扇出型圓片級封裝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種扇出型圓片級封裝的制作方法，包括：提供尺寸較小的圓形承載片，在承載片上貼覆粘結膠；芯片正貼到粘結膠上；涂覆價格便宜的第二類感光樹脂將芯片覆蓋；在第二類感光樹脂上露出芯片的有效圖形區(qū)域；涂覆高解析度的第一類感光樹脂將芯片暴露出的有效圖形區(qū)域覆蓋；在第一類感光樹脂中形成通向芯片焊盤的導通孔；沉積種子層，在種子層上涂覆光刻膠，在光刻膠上顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤的電鍍線路；涂覆阻焊油墨覆蓋電鍍線路，在阻焊油墨上顯露出電鍍線路上的金屬焊盤；在金屬焊盤上形成焊球。本方法可以降低成本和制造難度，提高涂覆樹脂的表面均勻性，并且可以在線路形成和扇出方面使用晶圓廠的設備與材料。
【專利說明】扇出型圓片級封裝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及微電子封裝方法，尤其是一種扇出型圓片級封裝的制作方法。
【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(fā)展，尤其是智能手機、掌上電腦、超級本等產品的發(fā)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(fā)展。扇出型晶圓級封裝技術(Fanout Wafer Level Package, FOWLP)的出現,滿足了芯片產品尺寸更薄、節(jié)省材料(封裝基板)等特點，但是如何降低扇出型圓片級封裝產品的成本成為需要研究的方向。
[0003]日本J-Devices公司在US20110309503A1專利中，給出了一種扇出型晶圓級封裝的制作方法，如圖1所示。J-Devices公司的專利主要工藝如下:
第一步:使用粘結劑以一定間隔在基板上形成粘結層；
第二步:在粘結I父上貼放芯片；
第三步:涂覆第一絕緣樹脂，并在樹脂上開出窗口，露出芯片上的焊盤； 第四步:通過圖形電鍍與光刻的方法，制作重布線層(Redistribution Layer, RDL),將芯片上的焊盤引出；
第五步:制作第二絕緣層，并做開口露出重布線層的金屬；
第六步:在第二絕緣層上面制作焊球或凸點。
[0004]該技術的不足之處在于，工藝的第三步中涂覆第一絕緣樹脂，由于通常芯片厚度在50微米以上，所以涂覆絕緣樹脂的厚度不易控制，不利于精細線路的制作。而且個別樹月旨(如ΡΒ0)價格較高，不利于成本控制。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種扇出型圓片級封裝的制作方法，能夠降低制造成本，以及在工藝過程中降低制造難度和提高涂覆樹脂的表面均勻性，并且可以在線路形成和扇出方面使用晶圓廠的設備與材料，大幅度提高了布線密度和制造精度。本發(fā)明采用的技術方案是:
一種扇出型圓片級封裝的制作方法，包括下述步驟:
步驟一，提供一圓形的承載片，在承載片上貼覆粘結膠；
步驟二，將芯片正貼到粘結膠上；
步驟三，在圓形承載片上貼有芯片的那一面上涂覆第二類感光樹脂，第二類感光樹脂包括阻焊油墨、感光綠漆、干膜或感光型增層材料，第二類感光樹脂將芯片覆蓋；
步驟四，去除芯片正面的有效圖形區(qū)域以外的第二類感光樹脂，露出芯片的有效圖形區(qū)域，使得芯片焊盤暴露在外；
步驟五，在承載片上貼有芯片的那一面上涂覆第一類感光樹脂，第一類感光樹脂包括BCB、PBO、PSP1、聚酰亞胺或陶氏化學公司的Intervia材料；第一類感光樹脂將芯片暴露出的有效圖形區(qū)域覆蓋；
步驟六，在第一類感光樹脂中形成通向芯片焊盤的導通孔；
步驟七，在導通孔中和第一類感光樹脂上沉積種子層；在種子層上涂覆光刻膠，然后使得光刻膠上顯露出用于制作電鍍線路的圖形，使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤的電鍍線路；
步驟八，去除光刻膠和光刻膠底部的種子層，保留電鍍線路底部的種子層；在承載片上涂覆阻焊油墨，使得阻焊油墨覆蓋電鍍線路；
然后在阻焊油墨上顯露出電鍍線路上的金屬焊盤；
步驟九，在金屬焊盤上形成焊球。
[0006]進一步地,所述步驟一中，圓形承載片的材料為S1、玻璃、金屬板或有機基板。
[0007]進一步地，所述步驟三中，涂覆第二類感光樹脂的工藝包括旋涂、噴涂、滾涂、絲網印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓或真空壓合。
[0008]進一步地，所述步驟四中，具體在曝光機中通過對位曝光工藝，使第二類感光樹脂發(fā)生反應，使用顯影液將芯片正面的有效圖形區(qū)域以外的第二類感光樹脂去除。
[0009]進一步地，所述步驟五中，涂覆第一類感光樹脂的工藝包括旋涂、噴涂、滾涂、絲網印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓或真空壓合。
[0010]進一步地，所述步驟七中，通過濺射金屬或化學沉銅工藝，在導通孔中和第一類感光樹脂上沉積種子層。
[0011 ] 進一步地，所述步驟九中，通過植球、印刷、電鍍或化學鍍工藝形成焊球。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
I).高性能芯片的扇出工藝大部分使用第一類感光樹脂，該類樹脂包括BCB、ΡΒ0,PSPI (光敏聚酰亞胺)、聚酰亞胺等材料。第一類感光樹脂具有分辨率高，適合高頻作業(yè)等特點，缺點是成本昂貴。第二類感光樹脂主要包括阻焊油墨、感光綠漆、干膜、感光型增層(build-up)材料等產品。第二類感光樹脂的價格遠低于第一類感光樹脂，但是解析度等要求也隨之降低。本發(fā)明使用第二類感光樹脂作為芯片間的填充劑，第一類感光樹脂制作線路扇出層，在保證封裝工藝精度的同時，降低了制造成本。
[0013]2).使用兩步涂膠方式，可以有效提高樹脂涂覆的均勻性。在本發(fā)明中，首先使用第二類感光樹脂將芯片與芯片之間的溝槽填平。填平后樹脂頂部到芯片頂部的距離可控制在10微米以下，比較芯片貼片后的厚度大于50微米的厚度，由于第二類感光樹脂涂覆后涂覆高度差的減少，使得第一類感光樹脂的厚度只需略微高過第二類感光樹脂，制造難度大大降低，樹脂表面均勻性大幅提聞。
[0014]3).選用圓片進行封裝，可以在線路形成和扇出方面使用晶圓廠的設備與材料，大幅度提高了布線密度和制造精度，解決了封裝基板產品焊盤間距過大、可靠性低等一些問題。更適合于未來高密度封裝技術的發(fā)展。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為日本J-Devices公司的一種扇出型晶圓級封裝的制作方法示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的圓形承載片上貼覆粘結膠示意圖。[0017]圖3為本發(fā)明的粘貼芯片示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的涂覆第二類感光樹脂示意圖。
[0019]圖5A為本發(fā)明的在第二類感光樹脂上露出芯片的有效圖形區(qū)域示意圖。
[0020]圖5B為本發(fā)明的單個芯片在去除多余第二類感光樹脂后剖視圖。
[0021]圖5C為本發(fā)明的單個芯片在去除多余第二類感光樹脂后俯視圖。
[0022]圖6為本發(fā)明的涂覆第一類感光樹脂示意圖。
[0023]圖7A為本發(fā)明的制作導通孔示意圖。
[0024]圖7B為本發(fā)明的導通孔小于芯片焊盤時的示意圖。
[0025]圖7C為本發(fā)明的導通孔大于芯片焊盤時的示意圖。
[0026]圖8為本發(fā)明的制作種子層和電鍍線路示意圖。
[0027]圖9為本發(fā)明的涂覆阻焊油墨覆蓋電鍍線路，在阻焊油墨上顯露出電鍍線路上的金屬焊盤示意圖。
[0028]圖10為本發(fā)明的制作焊球示意圖。
[0029]圖11為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0031]本發(fā)明所提出的扇出型圓片級封裝的制作方法，具體包括下述步驟:
步驟一，如圖2所示，提供一圓形的承載片101，在承載片101上貼覆粘結膠102 ；
此步驟中，由于是進行圓片級封裝，因此承載片101選用尺寸較小的圓形承載片(相對
于方片級封裝而言尺寸較小)。選用圓片進行封裝，可以在線路形成和扇出方面使用晶圓廠的設備與材料，大幅度提高了布線密度和制造精度，解決了封裝基板產品焊盤間距過大、可靠性低等一些問題。更適合于未來高密度封裝技術的發(fā)展。承載片材料可以是S1、玻璃、金屬板、有機基板等平板，具體可通過絲網印刷或點膠、熱壓、滾壓等工藝，貼覆粘結膠102。
[0032]步驟二，如圖3所示，將芯片103正貼到粘結膠102上；
此步驟中，具體可通過貼片機將芯片103正貼到粘結膠102上，即芯片103的背面與粘結膠102貼合。
[0033]步驟三，如圖4所示，在圓形承載片101上貼有芯片103的那一面上涂覆第二類感光樹脂104，第二類感光樹脂104包括阻焊油墨、感光綠漆、干膜或感光型增層材料，第二類感光樹脂104將芯片103覆蓋；
此步驟中，第二類感光樹脂104主要包括阻焊油墨、感光綠漆、干膜或感光型增層材料(如日立化成公司的RAYTEC材料、FZ系列材料、日本太陽油墨公司的AUS410材料等)，第二類感光樹脂104的解析度雖然有些低，但是價格遠低于BCB苯并環(huán)丁烯、PBO聚對苯撐苯并二惡唑、PSPI光敏聚酰亞胺、聚酰亞胺等第一類感光樹脂。使用第二類感光樹脂作為芯片間的填充劑，可以有效降低成本。涂覆工藝可以是旋涂、噴涂、滾涂、絲網印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓、真空壓合等工藝。
[0034]步驟四，如圖5A、圖5B、圖5C所示，去除芯片103正面的有效圖形區(qū)域以外的第二類感光樹脂104，露出芯片103的有效圖形區(qū)域，使得芯片焊盤106暴露在外；
具體地，如圖5A所示，第二類感光樹脂104涂覆完成后，通過加熱等工藝將其預固化。然后在曝光機中通過對位曝光等工藝，使第二類感光樹脂104發(fā)生反應，使用顯影液將不需要的第二類感光樹脂104去除，露出芯片103的有效圖形區(qū)域。
[0035]圖5B為單個芯片103曝光、顯影工藝完成后的剖面圖。從圖中可以看出，第二類感光樹脂104經過顯影工藝，芯片焊盤106暴露在外面，便于后續(xù)線路的扇出工藝。芯片保護層105是待封裝的芯片103自帶的(由芯片提供廠家制作)。
[0036]圖5C是單個芯片103曝光、顯影工藝完成后的俯視圖，從圖中可以看出，第二類感光樹脂104將芯片103邊緣的區(qū)域蓋住，使芯片中間的大部分區(qū)域(有效圖形區(qū)域)露出，在這部分中間的區(qū)域中包括有電性要求的芯片焊盤106。第二類感光樹脂104蓋住芯片103邊緣的寬度，取決于曝光對位的誤差、第二類感光樹脂104本身的性能、芯片外圍無效區(qū)域的尺寸和產品的要求等影響因素。
[0037]步驟五，如圖6所示，如圖6所示，在承載片101上貼有芯片103的那一面上涂覆第一類感光樹脂107，第一類感光樹脂107包括此8、？80、？5?1、聚酰亞胺或陶氏化學公司的Intervia材料等用于半導體和芯片封裝行業(yè)的高解析度感光樹脂；第一類感光樹脂107將芯片103暴露出的有效圖形區(qū)域覆蓋。涂覆工藝可以是旋涂、噴涂、滾涂、絲網印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓、真空壓合等工藝。
[0038]步驟六，如圖7A、圖7B、圖7C所示，在第一類感光樹脂107中形成通向芯片焊盤106的導通孔108 ；
如圖7A所示，第一類感光樹脂107經過光刻、顯影、固化等工藝，在其中形成通向芯片焊盤106的導通孔108 ；
圖7B中顯示，當芯片焊盤106尺寸比較大，便于形成通向芯片焊盤106的導通孔108，導通孔108的直徑小于芯片焊盤106的直徑。
[0039]圖7C中顯示，當芯 片焊盤106尺寸比較小，在芯片焊盤106范圍內形成導通孔108比較困難，則考慮導通孔108的底部尺寸大于芯片焊盤106，導通孔108的直徑大于芯片焊盤106的直徑。
[0040]步驟七，如圖8所示，在導通孔108中和第一類感光樹脂107上沉積種子層109 ；在種子層109上涂覆光刻膠110，然后使得光刻膠110上顯露出用于制作電鍍線路111的圖形，使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤106的電鍍線路111 ；
此步驟中，可以通過派射金屬(材料可以是Al、Au、Cr、Co、N1、Cu、Mo、T1、Ta、N1-Cr、Co — N1、Co — Cr、W等)或化學沉銅等工藝，在導通孔108中和第一類感光樹脂107上沉積種子層109。然后在種子層109上面涂覆光刻膠110 (光刻膠可以是液態(tài)的，也可以是薄膜狀的)，通過使用底片在光刻機里進行對位曝光，經過顯影等工藝使得光刻膠110上顯露出制作電鍍線路111的圖形。使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電鍍線路111(即重布線結構)，電鍍線路111需要電連接芯片焊盤106。
[0041]步驟八，如圖9所示，去除光刻膠110和光刻膠底部的種子層109，保留電鍍線路111底部的種子層109 ;在承載片101上涂覆阻焊油墨113，使得阻焊油墨113覆蓋電鍍線路111 ；
然后使用底片在光刻機里進行對位曝光，經過顯影等工藝，在阻焊油墨113上顯露出電鍍線路111上的金屬焊盤112。
[0042]第九步，如圖10所示，在金屬焊盤112上通過植球、印刷、電鍍、化學鍍等工藝形成焊球114。
【權利要求】
1.一種扇出型圓片級封裝的制作方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟一，提供一圓形的承載片(101)，在承載片(101)上貼覆粘結膠(102)； 步驟二，將芯片(103)正貼到粘結膠(102)上； 步驟三，在圓形承載片(101)上貼有芯片(103)的那一面上涂覆第二類感光樹脂(104)，第二類感光樹脂(104)包括阻焊油墨、感光綠漆、干膜或感光型增層材料，第二類感光樹脂(104)將芯片(103)覆蓋； 步驟四，去除芯片(103)正面的有效圖形區(qū)域以外的第二類感光樹脂(104)，露出芯片(103)的有效圖形區(qū)域，使得芯片焊盤(106)暴露在外； 步驟五，在承載片(101)上貼有芯片(103)的那一面上涂覆第一類感光樹脂(107)，第一類感光樹脂(107)包括此8、？8015?1、聚酰亞胺或陶氏化學公司的Intervia材料?’第一類感光樹脂(107)將芯片(103)暴露出的有效圖形區(qū)域覆蓋； 步驟六，在第一類感光樹脂(107)中形成通向芯片焊盤(106)的導通孔(108)；步驟七，在導通孔(108)中和第一類感光樹脂(107)上沉積種子層(109);在種子層(109)上涂覆光刻膠(110)，然后使得光刻膠(110)上顯露出用于制作電鍍線路(111)的圖形，使用電鍍的方法，在顯露出的圖形區(qū)域中形成電連接芯片焊盤(106)的電鍍線路(111); 步驟八，去除光刻膠(110)和光刻膠底部的種子層(109)，保留電鍍線路(111)底部的種子層(109);在承載片(101)上涂覆阻焊油墨(113)，使得阻焊油墨(113)覆蓋電鍍線路(111); 然后在阻焊油墨(113)上顯露出電鍍線路(111)上的金屬焊盤(112)； 步驟九，在金屬焊盤(112)上形成焊球(114)。
2.如權利要求1所述的扇出型圓片級封裝的制作方法，其特征在于: 所述步驟一中，圓形承載片(101)的材料為S1、玻璃、金屬板或有機基板。
3.如權利要求1所述的扇出型圓片級封裝的制作方法，其特征在于: 所述步驟三中，涂覆第二類感光樹脂(104)的工藝包括旋涂、噴涂、滾涂、絲網印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓或真空壓合。
4.如權利要求1所述的扇出型圓片級封裝的制作方法，其特征在于: 所述步驟四中，具體在曝光機中通過對位曝光工藝，使第二類感光樹脂(104)發(fā)生反應，使用顯影液將芯片(103)正面的有效圖形區(qū)域以外的第二類感光樹脂(104)去除。
5.如權利要求1所述的扇出型圓片級封裝的制作方法，其特征在于: 所述步驟五中，涂覆第一類感光樹脂(107)的工藝包括旋涂、噴涂、滾涂、絲網印刷、狹縫涂覆、噴墨打印、滾壓或真空壓合。
6.如權利要求1所述的扇出型圓片級封裝的制作方法，其特征在于: 所述步驟七中，通過濺射金屬或化學沉銅工藝，在導通孔(108)中和第一類感光樹脂(107)上沉積種子層(109)。
7.如權利要求1所述的扇出型圓片級封裝的制作方法，其特征在于: 所述步驟九中，通過植球、印刷、電鍍或化學鍍工藝形成焊球(114)。
【文檔編號】H01L21/56GK103745938SQ201410045811
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年2月8日 優(yōu)先權日:2014年2月8日
【發(fā)明者】陳 峰, 耿菲 申請人:華進半導體封裝先導技術研發(fā)中心有限公司