EMI防护的芯片封装结构的制作方法

文档序号:14677890发布日期:2018-06-12 21:45阅读:218来源:国知局
EMI防护的芯片封装结构的制作方法

本实用新型属于半导体封装技术领域,特别是涉及一种EMI防护的芯片封装结构。



背景技术:

随着集成电路的功能越来越强、性能和集成度越来越高,以及新型的集成电路出现,封装技术在集成电路产品中扮演着越来越重要的角色,在整个电子系统的价值中所占的比例越来越大。同时,随着集成电路特征尺寸达到纳米级,晶体管向更高密度、更高的时钟频率发展,封装也向更高密度的方向发展。

由于扇出晶圆级封装(Fan-Out Wafer Level Package,FOWLP)技术由于具有小型化、低成本和高集成度等优点,以及具有更好的性能和更高的能源效率,扇出晶圆级封装(FOWLP)技术已成为高要求的移动/无线网络等电子设备的重要的封装方法,是目前最具发展前景的封装技术之一。

然而,通信与信息终端的便携化、数字化,使系统的EMI/RFI抑制问题愈发突出,必须保护包括集成电路的半导体芯片(也将称作“半导体晶片”)免受会影响集成电路的操作的电磁波影响。另外,在半导体芯片操作的同时,集成电路可生成电磁波,所述电磁波也可能影响人体,即,从半导体芯片的集成电路生成的电磁波可能影响其它半导体芯片、其它电子系统或者人体,从而导致其它半导体芯片或其它电子系统的故障,或者导致人生病。因此,可能有必要屏蔽半导体芯片(或电子系统),使得从半导体芯片(或电子系统)生成的电磁波或高频噪声不向外传播。

因此,提供一种性能良好的EMI/RFI防护的芯片封装结构及封装方法以解决目前不能对器件进行有效的EMI/RFI防护,或防护封装工艺复杂以及成本高等问题实属必要。



技术实现要素:

鉴于以上所述现有技术的缺点,本实用新型的目的在于提供一种EMI/RFI防护的芯片封装结构,用于解决现有技术中不能对器件进行有效的EMI/RFI防护,或防护封装工艺复杂以及成本高等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本实用新型提供一种EMI防护的芯片封装结构,所述封装结构包括:

第一重新布线层,具有相对的第一表面及第二表面;

第一金属凸块,电连接于所述第一重新布线层的第一表面;

第一半导体芯片,电连接于所述第一重新布线层的第二表面,且所述第一半导体芯片的正面与所述第一重新布线层的第二表面相接触;

第一塑封材料层,形成于所述第一半导体芯片的外围;以及

屏蔽防护层,形成于所述第一塑封材料层的外围,且所述屏蔽防护层与所述第一重新布线层共同将所述第一半导体芯片以及所述第一塑封材料层包覆,其中,所述屏蔽防护层包括有机材料层以及位于所述有机材料层内的金属性粒子。

作为本实用新型的一种优选方案,所述封装结构还包括若干个电连接件及第二半导体芯片,所述第二半导体芯片经由所述电连接件与所述第一重新布线层电连接,且所述第二半导体芯片位于所述屏蔽保护层与所述第一重新布线层围成的空间内并与所述第一半导体芯片相绝缘。

作为本实用新型的一种优选方案,所述第二半导体芯片与所述第一半导体芯片上下对应设置,且所述第二半导体芯片通过第二重新布线层以及第二金属凸块与所述电连接件的一端相电连接,所述电连接件的另一端与所述第一重新布线层电连接,以将所述第二半导体芯片电性引出。

作为本实用新型的一种优选方案,所述封装结构还包括一层缓冲层以及一层绝缘层,所述缓冲层位于所述第一半导体芯片远离所述第一重新布线层一侧的表面,并延伸覆盖所述第一半导体芯片周围的所述第一塑封材料层,所述绝缘层位于所述缓冲层与所述第二重新布线层之间。

作为本实用新型的一种优选方案,所述第二半导体芯片的外围形成有第二塑封材料层。

作为本实用新型的一种优选方案,所述第一半导体芯片的背面形成有一层粘片膜。

作为本实用新型的一种优选方案,所述第一半导体芯片的背面形成有一层缓冲层,且所述缓冲层延伸覆盖所述第一半导体芯片周围的所述第一塑封材料层。

作为本实用新型的一种优选方案,所述第一重新布线层包括图形化的介质层以及图形化的金属布线层;所述第一金属凸块包括铜柱、位于所述铜柱上表面的金属阻挡层以及位于所述金属阻挡层上的焊料凸点。

作为本实用新型的一种优选方案,所述屏蔽材料层中的所述有机材料层包括环氧树脂;所述屏蔽材料层中的所述金属性粒子包括磁珠;所述第一塑封材料层的材料选自聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的任意一种。

本实用新型还提供一种EMI防护的芯片封装方法,包括如下步骤:

1)提供一载体;

2)将第一半导体芯片接合于所述载体的上表面,且所述第一半导体芯片的背面与所述载体的上表面相接触;

3)采用封装材料封装所述第一半导体芯片,以形成第一塑封材料层;

4)于所述第一塑封材料层的上表面制作第一重新布线层,并于所述第一重新布线层上制作第一金属凸块,以电性引出所述第一半导体芯片;

5)去除所述载体,并将去除所述载体后的结构接合于一粘合层上,且具有所述第一金属凸块的一侧与所述粘合层的上表面相接触;以及

6)于所述第一塑封材料层外围形成屏蔽防护层,所述屏蔽防护层与所述第一重新布线层共同将所述第一半导体芯片以及所述第一塑封材料层包覆,其中,所述屏蔽防护层包括有机材料层以及位于所述有机材料层内的金属性粒子。

作为本实用新型的一种优选方案,步骤1)还包括步骤:于所述载体上表面形成一层剥离层。

作为本实用新型的一种优选方案,步骤1)还包括步骤:于所述载体上表面形成一层缓冲层。

作为本实用新型的一种优选方案,步骤2)中,通过粘片膜将所述第一半导体芯片贴置于所述载体的上表面。

作为本实用新型的一种优选方案,步骤3)中,采用封装材料封装所述第一半导体芯片的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压以及旋涂中的任意一种;所述封装材料包括聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的任意一种。

作为本实用新型的一种优选方案,步骤6)中,形成所述屏蔽防护层的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压以及旋涂中的任意一种。

作为本实用新型的一种优选方案,

步骤2)还包括:于所述载体的上表面制作若干个电连接件,所述电连接件具有与所述载体相接触的第一端以及与所述第一端相对的第二端,且所述电连接件与所述第一半导体芯片之间具有间距;

步骤4)中,所述第一重新布线层与所述电连接件的第二端相接触,所述电连接件通过所述第一重新布线层与所述第一金属凸块电连接;

步骤5)与步骤6)之间还包括步骤:

a)提供一第二半导体芯片,且第二重新布线层和第二塑封材料层共同将所述第二半导体芯片包覆,所述第二半导体芯片通过所述第二重新布线层以及位于所述第二重新布线层上的第二金属凸块与所述电连接件的第二端相连接;

步骤6)中,所述屏蔽保护层还形成于所述第二塑封材料层的外围,所述屏蔽保护层与所述第一重新布线层共同将所述第一半导体芯片、所述第二半导体芯片、所述电连接件、所述第二金属凸块、所述第一塑封材料层以及所述第二塑封材料层包覆。

作为本实用新型的一种优选方案,步骤1)还包括于所述载体上表面形成一层缓冲层的步骤,且步骤5)之后还包括步骤:将去除载体后的结构接合于所述粘合层上后,于所述缓冲层上形成开口,以暴露出所述电连接件的第二端。

作为本实用新型的一种优选方案,步骤a)中所述第二重新布线层与所述第一半导体芯片的背面之间具有间距,步骤6)中还包括步骤:于所述间距内形成一层绝缘层。

如上所述,本实用新型的EMI防护的芯片封装结构,具有以下有益效果:

1)本实用新型的EMI防护的芯片封装采用含有金属性粒子的有机材料层作为屏蔽保护层,且金属性粒子可以采用片式多层磁珠,可有效抑制计算机、汽车电子、传真机、数字式移动通信等领域的电磁或射频干扰;

2)本实用新型的EMI防护的芯片封装中屏蔽保护层的形成方法可以采用Molding(塑封)工艺制作,封闭性更好,且工艺简单,成本低,不需要进行真空sputter(溅射)制程;

3)本实用新型的扇出型封装结构可以同时封装有不同功能的半导体芯片,且合理设计不同芯片及其与屏蔽保护层之间的布局,节约成本并提高了整体的防护效果及封装效率。

附图说明

图1显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中提供载体的结构示意图。

图2显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成剥离层的结构示意图。

图3显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成缓冲层的结构示意图。

图4显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中第一半导体芯片接合载体上的示意图。

图5显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成粘片膜的结构示意图。

图6显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成第一塑封材料层的结构示意图。

图7显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成第一重新布线层及第一金属凸块的结构示意图。

图8显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中将去载体后结构接合粘合层的示意图。

图9显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成屏蔽保护层的结构示意图。

图10显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中得到的一种封装结构示意图。

图11显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成电连接件的结构示意图。

图12显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成电连接件以及第一半导体芯片后的结构示意图。

图13显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成的第一封装在材料层同时覆盖电连接件和第一半导体芯片的结构示意图。

图14显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中第一重新布线层同时电连接第一半导体芯片以及电连接件的结构示意图。

图15显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中在缓冲层上形成开口的结构示意图。

图16显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中提供第二半导体芯片的结构示意图。

图17显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中形成屏蔽保护层同时封装第一半导体芯片和第二半导体芯片的结构示意图。

图18显示为本实用新型的EMI防护的芯片封装方法中得到的另外一种封装结构示意图。

元件标号说明

201 载体

202 剥离层

203 缓冲层

204 第一半导体芯片

2041 金属焊垫

205 粘片膜

206 第一塑封材料层

207 第一重新布线层

2071 图形化的金属布线层

2072 图形化的介质层

208 第一金属凸块

209 粘合层

210 固定环

211 屏蔽保护层

2111 有机材料层

2112 金属性粒子

212 电连接件

213 开口

214 第二金属凸块

215 第二半导体芯片

216 第二塑封材料层

217 绝缘层

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图17。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想,虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局形态也可能更为复杂。

本实用新型提供一种EMI防护的芯片封装方法,包括如下步骤:

1)提供一载体;

2)将第一半导体芯片接合于所述载体的上表面,且所述第一半导体芯片的背面与所述载体的上表面相接触;

3)采用封装材料封装所述第一半导体芯片,以形成第一塑封材料层;

4)于所述第一塑封材料层的上表面制作第一重新布线层,并于所述第一重新布线层上制作第一金属凸块,以电性引出所述第一半导体芯片;

5)去除所述载体,并将去除所述载体后的结构接合于一粘合层上,且具有所述第一金属凸块的一侧与所述粘合层的上表面相接触;以及

6)于所述第一塑封材料层外围形成屏蔽防护层,所述屏蔽防护层与所述第一重新布线层共同将所述第一半导体芯片以及所述第一塑封材料层包覆,其中,所述屏蔽防护层包括有机材料层以及位于所述有机材料层内的金属性粒子。

下面将结合附图详细说明本实用新型的EMI防护的芯片封装方法。

如图1~3所示,进行步骤1),提供一载体201;

具体的,所述载体201可以为玻璃载体、陶瓷载体或晶圆等等,此处不做限定。

作为示例,步骤1)中还包括步骤:于所述载体201上表面形成一层剥离层202。

作为示例,步骤1)中还包括步骤:于所述载体201上表面形成一层缓冲层203。

具体的,当所述载体201的表面形成有所述剥离层202时,后续步骤2)中的所述第一半导体芯片204接合于所述剥离层202的表面,即所述剥离层202位于所述第一半导体芯片204背面与所述载体201之间。所述剥离层202用于方便芯片结构的剥离。

同理,当所述载体201的表面形成有所述缓冲层203时,后续步骤2)中的所述第一半导体芯片204接合于所述缓冲层203的表面。进一步,还包括于所述载体201的上表面先形成一层剥离层202,再于所述剥离层202的表面形成一层缓冲层203的步骤,所述缓冲层203的材料包括但不限于PI(聚酰亚胺)材料,其作为缓冲层,由于release layer(剥离层)无法在上面电路制程,所以需要加一层PI层,同时,所述缓冲层203还可以用于后续有效的在电连接件212上形成金属凸块,提高金属凸块形成的稳定性。

如图4~5所示,进行步骤2),将第一半导体芯片204接合于所述载体201的上表面,且所述第一半导体芯片204的背面与所述载体201的上表面相接触;

需要说明的是,所述的“背面”是指芯片(如所述第一半导体芯片204)与其上的金属焊垫2041相对的另一表面,具有金属焊垫2041的一面定义为正面,其中,所述半导体芯片204可以为任意一种半导体功能芯片,的正面形成有将其内部功能器件电引出的金属焊垫2041,所述金属焊垫2041的上表面裸露于所述半导体芯片204的上表面,所述金属焊垫2041的上表面与所述半导体芯片204的上表面可以相平齐,也可以凸出于所述半导体芯片204的上表面。

作为示例,步骤2)中,通过粘片膜205将所述第一半导体芯片204贴置于所述载体201的上表面。

具体的,所述粘片膜205可以为DAF(die-attach film)或BSL膜,优选地,所述粘片膜205为包括第一胶层、高导热树脂层及第二胶层的叠层结构,所述第一胶层、所述高导热树脂层及所述第二胶层依次叠置,由于所述第一半导体芯片204与所述载体201(或者所述剥离层202,或者所述缓冲层203)之间设置有粘片膜205,可以增强所述第一半导体芯片204与所述载体201(或者所述剥离层202,或者所述缓冲层203)之间的粘附力,在转移或者切割等过程中,所述第一半导体芯片204不会发生晃动,从而可以确保结构的稳定性。

如图6所示,进行步骤3),采用封装材料封装所述第一半导体芯片204,以形成第一塑封材料层206;

作为示例,步骤3)中,采用封装材料封装所述第一半导体芯片的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压以及旋涂中的任意一种;所述封装材料包括聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的任意一种。

作为示例,所述第一塑封材料层206的材料选自聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的任意一种。

具体的,形成所述第一塑封材料层206之后,还包括对其上表面进行平坦化,以暴露出所述第一半导体芯片204的金属焊垫2041,所述平坦化工艺包括但不限于化学机械研磨。

如图7所示,进行步骤4),于所述第一塑封材料层206的上表面制作第一重新布线层207,并于所述第一重新布线层207上制作第一金属凸块208,以电性引出所述第一半导体芯片204;

作为示例,所述第一重新布线层207包括图形化的介质层2072以及图形化的金属布线层2071;所述第一金属凸块208包括铜柱、位于所述铜柱上表面的金属阻挡层以及位于所述金属阻挡层上的焊料凸点。

具体的,步骤4)中,制作所述第一重新布线层207包括步骤:

4-1)采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺于露出有所述第一半导体芯片204正面的一面上形成介质层,并对所述介质层进行刻蚀,以形成图形化的介质层2072;

4-2)采用化学气相沉积工艺、蒸镀工艺、溅射工艺、电镀工艺或化学镀工艺于所述图形化的介质层表面形成金属层,并对所述金属层进行刻蚀,以形成图形化的金属布线层2072。

进一步地,所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃,含氟玻璃中的一种或两种以上组合,所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。在本实施例中,所述介质层选用为聚酰亚胺(PI),所述金属布线层的材料选用为铜。

需要说明的是,所述重新布线层207可以包括依次层叠的多个介质层以及多个金属布线层,依据连线需求,通过对各介质层进行图形化或者制作通孔实现各层金属布线层之间的互连,以实现不同功能的连线需求。

具体的,步骤4)中,制作所述第一金属凸块208包括步骤:

a)采用电镀法于所述第一重新布线层207表面形成铜柱;

b)采用电镀法于所述铜柱表面形成金属阻挡层;以及

c)采用电镀法于所述金属阻挡层表面形成焊料金属,并采用高温回流工艺于所述金属阻挡层表面形成焊料凸点。

进一步地,所述金属阻挡层包括镍层,所述焊料凸点的材料包括铅、锡及银中的一种或包含上述任意一种焊料金属的合金。采用电镀法可以制备出高质量的铜柱,提高金属凸块208的质量,所述金属阻挡层可以阻挡焊料金属的扩散,提高金属凸块208的电性能。

如图8所示,进行步骤5),去除所述载体201,并将去除所述载体后的结构接合于一粘合层209上,且具有所述第一金属凸块208的一侧与所述粘合层209的上表面相接触;

作为示例,步骤5)中还包括步骤,提供一固定环210,将所述粘合层209固定于所述固定环210上。

具体的,所述粘合层209包括粘性胶带及粘性聚合物层中的一种。所述黏性聚合物可以为热固化胶或者紫外固化胶。在本实施例中,所述粘合层209选用为单面粘性的粘性胶带。

另外,所述固定环210的材料包括玻璃、金属、半导体、聚合物及陶瓷中的一种。在本实施例中,所述固定环210的材料为玻璃,采用玻璃作为固定环210,在后续与所述粘合层209分离时,较容易撕除,提高分离的效率及稳定性。

所述固定环210的形状可以为圆形、矩形、或者其他所需的形状。所述粘合层209可以为双面粘性或单面粘性的粘合层,在本实施例中,所述粘合层209为单面粘性的粘合层,具有粘性的一面粘合固定于所述固定环210上,以将所述粘合层210固定,防止其翘曲等现象的发生,提高稳定性。

如图9~10所示,进行步骤6),于所述第一塑封材料层206外围形成屏蔽防护层211,所述屏蔽防护层211与所述第一重新布线层207共同将所述第一半导体芯片204以及所述第一塑封材料层206包覆,其中,所述屏蔽防护层211包括有机材料层2111以及位于所述有机材料层2111内的金属性粒子2112。

作为示例,所述屏蔽材料层211中的所述有机材料层2111包括环氧树脂;所述屏蔽材料层211中的所述金属性粒子2112包括磁珠。

作为示例,步骤6)中,形成所述屏蔽防护层211的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压以及旋涂中的任意一种。

需要说明的是,所述屏蔽保护层211作为一层电磁或射频干扰的防护层,优选地,所述屏蔽保护层不与所述半导体芯片直接接触,其中,所述金属性粒子2112可以为现有的任意具有金属性质的粒子,具有屏蔽性的效果,如现有技术中的任意金属粒子,如铁、铜等,优选为纳米金属性粒子,当然,也可以为具有金属性的其他粒子,如可以选择为磁珠,进一步,可以选择为多层片式磁珠,采用片式多层磁珠(MLCB)可有效抑制计算机、汽车电子、传真机、数字式移动通信等领域的电磁或射频干扰(EMI/RFI),并且具有小尺寸、高可靠磁屏蔽、适于高密度线路板装配的特点,笔记本电脑中的主板、总线、时钟线、声卡、显卡、网卡及电源部分,都需要包括低速、高速、大电流型在内的多种规格片式磁珠,片式磁珠是不是可以为铁氧体磁珠。另外,所述有机材料层2111可以为现有技术中的任意有机材料层,其可以将金属性粒子包覆,共同形成所述屏蔽保护层,在本实施例中,所述有机材料层选择为环氧树脂(epoxy)。

具体的,可以将液态的有机材料与金属性粒子混合,再通过molding(塑封)制成将其塑封在本申请的需要屏蔽保护的位置,以将半导体芯片封装屏蔽,优选地,本实施例中,选择材料商是做出的现有液态混合材料,然后采用塑封工艺将其塑封形成所述屏蔽保护材料层211。从而,采用任意塑封工艺,如压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压以及旋涂中的任意一种,可以不需要用真空sputter制程,从而极大地节约成本,简化工艺,同时,其封装后的EMI防护封闭性更好。

如图11~18所示,作为示例,本实用新型提供的封装方法,还包括同时将第二半导体芯片封装的步骤,当然,也可以为多个其他的半导体芯片,以实际需求而定,具体为:

如图11所示,步骤2)还包括:于所述载体的上表面制作若干个电连接件212,所述电连接件212具有与所述载体201相接触的第一端2121以及与所述第一端相对的第二端2122,且所述电连接件212与所述第一半导体芯片204之间具有间距;

步骤4)中,所述第一重新布线层207与所述电连接件212的第二端2122相接触,所述电连接件212通过所述第一重新布线层207与所述第一金属凸块208电连接;

步骤5)与步骤6)之间还包括步骤:

a)提供一第二半导体芯片215,且第二重新布线层(图中未示出)和第二塑封材料层216共同将所述第二半导体芯片215包覆,所述第二半导体芯片215通过所述第二重新布线层以及位于所述第二重新布线层上的第二金属凸块214与所述电连接件的第二端2122相连接;

步骤6)中,所述屏蔽保护层211还形成于所述第二塑封材料层216的外围,所述屏蔽保护层211与所述第一重新布线层207共同将所述第一半导体芯片204、所述第二半导体芯片215、所述电连接件212、所述第二金属凸块214、所述第一塑封材料层206以及所述第二塑封材料层216包覆。

具体的,在本实施例中,还实现了将至少两个不同功能的半导体芯片封装在一起的封装,其中,芯片的功能、数量以及不同芯片之间的结构布局,均可依据实际需求而设定,本示例的封装结构中,所述第二半导体芯片215以及所述第一半导体芯片204最终都可以通过所述第一重新布线层207实现电性引出,既达到了有效的EMI防护封装,又可以节约器件空间,使不同芯片功效得以实现,是一种新型的封装结构。

具体的,所述电连接件212可以为铜柱等实现电连接的结构,优选地,所述电连接件212先于所述第一半导体芯片204形成于所述载体201的表面,从而可以有效保护芯片,防止在芯片制作过程破坏芯片,其所述电连接件与所述第一半导体芯片之间具有间距,所述电连接件的数量可以依据实际需求而定,本示例中设置为4个。

作为示例,步骤1)中,还包括于所述载体201上表面形成一层缓冲层203的步骤,步骤5)之后还包括步骤:在将去除所述载体后的结构接合于一粘合层上之后,于所述缓冲层203上形成开口213,以暴露出所述电连接件212的第二端。

具体的,本示例中,还在第一半导体芯片204背面及其周围的第一塑封材料层206表面形成有一层缓冲层203,所述缓冲层203同时也覆盖着所述电连接件212的端面,其用于保证后面电路制程的实现,在形成第二半导体芯片时,还需要在所述缓冲层203上进行开口,以将电连接件的端部裸露,以使得所述第二金属凸块214可以设置于此,从而便于实现第二半导体芯片的电连接。

作为示例,步骤a)中,所述第二重新布线层与所述第一半导体芯片204的背面之间具有间距,步骤6)中,还包括于所述间距内形成一层绝缘层217的步骤。

具体的,在将所述第二半导体芯片215设置的时候,优选地,将提供的第二半导体芯片的结构与第一半导体芯片之间具有间距,且当第一半导体背面形成有所述粘片膜205或者缓冲层203时,所述第二半导体表面形成有第二重新布线层时,第二重新布线层与粘片膜或者缓冲层之间具有间距,优选地,在形成屏蔽保护层211之前,将所述间距填充满绝缘材料,形成一层绝缘层217,防止器件失效,进一步优选地,所述绝缘层217的四周端部与所述屏蔽保护层的内侧壁是相接触的,以达到有效绝缘。

如图10和18所示,本实用新型还提供一种EMI防护的芯片封装结构,其中,所述EMI防护的芯片封装结构包括但不限于采用本实用新型的封装方法所得到的结构,所述封装结构包括:第一重新布线层207、第一金属凸块208、第一半导体芯片204、第一塑封材料层206以及屏蔽防护层211,其中:

第一重新布线层207,具有相对的第一表面及第二表面;

第一金属凸块208,电连接于所述第一重新布线层207的第一表面;

第一半导体芯片204,电连接于所述第一重新布线层207的第二表面;

第一塑封材料层206,形成于所述第一半导体芯片204的外围;以及

屏蔽防护层211,形成于所述第一塑封材料层206的外围,且所述屏蔽防护层211与所示第一重新布线层207共同将所述第一半导体芯片204以及所述第一塑封材料层206包覆,其中,所述屏蔽防护层211包括有机材料层2111以及位于所述有机材料层2111内的金属性粒子2112。如图10所示。

作为示例,所述屏蔽材料层211中的所述有机材料层2111包括环氧树脂;所述屏蔽材料层211中的所述金属性粒子2112包括磁珠;所述第一塑封材料层206的材料选自聚酰亚胺、硅胶以及环氧树脂中的任意一种。

需要说明的是,所述屏蔽保护层211作为一层电磁或射频干扰的防护层,优选地,所述屏蔽保护层不与所述半导体芯片直接接触,其中,所述金属性粒子2112可以为现有的任意具有金属性质的粒子,具有屏蔽性的效果,如现有技术中的任意金属粒子,如铁、铜等,优选为纳米金属性粒子,当然,也可以为具有金属性的其他粒子,如可以选择为磁珠,进一步,可以选择为多层片式磁珠,采用片式多层磁珠(MLCB)可有效抑制如计算机、汽车电子、传真机以及数字式移动通信等领域的电磁或射频干扰,并且具有小尺寸、高可靠磁屏蔽、适于高密度线路板装配的特点,笔记本电脑中的主板、总线、时钟线、声卡、显卡、网卡及电源部分,都需要包括低速、高速、大电流型在内的多种规格片式磁珠,片式磁珠是不是可以为铁氧体磁珠。另外,所述有机材料层2111可以为现有技术中的任意有机材料层,其可以将金属性粒子包覆,共同形成所述屏蔽保护层,在本实施例中,所述有机材料层选择为环氧树脂(epoxy)。

作为示例,如图18所示,所述封装结构还包括若干个电连接件212及第二半导体芯片215,所述第二半导体芯片215经由所述电连接件212与所述第一重新布线层207电连接,且所述第二半导体芯片215位于所述屏蔽保护层211与所述第一重新布线层207围成的空间内并与所述第一半导体芯片204相绝缘。

作为示例,所述第二半导体芯片215的外围形成有第二塑封材料层216。

作为示例,所述第二半导体芯片215与所述第一半导体芯片204上下对应设置,且所述第二半导体芯片215通过第二重新布线层以及第二金属凸块214与所述电连接件212的一端相连接,所述电连接件212的另一端与所述第一重新布线层207相连接,以将所述第二半导体芯片215电性引出。

作为示例,所述封装结构还包括一层缓冲层203以及一层绝缘层217,所述缓冲层203位于所述第一半导体芯片204远离所述第一重新布线层207一侧的表面,并延伸覆盖所述第一半导体芯片周围的所述第一塑封材料层206,所述绝缘层217位于所述缓冲层203与所述第二重新布线层之间。

具体的,在本实施例中,还实现了将至少两个不同功能的半导体芯片封装在一起的封装,其中,芯片的功能、数量以及不同芯片之间的结构布局,均可依据实际需求而设定,本示例的封装结构中,所述第二半导体芯片215以及所述第一半导体芯片204最终都可以通过所述第一重新布线层207实现电性引出,既达到了有效的EMI防护封装,又可以节约器件空间,使不同芯片功效得以实现,是一种新型的封装结构。

具体的,所述缓冲层203的材料包括但不限于PI(聚酰亚胺)材料,其作为缓冲层,由于release layer(剥离层)无法在上面电路制程,所以需要加一层PI层,同时,所述缓冲层203还可以用于后续有效的在电连接件212上形成金属凸块,提高金属凸块形成的稳定性。另外,所述绝缘层217可以防止器件失效,进一步优选地,所述绝缘层217的四周端部与所述屏蔽保护层的内侧壁是相接触的,以达到有效绝缘。

作为示例,所述第一半导体芯片204远离所述第一重新布线层207一侧的表面形成有一层粘片膜205。

作为示例,所述第一半导体芯片204远离所述第一重新布线层207一侧的表面形成有一层缓冲层203,且所述缓冲层203延伸覆盖所述第一半导体芯片204周围的所述第一塑封材料层206。

作为示例,所述第一重新布线层207包括图形化的介质层2071以及图形化的金属布线层2072;所述第一金属凸块208包括铜柱、位于所述铜柱上表面的金属阻挡层以及位于所述金属阻挡层上的焊料凸点。

具体的,所述粘片膜205可以为DAF(die-attach film)或BSL膜,优选地,所述粘片膜205为包括第一胶层、高导热树脂层及第二胶层的叠层结构,所述第一胶层、所述高导热树脂层及所述第二胶层依次叠置,由于所述第一半导体芯片204与所述载体201(或者所述剥离层202,或者所述缓冲层203)之间设置有粘片膜205,可以增强所述第一半导体芯片204与所述载体201(或者所述剥离层202,或者所述缓冲层203)之间的粘附力,在转移或者切割等过程中,所述第一半导体芯片204不会发生晃动,从而可以确保结构的稳定性。

另外,所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃,含氟玻璃中的一种或两种以上组合,所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。所述金属阻挡层包括镍层,所述焊料凸点的材料包括铅、锡及银中的一种或包含上述任意一种焊料金属的合金。

综上所述,本实用新型提供一种EMI防护的芯片封装结构,封装结构包括第一重新布线层,具有相对的第一表面及第二表面;第一金属凸块,电连接于所述第一重新布线层的第一表面;第一半导体芯片,电连接于所述第一重新布线层的第二表面;第一塑封材料层,形成于所述第一半导体芯片的外围;以及屏蔽防护层,形成于所述第一塑封材料层的外围,且所述屏蔽防护层与所示第一重新布线层共同将所述第一半导体芯片以及所述第一塑封材料层包覆,其中,所述屏蔽防护层包括有机材料层以及位于所述有机材料层内的金属性粒子。通过上述方案,本实用新型的EMI防护的芯片封装采用含有金属性粒子的有机材料层作为屏蔽保护层,且金属性粒子可以采用片式多层磁珠,可有效抑制计算机、汽车电子、传真机、数字式移动通信等领域的电磁或射频干扰;本实用新型的EMI防护的芯片封装中屏蔽保护层的形成方法可以采用Molding(塑封)工艺制作,封闭性更好,且工艺简单,成本低,不需要进行真空sputter(溅射)制程;本实用新型的扇出型封装结构可以同时封装有不同功能的半导体芯片,且合理设计不同芯片及其与屏蔽保护层之间的布局,节约成本并提高了整体的防护效果及封装效率。所以,本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效,而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

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