[發(fā)明專利]集成無源電容扇出型晶圓級封裝結(jié)構(gòu)及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410172529.1
• 申請日: 2014-04-26
• 公開（公告）號: CN103972217A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫鵬;徐健;王宏杰;何洪文
• 申請（專利權(quán)）人: 華進半導(dǎo)體封裝先導(dǎo)技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H01L23/64
• 分類號: H01L23/64;H01L23/498;H01L21/02;H01L21/48
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種集成無源電容扇出型晶圓級封裝結(jié)構(gòu)及制作方法，屬于扇出型晶圓級封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

晶圓級扇出型芯片封裝可以替代當前的焊線BGA（Ball Grid Array，球柵陣列結(jié)構(gòu)的PCB）和倒裝芯片BGA封裝，是一種低成本、高性能的集成封裝方式。晶圓級扇出型芯片封裝的信號、電力和地線的布線直接通過晶圓級RDL（再布線層）工藝實現(xiàn)，不再需要晶圓凸點制備和封裝基板，從而降低封裝成本，并且可以提供好于傳統(tǒng)焊線BGA和倒裝芯片BGA封裝的電學(xué)功能。薄膜集成無源技術(shù)通常能提供最優(yōu)良的功能密度，以及最高集成度和最輕體積。然而，單從價格來看，薄膜集成無源被動器件的價格直到今天仍然偏高；且較厚的金屬沉積在硅晶圓上，也難以提高其電學(xué)品質(zhì)因數(shù)，如電感。晶圓級扇出型芯片封裝和薄膜集成無源被動器件集成方案，是電子產(chǎn)品持續(xù)縮小尺寸、增加功能的屈指可數(shù)的方法之一，符合便攜式電子產(chǎn)品“更快、更小、更輕”的趨勢，且性價比不斷提高。

晶圓級扇出型芯片封裝和薄膜集成無源被動器件的低集成度和較高的成本，是現(xiàn)有技術(shù)最大的不足之處。現(xiàn)有集成無源電容，受制于硅材料的半導(dǎo)體材料屬性，無法提升其電路的品質(zhì)因素。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種集成無源電容扇出型晶圓級封裝結(jié)構(gòu)及制作方法，實現(xiàn)了晶圓級扇出型芯片封裝和薄膜集成無源被動器件的集成，提升了電學(xué)品質(zhì)。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述集成無源電容扇出型晶圓級封裝結(jié)構(gòu)，包括扇出型封裝體，扇出型封裝體包括塑封體和塑封于塑封體中的芯片，芯片的正面具有第一電極和第二電極，芯片的正面與塑封體的正面平齊；其特征是：在所述塑封體中設(shè)置兩組電容，分別為第一金屬柱、第二金屬柱、第三金屬柱和第四金屬柱，第一金屬柱和第二金屬柱位于芯片的一側(cè)，第三金屬柱和第四金屬柱位于芯片的另一側(cè)；在所述塑封體的正面設(shè)置絕緣層，在絕緣層中布置第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層和第四金屬層，第一金屬層與第一金屬柱連接，第二金屬層與第二金屬柱和芯片的第一電極連接，第三金屬層與第三金屬柱和芯片的第二電極連接，第四金屬層與第四金屬柱連接；在所述第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層和第四金屬層上分別設(shè)置第一凸點下金屬層、第二凸點下金屬層、第三凸點下金屬層和第四凸點下金屬層，第一凸點下金屬層、第二凸點下金屬層、第三凸點下金屬層和第四凸點下金屬層的外表面露出絕緣層的外表面，在第一凸點下金屬層、第二凸點下金屬層、第三凸點下金屬層和第四凸點下金屬層的外表面分別設(shè)置焊球。

所述第一金屬柱和第二金屬柱之間填充塑封材料；所述第三金屬柱和第四金屬柱之間填充塑封材料。

所述第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層和第四金屬層相互之間通過絕緣層實現(xiàn)絕緣。

所述集成無源電容扇出型晶圓級封裝結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征是，包括以下步驟：

（1）將芯片扇出型封裝于塑封體中，得到扇出型封裝體，芯片的正面與塑封體的正面平齊；

（2）在塑封體上開兩組電容槽，兩組槽分別位于芯片的兩側(cè)，每組電容槽為兩個槽體，槽體之間以塑封材料隔開；

（3）在上述電容槽中填充金屬，分別得到第一金屬柱、第二金屬柱、第三金屬柱和第四金屬柱；

（4）在塑封體的正面涂覆絕緣材料，形成絕緣層；對絕緣層刻蝕出圖形開口，露出第一金屬柱、第二金屬柱、第三金屬柱、第四金屬柱、第一電極和第二電極的表面；

（5）在上述絕緣層表面電鍍金屬，形成金屬層，金屬層連接第一金屬柱、第二金屬柱、第三金屬柱、第四金屬柱、第一電極和第二電極；

（6）對上述金屬層刻蝕出圖形開口，得到相互絕緣的第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層和第四金屬層；

（7）在上述金屬層的表面涂覆絕緣材料，在得到的絕緣材料上刻蝕出四個窗口，分別露出第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層和第四金屬層的表面；

（8）在上述窗口中電鍍金屬，分別得到第一凸點下金屬層、第二凸點下金屬層、第三凸點下金屬層和第四凸點下金屬層；在第一凸點下金屬層、第二凸點下金屬層、第三凸點下金屬層和第四凸點下金屬層表面植球，得到焊球。

本發(fā)明為晶圓級扇出型芯片封裝和薄膜集成無源被動器件的集成提供了一套高效解決方案。本發(fā)明將晶圓級扇出型芯片封裝體中起支持保護作用的模塑料體充分利用，在模塑材料中構(gòu)建薄膜電感，既不影響整個封裝體的面積，又縮短芯片與電感之間的電學(xué)連接長度，提升了電學(xué)品質(zhì)；同時，在絕緣的模塑材料表面布設(shè)電路，較采用半導(dǎo)體材料如硅，極大的提升了諧振電路的品質(zhì)因素Q值。

附圖說明