[发明专利]薄芯片柔性封装方法及所制备的封装结构

说明书

本公开涉及一种薄芯片柔性封装方法及所制备的封装结构，所述方法包括：将第一柔性材料层键合在第一刚性载体上；在所述第一柔性材料层上形成能够容纳芯片的开口；将芯片放置在所述开口中并使所述芯片的非功能面键合在所述第一刚性载体上；在所述第一柔性材料层和所述芯片的功能面上制作布线介质层，得到第一布线后产物；将所得第一布线后产物去除第一刚性载体，将布线介质层键合在第二刚性载体上，并使所述第一柔性材料层位于所述布线介质层上方；在所述第一柔性材料层的上方形成第二柔性材料层；在所述第二柔性材料层上方制作金属布线层，得到第二布线后产物。采用本公开的封装方法所制备的封装结构抗弯曲性能好，寿命长。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，具体地，涉及一种薄芯片柔性封装方法及所制备的封装结构。

背景技术

随着集成电路和无线通信技术的发展，柔性可穿戴电子发展迅速。产品包括人体健康数据采集、疾病监测和肢体动作意图识别的电子皮肤、人体内置植入式部分功能修复和替代作用的电子视网膜、人工耳蜗等。在柔性电子技术的发展中，最大的障碍并非电子技术本身，而是来自如何提高材料和结构的力学性能。在过去的几十年中柔性有机电子技术蓬勃发展，但有机半导体材料的迁移率比无机半导体低几个数量级，虽然有机电子器件能够承受弯曲、拉伸等变形，但是它们的电学等物理学性能仍不能与无机半导体器件相比。在柔性基板上集成硅芯片仍是无法避免的。

在柔性封装中通常采用减薄的芯片来提高封装的可靠性。测量显示，安装薄芯片的柔性PCB在重复弯折试验中主要的失效原因不是芯片碎裂，而是焊点和基板布线的失效。凸点焊接在热机械循环试验中具有脆弱、低寿命的缺点。

由于硅芯片材质较脆，在变形时易于发生脆裂，因此常采取应力隔离措施，将芯片包封在隔离岛中，使得施加于柔性基底上的应变不会使芯片产生超限形变。

此外，随着集成度的提高，扇出封装越来越成为封装技术的必经之路，柔性封装作为其中的一个分支，同样也面临着相同的问题，比如封装模塑料固化引起的翘曲以及芯片放置时的位置精度可能导致的光刻对准问题，以及由此引发的低生产效率和高成本。

发明内容

为了解决上述的至少一个问题，本公开的目的是提供一种薄芯片柔性封装方法及所制备的封装结构。

为了实现上述目的，本公开提供一种薄芯片柔性封装方法，所述方法包括：将第一柔性材料层键合在第一刚性载体上；在所述第一柔性材料层上形成能够容纳芯片的开口；其中，所述开口穿透所述第一柔性材料层；将芯片放置在所述开口中并使所述芯片的非功能面键合在所述第一刚性载体上；在所述第一柔性材料层和所述芯片的功能面上制作布线介质层，得到第一布线后产物；将所得第一布线后产物去除第一刚性载体，将布线介质层键合在第二刚性载体上，并使所述第一柔性材料层位于所述布线介质层上方；在所述第一柔性材料层的上方形成第二柔性材料层；在所述第二柔性材料层上方制作金属布线层，得到第二布线后产物，其中使得所述金属布线层与布线介质层电连接。

可选的，所述柔性材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、有机硅或聚氨酯。

可选的，所述芯片为电源管理芯片、单片机、射频收发芯片、存储器或模拟信号调理芯片。

可选的，所述第一刚性载体和第二刚性载体的材料分别为硅或玻璃。

可选的，所述第一柔性材料层和第二柔性材料层的厚度各自独立地为50-200微米。

可选的，所述将所得第一布线后产物去除第一刚性载体，将布线介质层键合在第二刚性载体上，并使所述第一柔性材料层朝上的步骤包括：先将第一布线后产物的布线介质层键合在第二刚性载体上，然后去除第一刚性载体后倒转。

可选的，所述电连接通过溅射或电镀通孔的方式实现。

可选的，所述方法还包括：将第二布线后产物进行切割划片以及去除第二刚性载体，得到封装件；其中，所述封装件包括至少一个所述芯片。