一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法，所述晶圆结构包括第一芯片；第二芯片；再布线层，所述第一芯片和第二芯片设置在所述再布线层上，其中所述第一芯片和所述第二芯片距离所述再布线层具有第一距离；第一限高块和第二限高块，所述第一限高块和所述第二限高块设置在所述再布线层上，其中所述第一限高块和第二限高块距离所述再布线层具有第二距离；所述再布线层、所述第一限高块、所述第二限高块、所述第一芯片、所述第二芯片构成了第一空间，且所述第一空间内填充树脂；其中，所述第二距离大于所述第一距离。本发明通过使用限高块而不必使用高精度塑封模具，具有大幅度降低封装制造和加工成本的技术效果。
【专利说明】一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体【技术领域】，尤其涉及一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造 方法。
【背景技术】
[0002] 随着大规模集成电路的发展，线路越来越细，22nm技术已经进入量产，线路的细 化，导致对于设备和工艺提出了前所未有的挑战。为提高单位面积上的芯片密度和信号处 理能力。随着线路线宽尺寸不断减小，信号处理能力的增强，芯片尺寸不断减小，芯片输入 输出的管脚数量越来越多，即芯片I/O数量增加，单个芯片的大量I/O数量导致，单个芯片 电极尺寸也不断减小。而基板的电极尺寸受到加工的限制无法做到同样的尺寸，芯片表面 的金属电极的大小和间距都很小，因此无法进行后续封装所必须的植球等工作，因此，在芯 片和基板进行键合前，将晶圆进行重构，将芯片埋入一个重构的晶圆中，增大芯片见得距 离，在重构晶圆的更大表面上，通过再布线将芯片表面的小电极进行扇出形成能能够符合 基板制造要求的电极排布结构，再在重构晶圆上进行凸点加工和切割形成，能够进行封装 加工的扇出结构单元，这就是所谓的fan-out技术，即芯片扇出技术。
[0003] 常规的芯片扇出技术采用晶圆级封装方法制造，首先将切割好的芯片在一个涂覆 一层临时键合胶的表面进行贴装，再塑封，将芯片塑封在树脂中，形成晶圆形状的一面嵌入 芯片的树脂结构，将承载板和树脂结构分离，在有芯片一侧进行再布线，形成具有电极扇出 结构的重构晶圆。此时的树脂结构与常规硅晶圆结构相似，外形尺寸相同，只是芯片面的芯 片电极通过再布线层线路将芯片表面的高密度金属电极分散到一个更大的平面上，形成一 些能够和PCB电极尺寸相当的电极排布，形成重构晶圆结构，经过凸点加工和切割就形成 形成芯片扇出结构，以便形成后续的扇出单元与PCB或基板的封装键合。
[0004] 但是，本领域的技术人员通过研究发现现有技术中存在如下不足：
[0005] 这种封装结构和制造方法制造成本比较高，芯片贴装后，树脂填充需要制造高精 度的塑封模具，由于塑封模具制作成本高昂，导致这个制作成本高昂。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法，用于解决现有 技术中需要使用高精度、高成本的塑封模具导致成本高的技术问题，具有无须使用高精度 模具、成本低的技术效果。
[0007] 本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
[0008] -种封装高度可控的重构晶圆结构，所述结构包括：第一芯片；第二芯片；再布线 层，所述第一芯片和第二芯片设置在所述再布线层上，其中所述第一芯片和所述第二芯片 距离所述再布线层具有第一距离；第一限高块和第二限高块，所述第一限高块和所述第二 限高块设置在所述再布线层上，其中所述第一限高块和第二限高块距离所述再布线层具有 第二距离；其中，所述第一限高块和第二限高块之间分别布置所述第一芯片和第二芯片； 所述再布线层、所述第一限高块、所述第二限高块、所述第一芯片、所述第二芯片构成了第 一空间，且所述第一空间内填充树脂；其中，所述第二距离大于所述第一距离。
[0009] 进一步的，所述再布线层具体为一层结构或者多层结构，
[0010] 进一步的，所述再布线层包括绝缘层和线路层。
[0011] 本申请通过本申请的一实施例还提供另一技术方案：
[0012] 一种封装高度可控的重构晶圆结构的制造方法，所述方法包括：将第一芯片、第二 芯片、第一限高块、第二限高块贴在承载板的临时键合胶表面；将塑封板覆盖在第一芯片、 第二芯片、第一限高块和第二限高块上；将树脂填充到第一空间内，并固化形成整体结构； 去掉所述塑封板；去掉承载板和临时键合胶；制作再布线层。
[0013] 进一步的，所述方法还包括：植入凸点。
[0014] 进一步的，所述方法还包括：采用流动性好的液体树脂在低温填充的方式填充树 月旨，然后固化。
[0015] 进一步的，在所述将塑封板覆盖在第一芯片、第二芯片、第一限高块和第二限高块 上之后，还包括：采用高温下流动性好的树脂进行树脂的填充灌封，然后固化。
[0016] 进一步的，所述将第一芯片、第二芯片、第一限高块、第二限高块贴在承载板的临 时键合胶表面，还包括：将所述第一芯片、所述第二芯片布置于所述第一限高块、所述第二 限高块之间。
[0017] 本发明实施例的有益效果如下：
[0018] 本发明一实施例提供的一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法，所述晶圆 结构包括第一芯片；第二芯片；再布线层，所述第一芯片和第二芯片设置在所述再布线层 上，其中所述第一芯片和所述第二芯片距离所述再布线层具有第一距离；第一限高块和第 二限高块，所述第一限高块和所述第二限高块设置在所述再布线层上，其中所述第一限高 块和第二限高块距离所述再布线层具有第二距离；其中，所述第一限高块和第二限高块之 间分别布置所述第一芯片和第二芯片；所述再布线层、所述第一限高块、所述第二限高块、 所述第一芯片、所述第二芯片构成了第一空间，且所述第一空间内填充树脂；其中，所述第 二距离大于所述第一距离。本发明通过使用限高块而不必使用高精度塑封模具，具有大幅 度降低封装制造和加工成本的技术效果。
[0019] 进一步的，本发明可以通过使用不同高度的限高块而达到制造不同高度的封装结 构，而不必采用不同封装高度而制作不同高精度模具的方案，进而具有成本低的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本发明一实施例中提供的一种封装高度可控的重构晶圆结构示意图；
[0021] 图2为本发明一实施例中提供的一种封装高度可控的重构晶圆结构的制作方法 流程示意图；
[0022] 图3-10为本发明一实施例中提供的一种封装高度可控的重构晶圆结构的制作方 法的示意图；
[0023] 图11为本发明一实施例中提供的一种封装高度可控的扇出型封装结构的示意 图。
【具体实施方式】
[0024] 本发明一实施例提供的一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法，所述晶圆 结构包括第一芯片；第二芯片；再布线层，所述第一芯片和第二芯片设置在所述再布线层 上，其中所述第一芯片和所述第二芯片距离所述再布线层具有第一距离；第一限高块和第 二限高块，所述第一限高块和所述第二限高块设置在所述再布线层上，其中所述第一限高 块和第二限高块距离所述再布线层具有第二距离；其中，所述第一限高块和第二限高块之 间分别布置所述第一芯片和第二芯片；所述再布线层、所述第一限高块、所述第二限高块、 所述第一芯片、所述第二芯片构成了第一空间，且所述第一空间内填充树脂；其中，所述第 二距离大于所述第一距离。本发明通过使用限高块而不必使用高精度塑封模具，具有大幅 度降低封装制造和加工成本的技术效果。
[0025] 为使本申请一实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施 例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人 员在没有作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。
[0026] 【实施例一】
[0027] 为使本领域技术人员能够更详细了解本发明，以下结合附图对本发明进行详细描 述。
[0028] 如图1所述，图1为本发明一实施例中一种封装高度可控的重构晶圆结构，其中， 所述结构包括：
[0029] 第一芯片 11 ;
[0030] 第二芯片 12 ;
[0031] 再布线层2,所述第一芯片11和第二芯片12设置在所述再布线层2上，其中所述 第一芯片11和所述第二芯片12距离所述再布线层2具有第一距离a ;
[0032] 第一限高块31和第二限高块32,所述第一限高块31和所述第二限高块32设置在 所述再布线层2上，其中所述第一限高块31和第二限高块31距离所述再布线层2具有第 二距离b ;
[0033] 其中，所述第一限高块31和第二限高块32之间分别布置所述第一芯片11和第二 芯片12 ;
[0034] 所述再布线层2、所述第一限高块31、所述第二限高块32、所述第一芯片11、所述 第二芯片12构成了第一空间，且所述第一空间内填充树脂4 ;
[0035] 其中，所述第二距离b大于所述第一距离a。
[0036] 进一步的，所述再布线层2具体为一层结构或者多层结构，
[0037] 进一步的，所述再布线层2包括绝缘层和线路层。
[0038] 进一步的，第一芯片11和第二芯片12周围用树脂4填充，进而实现树脂4将第一 芯片11和第二芯片12粘接在一起。同时，再布线层2覆盖了树脂4、第一芯片11、第二芯 片12的表面。
[0039] 进一步的，通过第一限高块31、第二限高块32的厚度高于第一芯片11、第二芯片 12的厚度，或者说，第一限高块31、第二限高块21距离再布线层2的第二距离b大于第一 芯片11、第二芯片12距离再布线层2的第一距离a，实现了在最终的扇出结构中树脂4完 全包裹了第一芯片11、第二芯片12。
[0040] 【实施例二】
[0041] 如图2-10所示，本发明实施例还提供一种封装高度可控的重构晶圆结构的制作 方法，所述方法包括：
[0042] 步骤110 :将第一芯片11、第二芯片12、第一限高块31、第二限高块32贴在承载板 6的临时键合胶6表面；
[0043] 步骤120 :将塑封板7覆盖在第一芯片11、第二芯片12、第一限高块31和第二限 高块32上；
[0044] 步骤130 :将树脂4填充到第一空间内，并固化形成整体结构；
[0045] 步骤140 :去掉所述塑封板7 ;
[0046] 步骤150 :去掉承载板6和临时键合胶5 ;
[0047] 步骤160 :制作再布线层2。
[0048] 进一步的，所述方法还包括：
[0049] 步骤170:植入凸点8。
[0050] 进一步的，所述方法还包括：
[0051] 步骤180 :切割形成扇出封装结构。
[0052] 进一步的，步骤130 :将树脂4填充到第一空间内，并固化形成整体结构中的树脂 填充可以有两种方式：
[0053] 第一种：采用流动性好的液体树脂在低温填充的方式填充树脂，然后固化。
[0054] 具体来说，该方案为低温填充，液体树脂可以为底填胶underfill。
[0055] 第二种，在步骤120中形成结构后，在步骤130中高温下填充，S卩：采用高温下流动 性好的树脂进行树脂的填充灌封，然后固化。
[0056] 具体来说，该方案为高温填充。
[0057] 进一步的，步骤140 :去掉所述塑封板7中的塑封板为：聚四氟乙烯板或者涂覆聚 四氟乙烯的金属板。其中，限高块和所述聚四氟乙烯板或者涂覆聚四氟乙烯的金属板与承 载板形成第一空间，并在第一空间内填充树脂，并最终形成重构晶圆。进一步的，所述塑封 板具有与所述树脂不具有粘接的性质，以便于所述塑封板更容易的从所述树脂上去除。
[0058] 进一步的，再布线层的制造方法与本领域技术人员所公知的扇出型封装的再布线 方法相同，本发明不再具体阐述。
[0059] 进一步的，步骤110中的所述将第一芯片、第二芯片、第一限高块、第二限高块贴 在承载板的临时键合胶表面，还包括：
[0060] 将所述第一芯片、所述第二芯片布置于所述第一限高块、所述第二限高块之间。
[0061] 进一步的，步骤180中切割形成扇出封装结构中的，如图11所示，所述扇出封装结 构具体为：
[0062] 第一芯片 11 ;
[0063] 再布线层2,所述第一芯片11设置在所述再布线层2的第一面上；
[0064] 所述扇出封装结构具有第一高度；所述第一高度与所述再布线层2的第一面形成 所述第一空间；且，所述第一芯片11容置于所述第一空间内；
[0065] 树脂4,所述树脂4填充所述第一空间；
[0066] 凸点8,所述凸点8设置于所述再布线层2的第二面上。
[0067] 其中，所述第一高度大于所述第一芯片11的高度。
[0068] 本发明所提供的一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法具有如下技术效 果：
[0069] 本发明一实施例提供的一种封装高度可控的重构晶圆结构及制造方法，所述结构 包括第一芯片、第二芯片、再布线层、第一限高块、第二限高块、凸点，其中，所述第一芯片和 第二芯片设置在所述再布线层上，其中所述第一芯片和第二芯片距离所述再布线层具有第 一距离；所述第一限高块和第二限高块设置在所述再布线层上，其中所述第一限高块和第 二限高块距离所述再布线层具有第二距离；其中，所述再布线层、所述第一限高块、所述第 二限高块、所述第一芯片、所述第二芯片构成了第一空间，且所述第一空间内填充树脂；其 中，所述第二距离大于所述第一距离。本发明通过使用限高块而不必使用高精度塑封模具， 具有大幅度降低封装制造和加工成本的技术效果。
[0070] 进一步的，本发明可以通过使用不同高度的限高块而达到制造不同高度的封装结 构，而不必采用不同封装高度而制作不同高精度模具的方案，进而具有成本低的技术效果。
[0071] 进一步的，本发明由于封装高度由限高块控制，所以不同封装高度不需要制作不 同的高精度模具，具有成本低的技术效果。
[0072] 进一步的，本发明通过不同限高块的使用，具有适用小批量生产，也适用大规模生 产的技术效果。
[0073] 进一步的，本发明具有工艺简单，易于量产的技术效果。
[0074] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1. 一种封装高度可控的重构晶圆结构，其特征在于，所述结构包括： 第一芯片； ΛΑ- -· -H-* LL 弟一心片； 再布线层，所述第一芯片和第二芯片设置在所述再布线层上，其中所述第一芯片和所 述第二芯片距离所述再布线层具有第一距离； 第一限高块和第二限高块，所述第一限高块和所述第二限高块设置在所述再布线层 上，其中所述第一限高块和第二限高块距离所述再布线层具有第二距离； 其中，所述第一限高块和第二限高块之间分别布置所述第一芯片和第二芯片； 所述再布线层、所述第一限高块、所述第二限高块、所述第一芯片、所述第二芯片构成 了第一空间，且所述第一空间内填充树脂； 其中，所述第二距离大于所述第一距离。
2. 如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述再布线层具体为一层结构或者多层结 构。
3. 如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述再布线层包括绝缘层和线路层。
4. 一种封装高度可控的重构晶圆结构的制造方法，其特征在于，所述方法包括： 将第一芯片、第二芯片、第一限高块、第二限高块贴在承载板的临时键合胶表面； 将塑封板覆盖在第一芯片、第二芯片、第一限高块和第二限高块上； 将树脂填充到第一空间内，并固化形成整体结构； 去掉所述塑封板； 去掉承载板和临时键合胶； 制作再布线层。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 植入凸点。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 采用流动性好的液体树脂在低温填充的方式填充树脂，然后固化。
7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述将塑封板覆盖在芯片和限高块上之 后，还包括： 采用高温下流动性好的树脂进行树脂的填充灌封，然后固化。
8. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将第一芯片、第二芯片、第一限高块、第 二限高块贴在承载板的临时键合胶表面，还包括： 将所述第一芯片、所述第二芯片布置于所述第一限高块、所述第二限高块之间。
【文档编号】H01L25/065GK104103633SQ201410292897
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】于中尧 申请人:中国科学院微电子研究所, 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司