一种双面扇出型晶圆级封装结构制造技术

本实用新型专利技术提供一种双面扇出型晶圆级封装结构，其至少包括：至少两个第一焊盘；覆盖于所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；附着于所述重新布线层上表面的第一裸片和第二裸片；形成于所述重新布线层上表面的电极凸块和包裹所述第一裸片、所述第二裸片及所述电极凸块的一部分的第一塑封层；附着于所述第一焊盘下表面的第三裸片；形成于所述重新布线层下表面的包裹所述第三裸片的第二塑封层；形成于所述第一塑封层上表面的具有开口的钝化层，所述开口暴露所述电极凸块的顶面；以及形成于所述开口中的覆盖所述电极凸块顶面的下金属化层和焊料球。本实用新型专利技术相对于现有技术，可以应用于不断增加厚度的塑封层中，对封装裸片的厚度无需进行限制。

Double sided fan out type wafer level package structure

The utility model provides a double-sided fan out type wafer level package structure, which at least comprises at least two first pads; covers the first pad on the surface and the side wall of the re wiring layer; attached to the re wiring layer surface first die and the second die in the form; the re wiring layer on the surface of electrode bumps and package of the first die and the second die and the electrode lug part of the first plastic seal; third die attached to the first pad surface; formed on the lower surface of the wiring layer to package the third die second plastic seal; formed on the first surface of the plastic layer on the passivation layer having openings, the opening exposing the top surface of the bump electrode; and forming in the opening of the cover of the metal layer and the top surface of the lower electrode lug Solder ball. Compared with the prior art, the utility model can be applied to the plastic layer with increasing thickness, and the thickness of the packaged naked film can not be limited.

【技术实现步骤摘要】
一种双面扇出型晶圆级封装结构
本技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种双面扇出型晶圆级封装结构。
技术介绍
扇出型晶圆级封装(Fan-outwaferlevelpackage，FOWLP)是一种晶圆级加工的嵌入式芯片封装方法，是目前一种输入/输出端口(I/O)较多、集成灵活性较好的先进封装方法之一。扇出型晶圆级封装相较于常规的晶圆级封装具有其独特的优点：①I/O间距灵活，不依赖于芯片尺寸；②只使用有效裸片(die)，产品良率提高；③具有灵活的3D封装路径，即可以在顶部形成任意阵列的图形；④具有较好的电性能及热性能；⑤高频应用；⑥容易在重新布线层(RDL)中实现高密度布线。双面扇出型晶圆级封装技术能够将多个裸片同时封装于同一个基底的两个表面上，可以大大提高器件的集成度，降低成本。目前，扇出型晶圆级封装工艺在3D封装领域面临着巨大的挑战，主要在于形成通孔的塑封层厚度越来越厚(大于500μm)。现有的扇出型晶圆级封装方法一般为：提供载体，在载体表面形成粘合层；将半导体芯片正面朝上贴装于粘合层表面；涂布介电层；光刻、电镀出重新布线层(RedistributionLayers，RDL)；采用注塑工艺将半导体芯片塑封于塑封材料层中；塑封研磨、开通孔；填充通孔；光刻、电镀出球下金属化层；进行植球回流，形成焊球阵列；移除载体。其中，在填充通孔时，传统方法有两种，一种是溅射种子层并进行电镀，另一种是焊料球滴落；然而，这两种方法仅在塑封层的厚度小于250μm时才适用，随着封装裸片厚度的增加，塑封层的厚度也在增加(大于500μm)，电镀和焊料球滴落的方法均不可用。因此，如何解决上述问题，提供一种步骤简单、低成本、且有效提高集成度和成品率的双面扇出型晶圆级封装方法及封装结构实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种双面扇出型晶圆级封装结构，用于解决现有技术中随着封装裸片厚度增加，塑封层厚度也增加，而导致的现有方法不适用于填充厚度较厚的通孔的问题。本技术为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种双面扇出型晶圆级封装结构，其特征在于，所述双面扇出型晶圆级封装结构至少包括：至少两个第一焊盘；覆盖于所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；附着于所述重新布线层上表面的第一裸片和第二裸片，且所述第一裸片和所述第二裸片分别与所述重新布线层实现电性连接；形成于所述重新布线层上表面的电极凸块和包裹所述第一裸片、所述第二裸片及所述电极凸块的一部分的第一塑封层；附着于所述第一焊盘下表面的第三裸片，且所述第三裸片通过所述第一焊盘实现与所述重新布线层的电性连接；形成于所述重新布线层下表面的包裹所述第三裸片的第二塑封层；形成于所述第一塑封层上表面的具有开口的钝化层，所述开口暴露所述电极凸块的顶面；以及形成于所述开口中的覆盖所述电极凸块顶面的下金属化层和焊料球，其中，所述焊料球的一部分凸出在所述钝化层外。优选地，所述重新布线层至少包括：覆盖于所述第一焊盘上表面和侧壁的介电层；形成于所述介电层内的能够与所述第一焊盘实现电性连接的金属布线层，其中，所述金属布线层为单层金属层或多层金属层；形成于所述介电层上表面的能够与所述金属布线层实现电性连接的多个第二焊盘，最终得到所述重新布线层；其中，所述第一裸片和所述第二裸片分别附着于所述第二焊盘的上表面，且通过所述第二焊盘实现与所述重新布线层的电性连接。优选地，所述介电层采用低k介电材料。优选地，所述金属布线层采用铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种以上组合材料。优选地，所述电极凸块至少包括：底面带有辅助焊料球的金属销。优选地，所述第一塑封层和所述第二塑封层采用聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的一种固化材料。如上所述，本技术的双面扇出型晶圆级封装结构，具有以下有益效果：本技术相对于现有技术，可以应用于不断增加厚度(尤其是大于500μm)的塑封层中，对封装裸片的厚度无需进行限制。并且，本技术更易制备，有利于简化工艺流程，降低成本，提高封装效率，提高集成度和成品率。并且，本技术的结构可以实现不断增加厚度(尤其是大于500μm)的塑封层上通孔的填充，从而可以实现更稳定的电连接，同时具有良好的封装效果，在半导体封装领域具有广泛的应用前景。附图说明图1显示为本技术第一实施方式的双面扇出型晶圆级封装方法的流程示意图。图2～图13显示为本技术第一实施方式的双面扇出型晶圆级封装方法各步骤所呈现的结构示意图；图13还显示为本技术第二实施方式的双面扇出型晶圆级封装结构示意图。元件标号说明100载体101第一焊盘200重新布线层201金属布线层202第二焊盘300第一裸片400第二裸片500第一塑封层501电极凸块5011金属销5012辅助焊料球502下金属化层503焊料球600钝化层601开口700第三裸片800第二塑封层S1～S9步骤具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图13，本技术的第一实施方式涉及一种双面扇出型晶圆级封装方法。需要说明的是，本实施方式中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，遂图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。如图1所示，本实施方式的双面扇出型晶圆级封装方法至少包括如下步骤：步骤S1，提供一载体100，于载体100上形成至少两个第一焊盘101，如图2所示。作为示例，载体100可以采用硅、玻璃、氧化硅、陶瓷、聚合物以及金属中的一种材料或两种以上的复合材料。作为示例，第一焊盘101可以采用铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种以上的组合材料。步骤S2，于载体100的上表面形成覆盖第一焊盘101上表面和侧壁的重新布线层200，如图3和图4所示。步骤S3，于重新布线层200的上表面附着第一裸片300和第二裸片400，且第一裸片300和第二裸片400分别与重新布线层200实现电性连接，如图5所示。在本实施方式中，步骤S2的具体方法为：步骤S201，于载体100的上表面形成覆盖第一焊盘101上表面和侧壁的介电层。步骤S202，于介电层内形成能够与第一焊盘101实现电性连接的金属布线层201，如图3所示。步骤S203，于介电层的上表面形成能够与金属布线层201实现电性连接的多个第二焊盘202，最终得到重新布线层200，如图4所示；其中，第一裸片300和第二裸片400分别附着于第二焊盘202的上表面，且通过第二焊盘202实现与重新布线层200的电性连接，如图5所示。在本实施方式中，介电层采用低k介电材料。作为示例，介电层可以采用环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃及含氟玻璃中的一种材料，并可以采用诸如旋涂、CVD、等离子增强CVD等工艺形成介电层。在本实施方式中，金属布线层201可以为单层金属层或多层金属层。作为示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面扇出型晶圆级封装结构，其特征在于，所述双面扇出型晶圆级封装结构至少包括：至少两个第一焊盘；覆盖于所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；附着于所述重新布线层上表面的第一裸片和第二裸片，且所述第一裸片和所述第二裸片分别与所述重新布线层实现电性连接；形成于所述重新布线层上表面的电极凸块和包裹所述第一裸片、所述第二裸片及所述电极凸块的一部分的第一塑封层；附着于所述第一焊盘下表面的第三裸片，且所述第三裸片通过所述第一焊盘实现与所述重新布线层的电性连接；形成于所述重新布线层下表面的包裹所述第三裸片的第二塑封层；形成于所述第一塑封层上表面的具有开口的钝化层，所述开口暴露所述电极凸块的顶面；以及形成于所述开口中的覆盖所述电极凸块顶面的下金属化层和焊料球，其中，所述焊料球的一部分凸出在所述钝化层外。

【技术特征摘要】
1.一种双面扇出型晶圆级封装结构，其特征在于，所述双面扇出型晶圆级封装结构至少包括：至少两个第一焊盘；覆盖于所述第一焊盘上表面和侧壁的重新布线层；附着于所述重新布线层上表面的第一裸片和第二裸片，且所述第一裸片和所述第二裸片分别与所述重新布线层实现电性连接；形成于所述重新布线层上表面的电极凸块和包裹所述第一裸片、所述第二裸片及所述电极凸块的一部分的第一塑封层；附着于所述第一焊盘下表面的第三裸片，且所述第三裸片通过所述第一焊盘实现与所述重新布线层的电性连接；形成于所述重新布线层下表面的包裹所述第三裸片的第二塑封层；形成于所述第一塑封层上表面的具有开口的钝化层，所述开口暴露所述电极凸块的顶面；以及形成于所述开口中的覆盖所述电极凸块顶面的下金属化层和焊料球，其中，所述焊料球的一部分凸出在所述钝化层外。2.根据权利要求1所述的双面扇出型晶圆级封装结构，其特征在于，所述重新布线层至少包括：覆盖于所述第一焊盘上表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇月东，林正忠，何志宏，
申请(专利权)人：中芯长电半导体江阴有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32