采用模制中介层的晶圆级封装制造技术

本发明专利技术公开了一种模制中介层，包含：一第一模塑料层，具有一第一面及一相对于第一面的第二面；一第一重分布层结构，设在第一面上；一第二重分布层结构，设在第二面上；多个金属插塞，埋设在第一模塑料层中，以电连接第一重分布层结构与第二重分布层结构；以及一无源器件，埋设在第一模塑料层中。

【技术实现步骤摘要】
采用模制中介层的晶圆级封装
本专利技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种采用模制中介层的晶圆级封装(waferlevelpackage,WLP)，其中集成无源器件被埋设在模制中介层中。
技术介绍
2.5D半导体封装，例如CoWoS(Chip-On-Wafer-On-Substrate)技术是本领域所已知的，CoWoS技术通常使用穿硅通孔(TSV)技术将多个芯片结合至单一装置中。此架构提供了更高密度的互连、降低整体互连长度以及减轻相关的电阻电容负载，从而在更小的形状因子上提高性能及减少功耗。由于有TSV的中介层衬底的工艺较为复杂，所以TSV硅中介层通常较昂贵。因此，对于某些应用可能不适合形成包括TSV中介层的WLP产品。此外，2.5D半导体封装在TSV硅中介层上并排放置多个芯片。例如电容或电阻等无源器件可被设置在安装芯片的同一表面上。这种布置导致TSV中介层具有较大表面积。然而，实际应用上通常希望能缩减中介层的尺寸。
技术实现思路
本专利技术提供一种具有较小尺寸的模制中介层，以及使用此模制中介层的半导体封装。本专利技术一方面，提出一种模制中介层，包含：一第一模塑料层，具有一第一面及一相对于第一面的第二面；一第一重分布层结构，设在第一面上；一第二重分布层结构，设在第二面上；多个金属插塞，埋设在第一模塑料层中，以电连接第一重分布层结构与第二重分布层结构；以及一无源器件，埋设在第一模塑料层中，其中无源器件经由多个连接件电连接第一重分布层结构。本专利技术另一方面，提出一种半导体封装，包含上述的模制中介层以及至少一半导体芯片，设置在模制中介层的第一重分布层结构上。半导体芯片被一第二模塑料层模封包覆。第一模塑料层与第二模塑料层具有不同组成。本专利技术另一方面，提出一种制造半导体封装的方法。首先，提供一第一载板；然后，在第一载板上形成一第一重分布层结构；再在第一重分布层结构上形成一模板层，接着在模板层中形成多个导孔；之后，分别在多个导孔中形成金属插塞；随后移除模板层；然后，在第一重分布层结构上设置一无源器件；再将无源器件与金属插塞模封包覆在一第一模塑料层中；接着抛光第一模塑料层，显露出金属插塞；之后，在第一模塑料层上形成一第二重分布层结构；随后，在第二重分布层结构上形成多个锡球；最后，在第一重分布层结构上设置一半导体芯片。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明附图包括对本专利技术的实施例提供进一步的理解，及被并入且构成说明书中的一部份。附图说明一些本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释其原理。图1至图13是根据本专利技术的实施例所绘示的制造具有模制中介层的晶圆级封装的示例性方法。图14至图20是根据本专利技术的另一实施例所绘示的制造具有模制中介层的晶圆级封装的示例性方法。图21绘示包含虚设金属插塞的金属插塞，其具有比非虚设金属插塞更大的通孔直径。其中，附图标记说明如下：300载板310钝化层410重分布层(RDL)结构412介电层414金属层418接触垫419接触垫500模板层501导孔501a虚设导孔510金属插塞510a虚设金属插塞418a虚设焊垫602区域603区域612无源器件613无源器件614连接件615连接件550模塑料710重分布层(RDL)结构712介电层714金属层714a虚设金属层810锡球802防焊层100模制中介层11半导体芯片12半导体芯片101晶圆级封装560模塑料10芯片封装510’虚设金属插塞具体实施方式在下文中，加以陈述本专利技术的具体实施方式，所述具体实施方式可参考相对应的附图，使所述些附图构成实施方式的一部分。同时也借由说明，公开本专利技术可据以施行的方式。所述实施例已被清楚地描述足够的细节，使所述本领域技术人员可据以实施本专利技术。其他实施例亦可被加以施行，且对于其结构上所做的改变仍属本专利技术所涵盖的范畴。因此，下文的细节描述将不被视为一种限定，且本专利技术所涵盖的范畴仅被权利要求书以及其同意义的涵盖范围。本专利技术的一或多个实施例将参照附图描述，其中，相同元件符号始终用以表示相同元件，且其中阐述的结构未必按比例所绘制。术语“芯片”、“半导体芯片”及“半导体晶粒”在整个说明书中可互换使用。文中所使用的术语“晶圆”及“衬底”包括任何具有暴露表面的结构，在所述表面上根据本专利技术沉积一层，例如，形成例如重分布层的电路结构。术语“衬底”被理解为包括半导体晶圆，但不限在此。术语“衬底”亦可用以指加工过程中的半导体结构，且可包括已被制造在其上的其它层。请参考图1至图13。图1至图13是根据本专利技术的实施例所绘示的制造具有模制中介层的晶圆级封装的示例性方法。如图1所示，首先，提供一载板300。载板300可为一可被撕除的基材。载板300可包含玻璃、硅、陶瓷、金属或任何合适的支撑材料。在载板300的上表面上提供至少一介电层或钝化层310。钝化层310可以包括例如聚亚酰胺(polyimide)的有机材料或例如氮化硅、氧化硅，或其类似物的无机材料，但不限于此。随后，如图2所示，在钝化层310上形成一重分布层(RDL)结构410。RDL结构410用作前侧(或芯片侧)RDL中介层，其能够扇出半导体芯片上的输出/输入垫。RDL结构410可包含至少一介电层412以及至少一金属层414。根据本专利技术一实施例，介电层412可包含例如聚亚酰胺(polyimide)等有机材料，或例如氮化硅、氧化硅，或其类似物等无机材料，但不限于此。金属层414可包含铝、铜、钨、钛、氮化钛，或其类似物。根据所示实施例，金属层414可以包含多个细间距布线，接触垫418从介电层412的上表面显露出来，而接触垫419直接与钝化层310接触。应理解的是，金属层414和接触垫418及419的层和布局仅用于说明的目的。根据设计要求，在其他实施例中，可以在RDL结构410中形成更多层的金属布线。如图3所示，在RDL结构410上涂覆一模板层500。例如，模板层500可以是一光刻胶，例如，I-line光刻胶或定向自组装(DSA)材料，但不限于此。如图4所示，在模板层500中形成导孔501。每个导孔501延伸通过模板层500的整个厚度。根据本专利技术一实施例，导孔501可暴露相对应的接触垫418用于进一步连接。根据本专利技术一实施例，导孔501可包含至少一虚设导孔501a。为了形成导孔501，可以对包含例如光刻胶的模板层500进行光刻工艺，包括但不限于曝光工艺和显影工艺。根据本专利技术一实施例，导孔501可具有相同的通孔直径或尺寸。根据本专利技术其他实施例，导孔501可具有不同的通孔直径。例如，虚设导孔501a可具有比其它非虚设导孔更大的通孔直径。如图5所示，在形成导孔501之后，分别在导孔501中形成金属插塞510。根据本专利技术一实施例，导孔501被金属完全填满，金属例如铜、钨、铝、钛、氮化钛或其类似物，从而形成金属插塞510。金属插塞510可以借由沉积、网版印刷或任何合适的方法形成。根据本专利技术一实施例，金属插塞510可包含形成在虚设导孔501a内的至少一虚设金属插塞510a，目的在消除应力或控制翘曲。至少一虚设导孔501a可以直接设置在虚设焊垫418a上。虚设焊垫418a是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模制中介层，其特征在于，包含：一第一模塑料层，具有一第一面及一相对在所述第一面的第二面；一第一重分布层结构，设在所述第一面上；一第二重分布层结构，设在所述第二面上；多个金属插塞，埋设在所述第一模塑料层中，以电连接所述第一重分布层结构与所述第二重分布层结构；以及一无源器件，埋设在所述第一模塑料层中，其中所述无源器件经由多个连接件电连接所述第一重分布层结构。

【技术特征摘要】
2016.10.12 US 15/291,0861.一种模制中介层，其特征在于，包含：一第一模塑料层，具有一第一面及一相对在所述第一面的第二面；一第一重分布层结构，设在所述第一面上；一第二重分布层结构，设在所述第二面上；多个金属插塞，埋设在所述第一模塑料层中，以电连接所述第一重分布层结构与所述第二重分布层结构；以及一无源器件，埋设在所述第一模塑料层中，其中所述无源器件经由多个连接件电连接所述第一重分布层结构。2.根据权利要求1所述的模制中介层，其特征在于，所述多个金属插塞包含一虚设金属插塞。3.根据权利要求1所述的模制中介层，其特征在于，多个连接件内埋在所述第一模塑料层中。4.根据权利要求1所述的模制中介层，其特征在于，所述第一重分布层结构包含至少一第一介电层及至少一第一金属层。5.根据权利要求4所述的模制中介层，其特征在于，所述第一介电层包含一有机材料或一无机材料。6.根据权利要求5所述的模制中介层，其特征在于，所述有机材料包含聚亚酰胺。7.根据权利要求5所述的模制中介层，其特征在于，所述无机材料包含氮化硅或氧化硅。8.根据权利要求4所述的模制中介层，其特征在于，所述第一介电层直接接触所述第一模塑料层。9.根据权利要求1所述的模制中介层，其特征在于，所述第二重分布层结构包含一第二介电层及一第二金属层。10.根据权利要求9所述的模制中介层，其特征在于，另包含一防焊层，设在所述第二重分布层结构上。11.根据权利要求9所述的模制中介层，其特征在于，另包含多个锡球，设在所述第二重分布层结构上。12.根据权利要求1所述的模制中介层，其特征在于，所述第一模塑料层的厚度大于所述无源器件的厚度。13.一种半导体封装，包含：一如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：施信益，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US