半导体嵌入式混合封装结构及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体嵌入式混合封装结构及其制作方法，该封装结构包括：线路板，其具有相对设置的第一表面和第二表面；设于线路板内的、至少用以容置半导体芯片(Bare Die)和半导体芯片封装体(Semiconductor Package)的开口或空腔；设置于开口或空腔内的半导体芯片；设置于开口或空腔内的半导体芯片封装体；封装材料，至少用以覆盖线路板的第一表面及填充开口或空腔内未被半导体芯片及半导体芯片封装体占据的空间；重布线层，至少用于电气连接半导体芯片，半导体芯片封装体和线路板。本发明专利技术中的半导体嵌入式混合封装结构及其制作方法采用线路板嵌入式技术方案，可以简化半导体芯片和半导体芯片封装体的整合工艺流程，提高集成品质和性能，有效减小集成面积。

【技术实现步骤摘要】
半导体嵌入式混合封装结构及其制作方法
本专利技术涉及一种线路载板封装结构，特别是涉及一种半导体嵌入式混合封装结构及其制作方法。
技术介绍
现有技术中，半导体芯片的封装和半导体芯片封装体的组装分别由电子封装厂和电子组装厂分别封装完成，首先完成半导体芯片的封装，然后再在线路板上进行半导体芯片封装体的组装。半导体芯片封装体在线路板上的组装通常采用通过表面贴装工艺完成。表面贴装技术(SurfaceMountTechnology，SMT)是一种将无引脚或短引线表面组装元器件(简称SMC/SMD，中文称片状元器件)安装在印制线路板(PrintedCircuitBoard，PCB)的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。表面贴装技术的组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40％～60％，重量减轻60％～80％。半导体封装器件在线路板上的组装通常采用通过表面贴装工程完成，在表面贴装时，通常通过焊锡连接将半导体封装器件与线路板进行电气互连。然而现有技术中半导体芯片和半导体芯片封装体与线路板之间的封装具有以下不足：半导体芯片/半导体芯片封装体和线路板之间对接标准和工艺复杂、繁琐；通常半导体芯片需要经过封装环节成为半导体封装体器件后，才被贴装/焊接在印刷电路板上。另外在表面贴装上，通常通过焊锡连接将半导体芯片封装体与线路板进行电气互连，目前表面贴装的焊锡连接需要半导体封装器件的焊盘和焊盘间距(pitch)较大，如焊盘/焊盘间距＝280微米/400微米，精密度有待提高，而且焊锡连接需要进行较为复杂的焊锡回流工艺控制；另外，半导体芯片封装体在线路板上使用表面贴装的方式进行组装，由于半导体芯片封装体面积加大，将占据线路板较大的表面面积，阻碍半导体封装器件组装的微型化发展。因此亟需提供一种新的半导体嵌入式混合封装结构及其制作方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种半导体嵌入式混合封装结构及其制作方法，能够有效改善半导体芯片封装体焊盘和焊盘间距较大、以及封装结构微型化的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案之中提供的一种半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：线路板，其具有相对设置的第一表面和第二表面；设于所述线路板内的、至少用以容置半导体芯片和半导体芯片封装体的开口或空腔；设置于所述开口或空腔内的半导体芯片；设置于所述开口或空腔内的半导体芯片封装体；封装材料，至少用以覆盖线路板的第一表面及填充所述开口或空腔内未被半导体芯片及半导体芯片封装体占据的空间；重布线层，至少用于电气连接半导体芯片，半导体芯片封装体和线路板。在一较佳实施例中，所述线路板的第一表面设置有模块对位标识，所述模块对位标识的表面与线路板的第二表面分别对应所述线路板的最高表面与最低表面。在一较佳实施例中，所述开口或空腔内还设有被动电子元件，所述被动电子元件包括电容、电阻、电感元件中的任一种或多种的组合。在一较佳实施例中，半导体芯片封装体内有至少一颗半导体裸晶片，且是带有塑封材料封装的半导体芯片封装体。进一步地，所述半导体芯片封装体包含与半导体芯片封装体内半导体裸晶片的电极/焊盘电气连接，并从所述半导体裸晶片向外延伸的导电引线或布线。进一步地，所述半导体芯片封装体还包括与半导体裸晶片电气连接的外部电极，所述外部电极是裸露在空气中的、或者被薄膜覆盖的；所述外部电极的材料是铜金属层或是有镍/金层覆盖的铜金属层；所述薄膜的材料为积聚层介电材料，包括塑封材料、或增层材料、或聚酰亚胺。进一步地，所述封装材料还用于填充所述开口或空腔内未被被动电子元件占据的空间。在一较佳实施例中，所述封装结构还包括至少覆盖所述线路板的第二表面、所述的封装材料、所述半导体芯片、和所述半导体芯片封装体的第一积聚层；所述第一积聚层为介电材料层，包括ABF增层或光敏感介电层。进一步地，所述第一积聚层在位于半导体芯片的电极/焊盘、半导体芯片封装体外部电极和线路板的线路层上方设有盲孔；所述第一积聚层上设有第一重布线层，且所述第一积聚层上的第一重布线层经过所述盲孔与半导体芯片的电极/焊盘、半导体芯片封装体外部电极和/或线路板上的线路层电气互连。进一步地，所述线路板第一表面上的封装材料上还设有第二重布线层，所述第二重布线层经导电盲孔至少和线路板上的线路层、半导体芯片、和/或半导体芯片封装体的外部电极电气互连。进一步地，所述第一重布线层和/或第二重布线层上覆盖有第二积聚层，所述第二积聚层上形成有与第一重布线层和/或第二重布线层电气互连的第三重布线层，所述第二积聚层包括ABF增层或光敏感介电层。进一步地，所述封装结构还包括至少覆盖最外侧线路层的焊料掩膜、和设置于所述焊料掩膜中的开口；所述掩模开口内的线路层形成连接外部元件的焊盘。进一步地，所述封装结构还包括贴装焊料掩膜上方的半导体封装器件和/或被动电子元件，所述被动电子元件包括电容、电阻、电感元件中的任一种或多种的组合，所述半导体封装器件和/或被动电子元件通过所述焊盘和第三重布线层电气互连。本专利技术采用的另一个技术方案之中提供的一种半导体嵌入式混合封装结构的制作方法，所述制作方法包括以下步骤：S1、提供线路板，其具有相对设置的第一表面和第二表面，所述线路板上设置有至少用以容置半导体芯片和半导体芯片封装体的开口或空腔；S2、在所述线路板的第二表面上贴附粘接膜，并将所述半导体芯片和半导体芯片封装体置入所述开口或空腔，且使所述半导体芯片和半导体芯片封装体与粘接膜粘接固定；S3、至少在所述线路板的第一表面及所述开口或空腔上施加封装材料，使所述线路板的第一表面被封装材料覆盖，以及使所述开口或空腔被封装材料及所述半导体芯片和半导体芯片封装体完全填充；S4、去除所述粘接膜，并将所述线路板翻转；S5、在所述线路板第二表面、半导体芯片、半导体芯片封装体及与所述线路板第二表面共平面的封装材料表面上覆盖一层以上积聚层；S6、在所述积聚层上形成至少用于电气连接半导体芯片、半导体芯片封装体、和线路板的重布线层。本专利技术采用的另一个技术方案之中提供的所述步骤S6包括：在位于半导体芯片的电极/焊盘、半导体芯片封装体外部电极和线路板的线路层上方的第一积聚层设置盲孔，并形成经过所述盲孔与半导体芯片的电极/焊盘、半导体芯片封装体外部电极、和/或线路板上的线路层电气互连的第一重布线层；在线路板第一表面上的封装材料上设置第二重布线层；所述第二重布线层经导电盲孔和线路板上的线路层、半导体芯片、和/或半导体芯片封装体的外部电极电气互连；在第一重布线层和/或第二重布线层上形成第二积聚层，并在第二积聚层上设置导电盲孔，并形成经导电盲孔电气连接第一重布线层和/或第二重布线层的第三重布线层。进一步地，所述步骤S6后还包括：在封装结构的最外侧线路层上形成焊料掩膜，且在线路层上方的焊料掩膜上进行开口并形成相应焊盘；在焊料掩膜上方贴装半导体封装器件和/或被动电子元件，所述半导体封装器件和/或被动电子元件通过所述焊盘与第三重布线层电气互连。与现有技术相比，本专利技术至少具有如下优点：将半导体芯片和半导体封装体同时在线路板完成封装加工，省略了现有技术中两者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：线路板，其具有相对设置的第一表面和第二表面；设于所述线路板内的、至少用以容置半导体芯片和半导体芯片封装体的开口或空腔；设置于所述开口或空腔内的半导体芯片；设置于所述开口或空腔内的半导体芯片封装体；封装材料，至少用以覆盖线路板的第一表面及填充所述开口或空腔内未被半导体芯片及半导体芯片封装体占据的空间；重布线层，至少用于电气连接半导体芯片，半导体芯片封装体和线路板。

【技术特征摘要】
1.一种半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述封装结构包括：线路板，其具有相对设置的第一表面和第二表面；设于所述线路板内的、至少用以容置半导体芯片和半导体芯片封装体的开口或空腔；设置于所述开口或空腔内的半导体芯片；设置于所述开口或空腔内的半导体芯片封装体；封装材料，至少用以覆盖线路板的第一表面及填充所述开口或空腔内未被半导体芯片及半导体芯片封装体占据的空间；重布线层，至少用于电气连接半导体芯片，半导体芯片封装体和线路板。2.根据权利要求1所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述线路板的第一表面设置有模块对位标识，所述模块对位标识的表面与线路板的第二表面分别对应所述线路板的最高表面与最低表面。3.根据权利要求1所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述开口或空腔内还设有被动电子元件，所述被动电子元件包括电容、电阻、电感元件中的任一种或多种的组合。4.根据权利要求1所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，半导体芯片封装体内有至少一颗半导体裸晶片，且是带有塑封材料封装的半导体芯片封装体。5.根据权利要求4所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述半导体芯片封装体包含与半导体芯片封装体内半导体裸晶片的电极/焊盘电气连接，并从所述半导体裸晶片向外延伸的导电引线或布线。6.根据权利要求5所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述半导体芯片封装体还包括与半导体裸晶片电气连接的外部电极，所述外部电极是裸露在空气中的、或者被薄膜覆盖的；所述外部电极的材料是铜金属层或是有镍/金层覆盖的铜金属层；所述薄膜的材料为积聚层介电材料，包括塑封材料、或增层材料、或聚酰亚胺。7.根据权利要求3所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述封装材料还用于填充所述开口或空腔内未被被动电子元件占据的空间。8.根据权利要求1或3所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括至少覆盖所述线路板的第二表面、所述的封装材料、所述半导体芯片、和所述半导体芯片封装体的第一积聚层；所述第一积聚层为介电材料层，包括ABF增层或光敏感介电层。9.根据权利要求8所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述第一积聚层在位于半导体芯片的电极/焊盘、半导体芯片封装体外部电极和线路板的线路层上方设有盲孔；所述第一积聚层上设有第一重布线层，且所述第一积聚层上的第一重布线层经过所述盲孔与半导体芯片的电极/焊盘、半导体芯片封装体外部电极和/或线路板上的线路层电气互连。10.根据权利要求9所述的半导体嵌入式混合封装结构，其特征在于，所述线路板第一表面上的封装材料上还设有第二重布线层，所述第二重布线层经导电盲孔至少和线路板上的线路层、半导体芯片、和/或半导体芯片封装体的外部电极电气互连。11.根据权利要求10所述的半导体嵌入式混合封装结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡亲佳，
申请(专利权)人：蔡亲佳，
类型：发明
国别省市：江苏,32