[發明專利]扇出型系統級封裝結構及其制作方法

在審

• 申請號: 202010285803.1
• 申請日: 2020-04-13
• 公開（公告）號: CN111370386A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 陳彥亨;林正忠;吳政達
• 申請（專利權）人: 中芯長電半導體（江陰）有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H01L23/538;H01L25/16;H01L25/18;H01L21/48;H01L21/768
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

本發明提供一種扇出型系統級封裝結構及其制作方法，封裝結構包括：重新布線層；金屬凸塊，形成于重新布線層表面；金屬連接柱，與重新布線層電性相連；系統級芯片以及電源管理芯片，與重新布線電性連接；封裝層；連接布線層，形成于封裝層上，與金屬連接柱電性連接；存儲芯片及被動組件，與連接布線層電性連接。本發明可實現多種不同的系統功能需求，提高封裝結構的性能。本發明通過三維垂直堆疊封裝，有效降低封裝結構的面積，提高封裝結構的集成度，效短芯片之間的傳導路徑，降低封裝結構的功耗，大大降低了封裝結構的整體厚度。金屬連接柱可以通過電鍍工藝形成，可以有效增加金屬連接柱的寬度，進一步提高傳導能力。

技術領域

本發明屬于半導體集成電路封裝領域，特別是涉及一種扇出型系統級封裝結構及其制作方法。

背景技術

隨著5G通訊和人工智能(AI)時代的到來，應用于此類相關領域的芯片所要傳輸和高速交互處理的數據量非常巨大，該類芯片通常具有數量巨大的pad引腳(幾百甚至上千個)、超精細的管腳大小和間距(幾個微米甚至更小)。另一方面，移動互聯網以及物聯網方面的需求越來越強勁，電子終端產品的小型化和多功能化成為產業發展的大趨勢。如何將多個不同種類的高密度芯片集成封裝在一起構成一個功能強大且體積功耗又比較小的系統或者子系統，成為半導體芯片先進封裝領域的一大挑戰。

目前針對此類高密度芯片的多芯片集成封裝，業界通常都是采用硅穿孔(TSV)、硅轉接板(Si interposer)等方式進行，從而把芯片的超精細引腳進行引出和有效互聯從而形成一個功能模塊或者系統，但該技術的成本比較高，從而大大局限了它的應用范圍。扇出型封裝技術采用重構晶圓和重新布線RDL的方式為實現多芯片的集成封裝提供了很好的平臺，但是現有的扇出型封裝技術中由于布線精度有限從而使得封裝體的面積較大厚度較高，而且存在工序繁多、可靠性不高等諸多問題。

為適應微電子封裝技術的多功能、小型化、便攜式、高速度、低功耗和高可靠性發展趨勢，系統級封裝SIP(System In Package)技術作為新興異質集成技術，成為越來越多芯片的封裝形式，系統級封裝是將多種功能芯片和元器件集成在一個封裝內，從而實現一個完整的功能。系統級封裝是一種新型封裝技術，具有開發周期短，功能更多，功耗更低，性能更優良、成本價格更低，體積更小，質量輕等優點。

然而，隨著對封裝組件及功能越來越高的需求，現有的系統級封裝會占用越來越大的面積及厚度，不利于集成度的提高。

另外，隨著集成度的提高，對組件之間的電傳導能力要求也越來越高。

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系統級封裝結構及其制作方法，用于解決現有技術中系統級封裝體積難以縮小的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種扇出型系統級封裝結構，所述封裝結構包括：重新布線層，所述重新布線層包括第一面以及相對的第二面，所述重新布線層的第一面顯露有金屬布線層；金屬凸塊，形成于所述重新布線層的第一面的所述金屬布線層上，以實現所述重新布線層的電性引出；金屬連接柱，形成于所述重新布線層的第二面上，所述金屬連接柱與所述重新布線層電性相連；系統級芯片以及電源管理芯片，所述系統級芯片以及電源管理芯片接合于所述重新布線層的第二面上，以實現與所述重新布線層的電性連接；封裝層，覆蓋于所述金屬連接柱、系統級芯片以及電源管理芯片，且所述金屬連接柱顯露于所述封裝層；連接布線層，位于所述封裝層上，所述連接布線層與所述金屬連接柱電性連接；存儲芯片及被動組件，接合于所述連接布線層，以實現與所述連接布線層的電性連接。

可選地，所述重新布線層包括：圖形化的第一介質層；圖形化的第一金屬布線層，位于所述圖形化的第一介質層上，所述第一金屬布線層與所述金屬連接柱、所述系統級芯片以及所述電源管理芯片連接；圖形化的第二介質層，位于所述第一金屬布線層上；圖形化的第二金屬布線層，位于所述第二介質層上。