CN108928802B - 芯片晶圆封装方法、微机电系统封装方法及微机电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片晶圆封装方法，包括：将芯片的正面与承载板进行临时键合；将芯片埋置在有机树脂层内；将承载板与圆片拆键合，并裸露出芯片上的管脚；制作一层绝缘层；在管脚对应的位置去除绝缘层形成盲孔；在有机树脂层的底部制作通过盲孔与管脚电连接的第一重布线层，制作第一钝化层；在有机树脂层的顶部制作穿透有机树脂层并与管脚连通的塑封料通孔；在塑封料通孔内填镀与第一重布线层电连接的通孔金属，制作第二重布线层，制作第二钝化层；制作与管脚电连接的凸块，得到扇出封装完成的芯片晶圆。本发明将MEMS芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和ASIC芯片晶圆实现晶圆级封装。
Description
技术领域
本发明涉及微机电技术领域，尤其涉及一种芯片晶圆封装方法、微机电系统封装方法及微机电系统。
背景技术
微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)芯片是集微传感器、微执行器、微机械结构、微电源微能源、信号处理和控制电路、高性能电子集成芯片、接口、通信等于一体的微型芯片，其广泛应用于高新技术产业。
通常，会设计专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片来驱动MEMS芯片，形成微机电系统。
然而，现有的MEMS芯片的大小与ASIC芯片的大小并不适配，导致其不能实现晶圆级封装，现有的封装形式多数还是采用的是传统的WB等封装，MEMS芯片与ASIC芯片的堆叠后通过WB方式实现其封装。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术无法实现MEMS芯片与ASIC芯片晶圆级封装的技术问题，提供一种芯片晶圆封装方法、微机电系统封装方法及微机电系统。
本发明的技术方案提供一种芯片晶圆封装方法，包括：
将芯片的正面与承载板进行临时键合；
将所述芯片埋置在有机树脂层内，得到埋置有芯片的圆片；
将所述承载板与所述圆片拆键合，并裸露出所述芯片上的管脚；
在所述芯片的正面制作一层绝缘层；
在所述管脚对应的位置去除所述绝缘层形成盲孔；
在所述有机树脂层的底部制作通过所述盲孔与所述管脚电连接的第一重布线层，制作覆盖所述第一重布线层的第一钝化层；
在所述有机树脂层的顶部制作穿透所述有机树脂层并与所述管脚连通的塑封料通孔；
在所述塑封料通孔内填镀与所述第一重布线层电连接的通孔金属，制作通过所述塑封料通孔内的通孔金属与所述第一重布线层电连接的第二重布线层，制作覆盖所述第二重布线层的第二钝化层；
在所述第一钝化层制作与所述管脚电连接的凸块，得到扇出封装完成的芯片晶圆。
进一步的，所述凸块设置在所述有机树脂层的投影范围内。
进一步的，所述芯片为专用集成电路芯片或者微机电系统芯片。
进一步的，所述芯片为微机电系统芯片，所述将所述芯片埋置在有机树脂层内，得到埋置有芯片的圆片，具体包括：
将所述微机电系统芯片埋置在所述有机树脂层内，并露出所述微机电系统芯片的功能区域，得到埋置有微机电系统芯片的圆片。
本发明提供一种微机电系统封装方法，包括：
使用如前所述的芯片晶圆封装方法对专用集成电路芯片进行扇出封装得到专用集成电路芯片晶圆，对微机电系统芯片进行扇入封装得到微机电系统芯片晶圆；
对所述专用集成电路芯片晶圆和所述微机电系统芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述专用集成电路芯片晶圆以及所述微机电系统芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
进一步地，所述对所述专用集成电路芯片晶圆和所述微机电系统芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述专用集成电路芯片晶圆以及所述微机电系统芯片晶圆的微机电系统级封装结构，具体包括：
将完成扇出封装的专用集成电路芯片晶圆的正面和完成扇入封装的微机电系统芯片晶圆的正面通过晶圆级键合工艺完成组装互连；
在所述专用集成电路芯片晶圆的背面制作第一焊球阵列球，并对所述专用集成电路芯片晶圆和所述微机电系统芯片晶圆进行划切，得到形成包含有微机电系统芯片晶圆以及专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
本发明提供一种微机电系统封装方法，包括：
使用如前所述的芯片晶圆封装方法对微机电系统芯片进行扇出封装得到微机电系统芯片晶圆，对专用集成电路芯片进行扇入封装得到专用集成电路芯片晶圆；
对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述微机电系统芯片晶圆以及所述专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
进一步的，所述对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述微机电系统芯片晶圆以及所述专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构，具体包括：
将完成扇出封装的微机电系统芯片晶圆的正面和完成扇入封装的专用集成电路芯片晶圆的正面通过晶圆级键合工艺完成组装互连；
在所述微机电系统芯片晶圆的背面通过蚀刻工艺将其所要求的微机电系统物理结构进行释放；
通过晶圆级键合工艺对所述微机电系统芯片晶圆进行盖帽键合；
在所述微机电系统芯片晶圆的背面制作第二焊球阵列球，并对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行划切，得到形成包含有所述微机电系统芯片晶圆以及所述专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
本发明提供一种微机电系统，包括：采用扇出封装的专用集成电路芯片晶圆、采用扇入封装的微机电系统芯片晶圆，所述专用集成电路芯片晶圆上设有与专用集成电路管脚电连接的专用集成电路凸块，所述专用集成电路凸块与所述微机电系统芯片晶圆的正面的微机电系统凸块电连接。
进一步的，所述专用集成电路芯片晶圆包括：专用集成电路芯片，所述专用集成电路芯片埋置在专用集成电路有机树脂层内，所述专用集成电路芯片的正面设置有一层专用集成电路绝缘层，所述专用集成电路绝缘层与所述专用集成电路管脚对应的位置设置有专用集成电路盲孔，在所述专用集成电路有机树脂层的底部设有通过所述专用集成电路盲孔与所述专用集成电路管脚电连接的第一专用集成电路重布线层，在所述第一专用集成电路重布线层上设有第一专用集成电路钝化层，在所述专用集成电路有机树脂层的顶部设有穿透所述有机树脂层与所述专用集成电路管脚连通的专用集成电路塑封料通孔，在所述专用集成电路塑封料通孔内填镀与所述第一专用集成电路重布线层电连接的专用集成电路通孔金属，在所述专用集成电路有机树脂层的顶部设有通过所述专用集成电路塑封料通孔内的专用集成电路通孔金属与所述第一专用集成电路重布线层电连接的第二专用集成电路重布线层，在所述第二专用集成电路重布线层上设有第二专用集成电路钝化层，在所述第一专用集成电路钝化层上设有与所述专用集成电路管脚电连接的专用集成电路凸块。
本发明提供一种微机电系统，包括：采用扇出封装的微机电系统芯片晶圆、采用扇入封装的专用集成电路芯片晶圆，所述微机电系统芯片晶圆上设有与微机电系统管脚电连接的微机电系统凸块，所述微机电系统凸块与所述专用集成电路芯片晶圆的正面的专用集成电路凸块电连接。
进一步的，所述微机电系统芯片晶圆包括：微机电系统芯片，所述微机电系统芯片埋置在微机电系统有机树脂层内，所述微机电系统芯片的正面设置有一层微机电系统绝缘层，所述微机电系统绝缘层与所述微机电系统管脚对应的位置设置有微机电系统盲孔，在所述微机电系统有机树脂层的底部设有通过所述微机电系统盲孔与所述微机电系统管脚电连接的第一微机电系统重布线层，在所述第一微机电系统重布线层上设有第一微机电系统钝化层，在所述微机电系统有机树脂层的顶部设有穿透所述微机电系统有机树脂层与所述微机电系统管脚连通的微机电系统塑封料通孔，在所述微机电系统塑封料通孔内填镀与所述第一微机电系统重布线层电连接的微机电系统通孔金属，在所述微机电系统有机树脂层的顶部设有通过所述微机电系统塑封料通孔内的微机电系统通孔金属与所述第一微机电系统重布线层电连接的第二微机电系统重布线层，在所述第二微机电系统重布线层上设有第二微机电系统钝化层，在所述第一微机电系统钝化层上设有与所述微机电系统管脚电连接的微机电系统凸块。
采用上述技术方案后，具有如下有益效果：本发明将ASIC芯片或者MEMS芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和MEMS芯片或者ASIC芯片晶圆实现晶圆级封装，通过其凸块(bump)焊接的方式通过MEMS芯片或者ASIC芯片的fan-in的方式引出到外界连接，从而可以通过晶圆级的封装实现MEMS芯片与ASIC芯片集成封装。由于采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
附图说明
参见附图，本发明的公开内容将变得更易理解。应当理解：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是本发明提供的一种芯片晶圆封装方法的流程示意图；
图2是本发明提供的一种专用集成电路芯片晶圆封装方法的流程示意图；
图3是本发明提供的一种微机电系统芯片晶圆封装方法的流程示意图；
图4是本发明一实施例提供的一种微机电系统封装方法的工作流程图；
图5是图4所示的对专用集成电路芯片晶圆和微机电系统芯片晶圆进行微机电系统封装的流程示意图；
图6是本发明另一实施例提供的一种微机电系统封装方法的工作流程图；
图7是图6所示的对微机电系统芯片晶圆和专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装的流程示意图；
图8是本发明一实施例提供的一种微机电系统的结构示意图；
图9是本发明另一实施例提供的一种微机电系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。
容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或视为对发明技术方案的限定或限制。
在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
实施例一
如图1所示，图1是本发明提供的一种芯片晶圆封装方法的流程示意图，包括：
步骤S11：将芯片101的正面与承载板102进行临时键合；
步骤S12：将芯片101埋置在有机树脂层103内，得到埋置有芯片的圆片；
步骤S13：将承载板102与圆片拆键合，并裸露出芯片101上的管脚104；
步骤S14：在芯片101的正面制作一层专用绝缘层105；
步骤S15：在管脚104对应的位置去除绝缘层105形成盲孔106；
步骤S16：在有机树脂层103的底部制作通过盲孔106与管脚104电连接的第一重布线层107，制作覆盖第一重布线层107的第一钝化层；
步骤S17：在有机树脂层103的顶部制作穿透有机树脂层103并与管脚104连通的塑封料通孔108；
步骤S18：在塑封料通孔108内填镀与第一重布线层107电连接的通孔金属，制作通过塑封料通孔108内的通孔金属与第一重布线层107电连接的第二重布线层109，制作覆盖第二重布线层的第二钝化层；
步骤S19：在第一钝化层制作与管脚104电连接的凸块110，得到扇出封装完成的芯片晶圆。
具体来说：
步骤S11，临时贴片：将芯片101通过临时键合胶1021等按照其一定的位置精度正面朝下贴装到承载板102上，该承载板102的大小与要进行键合的芯片101的晶圆大小相同，材料可以为金属、硅(Si)、玻璃等材料；
步骤S12，塑封：通过相关设备将芯片101埋置到有机树脂层103内，该树脂可以为模顶(molding)胶，也可以为其他的相关的环氧、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、苯并环丁烯(Benzocyclobutene，BCB)等树脂材料，材料的形态可以为液态、固态、膜状等，所使用的设备可以为塑封机、压膜机、高温压机等；
步骤S13，拆临时键合承载板：将承载板102与已经埋置有芯片的圆片拆键合，从而将芯片101上的输入/输出(I/O)管脚(pad)104裸露出来，为进行下步的重布线层(Redistribution Layer，RDL)的制作做好准备；
步骤S14，RDL绝缘层制作：在芯片101的正面的圆片上面制作一层绝缘层105，同样该绝缘层105材料可以为有机树脂也可以为无机的材料，制作方法包含有喷涂、甩胶、压膜、气相沉积等；
步骤S15，RDL与芯片连接的盲孔制作：在芯片101pad对应的位置通过一定的工艺方法将绝缘层105去除形成盲孔106，该工艺方法可以为钻孔工艺、通过曝光显影工艺、也可以通过干法或湿法刻蚀工艺等方式制作；
步骤S16，RDL线路层制作：通过制作种子层、电镀、曝光、显影、蚀刻等工艺步骤实现在有机树脂层103的底部制作重分布线路层，并且在该线路层上面制作一层钝化层，用于保护RDL的线路；
步骤S17，塑封料通孔(TMV)制作：在有机树脂层103的顶部制作穿透埋置芯片的树脂层的TMV孔108；
步骤S18，TMV孔金属化及RDL层制作：在所制作的TMV孔108内填镀金属，另外在上层面制作上层的RDL层109，用于将芯片101以及IC芯片与外界的互连通道；
步骤S19，倒装焊工艺(Bumping)：在芯片101的I/O凸块相对应的位置通过倒装焊工艺制作与芯片相连接的微凸块(micro bump)，该bump的材料可以为铜柱凸块(Copperpillar bump)等。
本发明提供的芯片晶圆封装方法，将ASIC芯片或者MEMS芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和MEMS芯片或者ASIC芯片晶圆实现晶圆级封装，通过其凸块(bump)焊接的方式通过MEMS芯片或者ASIC芯片的fan-in的方式引出到外界连接，从而可以通过晶圆级的封装实现MEMS芯片与ASIC芯片集成封装。由于采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
在其中一个实施例中，凸块设置在有机树脂的投影范围内。
本实施例将凸块设置在有机树脂的投影范围内，使得在切割时能够在有机树脂范围内切割，不会影响到芯片本身。
实施例二
如图2所示，图2是本发明提供的一种专用集成电路芯片晶圆封装方法的流程示意图，包括：
步骤S21：将专用集成电路芯片201的正面与专用集成电路承载板202进行临时键合；
步骤S22：将专用集成电路芯片201埋置在专用集成电路有机树脂层203内，得到埋置有芯片的圆片；
步骤S23：将专用集成电路承载板202与圆片拆键合，并裸露出专用集成电路芯片201上的专用集成电路管脚204；
步骤S24：在专用集成电路芯片201的正面制作一层专用集成电路绝缘层205；
步骤S25：在专用集成电路管脚204对应的位置去除专用集成电路绝缘层205形成专用集成电路盲孔206；
步骤S26：在专用集成电路有机树脂层203的底部制作通过专用集成电路盲孔206与专用集成电路管脚204电连接的第一专用集成电路重布线层207，制作覆盖第一专用集成电路重布线层207的第一专用集成电路钝化层；
步骤S27：在专用集成电路有机树脂层203的顶部制作穿透专用集成电路有机树脂层203与专用集成电路管脚204连通的专用集成电路塑封料通孔208；
步骤S28：在专用集成电路塑封料通孔208内填镀与第一专用集成电路重布线层207电连接的专用集成电路通孔金属，制作通过专用集成电路塑封料通孔208内的专用集成电路通孔金属与第一专用集成电路重布线层207电连接的第二专用集成电路重布线层209，制作覆盖第二专用集成电路重布线层209的第二专用集成电路钝化层；
步骤S29：在第一专用集成电路钝化层制作与专用集成电路管脚204电连接的专用集成电路凸块210，得到扇出封装完成的专用集成电路芯片晶圆。
本发明提供的专用集成电路芯片晶圆封装方法，将ASIC芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和MEMS芯片晶圆实现晶圆级封装，通过其凸块(bump)焊接的方式通过MEMS芯片的fan-in的方式引出到外界连接，从而可以通过晶圆级的封装实现MEMS芯片与ASIC芯片集成封装。由于采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
实施例三
如图3所示，图3是本发明提供的一种微机电系统芯片晶圆封装方法的流程示意图，包括：
步骤S31：将微机电系统芯片301的正面与微机电系统承载板302进行临时键合；
步骤S32：将微机电系统芯片301埋置在微机电系统有机树脂层303内，得到埋置有芯片的圆片；
步骤S33：将微机电系统承载板302与圆片拆键合，并裸露出微机电系统芯片301上的微机电系统管脚304；
步骤S34：在微机电系统芯片301的正面制作一层微机电系统绝缘层305；
步骤S35：在微机电系统管脚304对应的位置去除微机电系统绝缘层305形成微机电系统盲孔306；
步骤S36：在微机电系统有机树脂层303的底部制作通过微机电系统盲孔306与微机电系统管脚304电连接的第一微机电系统重布线层307，制作覆盖第一微机电系统重布线层307的第一微机电系统钝化层；
步骤S37：在微机电系统有机树脂层303的顶部制作穿透微机电系统有机树脂层303与微机电系统管脚304连通的微机电系统塑封料通孔308；
步骤S38：在微机电系统塑封料通孔308内填镀与第一微机电系统重布线层307电连接的微机电系统通孔金属，制作通过微机电系统塑封料通孔308内的微机电系统通孔金属与第一微机电系统重布线层307电连接的第二微机电系统重布线层309，制作覆盖第二微机电系统重布线层309的第二微机电系统钝化层；
步骤S39：在第一微机电系统钝化层制作与微机电系统管脚304电连接的微机电系统凸块310，得到扇出封装完成的微机电系统芯片晶圆。
在其中一个实施例中，所述步骤S302，具体包括：
将微机电系统芯片301埋置在微机电系统有机树脂层303内，并露出微机电系统芯片301的功能区域311，得到埋置有芯片的圆片。
本实施例将微机电系统芯片的功能区域露出，从而便于MEMS芯片与外界交流。
本发明提供的微机电系统芯片晶圆封装方法，将MEMS芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和ASIC芯片晶圆实现晶圆级封装，通过其凸块(bump)焊接的方式通过ASIC芯片的fan-in的方式引出到外界连接，从而可以通过晶圆级的封装实现MEMS芯片与ASIC芯片集成封装。由于采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
实施例四
如图4所示，图4是本发明一实施例提供的一种微机电系统封装方法的工作流程图，包括：
步骤S41：使用如前所述的芯片晶圆封装方法对专用集成电路芯片进行扇出封装得到专用集成电路芯片晶圆，对微机电系统芯片进行扇入封装得到微机电系统芯片晶圆；
具体的，在微机电系统芯片上制作与专用集成电路凸块相对应的微机电系统凸块，得到封装完成的微机电系统芯片晶圆。
步骤S42：对专用集成电路芯片晶圆和微机电系统芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有专用集成电路芯片晶圆以及微机电系统芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
本发明提供的微机电系统封装方法，采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
在其中一个实施例中，如图5所示，所述步骤S402，具体包括：
步骤S51：将完成扇出封装的专用集成电路芯片晶圆2的正面和完成扇入封装的微机电系统芯片晶圆3的正面通过晶圆级键合工艺完成组装互连；
步骤S52：在专用集成电路芯片晶圆2的背面制作第一焊球阵列球4，并对专用集成电路芯片晶圆2和所述微机电系统芯片晶圆3进行划切，得到形成包含有微机电系统芯片晶圆3以及专用集成电路芯片晶圆2的微机电系统级封装结构。
具体来说：
步骤S51，ASIC晶圆级键合：将已经完成封装的ASIC芯片晶圆2的正面和MEMS芯片晶圆3的正面通过晶圆级键合工艺对微机电系统芯片晶圆的微机电系统凸块210与专用集成电路芯片晶圆的专用集成电路凸块310完成组装互连；
步骤S52，植焊球阵列(Ball Grid Array，BGA)球：在ASIC芯片的所对应的第二重布线层的位置进行植BGA球从而完成其与外界直接的连接端口，需要说明的是，在进行植BGA球之前，需要在与植球的位置对应的第二钝化层上制作球下金属层(Under BumpMetalization，UBM)，并进行划切，从而形成包含有MEMS芯片晶圆以及其ASIC驱动芯片晶圆的MEMS系统级封装结构。
本实施例具体实现对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装，并对微机电系统芯片晶圆和专用集成电路芯片晶圆进行划切，以满足不同尺寸的晶圆需求。
实施例五
如图6所示，图6是本发明另一实施例提供的一种微机电系统封装方法的工作流程图，包括：
步骤S61：使用如前所述的芯片晶圆封装方法对微机电系统芯片进行扇出封装得到微机电系统芯片晶圆，对专用集成电路芯片进行扇入封装得到专用集成电路芯片晶圆；
具体的在专用集成电路芯片上制作与微机电系统凸块相对应的专用集成电路凸块，得到封装完成的专用集成电路芯片晶圆。
步骤S62：对微机电系统芯片晶圆和专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有微机电系统芯片晶圆以及专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
本发明提供的微机电系统封装方法，采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
在其中一个实施例中，如图7所示，所述步骤S602，具体包括：、
步骤S71：将完成扇出封装的微机电系统芯片晶圆3的正面和完成扇入封装的专用集成电路芯片晶圆2的正面通过晶圆级键合工艺完成组装互连；
步骤S72：在微机电系统芯片晶圆3的背面通过蚀刻工艺将其所要求的微机电系统物理结构进行释放；
步骤S73：通过晶圆级键合工艺对微机电系统芯片晶圆3进行盖帽键合；
步骤S74：在微机电系统芯片晶圆3的背面制作第二焊球阵列球5，并对微机电系统芯片晶圆3和专用集成电路芯片晶圆2进行划切，得到形成包含有微机电系统芯片晶圆3以及专用集成电路芯片晶圆2的微机电系统级封装结构。
具体来说：
步骤S71，MEMS晶圆级键合：将已经完成封装的MEMS芯片晶圆3和ASIC芯片晶圆2通过晶圆级键合工艺对微机电系统芯片晶圆的微机电系统凸块310与专用集成电路芯片晶圆的专用集成电路凸块210完成组装互连；
步骤S72，MEMS芯片结构释放：在MEMS芯片晶圆3的背面通过蚀刻工艺将其所要求的MEMS物理结构进行释放，MEMS芯片晶圆3的背面与MEMS芯片的背面方向一致；
步骤S73，MEMS芯片盖帽(cap)制作：通过晶圆级键合工艺将MEMS芯片晶圆所需的CAP进行键合，从而保护其MEMS芯片的可动的结构部件；
步骤S74，植BGA球：在MEMS芯片的所对应的第二重布线层的位置进行植BGA球从而完成其与外界直接的连接端口，并进行划切，从而形成包含有MEMS芯片晶圆以及其ASIC驱动芯片晶圆的MEMS系统级封装结构。
本实施例具体实现对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装，并对微机电系统芯片晶圆和专用集成电路芯片晶圆进行划切，以满足不同尺寸的晶圆需求。
实施例六
如图8所示，图8是本发明一实施例提供的一种微机电系统的结构示意图，包括：采用扇出封装的专用集成电路芯片晶圆2、采用扇入封装的微机电系统芯片晶圆3，专用集成电路芯片晶圆1上设有与专用集成电路管脚电连接的专用集成电路凸块210，专用集成电路凸块210与微机电系统芯片晶圆3的正面的微机电系统凸块310电连接。
本发明提供的微机电系统结构，将ASIC芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和MEMS芯片晶圆实现晶圆级封装，通过其凸块(bump)焊接的方式通过MEMS芯片的fan-in的方式引出到外界连接，从而可以通过晶圆级的封装实现MEMS芯片与ASIC芯片集成封装。由于采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
在其中一个实施例中，专用集成电路芯片晶圆2包括：专用集成电路芯片201，专用集成电路芯片201埋置在专用集成电路有机树脂203内，专用集成电路芯片201的正面设有一层专用集成电路绝缘层205，专用集成电路绝缘层205与专用集成电路管脚204对应的位置设置有专用集成电路盲孔206，在专用集成电路有机树脂层203的底部设有通过专用集成电路盲孔206与专用集成电路管脚204电连接的第一专用集成电路重布线层207，在第一专用集成电路重布线层207上设有第一专用集成电路钝化层，在有机树脂层203的顶部设有穿透专用集成电路有机树脂层203与专用集成电路管脚204连通的专用集成电路塑封料通孔208，在专用集成电路塑封料通孔208内填镀与第一专用集成电路重布线层207电连接的专用集成电路通孔金属，在专用集成电路有机树脂层203的顶部设有通过专用集成电路塑封料通孔208内的专用集成电路通孔金属与第一专用集成电路重布线层207电连接的第二专用集成电路重布线层209，在第二专用集成电路重布线层209上设有第二专用集成电路钝化层，在第一专用集成电路钝化层上设有与专用集成电路管脚204电连接的专用集成电路凸块210。
本实施例的ASIC芯片为扇出型封装结构，使其尺寸能够和MEMS芯片的晶圆实现晶圆级封装。
实施例七
如图9所示，图9是本发明另一实施例提供的一种微机电系统的结构示意图，包括：采用扇出封装的微机电系统芯片晶圆3、采用扇入封装的专用集成电路芯片晶圆2，微机电系统芯片晶圆3上设有与微机电系统管脚电连接的微机电系统凸块310，微机电系统凸块310与专用集成电路芯片晶圆2的正面的专用集成电路凸块210电连接。
本发明提供的微机电系统，将MEMS芯片通过扇出型封装形式，使其尺寸能够和ASIC芯片晶圆实现晶圆级封装，通过其凸块(bump)焊接的方式通过ASIC芯片的fan-in的方式引出到外界连接，从而可以通过晶圆级的封装实现MEMS芯片与ASIC芯片集成封装。由于采用晶圆级封装有效缩短了芯片之间以及与外界相连的路径，从而提高了系统的性能。从ASIC芯片的背面直接通过RDL引出到外界，从而可以保证ASIC芯片的高速信号的传输。
在其中一个实施例中，微机电系统芯片晶圆3包括：微机电系统芯片301，微机电系统芯片301埋置在微机电系统有机树脂303内，微机电系统芯片301的正面设有一层微机电系统绝缘层305，微机电系统绝缘层305与微机电系统芯片管脚304对应的位置设置有微机电系统盲孔306，在微机电系统有机树脂层303的底部设有通过微机电系统盲孔306与微机电系统管脚304电连接的第一微机电系统重布线层307，在第一微机电系统重布线层307上设有第一微机电系统钝化层，在微机电系统有机树脂层303的顶部设有穿透微机电系统有机树脂层303与微机电系统管脚304连通的微机电系统塑封料通孔308，在微机电系统塑封料通孔308内填镀与第一微机电系统重布线层电连接的微机电系统通孔金属，在微机电系统有机树脂层303的顶部设有通过微机电系统塑封料通孔308内的微机电系统通孔金属与第一微机电系统重布线层307电连接的第二微机电系统重布线层309，在第二微机电系统重布线层309上设有第二微机电系统钝化层，在第一微机电系统钝化层上设有与微机电系统管脚304电连接的微机电系统凸块310。
本实施例的MEMS芯片为扇出型封装结构，使其尺寸能够和ASIC芯片晶圆实现晶圆级封装。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种微机电系统封装方法，其特征在于，包括：
使用芯片晶圆封装方法对专用集成电路芯片进行扇出封装得到专用集成电路芯片晶圆，对微机电系统芯片进行扇入封装得到微机电系统芯片晶圆: 将芯片的正面与承载板进行临时键合，所述芯片为专用集成电路芯片；将所述芯片埋置在有机树脂层内，得到埋置有芯片的圆片；将所述承载板与所述圆片拆键合，并裸露出所述芯片上的管脚；在所述芯片的正面制作一层绝缘层；在所述管脚对应的位置去除所述绝缘层形成盲孔；在所述有机树脂层的底部制作通过所述盲孔与所述管脚电连接的第一重布线层，制作覆盖所述第一重布线层的第一钝化层；在所述有机树脂层的顶部制作穿透所述有机树脂层并与所述管脚连通的塑封料通孔；在所述塑封料通孔内填镀与所述第一重布线层电连接的通孔金属，制作通过所述塑封料通孔内的通孔金属与所述第一重布线层电连接的第二重布线层，制作覆盖所述第二重布线层的第二钝化层；在所述第一钝化层制作与所述管脚电连接的凸块，得到扇出封装完成的专用集成电路芯片晶圆；
对所述专用集成电路芯片晶圆和所述微机电系统芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述专用集成电路芯片晶圆以及所述微机电系统芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
2.如权利要求1所述的微机电系统封装方法，其特征在于，所述对所述专用集成电路芯片晶圆和所述微机电系统芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述专用集成电路芯片晶圆以及所述微机电系统芯片晶圆的微机电系统级封装结构，具体包括：
将完成扇出封装的专用集成电路芯片晶圆的正面和完成扇入封装的微机电系统芯片晶圆的正面通过晶圆级键合工艺完成组装互连；
在所述专用集成电路芯片晶圆的背面制作第一焊球阵列球，并对所述专用集成电路芯片晶圆和所述微机电系统芯片晶圆进行划切，得到形成包含有微机电系统芯片晶圆以及专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
3.如权利要求1所述的微机电系统封装方法，其特征在于，所述凸块设置在所述有机树脂层的投影范围内。
4.一种微机电系统封装方法，其特征在于，包括：
使用芯片晶圆封装方法对微机电系统芯片进行扇出封装得到微机电系统芯片晶圆，对专用集成电路芯片进行扇入封装得到专用集成电路芯片晶圆:将芯片的正面与承载板进行临时键合，所述芯片为微机电系统芯片；将所述芯片埋置在有机树脂层内，得到埋置有芯片的圆片；将所述承载板与所述圆片拆键合，并裸露出所述芯片上的管脚；在所述芯片的正面制作一层绝缘层；在所述管脚对应的位置去除所述绝缘层形成盲孔；在所述有机树脂层的底部制作通过所述盲孔与所述管脚电连接的第一重布线层，制作覆盖所述第一重布线层的第一钝化层；在所述有机树脂层的顶部制作穿透所述有机树脂层并与所述管脚连通的塑封料通孔；在所述塑封料通孔内填镀与所述第一重布线层电连接的通孔金属，制作通过所述塑封料通孔内的通孔金属与所述第一重布线层电连接的第二重布线层，制作覆盖所述第二重布线层的第二钝化层；在所述第一钝化层制作与所述管脚电连接的凸块，得到扇出封装完成的微机电系统芯片晶圆；
对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述微机电系统芯片晶圆以及所述专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
5.如权利要求4所述的微机电系统封装方法，其特征在于，所述对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行微机电系统封装，得到包含有所述微机电系统芯片晶圆以及所述专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构，具体包括：
将完成扇出封装的微机电系统芯片晶圆的正面和完成扇入封装的专用集成电路芯片晶圆的正面通过晶圆级键合工艺完成组装互连；
在所述微机电系统芯片晶圆的背面通过蚀刻工艺将其所要求的微机电系统物理结构进行释放；
通过晶圆级键合工艺对所述微机电系统芯片晶圆进行盖帽键合；
在所述微机电系统芯片晶圆的背面制作第二焊球阵列球，并对所述微机电系统芯片晶圆和所述专用集成电路芯片晶圆进行划切，得到形成包含有所述微机电系统芯片晶圆以及所述专用集成电路芯片晶圆的微机电系统级封装结构。
6.如权利要求4所述的微机电系统封装方法，其特征在于，所述凸块设置在所述有机树脂层的投影范围内。
7.如权利要求4所述的微机电系统封装方法，其特征在于，所述将所述芯片埋置在有机树脂层内，得到埋置有芯片的圆片，具体包括：
将所述微机电系统芯片埋置在有机树脂层内，并露出所述微机电系统芯片的功能区域，得到埋置有微机电系统芯片的圆片。
8.一种微机电系统，其特征在于，包括：采用扇出封装的专用集成电路芯片晶圆、采用扇入封装的微机电系统芯片晶圆，所述专用集成电路芯片晶圆上设有与专用集成电路管脚电连接的专用集成电路凸块，所述专用集成电路凸块与所述微机电系统芯片晶圆的正面的微机电系统凸块电连接,所述专用集成电路芯片晶圆包括：专用集成电路芯片，所述专用集成电路芯片的正面与专用集成电路承载板进行临时键合，所述专用集成电路芯片埋置在专用集成电路有机树脂层内，所述专用集成电路芯片的正面设置有一层专用集成电路绝缘层，所述专用集成电路绝缘层与所述专用集成电路管脚对应的位置设置有专用集成电路盲孔，在所述专用集成电路有机树脂层的底部设有通过所述专用集成电路盲孔与所述专用集成电路管脚电连接的第一专用集成电路重布线层，在所述第一专用集成电路重布线层上设有第一专用集成电路钝化层，在所述专用集成电路有机树脂层的顶部设有穿透所述有机树脂层与所述专用集成电路管脚连通的专用集成电路塑封料通孔，在所述专用集成电路塑封料通孔内填镀与所述第一专用集成电路重布线层电连接的专用集成电路通孔金属，在所述专用集成电路有机树脂层的顶部设有通过所述专用集成电路塑封料通孔内的专用集成电路通孔金属与所述第一专用集成电路重布线层电连接的第二专用集成电路重布线层，在所述第二专用集成电路重布线层上设有第二专用集成电路钝化层，在所述第一专用集成电路钝化层上设有与所述专用集成电路管脚电连接的专用集成电路凸块。
9.一种微机电系统，其特征在于，包括：采用扇出封装的微机电系统芯片晶圆、采用扇入封装的专用集成电路芯片晶圆，所述微机电系统芯片晶圆上设有与微机电系统管脚电连接的微机电系统凸块，所述微机电系统凸块与所述专用集成电路芯片晶圆的正面的专用集成电路凸块电连接,所述微机电系统芯片晶圆包括：微机电系统芯片，所述微机电系统芯片的正面与微机电系统承载板进行临时键合，所述微机电系统芯片埋置在微机电系统有机树脂层内，所述微机电系统芯片的正面设置有一层微机电系统绝缘层，所述微机电系统绝缘层与所述微机电系统管脚对应的位置设置有微机电系统盲孔，在所述微机电系统有机树脂层的底部设有通过所述微机电系统盲孔与所述微机电系统管脚电连接的第一微机电系统重布线层，在所述第一微机电系统重布线层上设有第一微机电系统钝化层，在所述微机电系统有机树脂层的顶部设有穿透所述微机电系统有机树脂层与所述微机电系统管脚连通的微机电系统塑封料通孔，在所述微机电系统塑封料通孔内填镀与所述第一微机电系统重布线层电连接的微机电系统通孔金属，在所述微机电系统有机树脂层的顶部设有通过所述微机电系统塑封料通孔内的微机电系统通孔金属与所述第一微机电系统重布线层电连接的第二微机电系统重布线层，在所述第二微机电系统重布线层上设有第二微机电系统钝化层，在所述第一微机电系统钝化层上设有与所述微机电系统管脚电连接的微机电系统凸块。
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