[发明专利]用于芯片的芯片封装模块和用于形成芯片封装模块的方法

说明书

技术领域

各种实施例总体上涉及一种芯片封装模块和一种用于形成芯片封装模块的方法。

背景技术

当前可堆叠的封装是用于封装用在逻辑应用、移动应用和消费者电子装置中的芯片的芯片封装的市场中的焦点。对于这些应用和消费者电子装置，使用层叠封装（PoP）堆叠，使得能够在堆叠之前测试封装。对于嵌入式晶片级封装技术（eWLP）例如嵌入式晶片级球栅阵列BGA（eWLB）技术，未来将需要嵌入式层叠封装（ePoP）形式。ePoP可以形成堆叠的基封装。可以将焊膏施加到印刷电路板（PCB），并且例如嵌入式晶片级球栅阵列的底封装可以被放置到焊膏中。可以将焊膏施加到ePoP的顶部。通过将顶封装放置到ePoP上，可以在ePoP封装的顶部上组装例如线接合或倒装BGA的标准BGA或者晶片级球栅阵列。随后可以执行回流以将封装附接在一起。在回流期间，随后可以将顶封装连接到底封装。

从顶封装通过ePoP基或底封装到主板的互连可以是用两种不同的方法执行的竖直互连。

第一方法使用硅通孔（TSV）技术或者使用PCB技术来利用过孔（via）条。

图1A和1B示出了如何使用过孔条来提供从顶封装到底封装的竖直互连。在该方法中，过孔条156，例如包括导电过孔连接（例如标准PCB板中的从封装顶面114到底面112的铜过孔连接）的过孔条，可以在成型之前放置于封装102中。因此甚至在施加重新分布线之前已经预先制造过孔条156以建立从封装102的顶部114到底部112的连接，并且可以对过孔条156进行预测式以确保“已知良好过孔”。每个芯片106可以具有在芯片第一面120处形成的一个或多个连接焊盘108，芯片第一面120在这里被取向为面对封装102的底部112。由于过孔条156的预定配置，该工艺典型地不太灵活。

典型地，可以针对所有互连使用一个、两个或四个过孔条，并且较小的过孔条组可能是不可能的。此外，过孔条可能是昂贵的。还可以使用具有TSV或PCB条的硅条，其中PCB条作为硅条的更廉价替选物。然而，该方法中的过孔条的充分高的宽长比也可能难以实现，因为过孔条趋向于是厚的。该工艺具有另外的困难，因为其依赖于在特定位置中拾取和放置过孔条，这可能难以控制。成型工艺也是困难的，因为成型工艺期间的过孔条移位是非常有可能的。因此在成型工艺之前需要用于固定过孔条的另外的工艺步骤。

在施加成型材料110之后，可以研磨封装102的顶面114以暴露互连。参照图1B，薄膜钝化层128、重新分布层（RDL）130和焊接停止层154可以施加在芯片第一面120和/或封装底面112处。另外的薄膜钝化层140、另外的重新分布层（RDL）142和另外的焊接停止层144可以施加到封装顶面114。焊球146可以附接到位于芯片第一面120和/或封装底面112上的重新分布层130。由于过孔条的大尺寸，该工艺可能导致大封装。

图2A和2B示出了过孔条（例如传导过孔条）的使用的图示，其中以μm为单位示出了示例性过孔条262的尺寸。图2A示出了包括铜的两个过孔256a、256b，每个过孔具有彼此相邻形成的约最大150 μm的宽度。每个过孔可以进一步包括孔栓（plug）材料258，其可以具有约125 μm的宽度。双马来酰亚胺三嗪环氧树脂（BT）或FR-4聚合物核心区域260可以是用于过孔256a、256b的载体材料。图2B示出了具有过孔256的阵列的过孔条262的顶视图，其中每个过孔之间的距离可以约为175至200 μm。

在第二方法中，不同于使用预制过孔条，在成型形成工艺之前，可以执行刻蚀工艺，使用硅通孔湿法刻蚀来刻蚀穿过硅以创建硅通孔（TSV），或者通过激光钻孔来刻蚀穿过硅或eWLB的成型部件以创建芯片外部的成型通孔（TMV）。在后者的情况下，在过孔刻蚀和过孔填充工艺之前可以执行二次成型（overmolding）工艺，即形成成型以隔离芯片。这两种互连方法即TSV和TMV可以在封装区域内实现。