扇出型封装结构及其制备方法与流程

文档序号:14349178阅读:115来源:国知局
扇出型封装结构及其制备方法与流程

本发明涉及一种半导体封装结构及封装方法,特别是涉及一种扇出型封装结构及其制备方法。



背景技术:

目前,出于通信效果的考虑,在一些扇出型封装结构中会设置天线组件,这样的扇出型封装结构的封装方法一般为:提供载体,在载体表面形成粘合层;在粘合层上光刻、电镀出重新布线层(redistributionlayers,rdl);采用芯片键合工艺将半导体芯片安装到重新布线层上;采用注塑工艺将芯片塑封于塑封材料层中;在所述塑封材料层的表面形成天线组件;去除载体和粘合层;在重新布线层上光刻、电镀形成凸块下金属层(ubm);在ubm上进行植球回流,形成焊球凸块;然后进行晶圆黏片、切割划片。由上可知,现有的半导体芯片封装结构中,半导体芯片塑封于塑封材料层中,天线组件制作于塑封材料层的表面与半导体芯片配合使用,该扇出型封装结构存在天线增益较差,从而影响结构性能的问题。



技术实现要素:

鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种扇出型封装结构及其制备方法,用于解决现有技术中的扇出型封装结构存在的天线增益较差,从而影响结构性能的问题。

为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种扇出型封装结构,所述扇出型封装结构包括:

重新布线层,包括相对的第一表面及第二表面;

半导体芯片,倒装装设于所述重新布线层的第一表面,且与所述重新布线层电连接;

塑封材料层,位于所述重新布线层的第一表面,且将所述半导体芯片封裹塑封;

天线组件,位于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面;

电连接结构,位于所述塑封材料层内,且位于所述天线组件与所述重新布线层之间,所述电连接结构的一端与所述重新布线层电连接,另一端于所述天线组件电连接;

高频聚波弧镜,位于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面,且将所述天线组件封裹塑封,用于增加所述天线组件的天线增益;

焊料凸块,位于所述重新布线层的第二表面,且与所述重新布线层电连接。

优选地,所述天线组件包括至少一个天线单元,所述天线单元为块状天线或螺旋状天线。

优选地,所述天线组件包括多个所述天线单元,多个所述天线单元在所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面上呈单层分布。

优选地,所述天线组件包括多个所述天线单元,多个所述天线单元在所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面上呈上下间隔叠置的若干层分布,且相邻两层所述天线单元之间相连接。

优选地,所述天线组件还包括介质层,所述介质层至少位于相邻两层所述天线单元之间。

优选地,各层所述天线单元均包括多个所述天线单元,各层所述天线单元中的多个所述天线单元沿平行于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面的方向呈环形分布于所述半导体芯片的外侧上方。

优选地,所述电连接结构包括金属引线。

优选地,所述高频聚波弧镜为凸面镜。

优选地,所述高频聚波弧镜为聚合物凸面镜。

本发明还提供一种扇出型封装结构的制备方法,所述扇出型封装结构的制备方法包括如下步骤:

1)提供一基板,于所述基板上形成剥离层;

2)于所述剥离层上形成重新布线层,所述重新布线层包括相对的第一表面及第二表面,所述重新布线层的第二表面与所述剥离层的上表面相接触;

3)提供一半导体芯片,将所述半导体芯片倒装装设于所述重新布线层的第一表面,且所述半导体芯片与所述重新布线层电连接;

4)于所述重新布线层的第一表面形成电连接结构,所述电连接结构的底部与所述重新布线层电连接;

5)于所述重新布线层的第一表面形成塑封材料层,所述塑封材料层将所述半导体芯片及所述电连接结构封裹塑封,且所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面暴露出所述电连接结构的顶部;

6)于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面形成天线组件,所述天线组件与所述电连接结构的顶部电连接;

7)于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面形成高频聚波弧镜材料层,所述高频聚波弧镜材料层将所述天线组件封裹塑封;

8)去除所述基板;

9)于所述重新布线层的第二表面形成焊料凸块,所述焊料凸块与所述重新布线层电连接;

10)对所述高频聚波弧镜材料层进行加工以形成所述高频聚波弧镜。

优选地,步骤10)中,采用3d雕刻工艺对所述高频聚波弧镜材料层进行加工以形成所述高频聚波弧镜。

优选地,步骤10)中得到的所述高频聚波弧镜为凸面镜。

优选地,所述高频聚波弧镜为聚合物凸面镜。

如上所述,本发明的扇出型封装结构及其制备方法,具有以下有益效果:本发明的扇出型封装结构通过将天线组件独立于重新布线层的上方,可以缩小天线组件的尺寸;同时,通过在所述天线组件的上方设置高频聚波弧镜,可以显著增加所述天线组件的天线增益,从而提高所述扇出型封装结构的性能。

附图说明

图1显示为本发明实施例一中提供的扇出型封装结构的制备方法的流程图。

图2~图14显示为本发明实施例一中提供的扇出型封装结构的制备方法各步骤所呈现的结构示意图,其中,图14显示为本发明的扇出型封装结构的结构示意图。

元件标号说明

11衬底

12剥离层

13重新布线层

131第一介质层

132金属线层

14半导体芯片

141连接焊球

15电连接结构

16塑封材料层

17天线组件

171天线单元

172第二介质层

173导电栓塞

18高频聚波弧镜

181高频聚波弧镜材料层

19焊料凸块

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,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发明的其他优点与功效。本发明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,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1~图14。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发明的基本构想,虽图示中仅显示与本发明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。

实施例一

请参阅图1,本发明提供一种扇出型封装结构的制备方法,所述扇出型封装结构的制备方法包括如下步骤:

1)提供一基板,于所述基板上形成剥离层;

2)于所述剥离层上形成重新布线层,所述重新布线层包括相对的第一表面及第二表面,所述重新布线层的第二表面与所述剥离层的上表面相接触;

3)提供一半导体芯片,将所述半导体芯片倒装装设于所述重新布线层的第一表面,且所述半导体芯片与所述重新布线层电连接;

4)于所述重新布线层的第一表面形成电连接结构,所述电连接结构的底部与所述重新布线层电连接;

5)于所述重新布线层的第一表面形成塑封材料层,所述塑封材料层将所述半导体芯片及所述电连接结构封裹塑封,且所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面暴露出所述电连接结构的顶部;

6)于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面形成天线组件,所述天线组件与所述电连接结构的顶部电连接;

7)于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面形成高频聚波弧镜材料层,所述高频聚波弧镜材料层将所述天线组件封裹塑封;

8)去除所述基板;

9)于所述重新布线层的第二表面形成焊料凸块,所述焊料凸块与所述重新布线层电连接;

10)对所述高频聚波弧镜材料层进行加工以形成所述高频聚波弧镜。

在步骤1)中,请参阅图1中的s1步骤及图2及图3,提供一基板11,于所述基板上形成剥离层12。

作为示例,所述基板11的材料可以包括硅、玻璃、氧化硅、陶瓷、聚合物以及金属中的一种或两种以上的复合材料,其形状可以为晶圆形、方形或其它任意所需形状;本实施例通过所述基板11来防止后续制备过程中半导体芯片发生破裂、翘曲、断裂等问题。

作为示例,如图3所示,提供所述基板11之后,还包括于所述基板11的上表面形成剥离层12的步骤。

作为示例,所述剥离层12在后续工艺中作为后续形成的重新布线层13及位于所述重新布线层13上的其他结构与所述基板11之间的分离层,其最好选用具有光洁表面的粘合材料制成,其必须与重新布线层13具有一定的结合力,以保证重新布线层13在后续工艺中不会产生移动等情况,另外,其与所述基板11亦具有较强的结合力,一般来说,其与所述基板11的结合力需要大于与所述重新布线层13的结合力。作为示例,所述剥离层12的材料选自双面均具有粘性的胶带或通过旋涂工艺制作的粘合胶等。胶带优选采用uv胶带,其在uv光照射后很容易被撕离。在其它实施方式中,所述剥离层12也可选用物理气相沉积法或化学气相沉积法形成的其他材料层,如环氧树脂(epoxy)、硅橡胶(siliconerubber)、聚酰亚胺(pi)、聚苯并恶唑(pbo)、苯并环丁烯(bcb)等。在后续分离所述基板11时,可采用湿法腐蚀、化学机械研磨、撕除等方法去除所述剥离层12。

请参阅图1中的s2步骤及图4,于所述剥离层12上形成重新布线层13,所述重新布线层13包括相对的第一表面及第二表面,所述重新布线层13的第二表面与所述剥离层12的上表面相接触。

在一示例中,如图4所示,所述重新布线层13包括一层第一介质层131及一层金属线层132,于所述基板11的上表面形成所述重新布线层13包括如下步骤:

2-1)于所述基板11的上表面形成所述金属线层132;

2-2)于所述基板11的上表面形成第一介质层131,所述第一介质层131将所述金属线层132包裹,且所述第一介质层131的上表面裸露出所述金属线层132的顶部。

在另一示例中,如图4所示,所述重新布线层13包括一层第一介质层131及一层金属线层132,于所述基板11的上表面形成重新布线层13包括如下步骤:

2-1)于所述基板11的上表面形成所述第一介质层131,通过光刻及刻蚀工艺于所述第一介质层131内形成沟槽,所述沟槽定义出所述金属线层132的形状;

2-2)于所述沟槽内形成所述金属线层132。

当然,在又一示例中,所述重新布线层13内包括至少两层金属线层132及至少一层第一介质层131,于所述基板11的上表面形成重新布线层13包括如下步骤:

2-1)于所述基板11的上表面形成第一层金属线层132;

2-2)于所述基板11的上表面形成第一介质层131,所述第一介质层131将第一层所述金属线层132封裹,且所述第一介质层131的上表面高于所述金属线层132的上表面;

2-3)于所述第一介质层131内形成若干层与第一层所述金属线层132电连接的间隔堆叠排布的其他金属线层132,相邻所述金属线层132之间经由金属插塞电连接。

作为示例,上述示例中,所述金属线层132的材料可以为但不仅限于铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种及两种以上的组合材料,并可采用pvd、cvd、溅射、电镀或化学镀等工艺形成所述金属线层132。所述第一介质层131的材料可以为低k介电材料;具体的,所述第一介质层131可以采用环氧树脂、硅胶、pi、pbo、bcb、氧化硅、磷硅玻璃及含氟玻璃中的一种材料,并可以采用诸如旋涂、cvd、等离子体增强cvd等工艺形成所述第一介质层131。

在步骤3)中,请参阅图1中的s3步骤及图5,提供一半导体芯片14,将所述半导体芯片14倒装装设于所述重新布线层13的第一表面,且所述半导体芯片14与所述重新布线层13电连接。

作为示例,可以采用键合追踪法(bond-on-trace)将所述半导体芯片14键合于所述重新布线层13的上表面;所述键合追踪法为本领域人员所熟知,此处不再累述。当然,本实施例中也可以采用其他任意一种键合方法将所述半导体芯片14键合于所述重新布线层13的上表面。

作为示例,所述半导体芯片14的正面形成有将其内部功能器件电引出的接触焊垫(未示出),所述半导体芯片14倒装键合于所述重新布线层13的上表面,且所述半导体芯片14的接触焊垫与所述重新布线层13电连接。具体的,所述半导体芯片14可以经由连接焊球141键合于所述重新布线层13的上表面;所述连接焊球141的材料可以为铜、镍、锡和银中的至少一种。

需要说明的是,上述及后续所述的“与所述重新布线层13电连接”均指与所述重新布线层13内的金属线层132电连接。

在步骤4)中,请参阅图1的s4步骤及图6,于所述重新布线层13的第一表面形成电连接结构15,所述电连接结构15的底部与所述重新布线层13电连接。

作为示例,所述电连接结构15可以为金属线或金属柱等等,优选地,本实施例中,所述电连接结构15为金属线,可以采用打线工艺于所述重新布线层13的第一表面形成金属线作为所述电连接结构15。

作为示例,所述电连接结构15可以为任意一种金属材料的金属连线,优选地,本实施例中,所述电连接结构15的材料可以为铜、银、镍、铝或锡等等。

在步骤5)中,请参阅图1的s5步骤及图7至图8,于所述重新布线层13的第一表面形成塑封材料层16,所述塑封材料层16将所述半导体芯片14及所述电连接结构15封裹塑封,且所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面暴露出所述电连接结构15的顶部。

作为示例,可以采用压缩成型工艺、转移成型工艺、液体密封成型工艺、模塑底部填充工艺、毛细底部填充工艺、真空层压工艺或旋涂工艺于所述重新布线层13的第一表面形成所述塑封材料层16。优选地,本实施例中,采用模塑底部填充工艺于所述重新布线层13的第一表面形成所述塑封材料层16,这样塑封材料可以顺畅而迅速地填充于所述半导体芯片14于所述电连接结构15之间的间隙,可以有效地避免出现界面分层,且模塑底部填充不会像现有技术中的毛细底部填充工艺那样受到限制,大大降低了工艺难度,可以用于更小的连接间隙,更适用于堆叠结构。

作为示例,所述塑封材料层16的材料可以为但不仅限于聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂、可固化的聚合物基材料或可固化的树脂基材料等等。

在一示例中,初始形成所述塑封材料层16的高度高于所述电连接结构15的高度,即所述塑封材料层16将所述半导体芯片14及所述电连接结构15完全封裹塑封;然后,再采用化学机械研磨等工艺去除部分所述塑封材料层16,使得所述塑封材料层16的上表面与所述电连接结构15的顶部相平齐。

在又一示例中,可以依据所述电连接结构15的顶部为依据形成所述塑封材料层16,使得形成的所述塑封材料层16的高度刚好与所述电连接结构15的高度相同。这样可以省去对所述塑封材料层16进行研磨的工艺,从而减少了工艺步骤,节约了成本。

在步骤6)中,请参阅图1中的s6步骤及图9至图10,于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成天线组件17,所述天线组件17与所述电连接结构15的顶部电连接。

在一示例中,所述天线组件17包括一由螺旋状天线构成的天线单元171,所述天线单元171环绕于所述半导体芯片14的外侧上方,即所述天线单元171在所述半导体芯片14所在平面的投影位于所述半导体芯片14的外围。于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成天线组件17的具体方法为:可以在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成一层天线材料层,然后通过光刻刻蚀工艺去除多余所述天线材料层,保留的所述天线材料层即作为所述天线单元171。在其他示例中,也可以先在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成具有开口的图形化掩膜层,所述开口定义出所述天线单元171的形状及位置;然后,再在所述开口内沉积天线材料层以形成所述天线单元171;最后,去除所述图形化掩膜层即可。

作为示例,所述天线单元171可以为任意螺旋状天线,譬如,矩形螺旋状天线或圆形螺旋状天线等等。

在另一示例中,于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成所述天线组件17的具体方法为:于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成一层包括若干个天线单元171作为所述天线组件17,其中,所述天线单元171可以为块状天线或螺旋状天线。

具体的,可以在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成一层天线材料层,然后通过光刻刻蚀工艺去除多余所述天线材料层,保留的所述天线材料层即作为若干个所述天线单元171。在其他示例中,也可以先在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成具有开口的图形化掩膜层,所述开口定义出所述天线单元171的形状及位置;然后,再在所述开口内沉积天线材料层以形成所述天线单元171;最后,去除所述图形化掩膜层即可。

需要说明的是,所述天线单元171为块状天线时,所述块状天线可以为金属块;所述天线单元171为螺旋状天线时,所述螺旋状天线可以为金属线绕制成螺旋状而形成,所述螺旋状天线可以为矩形螺旋状天线或圆形螺旋状天线。

需要进一步说明的是,上述两示例中的所述天线单元171均呈单层分布,其截面结构示意图均如图9所示。

在另一示例中,如图10所示,所述天线组件17包括多个所述天线单元171,多个所述天线单元171在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面呈上下间隔叠置的两层分布,且相邻两层所述天线单元171之间经由导电栓塞173相连接;此时,于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成天线组件17包括如下步骤:

6-1)于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成一层包括若干个天线单元171的天线,该层天线中若干个所述天线单元171呈环形分布,所述天线单元171为块状天线或螺旋状天线;

6-2)于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成介质层(即图中所示的第二介质层172),所述介质层(即图中所示的第二介质层172)完全覆盖所述天线单元171;

6-3)于所述介质层(即图中所示的第二介质层172)内形成导电栓塞173,所述导电栓塞173与所述天线单元171电连接;

6-4)于所述介质层(即图中所示的第二介质层172)的表面再次形成一层包括若干个所述天线单元171的天线,该层天线中若干个所述天线单元171呈环形分布,所述天线单元171为块状天线或螺旋状天线。

在另一示例中,多个所述天线单元171在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面还可以呈上下间隔叠置的三层分布,此时,在上一示例中的步骤2-4)之后还包括如下步骤:

6-5)于上步骤中形成的所述介质层(即图中所示的第二介质层172)的表面再次形成一层所述介质层(即图中所示的第二介质层172),所述介质层(即图中所示的第二介质层172)完全覆盖步骤6-4)中形成的所述天线单元171;

6-6)于步骤6-5)中形成的所述介质层(即图中所示的第二介质层172)内形成导电栓塞173,所述导电栓塞173与步骤2-4)中形成的所述天线单元171电连接;

6-7)于步骤6-5)中形成的所述介质层(即图中所示的第二介质层172)的表面再次形成一层包括若干个所述天线单元171的天线,该层天线中若干个所述天线单元171呈环形分布,所述天线单元171为块状天线或螺旋状天线。

在又一示例中,多个所述天线单元171在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面还呈上下间隔叠置的大于三层的多层分布,此时,步骤6-7)之后还包括重复步骤6-5)~步骤6-7)至少一次的步骤。

作为示例,在上述各示例中,所述介质层(即图中所示的第二介质层172)的材料可以包括但不仅限于二氧化硅或pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯),通过诸如旋涂、化学气相沉积工艺(cvd)、等离子增强cvd等工艺制备得到。所述天线单元171及所述导电栓塞173的材料可以包括但不仅限于铜、铝、镍、金、银、锡、钛中的一种或两种以上;其中,所述天线单元171及所述导电栓塞173可以通过物理气相沉积工艺(pvd)、化学气相沉积工艺(cvd)、溅射、电镀或化学镀中的一种制备得到。

在步骤7)中,请参阅图1中的s7步骤及图11,于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成高频聚波弧镜材料层181,所述高频聚波弧镜材料层181将所述天线组件17封裹塑封。

作为示例,可以采用压缩成型工艺、转移成型工艺、液体密封成型工艺、真空层压工艺或旋涂工艺于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面形成所述高频聚波弧镜材料层181。所述高频聚波弧镜材料层181的材料可以与所述塑封材料层16的材料相同,所述高频聚波弧镜材料层181的材料可以为但不仅限于聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂、可固化的聚合物基材料或可固化的树脂基材料等等。当然,在其他示例中,所述高频聚波弧镜材料层181的材料还可以为其他任意一种可以使得天线信号通过的聚合物材料。

在步骤8)中,请参阅图1中的s8步骤及图12,去除所述基板11。

作为示例,可以采用研磨工艺、减薄工艺等进行去除所述基板11及所述剥离层12。优选地,本实施例中,所述剥离层12为uv胶带,可以采用撕掉所述剥离层12的方式以去除所述基板11。

在步骤9)中,请参阅图1中的s9步骤及图13,于所述重新布线层13的第二表面形成焊料凸块19,所述焊料凸块19与所述重新布线层13电连接。

在一示例中,于所述重新布线层13的下表面形成焊料凸块19包括如下步骤:

9-1)于所述重新布线层13的第二表面形成金属柱;

9-2)于所述金属柱的下表面形成焊球。

作为示例,所述金属柱的材料可以为铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种及两种以上的组合材料,可以通过物理气相沉积工艺(pvd)、化学气相沉积工艺(cvd)、溅射、电镀或化学镀中的任一种工艺形成所述金属柱。所述焊球的材料可以为铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种及两种以上的组合材料,可以通过植球回流工艺形成所述焊球。

在另一示例中,所述焊料凸块19即为一焊球,可以通过植球回流工艺直接形成焊球作为所述焊料凸块19。

在步骤10)中,请参阅图1中的s10步骤及图14,对所述高频聚波弧镜材料,181进行加工以形成所述高频聚波弧镜18。

作为示例,可以采用但不仅限于3d雕刻工艺对所述高频聚波弧镜材料层181进行加工以形成所述高频聚波弧镜18。

作为示例,所述高频聚波弧镜18为凸面镜,即所述高频聚波弧镜18向远离所述天线组件17一侧凸起的凸面弧度。由于所述高频聚波弧镜18为凸面镜,所述天线组件17发出的天线信号向外传播时经过为凸面镜的所述高频聚波弧镜18更容易聚集,从而可以有效提高所述天线组件17的天线增益。

作为示例,所述高频聚波弧镜18的曲面弧度可以根据实际需要进行设定,此处不做限定。

实施例二

请继续参阅图14,本实施例还提供一种扇出型封装结构,所述扇出型封装结构由实施例一中所述的制备方法制备而得到,所述扇出型封装结构包括:重新布线层13,所述重新布线层13包括相对的第一表面及第二表面;半导体芯片14,所述半导体芯片14倒装装设于所述重新布线层13的第一表面,且与所述重新布线层13电连接;塑封材料层16,所述塑封材料层16位于所述重新布线层13的第一表面,且将所述半导体芯片14封裹塑封;天线组件17,所述天线组件17位于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面;电连接结构15,所述电连接结构15位于所述塑封材料层16内,且位于所述天线组件17与所述重新布线层13之间,所述电连接结构15的一端与所述重新布线层13电连接,另一端于所述天线组件17电连接;高频聚波弧镜18,所述高频聚波弧镜18位于所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面,且将所述天线组件17封裹塑封,用于增加所述天线组件17的天线增益;焊料凸块19,所述焊料凸块19位于所述重新布线层13的第二表面,且与所述重新布线层13电连接。

在一示例中,如图14所示,所述重新布线层13包括:第一介质层131;金属线层132,所述金属线层132位于所述第一介质层131内。

在另一示例中,所述重新布线层13包括:第一介质层131;金属叠层结构,所述金属叠层结构位于所述第一介质层131内;所述金属叠层结构包括多层间隔排布的金属线层132及金属插塞,所述金属插塞位于相邻所述金属线层132之间,以将相邻的所述金属线层132电连接。

需要说明的是,上述及后续所述的“与所述重新布线层13电连接”均指与所述重新布线层13内的金属线层132电连接。

作为示例,所述第一介质层131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,所述金属线层132的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。

作为示例,所述半导体芯片14的正面形成有将其内部功能器件电引出的接触焊垫,所述半导体芯片14倒装键合于所述重新布线层13的第一表面,且所述半导体芯片14的接触焊垫与所述重新布线层13电连接。具体的,所述半导体芯片14可以经由连接焊球141键合于所述重新布线层13的第一表面;所述连接焊球141的材料可以为铜、镍、锡和银中的至少一种。

作为示例,所述电连接结构15可以为金属线或金属柱等等,优选地,本实施例中,所述电连接结构15为金属线,可以采用打线工艺于所述重新布线层13的第一表面形成金属线作为所述电连接结构15。

作为示例,所述电连接结构15可以为任意一种金属材料的金属连线,优选地,本实施例中,所述电连接结构15的材料可以为铜、银、镍、铝或锡等等。

作为示例,所述塑封材料层16的材料可以为但不仅限于聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂、可固化的聚合物基材料或可固化的树脂基材料等等。所述塑封材料层16的上表面(即远离所述重新布线层13的表面与所述电连接结构15的顶部)相平齐。

在一示例中,所述天线组件171包括一个天线单元171,所述天线单元171一螺旋状天线,所述螺旋状天线环绕于所述半导体芯片14的外侧上方,即所述螺旋状天线在所述半导体芯片14所在平面的投影位于所述半导体芯片14的外围。此时,所述天线单元171可以为任意螺旋状天线,譬如,矩形螺旋状天线或圆形螺旋状天线等等。

在一示例中,如图14所示,所述天线组件17包括多个所述天线单元171,多个所述天线单元171在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面上呈单层分布,若干个所述天线单元171呈环形分布,所述天线单元171可以为块状天线或螺旋状天线。若干个所述天线单元171环绕于所述半导体芯片14的外侧上方,即若干个所述天线单元171在所述半导体芯片14所在平面的投影位于所述半导体芯片14的外围。

需要说明的是,所述天线单元171为块状天线时,所述块状天线可以为金属块;所述天线单元171为螺旋状天线时,所述螺旋状天线可以为金属线绕制成螺旋状而形成,所述螺旋状天线可以为矩形螺旋状天线或圆形螺旋状天线。

在又一示例中,所述天线组件17包括多个所述天线单元171,多个所述天线单元171在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面上呈上下间隔叠置的若干层分布,且相邻两层所述天线单元171之间相连接,其中,图10中以多个所述天线单元171在所述塑封材料层16远离所述重新布线层13的表面上呈上下间隔叠置的两层分布作为示例。

作为示例,所述天线组件17还包括介质层(即图中所示的第二介质层172),所述介质层(即图中所示的第二介质层172)至少位于相邻两层所述天线单元171之间,以图10中所述天线单元171呈两层分布为例,所述介质层(即图中所示的第二介质层172)完全覆盖第一层所述天线单元171,第二层所述天线单元171位于所述介质层(即图中所示的第二介质层172)远离所述塑封材料层16的表面。

作为示例,所述天线组件17还包括导电栓塞173,所述导电栓塞173位于所述介质层(即图中所示的第二介质层172)内,且位于相邻两层所述天线单元171之间,并将相邻两层所述天线单元171电连接。

作为示例,在上述各示例中,所述介质层(即图中所示的第二介质层172)的材料可以包括但不仅限于二氧化硅或pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯),通过诸如旋涂、化学气相沉积工艺(cvd)、等离子增强cvd等工艺制备得到。所述天线单元171及所述导电栓塞173的材料可以包括但不仅限于铜、铝、镍、金、银、锡、钛中的一种或两种以上;其中,所述天线单元171及所述导电栓塞173可以通过物理气相沉积工艺(pvd)、化学气相沉积工艺(cvd)、溅射、电镀或化学镀中的一种制备得到。

作为示例,所述高频聚波弧镜18为凸面镜,即所述高频聚波弧镜18向远离所述天线组件17一侧凸起的凸面弧度。由于所述高频聚波弧镜18为凸面镜,所述天线组件17发出的天线信号向外传播时经过为凸面镜的所述高频聚波弧镜18更容易聚集,从而可以有效提高所述天线组件17的天线增益。

作为示例,所述高频聚波弧镜18的材料可以与所述塑封材料层16的材料相同,所述高频聚波弧镜18的材料可以为但不仅限于聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂、可固化的聚合物基材料或可固化的树脂基材料等等。当然,在其他示例中,所述高频聚波弧镜18的材料还可以为其他任意一种可以使得天线信号通过的聚合物材料。

作为示例,所述高频聚波弧镜18的曲面弧度可以根据实际需要进行设定,此处不做限定。

在一示例中,所述焊料凸块19包括:金属柱,所述金属柱位于所述重新布线层13的第二表面,且与所述重新布线层13电连接;焊球,所述焊球位于所述金属柱的下表面。所述金属柱的材料可以为铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种及两种以上的组合材料,可以通过物理气相沉积工艺(pvd)、化学气相沉积工艺(cvd)、溅射、电镀或化学镀中的任一种工艺形成所述金属柱。所述焊球的材料可以为铜、铝、镍、金、银、钛中的一种材料或两种及两种以上的组合材料,可以通过植球回流工艺形成所述焊球。

在另一示例中,所述焊料凸块19为焊球。

综上所述,本发明的扇出型封装结构及其制备方法,所述扇出型封装结构包括:重新布线层,包括相对的第一表面及第二表面;半导体芯片,倒装装设于所述重新布线层的第一表面,且与所述重新布线层电连接;塑封材料层,位于所述重新布线层的第一表面,且将所述半导体芯片封裹塑封;天线组件,位于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面;电连接结构,位于所述塑封材料层内,且位于所述天线组件与所述重新布线层之间,所述电连接结构的一端与所述重新布线层电连接,另一端于所述天线组件电连接;高频聚波弧镜,位于所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面,且将所述天线组件封裹塑封,用于增加所述天线组件的天线增益;焊料凸块,位于所述重新布线层的第二表面,且与所述重新布线层电连接。本发明的扇出型封装结构通过将天线组件独立于重新布线层的上方,可以缩小天线组件的尺寸;同时,通过在所述天线组件的上方设置高频聚波弧镜,可以显著增加所述天线组件的天线增益,从而提高所述扇出型封装结构的性能。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,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发明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,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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