本發(fā)明涉及封裝技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法。
背景技術(shù):
隨著電子產(chǎn)品功能的不斷增強(qiáng),芯片朝向高集成度、高像素化以及微型化趨勢(shì)發(fā)展。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn),提出了扇出型(fan out)晶圓級(jí)封裝技術(shù)。
扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)主要包括以下步驟:先將整片裸晶圓進(jìn)行切割,形成單顆分立的芯片;提供基板,將切割后的獨(dú)立芯片在基板上重新排布,形成芯片間距更合適的新的晶圓;然后采用晶圓級(jí)封裝技術(shù)(WLP,Wafer Level Package),對(duì)重新排布的晶圓進(jìn)行封裝測(cè)試后,切割成比原始芯片面積大的焊球陣列芯片。扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)有利于封裝體積小、多電極、電極間距窄的芯片;此外,扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)原則上還可以同時(shí)封裝不同類型氮尺寸相同甚至焊球數(shù)量較為接近的芯片。
與晶圓級(jí)芯片尺寸封裝相比,扇出型晶圓級(jí)封裝技術(shù)更好的解決了可靠性低問(wèn)題以及與后續(xù)制程PCB匹配的問(wèn)題,其中,所述可靠性低的問(wèn)題可能是由于電極密集度過(guò)大造成的。
然而,現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)的尺寸較大,集成度有待提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種封裝結(jié)構(gòu)以及封裝方法,減小封裝結(jié)構(gòu)的尺寸,提高集成度。
為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu),包括:基板,所述基板具有相對(duì)的第一面和第二面,且所述基板內(nèi)具有線路層;位于所述基板第一面上的第一功能芯片,所述第一功能芯片具有相對(duì)的第一功能面和第一背面,所述第一功能面上具有焊盤,所述第一背面與所述第一面固定接合,且所述焊盤通過(guò)導(dǎo)線與所述線路層電連接;倒裝設(shè)置在所述基板第二面上的第二功能芯片,所述第二功能芯片具有相對(duì)的第二功能面和第二背面,所述第二功能面與所述第二面相對(duì),且所述第二功能面與所述基板第二面暴露出的線路層電連接;位于所述基板第二面上的焊接凸起,所述焊接凸起與所述基板第二面暴露出的線路層電連接。
可選的,所述第一功能芯片為影像傳感芯片;所述第一功能面上還具有影像感應(yīng)區(qū),且所述焊盤環(huán)繞所述影像感應(yīng)區(qū)。
可選的,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述基板第一面上的中空環(huán)狀柱,所述中空環(huán)狀柱包圍所述第一功能芯片;設(shè)置在所述中空環(huán)狀柱頂部的透光板,且所述透光板、中空環(huán)狀柱以及所述基板圍成空腔,所述第一功能芯片位于所述空腔內(nèi)。
可選的,所述中空環(huán)狀柱頂部高于所述第一功能芯片的第一面。
可選的,所述中空環(huán)狀柱頂部與所述透光板之間還具有粘膠層。
可選的,所述第二功能芯片為信號(hào)處理芯片;所述第二功能芯片的數(shù)量大于或等于1。
可選的,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述第二功能面上的金屬凸塊,通過(guò)所述金屬凸塊電連接所述第二功能面與所述基板第二面暴露出的線路層。
可選的,所述焊接凸起分布在所述第二功能芯片周圍。
可選的,所述第二焊接凸起頂部與所述基板第二面之間的距離大于所述第二功能芯片第二背面與所述基板第二面之間的距離。
可選的,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述第一背面與所述第一面之間的粘附層。
可選的,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述基板部分第二面上的絕緣層,且所述焊接凸起貫穿所述絕緣層;位于所述基板第一面上的防焊層,且所述導(dǎo)線貫穿所述防焊層。
可選的,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述基板第二面且覆蓋第二功能芯片側(cè)壁的塑封層。
本發(fā)明還提供一種封裝方法,包括:提供若干個(gè)第一功能芯片以及第二功能芯片,所述第一功能芯片具有相對(duì)的第一功能面和第一背面,所述第一功能面上具有焊盤,所述第二功能芯片具有相對(duì)的第二功能面和第二背面;提供基板,所述基板具有若干功能區(qū)和位于相鄰功能區(qū)之間的切割道區(qū)域,所述基板具有相對(duì)的第一面和第二面,且所述基板內(nèi)具有線路層;將所述第一功能芯片設(shè)置在所述基板功能區(qū)第一面上,所述第一背面與所述第一面固定接合;形成電連接所述焊盤以及線路層的導(dǎo)線;將所述第二功能芯片倒裝設(shè)置在所述基板功能區(qū)第二面上,所述第二功能面與所述第二面相對(duì),且所述第二功能面與所述基板功能區(qū)第二面暴露出的線路層電連接;在所述基板功能區(qū)第二面上形成焊接凸起,所述焊接凸起與所述基板功能區(qū)第二面暴露出的線路層電連接;沿所述切割道區(qū)域切割所述基板,形成若干單顆封裝結(jié)構(gòu)。
可選的,所述第一功能芯片為影像傳感芯片;所述第一功能面上還具有影像感應(yīng)區(qū),且所述焊盤環(huán)繞所述影像感應(yīng)區(qū);所述封裝方法還包括:在所述基板功能區(qū)第一面上形成中空環(huán)狀柱,且當(dāng)所述第一功能芯片設(shè)置在所述基板功能區(qū)第一面上后,所述中空環(huán)狀柱包圍所述第一功能芯片;在所述中空環(huán)狀柱頂部設(shè)置透光板,且所述透光板、中空環(huán)狀柱以及基板圍成空腔,且所述第一功能芯片位于所述空腔內(nèi)。
可選的,在將所述第一功能芯片設(shè)置在所述基板功能區(qū)第一面上之前,形成所述中空環(huán)狀柱。
可選的,采用涂布工藝以及光刻工藝,形成所述中空環(huán)狀柱;或者,采用樹(shù)脂印刷工藝,形成所述中空環(huán)狀柱。
可選的,采用打線工藝,形成所述導(dǎo)線。
可選的,在將所述第二功能芯片倒裝設(shè)置在所述基板功能區(qū)第二面上之前,還包括步驟:在所述第二功能芯片第二功能面上或者所述基板功能區(qū)第二面上形成金屬凸塊;采用焊接鍵合工藝,通過(guò)所述金屬凸塊實(shí)現(xiàn)所述第二功能面與所述基板功能區(qū)第二面暴露出的線路層電連接。
可選的,在切割所述基板之前,還包括步驟:在所述基板功能區(qū)部分第二面上形成塑封層,且所述塑封層覆蓋所述第二功能芯片側(cè)壁。
可選的,在形成所述焊接凸起之前,形成所述塑封層;或者,在形成所述焊接凸起之后,形成所述塑封層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明提供的封裝結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案中,第一功能芯片以及第二功能芯片分別的設(shè)置在基板相對(duì)的兩個(gè)面上,與第一功能芯片以及第二功能芯片并行設(shè)置在基板同一個(gè)面上的方案相比,本發(fā)明提供的封裝結(jié)構(gòu)在水平方向上(平行于基板表面方向上)的尺寸明顯更小,從而使得封裝結(jié)構(gòu)的集成度更高。并且,由于所述焊接凸起與所述第二功能芯片設(shè)置在所述基板的同一面上,從而盡可能的減小了所述封裝結(jié)構(gòu)在垂直于水平面上的厚度尺寸,降低產(chǎn)品的總厚度。
可選方案中,第一功能芯片為影像傳感芯片,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述基板第一面上的中空環(huán)狀柱,所述中空環(huán)狀柱包圍所述第一功能芯片;設(shè)置在所述中空環(huán)狀柱頂部的透光板,且所述透光板、中空環(huán)狀柱以及所述基板圍成空腔,所述第一功能芯片位于所述空腔內(nèi)。本發(fā)明對(duì)第一功能芯片的影像感應(yīng)區(qū)具有保護(hù)作用,防止所述影像感應(yīng)區(qū)受到損傷。
附圖說(shuō)明
圖1為一種封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3至圖10為采用本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝方法進(jìn)行封裝過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
由背景技術(shù)可知,現(xiàn)有技術(shù)提供的封裝結(jié)構(gòu)的尺寸大、集成度有待提高。
現(xiàn)結(jié)合一種封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,圖1為一種封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,參考圖1,所述封裝結(jié)構(gòu)包括:具有相對(duì)的上表面以及下表面的基板10,所述基板10中分布有線路互連層(未標(biāo)示),且所述基板10中具有貫穿所述基板10的鏤空11,所述透光板20粘貼于所述基板10鏤空11的上表面;倒裝電連接于所述基板10下表面的第一功能芯片30,且所述第一功能芯片30的功能區(qū)位于所述鏤空11正下方,且所述第一功能芯片30的焊盤(未標(biāo)示)與線路互連層電連接;位于所述基板10上表面且通過(guò)導(dǎo)線40與所述基板10電連接的第二功能芯片50,所述第二功能芯片50位于所述鏤空11一側(cè);位于所述基板30下表面的BGA錫球60;位于所述基板10表面且覆蓋第二功能芯片50側(cè)壁的塑封層70。
上述封裝結(jié)構(gòu)在水平方向上的尺寸大,造成封裝結(jié)構(gòu)的集成度低,不利于滿足器件小型化微型化的發(fā)展趨勢(shì)。
為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種封裝結(jié)構(gòu),顯著的減小封裝結(jié)構(gòu)的尺寸。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
參考圖2,所述封裝結(jié)構(gòu)包括:
基板101,所述基板101具有相對(duì)的第一面(未標(biāo)示)和第二面(未標(biāo)示),且所述基板101內(nèi)具有線路層102;
位于所述基板102第一面上的第一功能芯片201,所述第一功能芯片201具有相對(duì)的第一功能面(未標(biāo)示)和第一背面(未標(biāo)示),所述第一功能面上具有焊盤202,所述第一背面與所述第一面固定接合,且所述焊盤202通過(guò)導(dǎo)線203與所述線路層102電連接;
倒裝設(shè)置在所述基板101第二面上的第二功能芯片301,所述第二功能芯片301具有相對(duì)的第二功能面(未標(biāo)示)和第二背面(未標(biāo)示),且所述第二功能面與所述基板101第二面暴露出來(lái)的線路層102電連接;
位于所述基板101第二面上的焊接凸起401,所述焊接凸起401與所述基板101第二面暴露出的線路層102電連接。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例提供的封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
所述基板101起到支撐所述第一功能芯片201以及第二功能芯片301的作用;此外,所述基板101還起到電連接所述第一功能芯片201以及第二功能芯片301的作用,且還用于與外接電路或者其他部件進(jìn)行電連接。
所述基板101為玻璃基板、金屬基板、半導(dǎo)體基板或者聚合物基板。本實(shí)施例中,所述基板101為PCB基板。
所述基板101內(nèi)還具有線路層102。本實(shí)施例中,根據(jù)布線以及電連接需求,所述線路層102為位于所述基板101內(nèi)的多層布線互聯(lián)結(jié)構(gòu)。其中,所述第一面暴露出的線路層102用于與第一功能芯片201電連接;所述第二面暴露出的線路層102用于與第二功能芯片301電連接。
本實(shí)施例中,所述基板101第一面還可以具有防焊層(Solder Mask Layer)103,所述防焊層103位于所述基板101第一面并覆蓋所述線路層102,并且,所述防焊層103暴露出所述線路層102的部分表面,以使所述導(dǎo)線203的一端位于所述暴露出的線路層102表面,保證所述導(dǎo)線203與所述線路層102電連接。
所述防焊層103的材料為綠油。所述防焊層103用于對(duì)所述線路層102起到保護(hù)作用,避免線路層102被氧化,且防止所述線路層102與其他部件之間發(fā)生不必要的電連接。
本實(shí)施例中,所述第一功能芯片201為影像傳感芯片,所述第一功能面上還具有影像感應(yīng)區(qū)204,且所述焊盤202環(huán)繞所述影像感應(yīng)區(qū)204。所述第一功能面為具有焊盤202以及影像感應(yīng)區(qū)204的面,所述第一背面為與基板201的第二面固定接合的面。
所述第一功能芯片201內(nèi)可以具有將所述影像感應(yīng)區(qū)204和焊盤202電連接的金屬互連結(jié)構(gòu)(未圖示),所述影像感應(yīng)區(qū)204內(nèi)形成有影像傳感器單元和與和與影像傳感器單元相連接的關(guān)聯(lián)電路,影像感應(yīng)區(qū)204將外界光線接收并轉(zhuǎn)換成電學(xué)信號(hào),并將所述電學(xué)信號(hào)通過(guò)金屬互連結(jié)構(gòu)和焊盤204、以及基板101上的線路層102,以便傳送至第二功能芯片301內(nèi)。
為了便于布線,所述影像感應(yīng)區(qū)204位于所述第一功能面的中間位置,所述焊盤202位于所述第一功能面的邊緣位置,且所述焊盤202位于所述影像感應(yīng)區(qū)204的四側(cè),呈矩形分布,所述影像感應(yīng)區(qū)204的每一個(gè)側(cè)邊具有若干個(gè)焊盤202,且每一個(gè)焊盤202通過(guò)導(dǎo)線203與所述基板101第一面上的線路層102電連接。
所述導(dǎo)線203頂點(diǎn)高于所述第一功能芯片201第一面。所述導(dǎo)線203的一端與所述焊盤202電連接,所述導(dǎo)線203的另一端與所述線路層102電連接,從而使得所述第一功能芯片201電路與所述基板101第一面上的線路層102電連接。所述導(dǎo)線203連接于所述焊盤202與所述線路層102之間,因此所述導(dǎo)線203彎曲。
所述導(dǎo)線203的材料為金屬,所述金屬包括銅、鋁、鎢、金或銀。
本實(shí)施例中,為了提高所述第一功能芯片201的第一背面與所述基板101第一面之間的結(jié)合性能,所述第一背面與所述第一面之間還具有粘附層,通過(guò)所述粘附層提高所述第一背面與所述第一面之間的結(jié)合能力。
為了對(duì)所述第一功能芯片201第一面上的影像感應(yīng)區(qū)204提高保護(hù)作用,防止影像感應(yīng)區(qū)204受到損傷,本實(shí)施例中,所述封裝結(jié)構(gòu)中,所述影像感應(yīng)區(qū)204受到保護(hù)。具體地,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述基板101第一面上的中空環(huán)狀柱104,所述中空環(huán)狀柱104包圍所述第一功能芯片201;設(shè)置在所述中空環(huán)狀柱104頂部的透光板105,且所述透光板105、中空環(huán)狀柱104以及所述基板101圍成空腔,所述第一功能芯片201位于所述空腔內(nèi)。
所述中空環(huán)狀柱104頂部高于所述第一功能芯片201的第一面,具體地,本實(shí)施例中,所述中空環(huán)狀柱104頂部高于所述第一功能芯片201第一面上的影像感應(yīng)區(qū)204,防止所述透光板105觸碰到所述影像感應(yīng)區(qū)204。
所述中空環(huán)狀柱104的材料為光刻膠材料或者樹(shù)脂材料。
本實(shí)施例中,所述導(dǎo)線203的頂點(diǎn)高于所述影像感應(yīng)區(qū)204頂部,其中,所述導(dǎo)線203的頂點(diǎn)為距離所述導(dǎo)線203中距離第一功能芯片201第一功能面最遠(yuǎn)的點(diǎn),為了避免所述透光板105觸碰到所述導(dǎo)線203,所述中空環(huán)狀柱104頂部高于所述導(dǎo)線203的頂點(diǎn)。由于所述基板101第一面上具有防焊層103,因此所述導(dǎo)線203貫穿所述防焊層103,以使所述導(dǎo)線203與所述基板101第一面的線路層102電連接。
由于所述第一功能芯片201位于所述空腔內(nèi),所述空腔的腔壁對(duì)所述影像感應(yīng)區(qū)204提供保護(hù)作用,避免所述影像感應(yīng)區(qū)204受到損傷;并且,由于所述空腔頂部為透光板105,使得外界光線可以經(jīng)由所述透光板105照射到所述影像感應(yīng)區(qū)204上,所述影像感應(yīng)區(qū)204接收外界光信號(hào)以轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
所述第二功能芯片301倒裝設(shè)置在所述基板101第二面上,所述第二功能芯片301具有相對(duì)的第二功能面和第二背面,其中,所述第二功能面為具有電路布線層的表面。
本實(shí)施例中,所述第二功能芯片301為信號(hào)處理芯片,所述第二功能芯片301用于處理所述第一功能芯片201利用光信號(hào)轉(zhuǎn)化的電信號(hào),例如,可以將電信號(hào)處理轉(zhuǎn)化為顯示終端所要求的格式信號(hào)。所述第二功能芯片301的數(shù)量大于或等于1;本實(shí)施例中,以所述第二功能芯片301的數(shù)量為1作為示例。
所述第二功能面與所述基板101第二面暴露出的線路層102電連接。所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述第二功能面上的金屬凸塊302,通過(guò)所述金屬凸塊302電連接所述第二功能面與所述基板101第二面暴露出的線路層102。
所述金屬凸塊302與所述第二功能芯片301第二功能面上的電路布線層相連接,從而使得通過(guò)金屬凸塊302使所述第二功能面與所述基板101第二面暴露出的線路層102電連接。
根據(jù)所述第二功能芯片301第二功能面上的電路布線層的電連接需求,確定所述金屬凸塊302的位置以及數(shù)量。所述金屬凸塊302的材料為銅、鋁、鎢、金或錫。本實(shí)施例中,所述金屬凸塊302的材料為金。
本實(shí)施例中,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述基板101部分第二面且覆蓋所述第二功能芯片301側(cè)壁的塑封層303。
所述塑封層303起到保護(hù)所述第二功能芯片301的作用,防止?jié)駳庥赏獠壳秩搿⑴c外部電氣絕緣,防止在外界環(huán)境的影響下造成的第二功能芯片301性能失效;所述塑封層303還起到進(jìn)一步穩(wěn)固所述第二功能芯片301與所述基板101之間結(jié)合性的作用,使得所述第二功能芯片301不易從基板101上脫落。
本實(shí)施例中,所述塑封層303覆蓋第二功能芯片301部分側(cè)壁。在其他實(shí)施例中,所述塑封層還可以覆蓋第二功能芯片全部側(cè)壁,或者,所述塑封層除覆蓋第二功能芯片全部側(cè)壁外還覆蓋第二功能芯片第二背面。
所述塑封層303的材料為樹(shù)脂或者防焊油墨材料,所述樹(shù)脂可以為環(huán)氧樹(shù)脂或者丙烯酸樹(shù)脂。
所述焊接凸起401用于與外部電路或者其他器件電連接,通過(guò)所述焊接凸起401使所述第二功能芯片301與外部電路或其他器件電連接。本實(shí)施例中,所述焊接凸起401分布在所述第二功能芯片301周圍。
本實(shí)施例中,所述焊接凸起401頂部表面形狀為弧形,所述焊接凸起401的材料為錫。在其他實(shí)施例中,所述焊接凸起的材料還可以為金或者錫合金,所述錫合金可以為錫銀、錫鉛、錫銀銅、錫銀鋅、錫鋅、錫鉍銦、錫銦、錫金、錫銅、錫鋅銦或者錫銀銻等。
為了避免當(dāng)所述焊接凸起401與外部電路或者其他器件電連接時(shí)對(duì)第二功能芯片301造成損傷,所述焊接凸起401頂部高于所述第二功能芯片301的第二背面。
本實(shí)施例中,所述封裝結(jié)構(gòu)還包括:位于所述基板101部分第二面上的絕緣層402,且所述焊接凸起401貫穿所述絕緣層402。所述絕緣層402可以對(duì)暴露出的線路層102起到保護(hù)作用,避免線路層102暴露在外界環(huán)境中可能引發(fā)的氧化或者不必要的電連接的問(wèn)題。
所述絕緣層402的材料為氧化硅或者樹(shù)脂。本實(shí)施例中,所述塑封層303還位于部分絕緣層402上,保證暴露出的線路層102被所述塑封層303覆蓋或者被絕緣層402覆蓋。
需要說(shuō)明的是,在其他實(shí)施例中,還可以僅采用塑封層對(duì)暴露出的線路層進(jìn)行覆蓋。
本發(fā)明提供的封裝結(jié)構(gòu)中,所述第一功能芯片以及第二功能芯片分別的設(shè)置在所述基板相對(duì)的兩個(gè)面上,與第一功能芯片以及第二功能芯片并行設(shè)置在基板同一個(gè)面上的方案相比,本發(fā)明提供的封裝結(jié)構(gòu)在水平方向上(平行于基板表面方向上)的尺寸明顯更小,從而使得封裝結(jié)構(gòu)的集成度更高。
并且,由于所述焊接凸起與所述第二功能芯片設(shè)置在所述基板的同一面上,從而盡可能的減小了所述封裝結(jié)構(gòu)在垂直于水平面上的厚度尺寸,降低產(chǎn)品的總厚度。
相應(yīng)的,本發(fā)明還提供一種封裝方法,包括:提供若干個(gè)第一功能芯片以及第二功能芯片,所述第一功能芯片具有相對(duì)的第一功能面和第一背面,所述第一功能面上具有焊盤,所述第二功能芯片具有相對(duì)的第二功能面和第二背面;提供基板,所述基板具有若干功能區(qū)和位于相鄰功能區(qū)之間的切割道區(qū)域,所述基板具有相對(duì)的第一面和第二面,且所述基板內(nèi)具有線路層;將所述第一功能芯片設(shè)置在所述基板功能區(qū)第一面上,所述第一背面與所述第一面固定接合;形成電連接所述焊盤以及線路層的導(dǎo)線;將所述第二功能芯片倒裝設(shè)置在所述基板功能區(qū)第二面上,所述第二功能面與所述第二面相對(duì),且所述第二功能面與所述基板功能區(qū)第二面暴露出的線路層電連接;在所述基板功能區(qū)第二面上形成焊接凸起,所述焊接凸起與所述基板功能區(qū)第二面暴露出的線路層電連接;沿所述切割道區(qū)域切割所述基板,形成若干單顆封裝結(jié)構(gòu)。
采用本發(fā)明提供的封裝方法,由于第一功能芯片以及第二功能芯片設(shè)置在所述基板相對(duì)的兩個(gè)面上,從而使得形成的封裝結(jié)構(gòu)在水平方向上的尺寸顯著減小,從而提高了封裝結(jié)構(gòu)的集成度。
圖3至圖10為采用本發(fā)明實(shí)施例提供的封裝方法進(jìn)行封裝過(guò)程的結(jié)構(gòu)示意圖。
參考圖3,提供若干個(gè)第一功能芯片201,所述第一功能芯片201具有相對(duì)的第一功能面和第一背面,所述第一功能面上具有焊盤202。
具體地,提供第一功能晶圓;切割所述第一功能晶圓形成多顆第一功能芯片201。
本實(shí)施例中,所述第一功能芯片201為影像傳感芯片,所述第一功能面上還具有影像感應(yīng)區(qū)204。有關(guān)所述焊盤202以及影像感應(yīng)區(qū)204的描述可參考前述實(shí)施例的相應(yīng)描述,在此不再贅述。
參考圖4,提供若干個(gè)第二功能芯片301,所述第二功能芯片301具有相對(duì)的第一功能面和第二背面。
具體地,提供第二功能晶圓;切割所述第二功能晶圓形成多個(gè)第二功能芯片301。本實(shí)施例中,所述第二功能芯片301為信號(hào)處理芯片,所述第二功能面為具有電路布線層的面。
本實(shí)施例中,還包括步驟:在所述第二功能芯片301第二功能面上形成至少一個(gè)金屬凸塊302,且所述金屬凸塊302與所述第二功能面的電路布線層電連接。
利用所述金屬凸塊302使所述第二功能芯片301的第二功能面與后續(xù)提供的基板第二面暴露出的線路層進(jìn)行電連接。根據(jù)所述第二功能芯片301第二功能面的電路布線層進(jìn)行電連接的需求,設(shè)置在所述第二功能芯片301第二功能面上形成的金屬凸塊302的位置和數(shù)量。
所述金屬凸塊302的材料為銅、鋁、鎢、金或錫;采用網(wǎng)板印刷工藝或者植球工藝,形成所述金屬凸塊302。
需要說(shuō)明的是,在其他實(shí)施例中,還可以不在所述第二功能芯片第二功能面上形成金屬凸塊,在后續(xù)提供的基板第二面暴露出的線路層上形成所述金屬凸塊。
參考圖5,提供基板101,所述基板101具有若干功能區(qū)I和位于相鄰功能區(qū)I之間的切割道區(qū)域II,所述基板101具有相對(duì)的第一面和第二面,且所上基板101內(nèi)具有線路層102。
所述基板101為玻璃基板、金屬基板、半導(dǎo)體基板或者聚合物基板。本實(shí)施例中,所述基板101為PCB基板。
后續(xù)在將第一功能芯片201(參考圖3)以及第二功能芯片301(參考圖4)設(shè)置在所述基板101功能區(qū)I后,會(huì)沿所述切割道區(qū)域II切割所述基板101,位于功能區(qū)I的基板101、第一功能芯片201以及第二功能芯片301將成為若干單顆的封裝結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例中,根據(jù)布線以及電連接需求,所述線路層102為具有所述基板101內(nèi)的多層布線互聯(lián)結(jié)構(gòu),其中,所述第一面暴露出的線路層102用于后續(xù)與第一功能芯片201電連接,所述第二面暴露出的線路層102用于后續(xù)與第二功能芯片301電連接。
本實(shí)施例中,所述基板101第一面還形成有防焊層103,所述防焊層103位于所述基板101第一面且還覆蓋所述線路層102,防止所述線路層102被氧化或者被腐蝕。所述基板102第二面還形成有絕緣層402,所述絕緣層402位于所述基板101第二面且覆蓋所述線路層102,防止所述線路層102被氧化或者被腐蝕。
參考圖6,在所述基板101功能區(qū)I第一面上形成中空環(huán)狀柱104。
所述中空環(huán)狀柱104后續(xù)用于對(duì)所述第一功能芯片201(參考圖3)提供保護(hù),且在所述中空環(huán)狀柱104頂部設(shè)置透光板后,使得所述中空環(huán)狀柱104、透光板以及所述基板101圍成空腔,且所述第一功能芯片201位于所述空腔內(nèi),避免第一功能芯片201中的影像感應(yīng)區(qū)204受到污染或損傷。
本實(shí)施例中,所述中空環(huán)狀柱104的材料為光刻膠,采用涂布工藝以及光刻工藝,形成所述中空環(huán)狀柱104。在其他實(shí)施例中,所述中空環(huán)狀柱的材料為樹(shù)脂材料時(shí),還可以采用樹(shù)脂印刷工藝,形成所述中空環(huán)狀柱。
需要說(shuō)明的是,所述中空環(huán)狀柱104的厚度不宜過(guò)薄,后續(xù)當(dāng)所述第一功能芯片201設(shè)置在所述基板101第一面上后,所述中空環(huán)狀柱104頂部應(yīng)高于影像感應(yīng)區(qū)204,防止后續(xù)設(shè)置的透光板觸碰到所述影像感應(yīng)區(qū)204。
還需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例中,相鄰功能區(qū)I之間的中空環(huán)狀柱104為相互獨(dú)立的,在其他實(shí)施例中,形成的中空環(huán)狀柱還位于切割道區(qū)域,因此相鄰功能區(qū)之間的中空環(huán)狀柱為一體的,后續(xù)在沿切割道切割所述基板時(shí)還切割位于切割道區(qū)域的中空環(huán)狀柱。
本實(shí)施例中,在所述基板101第一面上設(shè)置第一功能芯片201之前,在所述基板101功能區(qū)第一面上形成所述中空環(huán)狀柱104,避免形成所述中空環(huán)狀柱104的工藝對(duì)第一功能芯片201帶來(lái)?yè)p傷。
參考圖7,將所述第一功能芯片201設(shè)置在所述基板101功能區(qū)第一面上,所述第一背面與所述第一面固定接合;形成電連接所述焊盤202以及線路層102的導(dǎo)線203。
本實(shí)施例中,在所述第一背面或者所述第一面上設(shè)置粘附層(未圖示),通過(guò)所述粘附層實(shí)現(xiàn)所述第一背面與所述第一面的固定接合。在所述粘附層有利于提高所述基板101與所述第一功能芯片201之間的結(jié)合力。
所述焊盤202與所述基板101第一面的線路層102電連接,具體地,通過(guò)導(dǎo)線203實(shí)現(xiàn)所述焊盤202與所述線路層102的電連接,所述導(dǎo)線203一端與所述焊盤202相連,所述導(dǎo)線203另一端與所述線路層102相連。本實(shí)施例中,由于所述基板101第一面上形成有防焊層103,因此所述導(dǎo)線203貫穿所述防焊層103,從而使得所述導(dǎo)線203一端與所述基板101功能區(qū)第一面的線路層102電連接。
形成所述導(dǎo)線203的工藝為打線工藝,所述導(dǎo)線203的材料為金屬,所述金屬為銅、鋁、鎢、銀或金。
所述導(dǎo)線203彎曲。本實(shí)施例中,所述導(dǎo)線203頂點(diǎn)低于所述中空環(huán)狀柱104頂部,從而防止后續(xù)設(shè)置的透光板觸碰到所述導(dǎo)線203。
參考圖8,在所述中空環(huán)狀柱104頂部設(shè)置透光板105,且所述透光板105、中空環(huán)狀柱104以及所述基板101圍成空腔,且所述第一功能芯片201位于所述空腔內(nèi)。
單個(gè)所述透光板105可以橫跨至少一個(gè)功能區(qū)I。本實(shí)施例中,在每個(gè)功能區(qū)I上方形成單獨(dú)的透光板105。
在其他實(shí)施例中,所述透光板還可以橫跨至少兩個(gè)功能區(qū),例如,在所有功能區(qū)上方設(shè)置一塊透光板。
需要說(shuō)明的是,當(dāng)所述透光板105橫跨至少兩個(gè)功能區(qū)I時(shí),所述透光板105還位于切割道區(qū)域II上方,后續(xù)在沿切割道區(qū)域II切割所述基板101時(shí),還切割所述透光板105。
本實(shí)施例中,在設(shè)置所述透光板105之前,還在所述中空環(huán)狀柱104頂部形成粘膠層(未圖示),所述粘膠層的材料可以為UV膠帶或者熱解膠膠帶。在其他實(shí)施例中,還可以通過(guò)直接鍵合的方式,使所述透光板與所述中空環(huán)狀柱頂部固定接合。
在其他實(shí)施例中,還可以通過(guò)直接鍵合的方式,使所述透光板105與所述中空環(huán)狀柱104頂部固定接合。
參考圖9,將所述第二功能芯片301倒裝設(shè)置在所述基板101功能區(qū)I第二面上,所述第二功能面與所述第二面相對(duì),且所述第二功能面與所述基板101功能區(qū)I第二面暴露出的線路層102電連接。
本實(shí)施例中,在將所述第二功能芯片301倒裝在設(shè)置在所述基板101功能區(qū)I第二面之前,先刻蝕去除所述基板101功能區(qū)I第二面上的部分絕緣層402,暴露出所述基板101功能區(qū)I部分第二面,且暴露出與所述第二功能面電連接的線路層102;將所述第二功能芯片301倒裝設(shè)置在所述暴露出的基板101功能區(qū)I第二面上。
倒裝在基板101同一功能區(qū)I第二面上的第二功能芯片301的數(shù)量大于或等于1。本實(shí)施例中,以倒裝在基板101同一功能區(qū)I第二面上的第二功能芯片301的數(shù)量為1作為示例。
本實(shí)施例中,通過(guò)所述金屬凸塊302實(shí)現(xiàn)所述第二功能面與所述基板101功能區(qū)I第二面暴露出的線路層102之間的電連接。具體地,采用焊接鍵合工藝,使所述金屬凸塊302與所述基板101功能區(qū)I第二面暴露出的線路層102固定接合,其中,所述焊接鍵合工藝為共晶鍵合、超聲熱壓、熱壓焊接或者超聲波壓焊等。
參考圖10,在所述基板101功能區(qū)I第二面上形成焊接凸起401,所述焊接凸起401與所述基板101功能區(qū)I第二面暴露出的線路層102電連接。
通過(guò)所述焊接凸起401與所述第二功能芯片301電連接,且所述焊接凸起401還用于外部電路或者其他器件電連接,從而使得所述第二功能芯片301與外電路或者其他器件電連接。
本實(shí)施例中,由于所述基板101功能區(qū)I第二面上還形成有絕緣層402,在形成所述焊接凸起402之前,先刻蝕去除部分絕緣層402,暴露出所述基板101功能區(qū)I第二面上的部分線路層102;在所述基板101功能區(qū)I第二面暴露出的線路層102上形成所述焊接凸起401。
所述焊接凸起401頂部至所述基板101第二面的距離大于所述第二功能芯片301第二背面至所述基板101第二面的距離,保證當(dāng)所述焊接凸起401與外部電路或器件電連接時(shí)不會(huì)對(duì)第二功能芯片301造成擠壓。在其他實(shí)施例中,所述焊接凸起頂部至所述基板第二面的距離還可以等于或小于所述第二功能芯片第二背面至所述基板第二面的距離。
所述焊接凸起401頂部表面形狀為弧形,所述焊接凸起401的材料為金、錫或者錫合金,所述錫合金可以為錫銀、錫鉛、錫銀銅、錫銀鋅、錫鋅、錫鉍銦、錫銦、錫金、錫銅、錫鋅銦或者錫銀銻等。
本實(shí)施例中,采用植球工藝,形成所述焊接凸起401。在其他實(shí)施例中,還可以采用網(wǎng)板印刷工藝、以及回流工藝,形成所述焊接凸起。
繼續(xù)參考圖10,在所述基板101功能區(qū)I第二面上形成塑封層303,所述塑封層303覆蓋所述第二功能芯片301側(cè)壁。
本實(shí)施例中,所述塑封層303除覆蓋所述基板101功能區(qū)I第二面暴露出的線路層102外,還位于部分絕緣層402表面。
所述塑封層303起到保護(hù)第二功能芯片301的作用,防止?jié)駳庥赏獠壳秩?,使得所述第二功能芯?01與外部電氣絕緣。此外,所述塑封層303還起到支撐第二功能芯片301的作用,提高第二功能芯片301與所述基板101之間的結(jié)合性。
采用塑封工藝(molding)形成所述塑封層303,所述塑封工藝采用轉(zhuǎn)移方式或壓合方式;還可以采用點(diǎn)膠工藝形成所述塑封層303。
本實(shí)施例中,所述塑封層303覆蓋第二功能芯片301部分側(cè)壁。在其他實(shí)施例中,所述塑封層還可以覆蓋第二功能芯片全部側(cè)壁,或者,所述塑封層除覆蓋第二功能芯片全部側(cè)壁外,還覆蓋第二功能芯片第二背面。
采用整個(gè)模塊或若干分立模塊的方式形成所述塑封層211。本實(shí)施例中,采用若干個(gè)分立的模塊的方式形成所述塑封層303,即相鄰功能區(qū)I第二面上的塑封層303為相互獨(dú)立的。在其他實(shí)施例中,還可以采用整個(gè)模塊的方式形成所述塑封層,即對(duì)整塊基板第二面上形成整塊的塑封層。
具體地,采用分立模塊的方式形成所述塑封層303的方法為:采用多個(gè)模具,且每個(gè)模具中填充塑封層303材料;將模具按壓在所述基板101功能區(qū)I第二面上,進(jìn)行烘干處理后撤除模具,形成具有若干分立模塊的塑封層303。
所述塑封層303的材料為樹(shù)脂或防焊油墨材料,例如,環(huán)氧樹(shù)脂或丙烯酸樹(shù)脂。
本實(shí)施例中,所述塑封層303暴露出所述焊接凸起401側(cè)壁。在其他實(shí)施例中,所述塑封層還可以覆蓋所述焊接凸起側(cè)壁,從而對(duì)焊接凸起的側(cè)壁起到保護(hù)作用,且進(jìn)一步的提高焊接凸起與所述基板之間的結(jié)合性。
需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例中,以先形成所述焊接凸起401后形成所述塑封層為例;在其他實(shí)施例中,還可以先形成所述塑封層、后形成所述焊接凸起,且所述塑封層可以暴露出焊接凸起側(cè)壁,還可以覆蓋所述焊接凸起側(cè)壁。
在形成所述焊接凸起401以及塑封層303之后,沿所述切割道區(qū)域II切割所述基板101,形成若干單顆如圖2所示的封裝結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例中,采用切片刀切割或激光切割工藝切割所述基板101,形成若干單顆封裝結(jié)構(gòu)。
由于所述第一功能芯片201以及所述第二功能芯片301分別位于所述基板101相對(duì)的兩個(gè)面上,具體地,所述第一功能芯片201位于所述基板101第一面上,所述第二功能芯片301位于所述基板101第二面上,因此本實(shí)施例形成的封裝結(jié)構(gòu)在水平方向上的尺寸明顯減小了,從而提高了形成的封裝結(jié)構(gòu)的集成度。
雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動(dòng)與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。