聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法.pdf

本发明揭示了一种聚酰亚胺光敏层，按所述聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：纳米碳化硅1-30份；光敏聚酰亚胺浆料65-99份。本发明还揭示了一种聚酰亚胺光敏层的制备方法以及封装方法。在本发明的聚酰亚胺光敏层中，在所述光敏聚酰亚胺浆料加入纳米碳化硅，所述纳米碳化硅均匀地分散在所述光敏聚酰亚胺浆料中，形成纳米碳化硅的导热网络，从而提供热量的传输路径，使得所述聚酰亚胺光敏层的热膨胀系数降低，采用所述聚酰亚胺光敏层作为光敏聚合物，可以提高半导体器件的稳定性。

权利要求书1.  一种聚酰亚胺光敏层，形成于一衬底上，按所述聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：纳米碳化硅        1-30份；光敏聚酰亚胺浆料  65-99份。2.  如权利要求1所述的聚酰亚胺光敏层，其特征在于，所述纳米碳化硅的平均粒径为1nm～50nm。3.  如权利要求1或2所述的聚酰亚胺光敏层，其特征在于，所述聚酰亚胺光敏层还包括0-5份的偶联剂。4.  如权利要求3所述的聚酰亚胺光敏层，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。5.  一种聚酰亚胺光敏层的制备方法，包括：提供光敏聚酰亚胺浆料；向所述光敏聚酰亚胺浆料中加入所述纳米碳化硅，并进行搅拌，形成复合浆料；将所述复合浆料涂覆在一衬底上，形成所述聚酰亚胺光敏层；其中，按所述聚酰亚胺光敏层重量100份计，所述纳米碳化硅为1-30份，所述光敏聚酰亚胺浆料为65-99份。6.  如权利要求5所述的聚酰亚胺光敏层的制备方法，其特征在于，所述纳米碳化硅的平均粒径为1nm～50nm。7.  如权利要求5或6所述的聚酰亚胺光敏层的制备方法，其特征在于，所述聚酰亚胺光敏层还包括0-5份的偶联剂。8.  如权利要求7所述的聚酰亚胺光敏层的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。9.  一种封装方法，包括：提供一基底；在所述基底上形成第一聚酰亚胺光敏层；在所述第一聚酰亚胺光敏层上形成再分配层；在所述再分配层上形成第二聚酰亚胺光敏层；在所述第二聚酰亚胺光敏层上形成底层金属层；在所述底层金属层上形成导电凸块；其中，按所述第一聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份；纳米碳化硅1-30份；光敏聚酰亚胺浆料65-99份；按所述第二聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：纳米碳化硅1-30份；光敏聚酰亚胺浆料65-99份。10.  如权利要求9所述的封装方法，其特征在于，所述在所述基底上形成第一聚酰亚胺光敏层的步骤包括：提供光敏聚酰亚胺浆料；向所述光敏聚酰亚胺浆料中加入所述纳米碳化硅，并进行搅拌，形成第一复合浆料；将所述复合浆料涂覆在所述基底上，形成所述第一聚酰亚胺光敏层。11.  如权利要求10所述的封装方法，其特征在于，所述第一聚酰亚胺光敏层中所述纳米碳化硅的含量为1-25份。12.  如权利要求9所述的封装方法，其特征在于，所述在所述基底上形成第二聚酰亚胺光敏层的步骤包括：提供光敏聚酰亚胺浆料；向所述光敏聚酰亚胺浆料中加入所述纳米碳化硅，并进行搅拌，形成第二复合浆料；将所述复合浆料涂覆在所述再分配层上，形成所述第二聚酰亚胺光敏层。13.  如权利要求12所述的封装方法，其特征在于，所述第二聚酰亚胺光敏层中所述纳米碳化硅的含量为5-30份。14.  如权利要求9至13任意一项所述的封装方法，其特征在于，所述第一聚酰亚胺光敏层或/和第二聚酰亚胺光敏层还包括0-5份的偶联剂。15.  如权利要求14所述的封装方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂。16.  如权利要求9至13任意一项所述的封装方法，所述纳米碳化硅的平均粒径为1nm～50nm。

说明书聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别是涉及一种聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法。
背景技术
半导体器件用于各种电子应用，诸如个人电脑、手机、数码相机、以及其他电子设备。通常通过在半导体衬底上方按顺序沉积绝缘或者介电层、导电层、和半导电层的材料，以及采用光刻图案化各种材料层以在其上形成电路元件和元件来制造半导体器件。
半导体产业通过不断减小最小部件尺寸来不断提高各种电子元件(例如，晶体管、二极管、电阻器、电容器等等)的集成密度，这容许将更多的元件集成到给定的区域中。在某些应用中，这些更小的电子元件同样需要比过去的封装件利用更少面积的更小的封装件。
因此，已经开始开发新的封装技术诸如晶圆级封装(WLP)，其中将集成电路(IC)设置在具有用于与IC和其他电气元件建立连接的布线的载具上。这些用于半导体的相对新型的封装技术面临制造挑战。
现有技术的封装过程中，需要用到光敏聚合物(如聚酰亚胺PI等材料)，光敏聚合物作为光阻使用，同时还为再分配层提供一个平坦的表面，并可以保护下层的基底。然而，由于光敏聚合物具有较大的热阻以及热膨胀系数，从而影响半导体器件的散热性能，进一步地影响半导体器件的稳定性，使得半导体器件的下层金属破裂，造成半导体器件失效。
因此，如何提供一种聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法，能降低光敏聚合物的热膨胀系数，提高半导体器件的稳定性，已成为本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法，能降低光敏聚合物的热膨胀系数，提高半导体器件的稳定性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种聚酰亚胺光敏层，形成于一衬底上，按所述聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：
纳米碳化硅        1-30份；
光敏聚酰亚胺浆料  65-99份。
进一步地，在所述聚酰亚胺光敏层中，所述纳米碳化硅的平均粒径为1nm～50nm。
进一步地，在所述聚酰亚胺光敏层中，所述聚酰亚胺光敏层还包括0-5份的偶联剂。
进一步地，在所述聚酰亚胺光敏层中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
根据本发明的另一面，本发明还提供一种聚酰亚胺光敏层的制备方法，包括：
提供光敏聚酰亚胺浆料；
向所述光敏聚酰亚胺浆料中加入所述纳米碳化硅，并进行搅拌，形成复合浆料；
将所述复合浆料涂覆在一衬底上，形成所述聚酰亚胺光敏层；
其中，按所述聚酰亚胺光敏层重量100份计，所述纳米碳化硅为1-30份，所述光敏聚酰亚胺浆料为65-99份。
进一步地，在所述聚酰亚胺光敏层的制备方法中，所述纳米碳化硅的平均粒径为1nm～50nm。
进一步地，在所述聚酰亚胺光敏层的制备方法中，所述聚酰亚胺光敏层还包括0-5份的偶联剂。
进一步地，在所述聚酰亚胺光敏层的制备方法中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
根据本发明的另一面，本发明还提供一种封装方法，包括：
提供一基底；
在所述基底上形成第一聚酰亚胺光敏层；
在所述第一聚酰亚胺光敏层上形成再分配层；
在所述再分配层上形成第二聚酰亚胺光敏层；
在所述第二聚酰亚胺光敏层上形成底层金属层；
在所述底层金属层上形成导电凸块；其中，
按所述第一聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：纳米碳化硅1-30份；光敏聚酰亚胺浆料65-99份；
按所述第二聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：纳米碳化硅1-30份；光敏聚酰亚胺浆料65-99份。
进一步地，在所述封装方法中，所述在所述基底上形成第一聚酰亚胺光敏层的步骤包括：
提供光敏聚酰亚胺浆料；
向所述光敏聚酰亚胺浆料中加入所述纳米碳化硅，并进行搅拌，形成第一复合浆料；
将所述复合浆料涂覆在所述基底上，形成所述第一聚酰亚胺光敏层。
进一步地，在所述封装方法中，所述第一聚酰亚胺光敏层中所述纳米碳化硅的含量为1-25份。
进一步地，在所述封装方法中，所述在所述基底上形成第二聚酰亚胺光敏层的步骤包括：
提供光敏聚酰亚胺浆料；
向所述光敏聚酰亚胺浆料中加入所述纳米碳化硅，并进行搅拌，形成第二复合浆料；
将所述复合浆料涂覆在所述再分配层上，形成所述第二聚酰亚胺光敏层。
进一步地，在所述封装方法中，所述第二聚酰亚胺光敏层中所述纳米碳化硅的含量为5-30份。
进一步地，在所述封装方法中，所述第一聚酰亚胺光敏层或/和第二聚酰亚胺光敏层还包括0-5份的偶联剂。
进一步地，在所述封装方法中，所述偶联剂为硅烷偶联剂。
进一步地，在所述封装方法中，所述纳米碳化硅的平均粒径为1nm～50nm。
与现有技术相比，本发明提供的聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法 具有以下优点：
本发明提供的聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法，所述聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：纳米碳化硅1-30份；光敏聚酰亚胺浆料65-99份，与现有技术相比，在所述光敏聚酰亚胺浆料加入纳米碳化硅，所述纳米碳化硅均匀地分散在所述光敏聚酰亚胺浆料中，形成纳米碳化硅的导热网络，从而提供热量的传输路径，使得所述聚酰亚胺光敏层的热膨胀系数降低，采用所述聚酰亚胺光敏层作为光敏聚合物，可以提高半导体器件的稳定性。
附图说明
图1为本发明一实施例中聚酰亚胺光敏层的示意图；
图2为本发明一实施例中聚酰亚胺光敏层的制备方法的流程图；
图3为本发明一实施例中聚酰亚胺光敏层的制备方法的流程图；
图4为本发明一实施例中封装方法的流程图；
图5-图9为本发明一实施例中封装方法中器件结构的示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例 的目的。
本发明的核心思想在于，提供一聚酰亚胺光敏层110，如图1所示，所述聚酰亚胺光敏层110形成于一衬底100上，所述聚酰亚胺光敏层110以重量100份计包括以下组份：1-30份的纳米碳化硅112；65-99份的光敏聚酰亚胺浆料111，与现有技术相比，在所述光敏聚酰亚胺浆料111加入纳米碳化硅112，所述纳米碳化硅112均匀地分散在所述光敏聚酰亚胺浆料111中，形成纳米碳化硅112的导热网络，从而提供热量的传输路径，使得所述聚酰亚胺光敏层110的热膨胀系数降低，采用所述聚酰亚胺光敏层110作为光敏聚合物，可以提高半导体器件的稳定性。
其中，所述纳米碳化硅112在所述聚酰亚胺光敏层110中占1-30份，例如2份、5份、10份、15份、20份、25份等，具体根据所述聚酰亚胺光敏层110的要求决定，其中，当所述纳米碳化硅112的含量较高时，所述纳米碳化硅112和所述光敏聚酰亚胺浆料111的复合浆料的粘稠度较高，同时导热性能更好。所述纳米碳化硅112的平均粒径为1nm～50nm例如2nm、5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、45nm等，可以保证所述纳米碳化硅112在所述光敏聚酰亚胺浆料111中分散均匀，但所述纳米碳化硅112的平均粒径并不限于为1nm～50nm。
较佳的，所述聚酰亚胺光敏层110还包括0-5份的偶联剂，所述偶联剂在所述聚酰亚胺光敏层中占2份、3份、4份等，所述偶联剂的加入可以使得所述纳米碳化硅112在所述光敏聚酰亚胺浆料111中分散地更加均匀。其中，所述偶联剂优选为硅烷偶联剂，所述偶联剂并不限于为硅烷偶联剂，还可以为其它偶联剂。
结合上述核心思想，本发明还提供一种聚酰亚胺光敏层的制备方法，如图2所示，包括：
进行步骤S11：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
进行步骤S12：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成复合浆料。较佳的，可以先采用所述偶联剂对所述纳米碳化硅112进行表面修饰，然后将修饰后的所述纳米碳化硅112加入到所述光敏聚酰亚胺浆料111中形成所述复合浆料；
进行步骤S13：将所述复合浆料涂覆在一衬底100上，形成所述聚酰亚胺光 敏层110。一般的，在形成所述聚酰亚胺光敏层110后，需要对所述聚酰亚胺光敏层110进行固化工艺，此为本领域的技术人员可以理解的，在此不作赘述。
结合上述核心思想，本发明还提供一种封装方法，如图3所示，包括：
进行步骤S21：提供一基底200，如图4所示，其中，所述基底200中包括互连金属层等必要的器件结构，此为本领域的公知常识，在此不作赘述；
进行步骤S22：在所述基底200上形成第一聚酰亚胺光敏层210，如图5所示。一般的，所述第一聚酰亚胺光敏层210中，具有第一图案210a，此为本领域的公知常识，在此不作赘述。其中，在制备所述第一图案210a时，所述第一聚酰亚胺光敏层210为光阻使用，另外，在步骤S23中，所述第一聚酰亚胺光敏层210为再分配层提供一个平坦的表面，并可以保护下层的基底200。较佳的，在本实施例中，在所述封装方法中，所述步骤S22采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成第一复合浆料。较佳的，在本实施例中，由于所述第一聚酰亚胺光敏层210较薄，在所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入1-25份所述纳米碳化硅112；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述基底200上，形成所述第一聚酰亚胺光敏层210，使得所述第一聚酰亚胺光敏层210中含有1-25份的所述纳米碳化硅112。在本实施例中，在所述第一聚酰亚胺光敏层210固化后，制备所述第一图案210a；
进行步骤S23：在所述第一聚酰亚胺光敏层210上形成再分配层220，以与所述基底200中的互连金属层形成导电连通，如图6所示，其中，所述再分配层220为本领域的公知常识，在此不作赘述；
进行步骤S24：在所述再分配层220上形成第二聚酰亚胺光敏层230，如图7所示。一般的，所述第二聚酰亚胺光敏层230中，具有第二图案230a，此为本领域的公知常识，在此不作赘述。其中，在制备所述第二图案230a时，所述第二聚酰亚胺光敏层230为光阻使用，另外，在步骤S25中，所述第一聚酰亚胺光敏层210为底层金属层提供一个平坦的表面，并可以保护下层的再分配层 220。较佳的，在本实施例中，在所述封装方法中，所述步骤S24采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成第二复合浆料。较佳的，在本实施例中，由于所述第二聚酰亚胺光敏层230较厚，在所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入5-30份所述纳米碳化硅112；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述再分配层220上，形成所述第二聚酰亚胺光敏层230，使得所述第二聚酰亚胺光敏层2300中含有5-30份的所述纳米碳化硅112。在本实施例中，在所述第二聚酰亚胺光敏层230固化后，制备所述第二图案230a；
进行步骤S25：在所述第二聚酰亚胺光敏层230上形成底层金属层240，如图8所示，其中，所述底层金属层240为本领域的公知常识，在此不作赘述；
进行步骤S26：在所述底层金属层240上形成导电凸块250，如图9所示，其中，所述导电凸块250为本领域的公知常识，在此不作赘述。
以下列举所述聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法的几个实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
【第一实施例】
在本第一实施例中，所述聚酰亚胺光敏层及其制备方法用于半导体器件的封装。
首先，进行步骤S21：提供一基底200；
然后，进行步骤S22：在所述基底200上形成第一聚酰亚胺光敏层210，其中，所述步骤S22采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入20份所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成第一复合浆料，所述纳米碳化硅112的平均粒径为10nm；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述基底200上，形成所述第一聚酰亚胺光敏层210，使得所述第一聚酰亚胺光敏层210中含有10份的所述纳米碳化硅112；
接着，进行步骤S23：在所述第一聚酰亚胺光敏层210上形成再分配层220；
之后，进行步骤S24：在所述再分配层220上形成第二聚酰亚胺光敏层230，其中，所述步骤S24采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入25份所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成第二复合浆料，所述纳米碳化硅112的平均粒径为20nm；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述再分配层220上；
随后，进行步骤S25：在所述第二聚酰亚胺光敏层230上形成底层金属层240；
最后，进行步骤S26：在所述底层金属层240上形成导电凸块250。
最终得到半导体器件中，所述第一聚酰亚胺光敏层210和所述第二聚酰亚胺光敏层230的热膨胀系数低，半导体器件稳定性好。
【第二实施例】
在本第二实施例中，所述聚酰亚胺光敏层及其制备方法用于半导体器件的封装。
首先，进行步骤S21：提供一基底200；
然后，进行步骤S22：在所述基底200上形成第一聚酰亚胺光敏层210，其中，所述步骤S22采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入10份所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成第一复合浆料，所述纳米碳化硅112的平均粒径为30nm；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述基底200上，形成所述第一聚酰亚胺光敏层210，使得所述第一聚酰亚胺光敏层210中含有5份的所述纳米碳化硅112；
接着，进行步骤S23：在所述第一聚酰亚胺光敏层210上形成再分配层220；
之后，进行步骤S24：在所述再分配层220上形成第二聚酰亚胺光敏层230，其中，所述步骤S24采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入15份所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成第二复合浆料，所述纳米碳化硅112的平均粒径为40nm；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述再分配层220上；
随后，进行步骤S25：在所述第二聚酰亚胺光敏层230上形成底层金属层240；
最后，进行步骤S26：在所述底层金属层240上形成导电凸块250。
最终得到半导体器件中，所述第一聚酰亚胺光敏层210和所述第二聚酰亚胺光敏层230的热膨胀系数低，半导体器件稳定性好。
【第三实施例】
在本第三实施例中，所述聚酰亚胺光敏层及其制备方法用于半导体器件的封装。
首先，进行步骤S21：提供一基底200；
然后，进行步骤S22：在所述基底200上形成第一聚酰亚胺光敏层210，其中，所述步骤S22采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入5份所述纳米碳化硅112，并进行搅拌，形成第一复合浆料，所述纳米碳化硅112的平均粒径为5nm；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述基底200上，形成所述第一聚酰亚胺光敏层210，使得所述第一聚酰亚胺光敏层210中含有10份的所述纳米碳化硅112；
接着，进行步骤S23：在所述第一聚酰亚胺光敏层210上形成再分配层220；
之后，进行步骤S24：在所述再分配层220上形成第二聚酰亚胺光敏层230，其中，所述步骤S24采用本发明上述聚酰亚胺光敏层的制备方法，具体的包括：
第一子步：提供光敏聚酰亚胺浆料111；
第二子步：向所述光敏聚酰亚胺浆料111中加入5份所述纳米碳化硅112， 并进行搅拌，形成第二复合浆料，所述纳米碳化硅112的平均粒径为15nm；
第三子步：将所述复合浆料涂覆在所述再分配层220上；
随后，进行步骤S25：在所述第二聚酰亚胺光敏层230上形成底层金属层240；
最后，进行步骤S26：在所述底层金属层240上形成导电凸块250。
最终得到半导体器件中，所述第一聚酰亚胺光敏层210和所述第二聚酰亚胺光敏层230的热膨胀系数低，半导体器件稳定性好。
综上所述，本发明提供一种聚酰亚胺光敏层及其制备方法、封装方法，所述聚酰亚胺光敏层重量100份计包括以下组份：纳米碳化硅1-30份；光敏聚酰亚胺浆料65-99份。与现有技术相比，本发明具有以下优点：
在所述光敏聚酰亚胺浆料加入纳米碳化硅，所述纳米碳化硅均匀地分散在所述光敏聚酰亚胺浆料中，形成纳米碳化硅的导热网络，从而提供热量的传输路径，使得所述聚酰亚胺光敏层的热膨胀系数降低，采用所述聚酰亚胺光敏层作为光敏聚合物，可以提高半导体器件的稳定性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。