扇出型封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种扇出型封装结构及其制备方法，所述扇出型封装结构包括：重新布线层；半导体芯片，位于所述重新布线层的第一表面；虚拟芯片，位于所述重新布线层的第一表面，且位于相邻所述半导体芯片之间及所述半导体芯片所在分布区域的外围；塑封材料层，位于所述重新布线层的第一表面；焊料凸块，位于所述重新布线层的第二表面。本发明专利技术的扇出型封装结构通过在重新布线层上表面的半导体芯片之间设置虚拟芯片，所述虚拟芯片会占据半导体芯片之间的空间，这就是的所述扇出型封装结构内使用到塑封材料比较少，从而有效避免扇出型封装结构发生翘曲。

【技术实现步骤摘要】
扇出型封装结构及其制备方法
本专利技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种扇出型封装结构及其制备方法。
技术介绍
更低成本、更可靠、更快及更高密度的电路是集成电路封装追求的目标。在未来，集成电路封装将通过不断减小最小特征尺寸来提高各种电子元器件的集成密度。目前，先进的封装方法包括：晶圆片级芯片规模封装(WaferLevelChipScalePackaging，WLCSP)，扇出型晶圆级封装(Fan-OutWaferLevelPackage，FOWLP)，倒装芯片(FlipChip)，叠层封装(PackageonPackage，POP)等等。扇出型晶圆级封装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。目前，扇出型晶圆级封装方法一般为：提供衬底，在衬底表面形成粘合层；在粘合层上光刻、电镀出重新布线层(RedistributionLayers，RDL)；采用芯片键合工艺将半导体芯片安装到重新布线层上；采用注塑工艺将半导体芯片塑封于塑封材料层中；去除衬底和粘合层；在重新布线层上光刻、电镀形成凸块下金属层(UBM)；在UBM上进行植球回流，形成焊料凸块。然而，上述封装结构由于半导体芯片之间及半导体结构外围均填充塑封材料层，塑封材料层与衬底及粘合层的热膨胀系数不同，上述封装结构在制备的过程中随着温度的变化塑封材料层会产生膨胀或收缩导致产生热应力而使得上述封装结构发生翘曲(warpage)，进而影响半导体设备对后续制程的处理；同时，如果翘曲过大还会导致其内部的半导体芯片破裂或电子元件损坏。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种扇出型封装结构及其制备方法，用于解决现有技术中的扇出型晶圆级封装结构存在翘曲而导致的影响半导体设备对后续制程的处理的问题，以及导致封装结构内部的半导体芯片破裂或电子元件损坏的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种扇出型封装结构，所述扇出型封装结构包括：重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一表面及第二表面；半导体芯片，位于所述重新布线层的第一表面，且与所述重新布线层电连接；虚拟芯片，位于所述重新布线层的第一表面，且位于相邻所述半导体芯片之间及所述半导体芯片所在分布区域的外围；塑封材料层，位于所述重新布线层的第一表面，所述塑封材料层填满所述半导体芯片及所述虚拟芯片之间的间隙，并将所述半导体芯片及所述虚拟芯片封裹塑封；焊料凸块，位于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接。优选地，所述重新布线层包括：电介质层；金属线层，位于所述电介质层内。优选地，所述重新布线层包括：电介质层；金属叠层结构，位于所述电介质层内；所述金属叠层结构包括多层间隔排布的金属线层及金属插塞，所述金属插塞位于相邻所述金属线层之间，以将相邻的所述金属线层电连接。优选地，所述半导体芯片的正面朝向所述重新布线层。优选地，所述虚拟芯片为硅片。优选地，所述第塑封材料层包括聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层或可固化的树脂基材料层。优选地，所述焊球凸块包括：金属柱，位于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接；焊球，位于所述金属柱的远离所述半导体芯片的表面。优选地，所述焊料凸块为焊球。本专利技术还提供一种扇出型封装结构的制备方法，所述扇出型封装结构的制备方法包括如下步骤：1)提供衬底；2)于所述衬底的上表面形成半导体芯片及虚拟芯片，其中，所述虚拟芯片位于相邻所述半导体芯片之间及所述半导体芯片所在分布区域的外围；3)于所述衬底的上表面形成塑封材料层，所述塑封材料层填满所述半导体芯片及所述虚拟芯片之间的间隙，并将所述半导体芯片及所述虚拟芯片封裹塑封；4)去除所述衬底；5)于所述塑封材料层的表面形成重新布线层，所述重新布线层与所述半导体芯片电连接；6)于所述重新布线层远离所述半导体芯片的表面形成焊料凸块。优选地，步骤1)与步骤2)之间还包括于所述衬底的上表面形成剥离层的步骤；步骤2)中，所述半导体芯片及所述虚拟芯片均形成于所述剥离层的上表面。优选地，步骤3)中，采用采用压缩成型工艺、传递模塑成型工艺、液封成型工艺、真空层压工艺或旋涂工艺于所述衬底的上表面形成所述塑封材料层。优选地，步骤5)包括如下步骤：5-1)于所述塑封材料层的表面形成金属线层；5-2)于所述塑封材料层的表面形成电介质层，所述电介质层将所述金属线层包裹。优选地，步骤5)包括如下步骤：5-1)于所述塑封材料层的表面形成第一层金属线层；5-2)于所述塑封材料层的表面形成电介质层，所述电介质层将第一层所述金属线层封裹，且所述电介质层的上表面高于所述金属线层的上表面；5-3)于所述电介质层内形成若干层与第一层所述金属线层电连接的间隔堆叠排布的其他金属线层，相邻所述金属线层之间经由金属插塞电连接。优选地，步骤6)中，于所述重新布线层的表面形成焊料凸块包括如下步骤：6-1)于所述重新布线层的表面形成金属柱；6-2)于所述金属柱的表面形成焊球。如上所述，本专利技术的扇出型封装结构及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术的扇出型封装结构通过在重新布线层上表面的半导体芯片之间设置虚拟芯片，所述虚拟芯片会占据半导体芯片之间的空间，这就是的所述扇出型封装结构内使用到塑封材料比较少，从而有效避免扇出型封装结构发生翘曲。附图说明图1显示为本专利技术实施例一中提供的扇出型封装结构的制备方法的流程图。图2～图8显示为本专利技术实施例一中提供的扇出型封装结构的制备方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图8显示为本专利技术的扇出型封装结构的结构示意图。元件标号说明11衬底12剥离层13半导体芯片131接触焊盘14虚拟芯片15塑封材料层16重新布线层161电介质层162金属线层17焊料凸块171金属柱172焊球具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，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专利技术的其他优点与功效。本专利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，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利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形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例一请参阅图1，本实施例提供一种扇出型封装结构的制备方法，所述扇出型封装结构的制备方法包括如下步骤：1)提供衬底；2)于所述衬底的上表面形成半导体芯片及虚拟芯片，其中，所述虚拟芯片位于相邻所述半导体芯片之间及所述半导体芯片所在分布区域的外围；3)于所述衬底的上表面形成塑封材料层，所述塑封材料层填满所述半导体芯片及所述虚拟芯片之间的间隙，并将所述半导体芯片及所述虚拟芯片封裹塑封；4)去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扇出型封装结构，其特征在于，所述扇出型封装结构包括：重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一表面及第二表面；半导体芯片，位于所述重新布线层的第一表面，且与所述重新布线层电连接；虚拟芯片，位于所述重新布线层的第一表面，且位于相邻所述半导体芯片之间及所述半导体芯片所在分布区域的外围；塑封材料层，位于所述重新布线层的第一表面，所述塑封材料层填满所述半导体芯片及所述虚拟芯片之间的间隙，并将所述半导体芯片及所述虚拟芯片封裹塑封；焊料凸块，位于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接。

【技术特征摘要】
1.一种扇出型封装结构，其特征在于，所述扇出型封装结构包括：重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一表面及第二表面；半导体芯片，位于所述重新布线层的第一表面，且与所述重新布线层电连接；虚拟芯片，位于所述重新布线层的第一表面，且位于相邻所述半导体芯片之间及所述半导体芯片所在分布区域的外围；塑封材料层，位于所述重新布线层的第一表面，所述塑封材料层填满所述半导体芯片及所述虚拟芯片之间的间隙，并将所述半导体芯片及所述虚拟芯片封裹塑封；焊料凸块，位于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接。2.根据权利要求1所述的扇出型封装结构，其特征在于，所述重新布线层包括：电介质层；金属线层，位于所述电介质层内。3.根据权利要求1所述的扇出型封装结构，其特征在于，所述重新布线层包括：电介质层；金属叠层结构，位于所述电介质层内；所述金属叠层结构包括多层间隔排布的金属线层及金属插塞，所述金属插塞位于相邻所述金属线层之间，以将相邻的所述金属线层电连接。4.根据权利要求1所述的扇出型封装结构，其特征在于，所述半导体芯片的正面朝向所述重新布线层。5.根据权利要求1所述的扇出型封装结构，其特征在于，所述虚拟芯片为硅片。6.根据权利要求1所述的扇出型封装结构，其特征在于，所述第塑封材料层包括聚酰亚胺层、硅胶层、环氧树脂层、可固化的聚合物基材料层或可固化的树脂基材料层。7.根据权利要求1所述的扇出型封装结构，其特征在于，所述焊球凸块包括：金属柱，位于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接；焊球，位于所述金属柱的远离所述半导体芯片的表面。8.根据权利要求1所述的扇出型封装结构，其特征在于，所述焊料凸块为焊球。9.一种扇出型封装结构的制备方法，其特征在于，所述扇出型封装结构的制备方法包括如下步骤：1)提供衬底；2)于所述衬底的上表面形成半导体芯片及虚拟芯片，...

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