[发明专利]一种扇出晶圆级封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装领域，具体地说，涉及一种高集成扇出晶圆级封装方法。

背景技术

在当前的半导体行业中，电子封装已经成为行业发展的一个重要方面，几十年的封装技术的发展，使高密度、小尺寸的封装要求成为封装的主流方向。扇出晶圆级是在晶圆级加工的嵌入式封装，也是一种I/O数较多、集成灵活性好的主要先进封装工艺。它能在一个封装内实现垂直和水平方向多芯片集成且不用衬底。这样，扇出晶圆级技术目前正在发展成为下一代封装技术，如多芯片、低剖面封装和3D SiP。随着电子产品向更薄、更轻、更高引脚密度、更低成本方面发展，采用单颗芯片封装技术已经逐渐无法满足产业需求，而扇出晶圆级封装技术的出现为封装行业想低成本封装发展提供了契机。

圆片级扇出结构，其通过重够圆片和圆片级再布线方式，实现芯片扇出结构的塑封，最终切割成单颗封装体。但其仍存在如下不足：1)芯片外面包覆塑料塑封强度偏低，扇出结构的支撑强度不够，在薄型封装中难以应用；2)扇出结构单一，应用不够广泛；3)现有工艺不利于产品的低成本化；4)I/O端密度相对较低。

中国专利201210243958.4公开了一种扇出型圆片级芯片封装方法，包括芯片、金属微结构、高密度布线层、硅腔体、键合层和焊球凸点，在芯片上通过溅射、光刻、电镀等工艺形成金属微结构，将芯片倒装在高密度布线层上，用光学掩膜、刻蚀等方法在硅腔体上形成下凹的硅腔，所述硅腔体将芯片扣置在硅腔内，所述高密度布线层与硅腔体通过键合层键合，加热使包封料层和键合层固化成形。但该发明工艺复杂，成本高，不适合薄型封装工艺。

中国专利201110032264.1公开了一种高集成度晶圆扇出封装结构，包括：被封装单元，包括芯片及无源器件，所述被封装单元具有功能面；与被封装单元的功能面相对的另一面形成有封料层，所述封料层对被封装单元进行封装固化，所述封料层表面对应于被封装单元之间设有凹槽。中国专利201110032591.7公开了一种高集成度晶圆扇出封装方法，包括步骤：在载板上形成胶合层；将由芯片和无源器件组成的被封装单元的功能面贴于所述胶合层上；将载板贴有芯片和无源器件的一面形成封料层，进行封装固化，所述封料层表面对应于被封装单元之间设有凹槽；去除所述载板和胶合层。以上专利可以避免封料层在晶圆封装的后续过程中出现翘曲变形，提高晶圆封装成品的质量。

中国专利201110069815.1公开了一种扇出系统级封装方法，包括以下步骤：提供载板，在载板上形成剥离膜，在剥离膜上形成保护层，在保护层中形成再布线金属层，在保护层上形成与再布线金属层导通的布线封装层，在布线封装层上形成引线键合封装层，各组封装层之间相互电连接，去除载板及剥离膜，裸露出第一保护层中的再布线金属，在裸露的再布线金属上形成金属焊球。该专利的技术方案可以降低系统内电阻、电感以及芯片间的干扰因素。

上述现有技术虽然对封装方法进行了改进，但并未解决扇出晶圆级工艺中的工艺复杂、成本高的问题，不适用于薄型产品的封装工艺。

发明内容

为了克服上述缺点，本发明提供一种扇出晶圆级封装方法，采用先去除载板再进行布线的工艺，可用于各类扇出型圆片级芯片封装。本发明的技术方案，工艺简单，成本低，能够适用于高密集的I/O端封装结构中，特别适用于薄型封装工艺中。

本发明的技术方案是：一种扇出晶圆级封装方法，包括以下工艺步骤：

(1)提供载板；

(2)在载板上贴上可剥离保护膜,并在特定区域形成图形开口；

(3)在所述图形开口中形成至少一层金属层；

(4)去除载板；

(5)将芯片安装在所述金属层上，并进行打线或植球；

(6)对芯片和金属布线进行塑封；

其中，所述可剥离保护膜的非图形开口区域在所述封装方法过程中保留。

更优地，所述金属层为两层，其中第一金属层为锡层或银层，第二金属层为铜、镍、钯、金中的一种。

更为优选地，所述芯片安装为正装或倒装；在芯片安装步骤中，通过CCD影像对位装置检测芯片的偏移情况，通过金属针管吸取多余的阻焊剂；通过芯片卡爪纠正芯片的偏移。所述芯片卡爪具有四个方向爪指，根据CCD影像对位装置的监控结果对芯片进行微移，使其位于准确的位置。

此外，还包括以下步骤：对芯片和金属布线进行塑封。在所述第二金属层以及靠近第二金属层的保护膜上形成介质保护层，所述介质保护层不完全覆盖第二金属层，在金属层处形成开口。在形成的开口上形成再布线层；在所述再布线层上植球。

此外，