一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元及其封装方法技术

本发明专利技术公开了一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元，包括软性胶点和N个封装芯片，第一倾斜芯片Chip1倾斜放置在软性胶点上，第二倾斜芯片Chip2平行放置在第一倾斜芯片Chip1上，且平行方向上相互交错设置，倾斜芯片均与其前一个芯片平行交错放置，N个封装芯片的芯片焊盘PAD均经重新布线RDL技术重新布局形成重布线层，重布线层设有金属焊球与外部电路进行电气连接；N个封装芯片通过DAF胶膜或FOW胶膜粘结为一体后包裹在硅胶层内，硅胶层上设有支撑硅胶层形成重构晶圆的合金层及用于激光打标的覆盖层。本发明专利技术还公开一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装方法。本发明专利技术能够实现多功能芯片的WLP封装，并缩小封装尺寸和降低封装成本。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元及其封装方法
本专利技术涉及半导体封装领域，尤其涉及一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元及其封装方法。
技术介绍
圆片级封装（WLP，WaferLevelPackage），是目前最先进的封装技术之一。WLP技术分为扇入型圆片级封装（FIWLP，Fan-inWLP）和扇出型圆片级封装（FOWLP，Fan-outWLP）两种，其中FIWLP较适合管脚数较低的芯片封装，例如图像传感器，FOWLP则更为适合高管脚的芯片封装，例如基带芯片。根据Yoledevelopment的预测，FIWLP的市场将以12%的年复合增长率持续增长，而FOWLP自2015起将迎来爆发式增长，市场年复合增长率高达28%。在消费电子产品及现代物联网技术的推动下，要求应用芯片向着更加“短小轻薄”的方向发展。与此同时，随着芯片管脚数的增加和功能的集成，WLP将逐渐向多芯片封装（MCP）和堆叠封装（POP等）方向发展。其中，基于多芯片的WLP封装，随着芯片数量的增加，封装的尺寸会迅速的增长，以至于封装的技术挑战和成本难以承受；此外，基于堆叠的WLP封装，强烈的依赖于先进的微Bump技术、2.5Dinterposer和TSV技术的发展，成本控制还面临极大的挑战。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元及其封装方法，能够实现多功能芯片的WLP封装，并缩小封装尺寸和降低封装成本。为实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元，包括软性胶点和N个封装芯片，所述N个封装芯片分别为第一倾斜芯片Chip1、第二倾斜芯片Chip2……第N倾斜芯片ChipN，其中第一倾斜芯片Chip1倾斜放置在软性胶点上，第二倾斜芯片Chip2平行放置在第一倾斜芯片Chip1上，且平行方向上相互交错设置，然后以此类推，后续所有倾斜芯片均与其前一个芯片平行交错放置，形成所有封装芯片的倾斜堆叠结构。更进一步的，所述N个封装芯片的芯片焊盘（PAD）均经重新布线RDL技术重新布局形成重布线层，所述重布线层设有金属焊球与外部电路进行电气连接；所有N个封装芯片通过DAF胶膜或FOW胶膜粘结为一体后包裹在硅胶层内，所述硅胶层上设有支撑硅胶层形成重构晶圆的合金层及用于激光打标的覆盖层。更进一步的，所述N个封装芯片中倾斜芯片的芯片焊盘均在芯片设计中用重新布线RDL方法布局在了倾斜芯片的一侧。更进一步的，所述第一倾斜芯片Chip1倾斜放置在软性胶点上时，所述软性胶点与第一倾斜芯片Chip1无芯片焊盘的一侧接触，且垂直方向上不与芯片焊盘相重合。更进一步的，所述软性胶点为硅胶或其它柔软且具有粘性的胶状物，且在一定温度和湿度等条件下可以实现固化。一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元的封装方法，包括如下步骤：（1）提供圆片级芯片载板、圆片级玻璃载板、合金板和若干组封装芯片单元，每组封装芯片单元包括N个封装芯片，分别为第一倾斜芯片Chip1、第二倾斜芯片Chip2和第三倾斜芯片Chip3……第N倾斜芯片ChipN，且N≥3；（2）在圆片级芯片载板表面粘贴PET胶膜；（3）在粘有PET胶膜的圆片级芯片载板上面点软性胶点，将第一倾斜芯片Chip1倾斜放置和粘结在软性胶点上，并使第一倾斜芯片Chip1带有芯片焊盘的一端紧贴PET胶膜表面，随后固化软性胶点；（4）将背面带有DAF或FOW胶膜的第二倾斜芯片Chip2和第三倾斜芯片Chip3依次粘贴到圆片级芯片载板上，其中第二倾斜芯片Chip2平行交错放置在第一倾斜芯片Chip1表面上，第三倾斜芯片Chip3平行交错放置在第二倾斜芯片Chip2表面上，以此类推，使每个封装芯片单元形成倾斜堆叠结构；上层芯片与下层芯片之间的位置相互错开，以保证上层芯片的芯片焊盘不被下层芯片所遮挡；DAF或FOW胶膜在倾斜堆叠的挤压过程中，能够填实封装芯片芯片与重布线层之间以及封装芯片之间的缝隙（5）在圆片级芯片载板上表面，自上而下对步骤（4）形成的倾斜堆叠结构施加压力，去除每个封装芯片底部与圆片级芯片载板之间和所有封装芯片之间的气泡；（6）在圆片级芯片载板上表面刷硅胶，形成硅胶层，使其包裹所有封装芯片；（7）在硅胶层上安装合金板，作为合金层，并在真空环境下按压硅胶层，去除硅胶层中的气泡，以使硅胶均匀的分布，且表面平整；（8）固化硅胶层并去除圆片级芯片载板和PET胶膜，完成晶圆重构；（9）将重构好的晶圆，以合金板为结合面贴装在圆片级玻璃载板上；（10）去除所有封装芯片的芯片焊盘表面的DAF或FOW胶膜；（11）采用重新布线RDL技术对所有的封装芯片芯片焊盘进行重新布局，形成重布线层，去除圆片级玻璃载板，并在合金层表面制作用于激光打标的覆盖层，最后进行激光打标、植球和切单，形成芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元。更进一步的，所述每组封装芯片单元的N个封装芯片中倾斜芯片的芯片焊盘均在芯片设计中用重新布线RDL方法布局在了倾斜芯片的一侧。更进一步的，所述软性胶点为硅胶；所述第一倾斜芯片Chip1倾斜放置在软性胶点上时，所述软性胶点与第一倾斜芯片Chip1无芯片焊盘的一侧接触，且垂直方向上不与芯片焊盘相重合，即在垂直方向上不会遮挡芯片焊盘。更进一步的，所述重布线层的制作工序，是在所有封装芯片的芯片焊盘表面的DAF或FOW胶膜被清除后，同步进行的。更进一步的，所述圆片级芯片载板的形状为圆形或方形。有益效果：本专利技术提供的一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元及封装方法，采用倾斜堆叠和圆片级封装的方式，将多个芯片集成在一个封装体内。这种芯片倾斜堆叠的圆片级封装结构及封装方法的特点在于：相比于现有多芯片封装，封装尺寸较小；相比于先进的堆叠封装，成本较低，即实现了多个功能芯片的集成封装，同时减小了封装的体积和封装成本。附图说明图1为本专利技术提供的圆片级封装单元示意图。图2为本专利技术提供的倾斜芯片重布线层RDL前后的剖面及表面示意图。图3为本专利技术提供的在圆片级载板上点柔性胶点的示意图。图4为本专利技术提供的向圆片级载板上贴装Chip1的示意图。图5为本专利技术提供的贴装完Chip1后，依次贴装Chip2和Chip3后的示意图。图6为本专利技术提供的刷Silicone胶后的示意图。图7为本专利技术提供的圆片表面安装Alloy、真空压膜去泡后的示意图。图8为本专利技术提供的Silicone固化并拆除载板后，完成晶圆重构的示意图。图9为本专利技术提供重构晶圆背面贴装玻璃载板后的示意图。图10为本专利技术提供的去除Chip1、Chip2和Chip3所有PAD表面的胶膜后的示意图。图11为本专利技术提供的在所有芯片焊盘上完成RDL后的示意图。图12为本专利技术提供的贴装完覆盖层并完成激光打标、植球和切单的示意图。图13为本专利技术提供的Chip1、Chip2和Chip3在圆形载板上片布局的示意图。图14为本专利技术提供的圆形载板上刷Silicone胶包裹所有芯片的示意图。图15为本专利技术提供的Chip1、Chip2和Chip3在方形载板上片布局的示意图。图16为本专利技术提供的方形载板上刷Silicone胶包裹所有芯片的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，本专利技术提供的一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元，包括软性胶点1和N（N≥3）个封装芯片，设N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元，其特征在于：包括软性胶点（1）和N个封装芯片，所述N个封装芯片分别为第一倾斜芯片Chip1、第二倾斜芯片Chip2……第N倾斜芯片ChipN，其中第一倾斜芯片Chip1倾斜放置在软性胶点（1）上，第二倾斜芯片Chip2平行放置在第一倾斜芯片Chip1上，且平行方向上相互交错设置，然后以此类推，后续所有倾斜芯片均与其前一个芯片平行交错放置，形成所有封装芯片的倾斜堆叠结构。

【技术特征摘要】
1.一种用于制作芯片倾斜堆叠的圆片级封装单元的封装方法，其特征在于包括如下步骤：（1）提供圆片级芯片载板（10）、圆片级玻璃载板（12）、合金板和若干组封装芯片单元，每组封装芯片单元包括N个封装芯片，分别为第一倾斜芯片Chip1、第二倾斜芯片Chip2和第三倾斜芯片Chip3……第N倾斜芯片ChipN，且N≥3；（2）在圆片级芯片载板（10）表面粘贴PET胶膜（11）；（3）在粘有PET胶膜（11）的圆片级芯片载板（10）上面点软性胶点（1），将第一倾斜芯片Chip1倾斜放置和粘结在软性胶点上，并使第一倾斜芯片Chip1带有芯片焊盘（9）的一端紧贴PET胶膜表面，随后固化软性胶点；（4）将背面带有DAF胶膜（5）或FOW胶膜（5）的第二倾斜芯片Chip2和第三倾斜芯片Chip3依次粘贴到圆片级芯片载板（10）上，其中第二倾斜芯片Chip2平行交错放置在第一倾斜芯片Chip1表面上，第三倾斜芯片Chip3平行交错放置在第二倾斜芯片Chip2表面上，以此类推，使每个封装芯片单元形成倾斜堆叠结构；（5）在圆片级芯片载板（10）上表面，自上而下对步骤（4）形成的倾斜堆叠结构施加压力，去除每个封装芯片底部与圆片级芯片载板（10）之间和所有封装芯片之间的气泡；（6）在圆片级芯片载板（10）上表面刷硅胶，形成硅胶层（6），使其包裹所有封装芯片；（7）在硅胶层（6）上安装合金板，作为合金层（7），并在真空环境下按压硅胶层（6），去除硅胶层（6）中的气泡，以使硅胶均匀的分布，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：张加勇，濮必得，刘昭麟，康新玲，
申请(专利权)人：山东华芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37