本发明专利技术涉及基于薄膜的扇出及多晶粒封装平台，其所揭示乃基于薄膜的扇出晶圆级封装及其制造方法。具体实施例包括一种方法，该方法包括在聚合物膜的第一表面中形成锥形通孔；在半导体装置的第一表面上形成导电柱；将导电铜柱的可焊接表面接合至该聚合物膜的第二表面上的金属化物；以底部填充材料包覆该导电柱将该半导体装置接合至该聚合物膜的该第一表面；以及在该半导体装置及聚合物膜上方沉积封装材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于后晶圆制作。本揭露尤其适用于基于薄膜的扇出(fan out)晶圆级封装及其制造方法。
技术介绍
半导体远后端装配及封装产业需要低成本封装解决方案，使移动与物联网(internet-of-things,IoT)应用及其它应用的互连密度更高且形成因子更小。一种现有解决方案是扇出晶圆级芯片尺度封装(fan out wafer level chip scale packaging,FOWLCSP)。此解决方案虽已在有限基础上使用，仍有成本高且可扩展性有限的问题。此解决方案旨在为求降低成本而从330毫米(mm)直径左右的衬底移向500x500mm的正方形衬底。然而，此解决方案在处理大型薄板方面和跨板材的运行模式也存在固有缺点。这两项缺点促使制造工具的成本更高，而且与此解决方案相关联的潜在节省效果也极低。图1A中绘示层迭封装(package on package,PoP)组态中习知的FOWLCSP的一个例子。PoP晶圆级扇出封装包括堆迭封装101及晶圆级扇出封装103。诸如存储器或芯片尺寸封装的堆迭封装101可耦合至晶圆级扇出封装103的导电图案105。堆迭封装101包括第一与第二半导体晶粒107、109、衬底111、封装剂113及焊球115。焊球115耦合至导电图案105。晶圆级扇出封装103更包括导电通孔117、半导体晶粒119及焊球121。芯片供应商及移动产品制造商想要藉由增加硅芯片彼此间的硅容量及互连件来提升产品的功能，同时仍要维持低成本，生产具有小占位面积(footprint)封装的薄型产品。图1B是习知扇入晶圆级封装的一个例子，其具有硅晶粒121、凸块或背缘连接物129及金属导体127。图1C是晶圆级扇出封装的一个例子，其包括硅晶粒121，该硅晶粒一般乃封装于基于环氧树脂的热固性材料123中。图1B的习知晶圆级封装中，由此封装至诸如系统级或模组级的下一级互连件的连接物全都必须内含于硅晶粒121本身的表面的区域中，不同的是，图1C的习知扇出晶圆级芯片尺度封装将封装材料123当作延展物使用，可在该延展物上图案化介电材料125及金属导体127，使互连件延展至在连接物彼此间具有大量凸块或背缘连接物129及/或更大间距的下一级。因此，需要能够利用基于成熟的膜的技术，藉由使用更低成本制程设备以更低成本产生更薄封装的方法，而且该方法不可依靠基于板材的处理过程，此种基于板材的处理过程促使制程的设备成本更高，并且导致总制造成本超过市场能接受的负担。
技术实现思路
本揭露的一态样是一种形成诸如聚亚酰胺(polyimide)膜的图案化聚合物膜的方法，用以从一芯片至另一芯片、或从芯片至外部接合点产生高密度互连件。本揭露的另一态样是一种诸如聚亚酰胺膜的图案化聚合物膜，用以从一芯片至另一芯片、或从芯片至外部接合点产生高密度互连件。本揭露的另外的态样及其它特征将会在以下说明中提出，并且对于审查以下内容的所属领域具有普通技术者部分将会显而易见，或可经由实践本揭露来学习。可如随附权利要求书中特别指出的内容来实现并且获得本揭露的优点。根据本揭露，可藉由一种制作半导体装置的方法部分达到一些技术功效，该方法包括在聚合物膜的第一表面中形成锥形通孔(tapered via hole)；在半导体装置的第一表面上形成导电柱；将该导电铜柱的可焊接表面接合至该聚合物膜的第二表面上的金属化物(metallization)；以底部填充(underfill)材料包覆该导电柱将该半导体装置接合至该聚合物膜的该第一表面；以及在该半导体装置及聚合物膜上方沉积封装材料。本揭露的态样包括以激光剥蚀(ablation)或蚀刻在该聚合物膜的该第一表面中形成该锥形通孔。其它态样包括该聚合物膜包含聚亚酰胺。另一态样包括该聚合物膜的该第二表面上的该金属化物包含该聚合物膜的该第二表面上的导电图案；该锥形通孔终止于该导电图案；该导电柱在该半导体装置的该第一表面上的位置对应于该锥形通孔在该聚合物膜的该第一表面上的位置；该半导体装置使用该锥形通孔电连接至该聚合物膜的该第二表面上的该导电图案，以安置该半导体装置并使该半导体装置与对应的通孔对准。又其它态样包括使该聚合物膜的该第二表面经受铜图案化；以及在该铜图案化后，于该聚合物膜的该第二表面上形成焊块。另一态样包括该焊块包含钖(Sn)及银(Ag)。进一步态样包括该底部填充材料包括无流动底部填充材料。其它态样包括在接合该半导体装置后，固化该无流动底部填充材料。又其它态样包括封装该半导体装置的四个面露出该半导体装置的该第二表面，或封装该半导体装置的五个面涵盖该半导体装置的该第二表面。其它态样包括将该锥形通孔形成为具有贴近该半导体装置的第一直径、及远离该半导体装置的第二直径，该第一直径大于该第二直径。该导电柱具有比该锥形通孔的该第一与第二直径更小的第三直径，该导电柱包括含有Sn-Ag的可焊接材料，该可焊接材料位在该柱的表面上而未与该半导体装置接触，该导电柱及可焊接材料的高度类似于该聚合物膜的厚度，使得当该半导体装置接合至该聚合物膜时，介于该半导体装置的该第一表面与该聚合物膜的该第一表面之间的距离等于底部填充材料的所欲厚度。另一态样包括在形成该焊块前，先于该聚合物膜的该第二表面上沉积并图案化介电层。本揭露的另一态样是一种装置，该装置包括：内有形成锥形通孔的聚合物膜；具有导电柱的半导体装置，该导电柱在与该半导体装置相对的表面上有沉积的焊料，而且底部填充材料包覆该导电柱将该导电柱接合至该聚合物膜的第一表面；以及沉积于该半导体装置及聚合物膜上方的封装材料，其中该底部填充材料将该半导体装置的表面接合至该聚合物膜的该第一表面而容许在温度循环期间移动。态样包括该封装材料包含环氧塑模(epoxy molding)。其它态样包括该底部填充材料包含已固化无流动底部填充材料。又其它态样包括该导电柱包含Cu。进一步态样包括该聚合物膜包含聚亚酰胺。其它态样包括多个聚合物膜层及多个图案化导体层的使用，其中多个导体层可藉由使用介于两相邻导体层之间、或介于非相邻导体层之间的导电通孔来连接。藉由添加多个聚合物膜层及导电图案，可增加芯片彼此间的互连件密度、或从一芯片至其下一个接合点的互连件密度。其它态样包括一种方法，该方法包括：以激光剥蚀或蚀刻在聚亚酰胺膜的第一表面中形成锥形通孔，该锥形通孔具有贴近该聚亚酰胺膜的该第一表面的第一直径、及远离该第一表面的第二直径，该第一直径大于该第二直径；在各该锥形通孔中形成导电柱，各导电柱包覆(clad)该聚亚酰胺膜、或黏着地附接至该聚亚酰胺膜；以无流动底部填充材料包覆该导电铜柱将该半导体装置接合至该聚亚酰胺膜的该第一表面；以及在该半导体装置及聚亚酰胺膜上方沉积环氧塑模材料作为封装剂。态样包括在该半导体装置接合后，固化该无流动底部填充材料。其它态样包括使该聚合物膜的第二表面经受铜图案化；以及在该铜图案化后，于该聚合物膜的该第二表面上形成焊块。进一步态样包括在形成该焊块前，先于该聚亚酰胺膜的该第二表面上沉积并图案化介电层。本揭露的另外的态样及技术功效经由以下详细说明对于所属
中具有通常知识者将会轻易地变为显而易见，其中本揭露的具体实施例单纯地藉由经深思用以实行本揭露的最佳模式的说明来描述。如将会了解的是，本揭露能够是其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，其包含：在聚合物膜的第一表面中形成锥形通孔，该聚合物膜的第二表面有金属化物；在半导体装置的第一表面上形成导电柱；将该导电柱的可焊接表面接合至该聚合物膜的该第二表面上的该金属化物；以底部填充材料包覆该导电柱将该半导体装置接合至该聚合物膜的该第一表面；以及在该半导体装置及聚合物膜上方沉积封装材料。
【技术特征摘要】
2015.05.21 US 14/718,3141.一种方法，其包含：在聚合物膜的第一表面中形成锥形通孔，该聚合物膜的第二表面有金属化物；在半导体装置的第一表面上形成导电柱；将该导电柱的可焊接表面接合至该聚合物膜的该第二表面上的该金属化物；以底部填充材料包覆该导电柱将该半导体装置接合至该聚合物膜的该第一表面；以及在该半导体装置及聚合物膜上方沉积封装材料。2.如权利要求1所述的方法，其包含：以激光剥蚀或蚀刻在该聚合物膜的该第一表面中形成该锥形通孔。3.如权利要求2所述的方法，其中，该聚合物膜包含聚亚酰胺。4.如权利要求1所述的方法，其中：该聚合物膜的该第二表面上的该金属化物包括该聚合物膜的该第二表面上的导电图案；该锥形通孔终止于该导电图案；该导电柱在该半导体装置的该第一表面上的位置对应于该锥形通孔在该聚合物膜的该第一表面上的位置；以及该半导体装置使用该锥形通孔电连接至该聚合物膜的该第二表面上的该导电图案，以安置该半导体装置并使该半导体装置与对应的通孔对准。5.如权利要求4所述的方法，其中，该聚合物膜的该第二表面包括铜图案化；以及在该铜图案化后，于该聚合物膜的该第二表面上形成焊块。6.如权利要求5所述的方法，其中，该焊块包含钖(Sn)及银(Ag)。7.如权利要求1所述的方法，其中，该底部填充材料包含无流动底部填充材料。8.如权利要求7所述的方法，其更包含：在接合该半导体装置后，固化该无流动底部填充材料。9.如权利要求1所述的方法，其更包含：封装该半导体装置的四个面露出该半导体装置的该第二表面，或封装该半导体装置的五个面涵盖该半导体装置的该第二表面。10.如权利要求1所述的方法，其包含将该锥形通孔形成为具有贴近该半导体装置的第一直径、及远离该半导体装置的第二直径，该第一直径大于该第二直径，其中，该导电柱具有比该锥形通孔的该第一与第二直径更小的第三直径，该导电柱包括含有钖(Sn)-银(Ag)的可焊接材料，该可焊接材料位在该导电柱的表面上而未与该半导体装置接触，...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·杰韦勒，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY
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