[发明专利]扇出型封装结构及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及封装领域，尤其涉及扇出型封装结构及其制造方法。

背景技术

为了满足电子产品越来越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向发展，芯片的小型化、智能化使得芯片封装引脚的数量在提升的同时，封装引脚的尺寸也在快速下降。传统的倒装芯片晶圆级封装方案中I/O连接端子散布在芯片表面面积之内，从而限制了I/O连接数目。扇出型晶圆级封装能很好的解决这个问题，同时由于其具有小型化、低成本和高集成度等优点，因此正在迅速成为新型芯片和晶圆级封装技术的选择。

现有的扇出型封装通常将裸芯片的背面嵌入在环氧树脂中，然后在裸芯片的正面形成介电层和重布线层，并在裸芯片正面的焊盘与重布线层之间形成电连接，重布线层可重新规划从裸芯片上的I/O连接到外围环氧树脂区域的路线，再在重布线层的焊盘上形成焊球突起结构，由此形成扇出型封装结构。

扇出型晶圆级封装能够实现三维方向堆叠的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片性能和低功耗，但也存在着一定的缺陷。在将裸芯片的背面嵌入在环氧树脂中的过程中，通常是将裸芯片直接粘贴于粘合层上，然后将裸芯片转移至支撑衬底或支架上。然而，由于粘合层容易变形扭曲，大大影响了产品封装的可靠性，降低了产品性能。采用注塑工艺的扇出型封装在翘曲控制方面非常困难；另外因注塑封装材料收缩引起的滑移也很难得到控制。

因此，需要新型的扇出型封装结构及其制造方法，从而至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，根据本发明的一个实施例，提供一种扇出型封装结构，包括：衬底，所述衬底包括凹槽；嵌入在所述衬底的凹槽中的第一芯片，所述第一芯片具有第一表面、以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一芯片的第一表面包括器件区、芯片电路和导电焊盘，其中所述衬底的材料在外界热处理条件下能够流动从而将所述第一芯片的第二表面和侧面包裹，所述第一芯片的第一表面与衬底的顶面齐平；倒装贴装在所述第一芯片的第一表面上的第二芯片，所述第二芯片具有第一面、以及与第一面相对的第二面，所述第二芯片的第一面包括器件区、芯片电路和位于芯片电路上方的焊料凸起，所述第二芯片通过所述焊料凸起电连接到所述第一芯片的导电焊盘；塑封体，所述塑封体将所述第二芯片、所述第一芯片的第一表面以及衬底的顶面包封起来；以及设置在所述塑封体和/或所述第二芯片上的重布线结构，所述重布线结构通过贯穿所述塑封体的导电通孔与所述第一芯片的第一表面上的导电焊盘电连接。

在本发明的一个实施例中，衬底的材料选自半固化片、纯胶、ABF、膜状塑封料、含有填充材料的黏胶。

在本发明的一个实施例中，扇出型封装结构还包括设置在所述重布线结构上的至少一个焊料凸点，所述重布线结构将所述第一芯片的第一表面上的导电焊盘电分别连接到对应的焊料凸点。

在本发明的一个实施例中，重布线结构包括导电线路以及设置在导电线路之间的绝缘介质，所述导电线路的一端与贯穿所述塑封体的导电通孔电连接，所述导电线路的另一端电连接到对应的焊料凸点。

根据本发明的另一个实施例，提供一种扇出型封装结构的制造方法，包括：制作带有凹槽的衬底；将第一芯片放置在凹槽的底部，所述第一芯片具有第一表面、以及与所述第一表面相对的第二表面，所述第一芯片的第一表面包括器件区、芯片电路和导电焊盘，所述第一芯片的第一表面与凹槽顶部基本齐平，而所述第一芯片的第二表面与凹槽底部接触；将第二芯片倒装贴装在所述第一芯片的第一表面，所述第二芯片具有第一面、以及与第一面相对的第二面，所述第二芯片的第一面包括器件区、芯片电路和位于芯片电路上方的焊料凸起，通过所述焊料凸起将所述第二芯片电连接到所述第一芯片的导电焊盘；进行塑封，将所述第二芯片包裹并填满所述第一芯片与所述第二芯片之间的间隙，其中塑封体的顶面与所述第二芯片的第二面齐平或者高于所述第二芯片的第二面；以及在所述塑封体的顶面和/或所述第二芯片的第二面上形成重布线结构，所述重布线结构通过贯穿所述塑封体的导电通孔与所述第一芯片的第一表面上的导电焊盘电连接。

在本发明的另一个实施例中，在进行塑封之前或将第二芯片倒装贴装在所述第一芯片的第一表面之前，填满所述第一芯片与所述凹槽之间的间隙。

在本发明的另一个实施例中，所述衬底的材料选自半固化片、纯胶、ABF、膜状塑封料、含有填充材料的黏胶，采用注塑或压铸方式制作带有凹槽的衬底；填满所述第一芯片与所述凹槽之间的间隙采用加热加压的方法，达到凹槽材料的玻璃化转变温度Tg，衬底的材料软化流动，在压力的辅助下填满间隙。