[發明專利]一種集成被動元件的芯片封裝結構及封裝方法

在審

• 申請號: 201711184167.8
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN107978597A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 姚大平
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L25/16
• 分類號: H01L25/16;H01L23/48;H01L23/367;H01L23/522;H01L23/528;H01L21/50
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 李博洋

技術領域

本發明涉及半導體封裝技術領域，尤其涉及到一種集成被動元件的芯片封裝結構及封裝方法。

背景技術

隨著電子裝置設備的集成度越來越高，半導體封裝領域提出了系統級封裝(System-in-Package，SIP)，將多個具有不同功能的有源電子元件與可選無源器件，以及諸如微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)或者光學器件等其他器件優先組裝到一起，實現一定功能的單個標準封裝件，從而形成一個系統或者子系統。

目前廣泛采用的方法是，將已封裝好的無源器件與其他類型裸晶片或已封裝的芯片通過二次封裝的方法集成到一個封裝體中達到提高集成度的效果。然而該方法要通過大量的高精度貼裝動作將所有器件都放置到位后再進行塑封，該過程制作速度慢、成本高，而且封裝體積依然較大。

現有技術中，公開號為CN106024754A的中國專利文獻公開了一種半導體封裝組件，以將電子元件(如無源元件)嵌入于重布線結構內。其中，該半導體封裝組件包括半導體封裝體，該半導體封裝體包括：重布線結構，具有第一表面及與其相對的第二表面；半導體裸芯片，設置于該第一重布線結構的該第一表面上；模塑化合物，設置于該第一重布線結構的該第一表面上，且圍繞該第一半導體裸芯片；以及電子元件，嵌入于該第一重布線結構內，且經由該第一重布線結構電性耦接至該第一半導體裸芯片。但是，該半導體組件中的電子元件為嵌入重布線層，集成度較低，當封裝組件中封裝的電子元件較多時，封裝組件的厚度可能會有較大程度的增加。

因此，如何提高半導體封裝組件中被動元件的集成度，減小多被動元件的封裝組件的厚度成為亟待解決的問題。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于解決半導體封裝組件中被動元件的集成度較低，多被動元件的半導體封裝組件的厚度較大的問題。

為此，根據第一方面，本發明提供了一種集成被動元件的芯片封裝結構，包括：封裝體，內部封裝有芯片；芯片的器件面與封裝體的第一表面位于同一平面；被動元件層，設置于封裝體的第二表面；第一絕緣層，設置于被動元件層上；導電柱，設置于封裝體中，導電柱的一端與被動元件層相耦合，另一端與封裝體的第一表面位于同一平面；重布線層，設置于封裝體的第一表面，并與芯片和導電柱相耦合。

可選地，被動元件層包括：第一金屬層，設置于封裝體的第二表面；介電材料層，設置于第一金屬層上；第二金屬層，設置于介電材料層上。

可選地，第一金屬層包括一個或多個第一金屬結構，第一金屬結構設置于同一平面，第一金屬結構之間的間隙填充有絕緣材料。

可選地，第二金屬層包括一個或多個第二金屬結構，第二金屬結構設置于同一平面，第二金屬結構之間的間隙填充有絕緣材料；第二金屬結構與第一金屬結構對應設置。

可選地，該集成被動元件的芯片封裝結構還包括：第三金屬層，設置于第二金屬層上；第三金屬層與第二金屬層相耦合；第三金屬層包括一個或多個第三金屬結構，第三金屬結構設置于同一平面，第三金屬結構之間的間隙填充有絕緣材料；金屬互聯層，設置于第三金屬層上，用于連接多個第三金屬結構。

根據第二方面，本發明還提供了一種集成被動元件的芯片封裝方法，包括如下步驟：提供一基板，并在基板上形成粘貼層；將芯片的器件面粘貼于粘貼層上；在粘貼層上形成封裝體，包封住芯片；在封裝體的第二表面形成被動元件層；在被動元件層上形成第一絕緣層；去除基板和粘貼層；在封裝體中形成導電柱，導電柱的一端與被動元件層相耦合，另一端與封裝體的第一表面位于同一平面；在封裝體的第一表面形成重布線層，重布線層與芯片和導電柱相耦合。

可選地，在封裝體的第二表面形成被動元件層，包括如下步驟：在封裝體的第二表面形成第一金屬層；在第一金屬層上形成介電材料層；在介電材料層上形成第二金屬層。

可選地，第一金屬層包括一個或多個第一金屬結構，第一金屬結構設置于同一平面，第一金屬結構之間的間隙填充有絕緣材料；第二金屬層包括一個或多個第二金屬結構，第二金屬結構設置于同一平面，第二金屬結構之間的間隙填充有絕緣材料；第二金屬結構與第一金屬結構對應設置。

可選地，該集成被動元件的芯片封裝方法還包括如下步驟：在第二金屬層上形成第三金屬層，第三金屬層與第二金屬層相耦合；第三金屬層包括一個或多個第三金屬結構，第三金屬結構設置于同一平面，第三金屬結構之間的間隙填充有絕緣材料；在第三金屬層上形成金屬互聯層，用于連接多個第三金屬結構。