一种芯片的扇出型封装方法及芯片封装件与流程

1.本技术涉及芯片封装技术领域，特别是一种芯片的扇出型封装方法及芯片封装件。


背景技术：

2.芯片的扇出型封装工艺是指通过焊点植球工艺在芯片表面植锡球，并通过倒装焊技术将芯片与重布线层(re-distribution layer，rdl)载板连接，最后在芯片和重布线层载板之间填充封装胶。扇出型封装工艺可以有效扩大芯片的封装面积，实现高密度集成电路芯片与电路板之间的连接。
3.但是，目前的扇出型封装工艺存在以下问题：焊点植球工艺难度较大，焊点品质难以控制；芯片与重布线层载板之间的填充材料容易出现空洞；植球工艺和重布线层载板成本较高；封装产品的散热性能较差。


技术实现要素：

4.鉴于所述问题，提出了本技术以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种芯片的扇出型封装方法及芯片封装件，包括：
5.一种芯片的扇出型封装方法，用于对芯片进行封装，所述芯片包括由内至外依次设置的至少两圈电极；包括：
6.将所述芯片放置在第一载板的表面；其中，所述电极朝上；
7.按照由外圈至内圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使对应圈的所述电极沿径向向外延伸和使全部所述电极向上延伸；
8.将所述芯片翻转至第二载板的表面，并对所述芯片灌胶封装，得到芯片封装件。
9.优选的，所述按照由外圈至内圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使对应圈的所述电极沿径向向外延伸和使全部所述电极向上延伸的步骤，包括：
10.按照由外圈至内圈的顺序，依次进行如下操作：
11.在所述芯片的周侧铺设第一封装胶层；
12.通过增材制造方式使对应圈的所述电极沿径向向外延伸；
13.通过增材制造方式使全部所述电极的端部向上延伸相同高度。
14.优选的，所述在所述芯片的周侧铺设第一封装胶层的步骤，包括：
15.灌封装胶至不高于所述电极顶部的高度；
16.对所述封装胶进行烘干处理，形成所述第一封装胶层。
17.优选的，所述通过增材制造方式使对应圈的所述电极沿径向向外延伸的步骤，包括：
18.通过增材制造方式在所述第一封装胶层的表面制备导电端点；其中，所述导电端点与对应圈的所述电极一一对应；所述导电端点与所述电极所在圈的中心点的距离大于对应于所述导电端点的所述电极与所述中心点的距离；
19.通过增材制造方式在所述第一封装胶层的表面制备导电通路；其中，所述导电通路与对应圈的所述电极一一对应；所述导电通路的端部分别连接对应于所述导电通路的所述电极和对应于所述电极的所述导电端点。
20.优选的，所述通过增材制造方式在所述第一封装胶层的表面制备导电端点的步骤，包括：
21.在所述第一封装胶层的表面涂覆感光材料，并进行曝光和显影，使所述第一封装胶层表面的第一目标区域露出；其中，所述第一目标区域与对应圈的所述电极一一对应；所述第一目标区域与所述电极所在圈的中心点的距离大于对应于所述第一目标区域的所述电极与所述中心点的距离；
22.通过增材制造方式在所述第一目标区域的表面制备所述导电端点；
23.将所述感光材料去除。
24.优选的，所述通过增材制造方式在所述第一封装胶层的表面制备导电通路的步骤，包括：
25.在所述第一封装胶层的表面涂覆感光材料，并进行曝光和显影，使所述第一封装胶层表面的第二目标区域露出；其中，所述第二目标区域与对应圈的所述电极一一对应；所述第二目标区域的端部分别连接对应于所述第二目标区域的所述电极和对应于所述电极的所述导电端点；
26.通过增材制造方式在所述第二目标区域的表面制备所述导电通路；
27.将所述感光材料去除。
28.优选的，所述对所述芯片灌胶封装的步骤，包括：
29.在所述芯片的顶部铺设第二封装胶层。
30.优选的，所述在所述芯片的顶部铺设第二封装胶层的步骤，包括：
31.灌封装胶至高于所述芯片顶部的高度；
32.对所述封装胶进行烘干处理，形成所述第二封装胶层。
33.优选的，所述增材制造方式包括化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积、溅射、蒸发、电镀和化学镀中的一种或几种。
34.一种根据上述任一项所述的扇出型封装方法制备得到的芯片封装件，包括：所述芯片和封装胶层；所述封装胶层包裹在所述芯片的外部；所述电极分别延伸至所述封装胶层的表面。
35.本技术具有以下优点：
36.在本技术的实施例中，相对于现有扇出型封装工艺焊点品质难以控制、封装成本较高和封装产品散热性能较差的问题，本技术提供了采用增材制造方式对芯片电极进行径向延伸处理的解决方案，具体为：“将所述芯片放置在第一载板的表面；其中，所述电极朝上；按照由外圈至内圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使对应圈的所述电极沿径向向外延伸和使全部所述电极向上延伸；将所述芯片翻转至第二载板的表面，并对所述芯片灌胶封装，得到芯片封装件”。通过直接在芯片电极上生长线路，避免了传统焊接工艺造成焊点品质难以控制的问题，提高了产品的可靠性，并且免除了重布线层载板，适合批量生产、大幅降低了封装成本，同时提高了产品的散热性能。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
38.图1是本技术一实施例提供的一种芯片的扇出型封装方法的步骤流程图；
39.图2是本技术一实施例提供的一种芯片的扇出型封装方法的流程示意图；
40.图3是本技术一实施例提供的一种芯片封装件的结构示意图。
41.说明书附图中的附图标记如下：
42.100、芯片；110、电极；111、导电通路；112、导电端点；113导电柱；210、第一封装胶层；220、第二封装胶层。
具体实施方式
43.为使本技术的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
44.需要说明的是，在本技术任一实施例中，所述扇出型封装方法用于对芯片100进行封装，所述芯片100包括由内至外依次设置的至少两圈电极110；每圈所述电极110的数量设为至少一个；所述圈的形状为任意闭合图形，例如圆形、矩形、六边形或其他不规则图形；不同所述圈的形状可以相同，也可以不同。作为一种示例，所述芯片100包括由内至外依次设置的两圈电极110；第一圈所述电极110的数量设为四个，第二圈所述电极110的数量设为十二个；所述圈的形状为矩形。作为另一种示例，所述芯片100包括由内至外依次设置的三圈电极110；第一圈所述电极110的数量设为五个，第二圈所述电极110的数量设为十个，第三圈所述电极110的数量设为十五个；所述圈的形状为不规则图形。
45.参照图1-2，示出了本技术一实施例提供的一种芯片的扇出型封装方法，包括：
46.s110、将所述芯片100放置在第一载板的表面；其中，所述电极110朝上；
47.s120、按照由外圈至内圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使对应圈的所述电极110沿径向向外延伸和使全部所述电极110向上延伸；
48.s130、将所述芯片100翻转至第二载板的表面，并对所述芯片100灌胶封装，得到芯片封装件。
49.在本技术的实施例中，相对于现有扇出型封装工艺焊点品质难以控制、封装成本较高和封装产品散热性能较差的问题，本技术提供了采用增材制造方式对芯片电极进行径向延伸处理的解决方案，具体为：“将所述芯片100放置在第一载板的表面；其中，所述电极110朝上；按照由外圈至内圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使对应圈的所述电极110沿径向向外延伸和使全部所述电极110向上延伸；将所述芯片100翻转至第二载板的表面，并对所述芯片100灌胶封装，得到芯片封装件”。通过直接在芯片电极上生长线路，避免了传统焊接工艺造成焊点品质难以控制的问题，提高了产品的可靠性，并且免除了重布线层载板，适合批量生产，大幅降低了封装成本，同时提高了产品的散热性能。
50.下面，将对本示例性实施例中一种芯片的扇出型封装方法做进一步地说明。
51.如所述步骤s110和所述步骤s120所述，将所述芯片100放置在第一载板的表面；其中，所述电极110朝上。按照由外圈至内圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使对应圈的所述电极110沿径向向外延伸和使全部所述电极110向上延伸。
52.将所述芯片100水平放置在所述第一载板的表面，使得所述电极110朝上。按照由外圈至内圈的顺序，依次进行如下操作：在所述第一载板的表面灌注第一封装胶层210，使得所述第一封装胶层210包裹在所述芯片100的周侧，所述第一封装胶层210的顶部延伸至不高于所述电极110顶部的位置，并通过增材制造(additive manufacturing，am)方式在所述第一封装胶层210的表面制备扇出线路，使得对应圈的所述电极110沿径向向外延伸；通过增材制造方式在所述电极110的表面制备导电柱113，使得全部所述电极110的端部(包括对应圈的所述电极110的延伸端和其他圈的所述电极110)向上延伸相同高度。具体的，后一次操作中所述电极110径向延伸的距离小于前一次操作中所述电极110径向延伸的距离；每一次操作中所述电极110纵向延伸的距离相等。
53.所述第一封装胶层210的材料为封装胶，具体的，所述封装胶包括环氧树脂、硅胶、pi(polyimide，聚酰亚胺)树脂、pe(polyethylene，聚乙烯)树脂和pt(phenolic triazine，酚三嗪)树脂中的一种或几种。所述封装胶
54.固化后形成的所述第一封装胶层210具有较好的绝缘和密封性能，能够提供5保护并且防止产品受潮。
55.需要说明的是，增材制造又称3d打印，是以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料或医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技
56.术。具体的，本技术中涉及的增材制造方式可以是化学气相沉积、物理气相0沉积、原子层沉积、溅射、蒸发、电镀和化学镀中的一种或几种。
57.所述扇出线路和所述导电柱113可以采用与所述电极110材质相同的导电材料。
58.如所述步骤s130所述，将所述芯片100翻转至第二载板的表面，并对所述芯片100灌胶封装，得到芯片封装件。
59.5将所述芯片100水平放置在所述第二载板的表面，使得所述电极110朝
60.下，去除所述第一载板，并采用封装胶对所述芯片100进行灌胶封装，得到所述芯片封装件。所述封装胶固化后形成的第二封装胶层220具有较好的绝缘和密封性能，能够提供保护并且防止产品受潮。
61.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“按照由外圈至内0圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使对应圈的所述电极110沿径向向外延伸和使全部所述电极110向上延伸”的具体过程。
62.按照由外圈至内圈的顺序，依次进行如下操作：
63.在所述芯片100的周侧铺设第一封装胶层210。具体的，在所述第一载板的表面灌注所述第一封装胶层210，使得所述第一封装胶层210包裹在所5述芯片100的周侧，所述第一封装胶层210的顶部延伸至不高于所述电极110
64.顶部的位置。
65.通过增材制造方式使对应圈的所述电极110沿径向向外延伸。具体的，通过增材制造方式在所述第一封装胶层210的表面制备水平延伸的扇出线路，使得对应圈的所述电极
110沿径向向外延伸。
66.通过增材制造方式使全部所述电极110的端部向上延伸相同高度。具体的，通过增材制造方式在所述电极110的表面制备纵向延伸的导电柱113，使得全部所述电极110的端部向上延伸相同高度。
67.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“在所述芯片100的周侧铺设第一封装胶层210”的具体过程。
68.灌封装胶至不高于所述电极110顶部的高度。具体的，在所述第一载板的表面灌注所述封装胶，使得所述封装胶包裹在所述芯片100的周侧，所述封装胶的顶部延伸至不高于所述电极110顶部的位置。
69.对所述封装胶进行烘干处理，形成所述第一封装胶层210。具体的，在60-160℃下对所述封装胶进行烘干处理，形成所述第一封装胶层210。
70.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“通过增材制造方式使对应圈的所述电极110沿径向向外延伸”的具体过程。
71.通过增材制造方式在所述第一封装胶层210的表面制备导电端点112；其中，所述导电端点112与对应圈的所述电极110一一对应；所述导电端点112与所述电极110所在圈的中心点的距离大于对应于所述导电端点112的所述电极110与所述中心点的距离。具体的，通过增材制造方式在所述第一封装胶层210的表面制备所述导电端点112，使得所述导电端点112与对应圈的所述电极110一一对应，所述导电端点112与所述电极110所在圈的中心点的距离大于对应于所述导电端点112的所述电极110与所述中心点的距离。所述导电端点112的形状为圆形、矩形或其他形状。
72.通过增材制造方式在所述第一封装胶层210的表面制备导电通路111；其中，所述导电通路111与对应圈的所述电极110一一对应；所述导电通路111的端部分别连接对应于所述导电通路111的所述电极110和对应于所述电极110的所述导电端点112。具体的，通过增材制造方式在所述第一封装胶层210的表面制备水平延伸的所述导电通路111，使得所述导电通路111与对应圈的所述电极110一一对应，所述导电通路111的端部分别连接对应于所述导电通路111的所述电极110和对应于所述电极110的所述导电端点112。
73.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“通过增材制造方式在所述第一封装胶层210的表面制备导电端点112”的具体过程。
74.在所述第一封装胶层210的表面涂覆感光材料，并进行曝光和显影，使所述第一封装胶层210表面的第一目标区域露出；其中，所述第一目标区域与对应圈的所述电极110一一对应；所述第一目标区域与所述电极110所在圈的中心点的距离大于对应于所述第一目标区域的所述电极110与所述中心点的距离。具体的，在所述第一封装胶层210的表面涂覆所述感光材料，并进行曝光和显影，使得发生光聚合反应的所述感光材料固化形成第一感光材料层，并且未发生光聚合反应的所述感光材料(即所述第一目标区域表面的所述感光材料)被冲洗掉。所述感光材料包括光致抗蚀剂(包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂)、感光型聚酰亚胺树脂、感光型溶胶凝胶或其混合物或组合物、以及phtes、n-甲基-2-吡咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯的混合溶液中的一种或几种，其具有较好的光敏特性。
75.通过增材制造方式在所述第一目标区域的表面制备所述导电端点112。
76.将所述感光材料去除。具体的，通过去胶剂去除所述第一感光材料层。
77.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“通过增材制造方式在所述第一封装胶层210的表面制备导电通路111”的具体过程。
78.在所述第一封装胶层210的表面涂覆感光材料，并进行曝光和显影，使所述第一封装胶层210表面的第二目标区域露出；其中，所述第二目标区域与对应圈的所述电极110一一对应；所述第二目标区域的端部分别连接对应于所述第二目标区域的所述电极110和对应于所述电极110的所述导电端点112。具体的，在所述第一封装胶层210的表面涂覆所述感光材料，并进行曝光和显影，使得发生光聚合反应的所述感光材料固化形成第二感光材料层，并且未发生光聚合反应的所述感光材料(即所述第二目标区域表面的所述感光材料)被冲洗掉。
79.通过增材制造方式在所述第二目标区域的表面制备所述导电通路111。具体的，通过增材制造方式在所述二目标区域的表面制备水平延伸的所述导电通路111。
80.将所述感光材料去除。具体的，通过去胶剂去除所述第二感光材料层。
81.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“通过增材制造方式使全部所述电极110的端部向上延伸相同高度”的具体过程。
82.在所述第一封装胶层210和所述电极110的表面涂覆感光材料，并进行曝光和显影，使所述电极110表面的目标生长区域露出；其中，所述目标生长区域与所述电极110的端部的位置相对应。具体的，在所述第一封装胶层210和所述电极110的表面涂覆所述感光材料，并进行曝光和显影，使得发生光聚合反应的所述感光材料固化形成第三感光材料层，并且未发生光聚合反应的所述感光材料(即所述目标生长区域表面的所述感光材料)被冲洗掉。
83.通过增材制造方式在所述目标生长区域的表面制备导电柱113。具体的，通过增材制造方式在所述目标生长区域的表面制备纵向延伸的所述导电柱113。
84.将所述感光材料去除。具体的，通过去胶剂去除所述第三感光材料层。
85.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“对所述芯片100灌胶封装”的具体过程。
86.在所述芯片100的顶部铺设第二封装胶层220。具体的，在所述芯片100的顶部灌注所述第二封装胶层220，所述第二封装胶层220的顶部延伸至高于所述芯片100顶部的位置。
87.在本技术一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“在所述芯片100的顶部铺设第二封装胶层220”的具体过程。
88.灌封装胶至高于所述芯片100顶部的高度。具体的，在所述芯片100的顶部灌注所述封装胶，所述封装胶的顶部延伸至高于所述芯片100顶部的位置。
89.对所述封装胶进行烘干处理，形成所述第二封装胶层220。具体的，在60-160℃下对所述封装胶进行烘干处理，形成所述第二封装胶层220。
90.需要说明的是，在其他实施例中，所述芯片100的数量还可以设为两个或以上。当所述芯片100设有两个或以上时，将若干所述芯片100间隔排列在所第一载板的表面，使得所述电极110朝上；按照由外圈至内圈的顺序，依次通过增材制造方式分别使每一所述芯片100的对应圈的所述电极110沿径向向外延伸和使全部所述电极110向上延伸；将全部所述芯片100翻转至
91.第二载板的表面，并对全部所述芯片100进行灌胶封装，得到芯片封装模组；5对所
述芯片封装模组进行切割，得到若干所述芯片封装件。
92.在本技术一具体实现中，所述芯片100包括由内至外依次设置的两圈电极110；所述芯片100封装方法包括：
93.将所述芯片100放置在第一载板的表面；其中，所述电极110朝上；
94.在所述芯片100的周侧铺设第一封装胶层210；
95.0通过增材制造方式使第二圈的所述电极110沿径向向外延伸；
96.通过增材制造方式使全部所述电极110的端部向上延伸相同高度；
97.在所述芯片100的周侧铺设第一封装胶层210；
98.通过增材制造方式使第一圈的所述电极110沿径向向外延伸；
99.通过增材制造方式使全部所述电极110的端部向上延伸相同高度；5将所述芯片100翻转至第二载板的表面，并对所述芯片100灌胶封装，
100.得到芯片封装件。
101.在本技术另一具体实现中，所述芯片100包括由内至外依次设置的三圈电极110；所述芯片100封装方法包括：
102.将所述芯片100放置在第一载板的表面；其中，所述电极110朝上；0在所述芯片100的周侧铺设第一封装胶层210；
103.通过增材制造方式使第三圈的所述电极110沿径向向外延伸；
104.通过增材制造方式使全部所述电极110的端部向上延伸相同高度；
105.在所述芯片100的周侧铺设第一封装胶层210；
106.通过增材制造方式使第二圈的所述电极110沿径向向外延伸；5通过增材制造方式使全部所述电极110的端部向上延伸相同高度；
107.在所述芯片100的周侧铺设第一封装胶层210；
108.通过增材制造方式使第一圈的所述电极110沿径向向外延伸；
109.通过增材制造方式使全部所述电极110的端部向上延伸相同高度；
110.将所述芯片100翻转至第二载板的表面，并对所述芯片100灌胶封装，得到芯片封装件。
111.参照图3，示出了本技术一实施例提供的一种一种根据上述任一实施例所述的扇出型封装方法制备得到的芯片封装件，包括：所述芯片100和封装胶层；所述封装胶层包裹在所述芯片100的外部；所述电极110分别延伸至所述封装胶层的表面。
112.尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。所述芯片封装件的制备成本较低，产品可靠性较好，且散热性能较好。
113.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要
素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
114.以上对本技术所提供的一种芯片的扇出型封装方法及芯片封装件，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。