[發明專利]扇出型天線封裝結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201711014958.6
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107706521A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 陳彥亨;林正忠;吳政達;林章申;何志宏
• 申請（專利權）人: 中芯長電半導體（江陰）有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01L21/56
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙)31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，特別是涉及一種扇出型天線封裝結構及其制備方法。

背景技術

更低成本、更可靠、更快及更高密度的電路是集成電路封裝追求的目標。在未來，集成電路封裝將通過不斷減小最小特征尺寸來提高各種電子元器件的集成密度。目前，先進的封裝方法包括：晶圓片級芯片規模封裝(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)，扇出型晶圓級封裝(Fan-Out Wafer Level Package，FOWLP)，倒裝芯片(Flip Chip)，疊層封裝(Package on Package，POP)等等。

扇出型晶圓級封裝是一種晶圓級加工的嵌入式芯片封裝方法，是目前一種輸入/輸出端口(I/O)較多、集成靈活性較好的先進封裝方法之一。扇出型晶圓級封裝相較于常規的晶圓級封裝具有其獨特的優點：①I/O間距靈活，不依賴于芯片尺寸；②只使用有效裸片(die)，產品良率提高；③具有靈活的3D封裝路徑，即可以在頂部形成任意陣列的圖形；④具有較好的電性能及熱性能；⑤高頻應用；⑥容易在重新布線層(RDL)中實現高密度布線。

目前，射頻芯片的扇出型晶圓級封裝方法一般為：提供載體，在載體表面形成粘合層；在粘合層上光刻、電鍍出重新布線層(Redistribution Layers，RDL)；采用芯片鍵合工藝將射頻芯片安裝到重新布線層上；采用注塑工藝將芯片塑封于塑封材料層中；去除載體和粘合層；在重新布線層上光刻、電鍍形成凸塊下金屬層(UBM)；在UBM上進行植球回流，形成焊球凸塊；然后進行晶圓黏片、切割劃片。出于通信效果的考慮，射頻芯片在使用時都會設置天線，而現有天線都是開發者在對射頻功能模塊進行layout設計時，直接在PCB板上layout天線或留出外接天線的接口；但由于外接天線的諸多不便，現天線大多直接在PCB板上layout天線，而此種方法要保證天線增益，天線的尺寸面積要足夠大，這就勢必以犧牲PCB面積為代價，從而使得PCB板的面積及整個封裝結構的面積變大。

鑒于此，有必要設計一種新的扇出型天線封裝結構及其制備方法用以解決上述技術問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種扇出型天線封裝結構及其制備方法，用于解決現有射頻芯片在使用時為保證天線增益，天線的尺寸面積要足夠大，從而導致PCB板面積及整個封裝結構的面積變大的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種扇出型天線封裝結構，所述扇出型天線封裝結構包括：

半導體芯片；

塑封材料層，包括相對的第一表面及第二表面，所述塑封材料層塑封于所述半導體芯片的外圍；

金屬連線，位于所述塑封材料層內，且上下貫通所述塑封材料層；

天線結構，位于所述塑封材料層的第一表面上，且與所述金屬連線電連接；

重新布線層，位于所述塑封材料層的第二表面上，且與所述半導體芯片及所述金屬連線電連接；

焊球凸塊，位于所述重新布線層遠離所述塑封材料層的表面上，且與所述重新布線層電連接。

優選地，所述半導體芯片包括：

裸芯片；

接觸焊墊，位于所述裸芯片上，并與所述裸芯片電連接；其中，所述接觸焊墊所在的表面為所述半導體芯片的正面。

優選地，所述金屬連線包括：

連接凸塊；與所述重新布線層電連接；

金屬線，位于所述連接凸塊上，與所述連接凸塊及所述天線結構電連接。

優選地，所述天線結構包括交替疊置的介質層及金屬天線，且所述天線結構的頂層為金屬天線，相鄰所述金屬天線之間及所述金屬天線與所述金屬連線之間均經由金屬插塞電連接。

優選地，所述天線結構包括一層金屬天線。

優選地，所述金屬天線的形狀呈矩形螺旋狀。

優選地，所述金屬天線的數量為多個，多個所述金屬天線沿所述介質層表面延伸的方向呈陣列排布。

優選地，所述重新布線層包括：

絕緣層，位于所述塑封材料層的第二表面上；

凸塊下金屬層，位于所述絕緣層內，且與所述半導體芯片及所述金屬連線電連接；

至少一層金屬線層，位于所述絕緣層內，且與所述凸塊下金屬層及所述焊球凸塊電連接。

優選地，所述扇出型天線封裝結構還包括連接焊球，所述連接焊球位于所述塑封材料層內，且位于所述半導體芯片與所述重新布線層之間，以將所述半導體芯片與所述重新布線層電連接。