升芯片封裝質(zhì)量，提升產(chǎn)品良率。

可選的，在芯片20遠(yuǎn)離載體基板10的一側(cè)形成塑封層30可以是使用塑封膜腔在芯片20遠(yuǎn)離載體基板10的一側(cè)形成塑封層30。

示例性的，在載體基板10上完成芯片20的貼附之后，將貼附有芯片20的載體基板10置于塑封膜腔中，向塑封膜腔中注入塑封材料，塑封材料可以為有機材料，例如ABF、FR-4、BT樹脂或者聚丙烯。所述塑封膜腔中包括至少兩條凹槽結(jié)構(gòu)，所述塑封材料在所述凹槽結(jié)構(gòu)中對應(yīng)形成塑封層30的凸起結(jié)構(gòu)301?？梢岳斫獾氖?，塑封膜腔中的凹槽結(jié)構(gòu)與塑封層的凸起結(jié)構(gòu)301對應(yīng)，塑封材料填充入凹槽結(jié)構(gòu)中即形成凸起結(jié)構(gòu)301?？蛇x的，塑封膜腔中還可以包括多個膜腔凸起，如此塑封膜腔中未形成膜腔凸起的部分可以與塑封層30的凸起結(jié)構(gòu)301對應(yīng)，塑封材料填充入塑封膜腔中未形成膜腔凸起的部分即形成凸起結(jié)構(gòu)301。

實施例二

圖4是本發(fā)明實施例二提供的一種扇出型芯片的封裝方法的流程示意圖，本發(fā)明實施例提供一種扇出型芯片的封裝方法，本發(fā)明實施例以上述實施例為基板，在上述實施例的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，請參閱圖4，本發(fā)明實施例二提供的扇出型芯片的封裝方法可以包括以下步驟：

S210、提供一載體基板，并在所述載體基板上貼附芯片。

S220、在所述芯片遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成塑封層，所述塑封層包覆所述芯片，且所述塑封層包括至少兩條凸起結(jié)構(gòu)。

S230、去除所述塑封層的凸起結(jié)構(gòu)，得到上表面光滑的塑封層。

示例性的，圖5a和圖5b分別是本發(fā)明實施例二提供的一種去除凸起結(jié)構(gòu)，形成上表面光滑的塑封層的俯視圖和剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5a和圖5b所示，去除塑封層30上的凸起結(jié)構(gòu)301，得到上表面光滑沒有凸起的塑封層30，可選的，可以通過碾磨的方式去除塑封層30的凸起結(jié)構(gòu)301，還可以通過刻蝕的方式刻蝕去除凸起結(jié)構(gòu)301，本發(fā)明實施例不對如何除去凸起結(jié)構(gòu)301進(jìn)行限定，只需得到上表面光滑的塑封層30即可。

S240、在所述塑封層上遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成連接電路，所述連接電路通過所述塑封層上的開口與所述芯片電連接。

示例性的，圖6本發(fā)明實施例二提供的一種在塑封層上形成連接電路的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，在上表面光滑的塑封層30上形成連接電路40，連接電路40可以是重布線層，連接電路40通過塑封層30上的開口與芯片20電連接，具體是與芯片20上的電極結(jié)構(gòu)電連接?？蛇x的，在塑封層30上遠(yuǎn)離載體基板10的一側(cè)形成連接電路40，過程包含一系列的薄膜沉積、電鍍、光刻、顯影以及蝕刻等工藝制作，這里不再贅述。連接電路40一邊的終端經(jīng)塑封層30上的開口與芯片20上的電極結(jié)構(gòu)相連。連接電路40的材料可以為金屬材料，如Al、Au、Cr、Ni、Cu、Mo、Ti、Ta、Ni-Cr、W等及其合金。

進(jìn)一步的，在所述塑封層上遠(yuǎn)離所述載體基板的一側(cè)形成連接電路之后，還可以包括：

在所述連接電路遠(yuǎn)離所述塑封層的一側(cè)形成連接焊球。

示例性的，圖7本發(fā)明實施例二提供的一種在連接電路上形成連接焊球的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，在連接電路40遠(yuǎn)離塑封層30的一側(cè)形成連接焊球50，可以通過電鍍、印刷、植球、放球等工藝，然后進(jìn)行回流工藝，回流可以通過熱傳導(dǎo)、對流、輻射等實現(xiàn)。連接焊球50的材料主要為焊料金屬。如，Sn、Ag、Cu、Pb、Au、Ni、Zn、Mo、Ta、Bi、In、等及其合金。

S250、剝離所述載體基板得到芯片封裝結(jié)構(gòu)，并切割所述芯片封裝結(jié)構(gòu)得到單顆芯片封裝結(jié)構(gòu)。

示例性的，圖8本發(fā)明實施例二提供的一種剝離載體基板，得到封裝結(jié)構(gòu)的示意圖，參考圖8，剝離載體基板10可以通過機械、加熱、化學(xué)、激光等方式去除。優(yōu)選的，由于可以通過粘結(jié)層將芯片20粘貼在載體基板10上，因此可以使用紫外線加熱或者激光的方式照射粘結(jié)層，使粘結(jié)層發(fā)生老化，粘結(jié)性能下降，從而可以比較容易地將載體基板10進(jìn)行剝離。

剝離載體基板10以后得到包含多個芯片20的封裝結(jié)構(gòu)，對包含多個芯片20的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，得到單顆芯片封裝結(jié)構(gòu)，如圖9所示。可選的，可以使用切割工具對包含多個芯片20的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，得到多個單顆芯片封裝結(jié)構(gòu)，例如可以使用玻璃切割刀對包含多個芯片20的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，得到單顆芯片封裝結(jié)構(gòu)，也可以使用激光切割的方法對包含多個芯片20的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，得到單顆芯片封裝結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，可以使用激光切割的方法得到單顆芯片封裝結(jié)構(gòu)，使用激光對包含多個芯片20的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行切割，可以保證切割精準(zhǔn)度。

本發(fā)明實施例二提供的扇出型芯片的封裝方法，在塑封過程中形成包含至少兩個凸起結(jié)構(gòu)的塑封層，在載體基板剝離前去除凸起結(jié)構(gòu)，得到芯片上方的塑封層比較薄的芯片封裝結(jié)構(gòu)，在載體基板剝離時，由于芯片上方的塑封層比較薄，即使在剝離過程中會產(chǎn)生較大的溫度變化，但是由于塑封層比較薄，體積較小，進(jìn)而可以減小塑封層因溫度變化產(chǎn)生的形變量，減少由于塑封層與芯片熱膨脹系數(shù)不同導(dǎo)致的殘余應(yīng)力，避免翹曲現(xiàn)象產(chǎn)生。

可選的，本發(fā)明實施例還提供一種扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)，繼續(xù)參考圖9，本發(fā)明實施例提供的扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)可以包括：芯片20、塑封層30、連接電路40以及連接焊球50，本發(fā)明實施例提供的扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)可以采用本發(fā)明任一實施例提供的扇出型芯片的封裝方法封裝得到，本發(fā)明實施例提供的扇出型芯片的封裝結(jié)構(gòu)，翹曲現(xiàn)象小。

注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。