一种带框架的扇出型封装结构及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种带框架的扇出型封装结构，包括：芯片；管脚，其在所述芯片的正面；第一绝缘层，其覆盖在所述芯片上；重布线层，其设置在所述第一绝缘层的上方，通过所述第一绝缘层中的通孔与所述管脚电连接；第二绝缘层，其覆盖在所述重布线层上，所述重布线层的至少部分外围区域未被所述第二绝缘层覆盖；框架，其通过焊接的方式与重布线层的至少部分外围区域连接；塑封层，其包裹所述芯片和所述框架，形成塑封体；以及BGA焊球，其电连接至所述第二绝缘层和所述框架上的焊盘。本发明专利技术还涉及一种带框架的扇出型封装结构的制作方法。的扇出型封装结构的制作方法。的扇出型封装结构的制作方法。

【技术实现步骤摘要】
一种带框架的扇出型封装结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及一种带框架的扇出型封装结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着电子设备的集成度越来越高，电子产品往轻、小型化的方向发展，IC芯片封装也趋于薄型、小型化，对封装技术的要求越来越高。目前常见的封装技术包括晶圆级封装、扇出型晶圆级封装、FCBGA封装等。晶圆片级芯片规模封装，简称晶圆级封装，因具有高密度、体积小、可靠性高和电热性能优良等优点而正好满足封装工艺的要求而逐渐成为目前最重要的封装形式之一。但晶圆级封装由于I/O密度高而无足够的芯片面积实现高密度BGA封装。扇出型晶圆级封装是一种晶圆级加工的嵌入式封装。扇出型晶圆级封装技术一般采用从晶圆切下单个微芯片，然后嵌到一个新的“人造”晶圆上。目前，采用塑封工艺的扇出型封装在晶圆翘曲控制方面非常困难，而芯片重构和晶圆翘曲都会导致线路扇出困难。FCBGA封装被称为倒装芯片球栅格阵列封装，是图形加速芯片最主要的封装格式。但FCBGA封装的成本高，封装的芯片尺寸的逐步增加，封装基板的成本成倍增加。
[0003]针对现有的晶圆级封装由于芯片面积限制无法实现高密度BGA封装和扇出型晶圆级封装由于芯片重构和塑封产生的晶圆翘曲导致线路扇出困难的问题，需要一种新的设计思路和解决方法。

技术实现思路

[0004]从现有技术出发，本专利技术的任务是提供一种带框架的扇出型封装结构及其制作方法，通过框架扇出管脚的方式实现高密度BGA封装，避免了传统扇出型晶圆级封装由于芯片重构和塑封产生的晶圆翘曲导致线路扇出困难的问题。
[0005]在本专利技术的第一方面，针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种带框架的扇出型封装结构，包括：
[0006]芯片；
[0007]管脚，其在所述芯片的正面；
[0008]第一绝缘层，其覆盖在所述芯片上；
[0009]重布线层，其设置在所述第一绝缘层的上方，通过所述第一绝缘层中的通孔与所述管脚电连接；
[0010]第二绝缘层，其覆盖在所述重布线层上，所述重布线层的至少部分外围区域未被所述第二绝缘层覆盖；
[0011]框架，其通过焊接的方式与重布线层的至少部分外围区域连接；
[0012]塑封层，其包裹所述芯片和所述框架，形成塑封体；以及
[0013]BGA焊球，其电连接至所述第二绝缘层和所述框架上的焊盘。
[0014]在本专利技术的一优选方案中规定，所述第二绝缘层上的焊盘包括凸点下金属化层，
其通过所述第二绝缘层中的通孔与所述重布线层电连接；
[0015]金属保护层覆盖在所述重布线层和所述凸点下金属化层上。
[0016]在本专利技术的另一优选方案中规定，所述管脚中的一部分利用所述框架扇出并且电连接至所述框架上的焊盘，所述管脚中的另一部分通过所述重布线层和所述凸点下金属化层实现BGA封装。
[0017]在本专利技术的又一优选方案中规定，所述框架布置在芯片正面的四周，从而将芯片正面的管脚向外扇出。
[0018]在本专利技术的另一优选方案中规定，第一绝缘层和第二绝缘层是有机树脂或无机材料。
[0019]在本专利技术的第二方面，针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种带框架的扇出型封装结构的制造方法，包括：
[0020]在芯片的正面制作第一绝缘层，在管脚对应的位置通过光刻去除第一绝缘层形成通孔；
[0021]制作重布线层，所述重布线层通过通孔与管脚电连接；
[0022]制作覆盖重布线层的第二绝缘层，然后通过光刻去除部分第二绝缘层，以便露出所述重布线层的至少部分外围区域，并在第二绝缘层中形成通孔；
[0023]在第二绝缘层上制作焊盘，所述焊盘通过第二绝缘层中形成导电通孔与重布线层电连接；
[0024]将芯片晶圆减薄并切割成单颗芯片；
[0025]将单颗芯片与框架的第一面焊接，所述框架与所述重布线层的至少部分外围区域连接，所述框架的第二面具有焊盘；
[0026]制作包裹单颗芯片和框架的塑封层，第二绝缘层上的焊盘和框架上的焊盘从塑封层中露出；以及
[0027]对第二绝缘层上的焊盘和框架上的焊盘进行植球。
[0028]在本专利技术的一优选方案中规定，第一绝缘层和第二绝缘层制作方法包括喷涂、气相沉积。
[0029]在本专利技术的另一优选方案中规定，制作所述重布线层时，先沉积一层种子层，种子层采用Ti/Cu复合材料或者Al，然后光刻出线路，再沉积Cu或Al形成所述重布线层。
[0030]在本专利技术的又一优选方案中规定，所述第二绝缘层上的焊盘是凸点下金属化层，其通过所述第二绝缘层中的通孔与所述重布线层电连接；
[0031]金属保护层，其覆盖在所述重布线层和所述凸点下金属化层上。
[0032]在本专利技术的另一优选方案中规定，在重布线层和凸点下金属化层暴露的部分进行化学镀Ni或镀Au或镀Pd以形成一层金属保护层。
[0033]本专利技术至少具有下列有益效果：本专利技术提出了一种带框架的扇出型封装结构及其制作方法，采用框架扇出管脚的方式，可以实现高密度BGA封装，避免了传统扇出型晶圆级封装由于芯片重构和塑封产生的晶圆翘曲导致线路扇出困难的问题，制作成本低。
附图说明
[0034]下面结合附图参考具体实施例来进一步阐述本专利技术。
[0035]图1示出了根据本专利技术的一种带框架的扇出型封装结构100的剖面示意图。
[0036]图2A至图2I示出根据本专利技术的制作该种带框架的扇出型封装结构100的过程剖面示意图。
具体实施方式
[0037]应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
[0038]在本专利技术中，各实施例仅仅旨在说明本专利技术的方案，而不应被理解为限制性的。
[0039]在本专利技术中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
[0040]在此还应当指出，在本专利技术的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本专利技术的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。
[0041]在此还应当指出，在本专利技术的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。
[0042]在此还应当指出，在本专利技术的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为明示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带框架的扇出型封装结构，包括：芯片；管脚，其在所述芯片的正面；第一绝缘层，其覆盖在所述芯片上；重布线层，其设置在所述第一绝缘层的上方，通过所述第一绝缘层中的通孔与所述管脚电连接；第二绝缘层，其覆盖在所述重布线层上，所述重布线层的至少部分外围区域未被所述第二绝缘层覆盖；框架，其通过焊接的方式与重布线层的至少部分外围区域连接；塑封层，其包裹所述芯片和所述框架，形成塑封体；以及BGA焊球，其电连接至所述第二绝缘层和所述框架上的焊盘。2.如权利要求1所述的带框架的扇出型封装结构，其特征在于，所述第二绝缘层上的焊盘包括凸点下金属化层，其通过所述第二绝缘层中的通孔与所述重布线层电连接；金属保护层覆盖在所述重布线层和所述凸点下金属化层上。3.如权利要求1所述的带框架的扇出型封装结构，其特征在于，所述管脚中的一部分利用所述框架扇出并且电连接至所述框架上的焊盘，所述管脚中的另一部分通过所述重布线层和所述凸点下金属化层实现BGA封装。4.如权利要求1所述的带框架的扇出型封装结构，其特征在于，所述框架布置在芯片正面的四周，从而将芯片正面的管脚向外扇出。5.如权利要求1所述的带框架的扇出型封装结构，其特征在于，第一绝缘层和第二绝缘层是有机树脂或无机材料。6.一种带框架的扇出型封装结构的制造方法，包括：在芯片的正面制作第一绝缘层，在管脚对应的位置通过光刻去除第一绝缘层形成通孔；制作重布线层，所述重布线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春艳，孙鹏，
申请(专利权)人：上海先方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：