一种扇出封装结构的制备方法与流程

1.本发明涉及半导体封装领域，具体涉及一种扇出封装结构的制备方法。


背景技术：

2.现有的晶圆级扇出封装工艺制程中，通常是通过如下工艺步骤完成晶圆级扇出封装结构的制备：参考图1，在第一临时载板c1上制备临时键合膜f1，在临时键合膜f1的表面制备布线层10，在布线层10上制备互连焊盘11，将芯片100的导电柱12上的焊料块与互连焊盘11对准，通过高温回流焊制备互连焊球13，完成芯片与布线层10之间的导电连接；参考图2，对芯片100进行底部填充胶水得到底填层14；参考图3，对芯片100进行第一次塑封得到第一塑封层e1；参考图3，解键合去掉第一临时载板c1和临时键合膜f1，将上述预封装体通过临时键合膜f2键合在第二临时载板c2上，之后，对芯片100进行第二次塑封得到第二塑封层e2；参考图4，解键合去掉第二临时载板c2和临时键合膜f2，之后，制备外联导电柱17和外联焊球18；对第一塑封层e1和第二塑封层e2进行减薄处理。
3.由于受到模塑设备尺寸的影响，在直径尺寸为300mm的第一临时载板c1上制备得到的第一塑封层e1的直径尺寸为296mm，而后续制备外联导电柱和外联焊球均需要在直径尺寸为300mm的晶圆对应的设备上进行，因此需要将塑封层的尺寸调整到300mm。现有技术中，在完成第一塑封层e1的制备后，需要解键合去除第一临时载板c1，并将上述预封装体通过临时键合膜f2键合在330mm的第二临时载板c2上，从而将预封装体放置在对应尺寸中的模塑工艺的模具中完成第二塑封层e2的制备，将第二塑封层e2的尺寸调整到300mm。
4.需要说明的是，临时载板的尺寸在封装领域是相对较为固定的，也就是只有固定的几个尺寸可选择，难以随意的调节临时载板的尺寸，尤其是在大规模生产中，特制的临时载板尺寸会增加产品的制造成本。
5.现有技术通过二次塑封并匹配二次键合工艺来调整塑封层的尺寸，工序较为繁琐且产品制程的不良率和生产成本也会相应增加，并且，二次塑封工艺需要经过2次针对环氧树脂体系的塑封料的高温固化处理，也增加了芯片封装体的翘曲。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种扇出封装结构的制备方法，以解决现有技术中芯片封装体发生翘曲、工艺成本和良率较低的问题。
7.本发明提供一种扇出封装结构的制备方法，包括：提供临时载板；在所述临时载板的一侧形成重布线结构；在所述重布线结构背离所述临时载板的一侧设置芯片，所述芯片与所述重布线结构电连接；在所述重布线结构背离所述临时载板的一侧、以及重布线结构和临时载板的侧壁形成初始塑封层，所述初始塑封层包裹所述芯片；去除重布线结构侧壁以及临时载板侧壁的初始塑封层，使初始塑封层形成塑封层，所述塑封层的侧壁与所述重布线结构的侧壁对齐；形成所述塑封层之后，将所述重布线结构从所述临时载板分离。
8.可选的，去除重布线结构侧壁以及临时载板侧壁的初始塑封层采用的工艺为切割
工艺，所述切割工艺切割到初始塑封层、重布线结构和部分厚度的临时载板的边缘区域。
9.可选的，所述切割工艺切割至所述临时载板的深度为20um－500um。
10.可选的，所述切割工艺包括激光切割工艺或机械切割工艺。
11.可选的，所述重布线结构被切割后得到的直径尺寸为298mm～302mm。
12.可选的，所述初始塑封层超出临时载板的宽度为0.2um～10um。
13.可选的，在提供临时载板的步骤中，所述临时载板的承载面和临时载板的侧壁之间的交界处设置圆角；在所述临时载板的一侧形成重布线结构的步骤中，所述重布线结构位于部分临时载板的一侧，且重布线结构的周围暴露出临时载板的圆角。
14.可选的，所述圆角对应的半径为1um～10um。
15.可选的，还包括：将所述临时载板和所述重布线结构解键合之后，在所述重布线结构背离所述芯片的一侧设置第一焊球，所述第一焊球与所述重布线结构电连接。
16.本发明的技术方案可以实现以下有益效果：
17.本发明技术方案提供的扇出封装结构的制备方法中，在所述重布线结构背离所述临时载板的一侧、以及重布线结构和临时载板的侧壁形成初始塑封层，所述初始塑封层包裹所述芯片；去除重布线结构侧壁以及临时载板侧壁的初始塑封层，使初始塑封层形成塑封层，所述塑封层的侧壁与所述重布线结构的侧壁对齐；形成所述塑封层之后，将所述临时载板和所述重布线结构解键合。该方法仅需要一次塑封工艺和一次键合工艺，简化了工艺流程，也提高了工艺良率，降低了工艺成本。相应的，一次塑封工艺能减少高温制程对扇出封装结构的影响，降低扇出封装结构的翘曲。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1至图4是现有技术中的一种扇出封装结构的制备过程的示意图；
20.图5是本发明的一种扇出封装结构的制备过程的流程图；
21.图6至图11是本发明的一种扇出封装结构的制备过程的示意图。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.本发明提供一种扇出封装结构的制备方法，参考图5，包括：
27.s1：提供临时载板；
28.s2：在所述临时载板的一侧形成重布线结构；
29.s3：在所述重布线结构背离所述临时载板的一侧设置芯片，所述芯片与所述重布线结构电连接；
30.s4：在所述重布线结构背离所述临时载板的一侧、以及重布线结构和临时载板的侧壁形成初始塑封层，所述初始塑封层包裹所述芯片；
31.s5：去除重布线结构侧壁以及临时载板侧壁的初始塑封层，使初始塑封层形成塑封层，所述塑封层的侧壁与所述重布线结构的侧壁对齐；
32.s6：形成所述塑封层之后，将所述重布线结构从所述临时载板分离。
33.本实施例提供的扇出封装结构的制备方法，仅需要一次塑封工艺和一次键合工艺，简化了工艺流程，也提高了工艺良率，降低了工艺成本。相应的，一次塑封工艺能减少高温制程对扇出封装结构的影响，降低扇出封装结构的翘曲。
34.参考图6，提供临时载板200。
35.所述临时载板200包括玻璃载板。
36.在一个实施例中，临时载板200的直径尺寸为300mm。
37.需要说明的是，在其他实施例中，根据工艺对重布线尺寸的要求，还可以选择其他固定尺寸的临时载板。
38.在本实施例中，在提供临时载板200的步骤中，所述临时载板的承载面和临时载板200的侧壁之间的交界处设置圆角。在一个实施例中，所述圆角对应的半径为1um～10um，例如1um、2um、5um、8um或10um。
39.在其他实施例中，在提供临时载板的步骤中，临时载板的承载面和临时载板的侧壁之间的交接处呈直角。
40.继续参考图6，在所述临时载板200的一侧形成重布线结构210。
41.具体的，所述临时载板200的承载面一侧形成重布线结构210。
42.在形成重布线结构210之前，还包括：在所述临时载板200的承载面形成键合膜201。
43.其中，所述键合膜包括但不局限于激光临时解键合膜，即，键合膜的作用是为重布线结构的制备提供与临时载板进行键合及在完成以重布线结构为制程基础的相关工艺后的解键合，键合方式包括基于热塑性树脂、热固性树脂和光刻胶等树脂体系的键合，解键合方式包括基于热释放、化学释放、激光、机械释放等解键合方式。
44.本实施例中，在所述临时载板200的一侧形成重布线结构210的步骤中，所述重布线结构210位于部分临时载板200的一侧，且重布线结构210的周围暴露出临时载板200的圆
角。
45.本实施例中，在形成重布线结构210的过程中，需要形成多层具有图案的重布线层和多层介质层，每层的重布线层的形成包括：形成重布线种子膜；在所述重布线种子膜上涂覆光刻胶层；对光刻胶层进行曝光和显影，使光刻胶层中具有开口，所述开口的底部暴露出部分重布线种子膜；之后采用沉积工艺并结合电镀工艺或化学镀工艺在所述开口中制备重布线层中的金属层，之后，去除光刻胶层和光刻胶层底部的重布线种子膜，金属层和剩余的重布线种子膜形成重布线层。其中，沉积工艺用于制备重布线种子膜，电镀或化学镀工艺用于制备重布线层中的金属层。
46.本实施例中，由于临时载板200的承载面和临时载板200的侧壁之间的交界处设置圆角，因此形成的重布线膜的边缘区相对于重布线膜的中心区朝向临时载板200向下弯曲，之后涂覆光刻胶层的步骤中，其中，在交界面的直角设计中，离心力作用下的光刻胶在交界面的直角处由于表面张力的存在而堆积在交界面的直角处，即便有离心力的作用，依然会将堆积在直角的交界面处的光刻胶在离心力的反作用力下向重布线膜的中心区域回缩，从而造成在所述直角处的附近区域出现光刻胶膜偏厚的现象，因此在圆角的交界面设计中，光刻胶层的边缘区的表面也不会高于光刻胶层的中心区的表面，避免涂覆的光刻胶层的边缘区偏厚。在此基础上，光刻胶层的图形化精度能得到提高，相应的形成的重布线层的图形精度能得到提高。
47.在其他实施例中，临时载板的承载面和临时载板的侧壁之间的交界处呈直角，重布线结构的直径尺寸和所述临时载板的直径尺寸一致。
48.本实施例中，还包括：在部分重布线结构210背离所述临时载板200的一侧表面形成互连焊盘220。
49.参考图7，在所述重布线结构210背离所述临时载板200的一侧设置芯片230，所述芯片230与所述重布线结构210电连接。
50.所述芯片230包括芯片本体和与芯片本体连接的导电柱231；将导电柱231与所述互连焊盘220焊接在一起，导电柱231和互连焊盘220之间形成第二焊球240。将导电柱231与所述互连焊盘220焊接在一起的工艺包括回流焊工艺。
51.本实施例中，还包括：形成底填层250，所述底填层250位于所述芯片230和所述重布线结构210之间且包封所述互连焊盘220、导电柱231和第二焊球240。
52.参考图8，在所述重布线结构210背离所述临时载板200的一侧、以及重布线结构210和临时载板200的侧壁形成初始塑封层260，所述初始塑封层260包裹所述芯片230。
53.所述初始塑封层260还覆盖所述底填层250的侧壁。
54.在一个实施例中，所述初始塑封层260超出临时载板200的宽度为0.2um～10um。这样设置的好处在于：若初始塑封层超出临时载板的宽度大于10um，则会造成塑封料的材料浪费，不利于工业化成本的管控；若初始塑封层超出临时载板的宽度小于0.2um，则极有可能会由于上模定位压合的精度不够而导致初始塑封层不能完全覆盖芯片和重布线结构的侧壁，达不到为芯片和封装互联线路提供塑封保护的作用。
55.在一个实施例中，所述初始塑封层260的直径尺寸为301mm。
56.将图7得到的预封装体设置在塑封模具的下模中，所述临时载板200与下模的底面接触；将塑封材料设置在重布线结构210背离所述临时载板200的一侧、以及重布线结构210
和临时载板200的侧壁，之后采用塑封模具的上模和下模进行合模，上模的内径尺寸大于所述临时载板200直径；之后，对塑封材料进行固化；之后将上模和下模进行分离。
57.采用上料机构将图7得到的预封装体放置在模具的下模中，上料机构上有若干导向块机构，调整导向块机构能控制临时载板200放置于下模的位置，从而控制临时载板200相对于下模的偏移程度。通过在塑封机台上增加预封装体放置位置的识别模块，能够对临时载板200在模具中的放置位置进行精准调整。
58.参考图9和图10，图10为图9中区域b的放大图，去除重布线结构210侧壁以及临时载板200侧壁的初始塑封层260，使初始塑封层260形成塑封层260a，所述塑封层260a的侧壁与所述重布线结构210的侧壁对齐。
59.所述塑封层260a位于重布线结构210背离所述临时载板200的一侧且覆盖芯片230和底填层250。
60.所述塑封层260a覆盖芯片230的侧壁和芯片230背离重布线结构210的一侧表面。
61.去除重布线结构210侧壁以及临时载板200侧壁的初始塑封层260采用的工艺为切割工艺，所述切割工艺切割到初始塑封层260、重布线结构210和部分厚度的临时载板200的边缘区域。所述切割工艺包括激光的非接触式切割工艺或机械的接触式切割工艺。
62.由于所述切割工艺切割到部分厚度的临时载板200，这样使得后续剥离去除临时载板200的过程中更加容易。
63.在一个实施例中，所述切割工艺切割至所述临时载板200的深度h1为20um－500um，例如20um、50um、100um、1500um、200um、300um或500um。
64.在一个实施例中，所述重布线结构210被切割后得到的直径尺寸为298mm～302mm。该尺寸的偏移必须控制的严格的小范围内，这样使得重布线结构210切割后不至于影响到得重布线结构210的内部走线，同时满足重布线结构210和临时载板200的直径的差别尽量较小的要求。
65.在一个实施例中，去除重布线结构210侧壁以及临时载板200侧壁的初始塑封层260之后，重布线结构210的直径尺寸为298mm～302mm。，例如299.2mm、299.4mm、299.6mm或299.8mm。
66.将形成塑封层260a的封装体放置在边缘处理机台的底座上，之后使用定位模块获取封装体的边缘位置通过软件计算确定封装体的圆心，再将封装体的边缘进行处理，使封装体的尺寸缩小一定的尺寸。在一个实施例中，重布线结构210的直径尺寸缩小为299.4mm。通过相机定位封装体的圆心使得定位精度高，利于边缘切割时偏移的控制。边缘处理机台包括激光切割机台或机械切割机台。
67.本实施例中，临时载板200的边缘圆角尺寸、初始塑封层260包围重布线结构210侧壁以及临时载板200侧壁、以及边缘处理过程中偏移的控制，能使控制后续解键合后塑封层260a的边缘不起翘。
68.参考图11，形成所述塑封层260a之后，将所述临时载板200和所述重布线结构210解键合。
69.参考图11，将所述临时载板200和所述重布线结构210解键合之后，在所述重布线结构210背离所述芯片230的一侧设置第一焊球280，所述第一焊球280与所述重布线结构210电连接。
70.本实施例中，还包括：在所述重布线结构210背离所述芯片230的一侧设置外联导电柱，在所述外联导电柱背离所述重布线结构210的一侧设置第一焊球280，第一焊球280通过外联导电柱与重布线结构210电连接。
71.本实施例中，还包括：对所述塑封层进行减薄处理，直至暴露出芯片230背离所述重布线结构210的一侧表面。
72.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。