用于制造绝缘膜和半导体封装的方法技术

本发明专利技术涉及用于制造绝缘层的方法，其可以使固化时聚合物收缩引起的翘曲程度最小化并确保位于其中的半导体芯片的稳定性；以及用于使用由绝缘层的制造方法获得的绝缘层制造半导体封装的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造绝缘膜和半导体封装的方法
相关申请的交叉引用本申请要求于2017年7月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0089707号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。本专利技术涉及用于制造绝缘膜的方法和用于制造半导体封装的方法。更具体地，本专利技术涉及用于制造绝缘层的方法，其可以使固化时聚合物收缩引起的翘曲程度最小化并确保位于其中的半导体芯片的稳定性；以及用于使用由绝缘层的制造方法获得的绝缘层制造半导体封装的方法。
技术介绍
近来电子器件越来越小型化、轻量化和高度功能化。为了满足这样的近来电子器件领域的需求，需要将半导体元件安装在电子器件内部。近年来，随着半导体元件小型化且其集成度得到改善，已经实现了这样的趋势。为了使半导体元件在电子器件中接收电信号，电布线是必不可少的，并且稳定的电信号传输需要对半导体元件和电布线绝缘。以这种方式，积层半导体封装工艺用于半导体元件的布线连接以及用于在其之间形成绝缘层。这样的半导体封装工艺的优点在于：其可以改善功能元件的集成，使电子产品具有纤薄性、质轻性和高的性能，以实现电功能的结构集成，以及在缩短的组装时间内且以低成本生产。特别地，为了形成绝缘层，使用涂覆聚合物树脂组合物并使其热固化或光固化的方法。然而，当以这种方式将可固化树脂用于半导体封装时，由于固化过程中聚合物树脂的收缩而在半导体封装中发生翘曲，因此难以支撑在地面上。此外，当使复数个半导体元件嵌入聚合物树脂中时，存在如下限制：当嵌入的半导体芯片由于固化过程中聚合物树脂的收缩引起的翘曲而移动时，内部结构的稳定性和绝缘特性大大降低。为了解决由这样的翘曲引起的问题，提出了通过在过程期间在与翘曲方向相反的方向上施加物理力或者预测半导体芯片的移动来校正半导体芯片的初始位置的方法。然而，由于每次产品类型改变时必须校正力的程度或半导体芯片的位置，存在工艺的再现性和效率大大降低的问题。此外，提出了将半导体芯片牢固地固定至封装支撑体以防止半导体芯片移动的方法，但存在稳定性降低的限制，例如，半导体芯片由于聚合物树脂收缩时产生的强应力而破损。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目的是提供用于制造绝缘层的方法，其可以使固化时聚合物收缩引起的翘曲程度最小化并确保位于其中的半导体芯片的稳定性。本专利技术的另一个目的是提供用于使用由绝缘层的制造方法获得的绝缘层制造半导体封装的方法。技术方案本公开内容提供了用于制造绝缘层的方法，其包括：将至少两个或更多个半导体元件密封在光敏树脂层与聚合物树脂层之间，其中聚合物树脂层形成在基底上并且包含碱溶性树脂和可热固化粘结剂；使光敏树脂层暴露于光并进行碱显影以形成光敏树脂块，同时使暴露的聚合物树脂层进行碱显影以形成聚合物树脂块；以及使聚合物树脂块固化，其中在碱显影步骤中，至少一个半导体元件被密封在彼此接触的光敏树脂块与聚合物树脂块之间。本公开内容还提供了用于制造半导体封装的方法，其包括以下步骤：在通过用于制造绝缘层的方法制造的绝缘层上形成绝缘图案层；以及在绝缘图案层上形成金属图案层。在下文中，将更详细地描述根据本专利技术的具体实施方案的用于制造绝缘层的方法和用于制造半导体封装的方法。在本说明书中，卤素基团的实例为氟、氯、溴和碘。在本说明书中，烷基可以为直链的或支链的，并且其碳原子数没有特别限制，但优选为1至40。根据一个实施方案，烷基具有1至20个碳原子。根据另一个实施方案，烷基具有1至10个碳原子。根据又一个实施方案，烷基具有1至6个碳原子。烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但不限于此。在本说明书中，芳基没有特别限制，但优选具有6至60个碳原子，并且可以为单环芳基或多环芳基。根据一个实施方案，芳基具有6至30个碳原子。根据一个实施方案，芳基具有6至20个碳原子。作为单环芳基，芳基可以为苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。多环芳基的实例包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、芴基等，但不限于此。根据本专利技术的一个实施方案，可以提供用于制造绝缘层的方法，其包括以下步骤：将至少两个或更多个半导体元件密封在光敏树脂层与形成在基底上的包含碱溶性树脂和可热固化粘结剂的聚合物树脂层之间；使光敏树脂层暴露于光并进行碱显影以形成光敏树脂块，使显露的聚合物树脂层进行碱显影以形成聚合物树脂块；以及使聚合物树脂块固化，其中在碱显影步骤中，至少一个半导体元件被密封在彼此接触的光敏树脂块与聚合物树脂块之间。本专利技术人发现，当使用根据一个实施方案的制造绝缘层的方法时，通过用碱性水溶液化学蚀刻将密封复数个半导体元件的聚合物树脂层分离成聚合物树脂块，并且半导体元件各自独立地用相应的聚合物树脂块密封，从而使得能够制造小型化的半导体封装，同时由于聚合物树脂块的最大纵向截面直径减小，可以使固化时翘曲的发生最小化，从而实现稳定的半导体封装。本专利技术基于这样的发现而完成。在聚合物树脂层的情况下，相对于纵向截面直径，中间部分中翘曲的发生减少，并且在两个端部处翘曲的发生相对大大增加。在本专利技术中，通过形成最大纵向截面直径相对小于聚合物树脂层的最大截面直径的聚合物树脂块，固化时翘曲的发生可以显著减少。此外，当每个聚合物树脂块独立地密封至少一个半导体元件时，可以阻挡半导体元件的移动，并因此可以确保半导体封装的稳定性。特别地，用于形成聚合物树脂块的聚合物树脂通过化学蚀刻形成块。因此，可以使对绝缘层或下面支撑体的物理损坏最小化，可以改善聚合物树脂块的表面品质，并且可以容易地将细微水平的绝缘层的厚度调节至期望的范围。此外，可以在短时间内容易地制造绝缘层和半导体封装，因此可以提高工艺效率。在下文中，将更详细地描述一个实施方案的用于制造绝缘层的方法的各个步骤。第一步：将至少两个或更多个半导体元件密封在光敏树脂层与聚合物树脂层之间，其中聚合物树脂层形成在基底上并且包含碱溶性树脂和可热固化粘结剂当将至少两个或更多个半导体元件密封在光敏树脂层与形成在基底上的包含碱溶性树脂和可热固化粘结剂的聚合物树脂层之间时，半导体元件的整个表面区域中除与光敏树脂层接触的表面区域之外的剩余表面与聚合物树脂层接触，使得半导体元件的所有表面都可以不暴露于空气。因此，半导体元件可以通过被聚合物树脂层和光敏树脂层包围而稳定地被保护，并且可以阻挡半导体元件之间或半导体元件与其他半导体封装组件(例如，电布线或下面基底)之间直接接触。基底的实例包括电路板、覆铜层合体、片、多层印刷布线板和半导体材料(例如硅晶片)。聚合物树脂层意指通过将包含碱溶性树脂和可热固化粘结剂的聚合物树脂组合物干燥而形成的膜。相对于100重量份的碱溶性树脂，聚合物树脂层可以包含1重量份至150重量份、或10重量份至100重量份、或20重量份至50重量份的可热固化粘结剂。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造绝缘层的方法，包括：将至少两个或更多个半导体元件密封在光敏树脂层与聚合物树脂层之间，其中所述聚合物树脂层形成在基底上并且包含碱溶性树脂和可热固化粘结剂；使所述光敏树脂层暴露于光并进行碱显影以形成光敏树脂块，以及同时使暴露的聚合物树脂层进行碱显影以形成聚合物树脂块；以及使所述聚合物树脂块固化，其中在所述碱显影步骤中，至少一个半导体元件被密封在彼此接触的所述光敏树脂块与所述聚合物树脂块之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.07.14 KR 10-2017-00897071.一种用于制造绝缘层的方法，包括：将至少两个或更多个半导体元件密封在光敏树脂层与聚合物树脂层之间，其中所述聚合物树脂层形成在基底上并且包含碱溶性树脂和可热固化粘结剂；使所述光敏树脂层暴露于光并进行碱显影以形成光敏树脂块，以及同时使暴露的聚合物树脂层进行碱显影以形成聚合物树脂块；以及使所述聚合物树脂块固化，其中在所述碱显影步骤中，至少一个半导体元件被密封在彼此接触的所述光敏树脂块与所述聚合物树脂块之间。2.根据权利要求1所述的用于制造绝缘层的方法，其中所述聚合物树脂块的最大纵向截面直径为相对于所述聚合物树脂层的最大截面直径的50％或更小。3.根据权利要求1所述的用于制造绝缘层的方法，其中所述聚合物树脂块的最大纵向截面直径为100mm或更小。4.根据权利要求1所述的用于制造绝缘层的方法，其中在所述碱显影步骤中，位于相邻的半导体元件之间的距离的10％至90％处的所述光敏树脂层或所述聚合物树脂层被除去。5.根据权利要求1所述的用于制造绝缘层的方法，其中所述碱溶性树脂包含至少一个酸性官能团和至少一个经氨基取代的环状酰亚胺官能团。6.根据权利要求5所述的用于制造绝缘层的方法，其中所述经氨基取代的环状酰亚胺官能团包括由以下化学式1表示的官能团：[化学式1]在化学式1中，R1为形成酰亚胺环的具有1至10个碳原子的亚烷基或烯基，以及“*”意指键合点。7.根据权利要求5所述的用于制造绝缘层的方法，其中所述碱溶性树脂通过环状不饱和酰亚胺化合物与胺化合物的反应产生，并且所述环状不饱和酰亚胺化合物和所述胺化合物中的至少一者包含在其末端取代的酸性官能团。8.根据权利要求7所述的用于制造绝缘层的方法，其中所述胺化合物包括选自以下的至少一者：经氨基取代的羧酸化合物和包含两个或更多个氨基的多官能胺化合物。9.根据权利要求1所述的用于制造绝缘层的方法，其中所述碱溶性树脂包含至少一个由以下化学式3表示的重复单元和至少一个由以下化学式4表示的重复单元：[化学式3]在化学式3中，R2为直接键、具有1至20个碳原子的亚烷基、具有1至20个碳原子的烯基、或具有6至20个碳原子的亚芳基，以及“*”意指键合点，[化学式4]在化学式4中，R3为直接键、具有1至20个碳原子的亚烷基、具有1至20个碳原子的烯基、或具有6至20个碳原子的亚芳基，R4为-H、-OH、-NR5R6、卤素、或具有1至20个碳原子的烷基，R5和R6...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑遇载，庆有真，崔炳柱，崔宝允，李光珠，郑珉寿，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR