一种芯片封装结构、其制备方法及电子设备技术

本申请公开了一种芯片封装结构、其制备方法及电子设备。芯片封装结构包括：具有相对的上表面和下表面的第一连接层，设置在第一连接层的上表面裸片，设置在裸片的上表面的第一导通结构，包覆裸片和第一导通结构的第一塑封层，设置在第一塑封层上的重布线层；其中，第一导通结构至少一部分裸露在第一塑封层的上表面，重布线层与第一导通结构耦接。裸片的信号直接通过第一导通结构和重布线层引出，节省空间，降低布线长度和互连电感，实现裸片之间信号低损耗高效互连；通过重布线层实现裸片之间的信号互连，可以根据裸片的阻抗值在重布线层中设置与其匹配的电路布线，从而省去用于耦合阻抗的电容等部件，节省空间，降低设计复杂度。降低设计复杂度。降低设计复杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种芯片封装结构、其制备方法及电子设备


[0001]本申请涉及芯片封装
，尤其涉及一种芯片封装结构、其制备方法及电子设备。

技术介绍

[0002]随着电子设备普及率快速提升、电子设备市场的蓬勃发展，越来越要求电子产品在具有高性能、多功能、高可靠性以及便捷性的同时要向着小型化、薄型化的方向演进。这样的需求对芯片的封装提出了更好、更轻、更薄、封装密度更高、更好的电性能和热性能、更高的可靠性以及更高的性价比要求。
[0003]5G功放模组不断面向高频高效小型化演进，现有的引线键合的封装架构受线弧(wire)的线径及布线限制，导致芯片封装结构中互连电感较大，且在芯片封装结构中线弧的线长较长导致插损大，制约了产品小型化高性能的演进。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种芯片封装结构、其制备方法及电子设备，用以减少芯片封装结构中的互连电感。
[0005]第一方面，本申请提供了一种芯片封装结构，包括：具有相对的上表面和下表面的第一连接层，设置在第一连接层的上表面裸片，设置在裸片的上表面的第一导通结构，包覆裸片和第一导通结构的第一塑封层，设置在第一塑封层上的重布线层；其中，裸片与第一连接层的上表面耦接，第一导通结构与裸片耦接，第一导通结构至少一部分裸露在第一塑封层的上表面，即第一塑封层的上表面未包覆第一导通结构的上端部，重布线层与第一导通结构耦接。
[0006]在本申请实施例提供的芯片封装结构中，裸片的信号直接通过第一导通结构和重布线层引出，节省了空间，降低了布线长度，也降低了互连电感，实现裸片之间信号低损耗高效互连；并且，通过重布线层实现裸片之间的信号互连，可以根据裸片的阻抗值在重布线层中设置与其匹配的电路布线，从而在芯片封装结构中可以省去用于耦合阻抗的电容等部件，节省空间，降低设计复杂度。
[0007]在本申请一个可能的实现方式中，重布线层可以具体包括图形化线路层和用于保护图形化线路层的第一保护层，图形化线路层的阻抗值可以与图形化线路层通过第一导通结构3耦接的裸片的阻抗值相匹配。阻抗值相匹配指的是，针对不同裸片的预设阻抗值，图形化线路层设置与该预设阻抗值大致相同或在公差范围内的阻抗值。阻抗值可以包含感抗值、容抗值和电阻值等参数，具体可以通过调节图形化线路层的厚度、图形化线路层的面积等参数的方式，达到调节图形化线路层的阻抗值使之与耦接的裸片的阻抗值匹配的效果。第一保护层可以是绿油或塑封料，其厚度在10um
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40um。
[0008]在本申请一个可能的实现方式中，为了实现模组的高密度集成，可以设置高厚径比(pillar)的第一导通结构，其中高厚径比指的是第一导通结构的厚度和直径的比例在2:
1及以上，即在芯片封装结构中存在至少部分第一导通结构的厚度大于或等于直径的两倍及以上，根据芯片封装结构需要，形成的某些第一导通结构的厚径比可以达到10:1，突破了激光方式形成的盲孔需要≤1:1厚度比的电镀能力限制，解决了功放模组中裸片薄镀层(＜2um)会被激光穿孔的风险。例如针对厚度不同的多个裸片，可以在厚度较薄的裸片上形成厚径比较大的第一导通结构，在厚度较厚的裸片上形成厚径比较小的第一导通结构。值得注意的是，第一导通结构的直径指的是第一导通结构的任意一水平横截面的直径(针对水平横截面为圆形的情况)或宽度(针对水平横截面为多边形的情况)。
[0009]在本申请一个可能的实现方式中，在芯片封装结构中一般具有多个第一导通结构，任意一个第一导通结构具体可以是沿竖直方向堆叠设置的多个焊球。在制备时采用引线键合方式，在裸片上可以通过叠球方式形成高度不同的第一导通结构，例如叠加1
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5个焊球形成厚度在50um
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250um之间的第一导通结构。通过控制堆叠的焊球个数，可以控制形成的第一导通结构的厚径比，一般来说，在厚度较厚的裸片上可以叠加较少的焊球，在厚度较薄的裸片上可以叠加较多的焊球。值得注意的是，由堆叠设置的多个焊球构成的第一导通结构的厚径比指的是，堆叠焊球叠加后的最大厚度与各焊球中最大直径之间的比值。
[0010]在本申请另一个可能的实现方式中，任意一个第一导通结构也可以是至少一根线弧，在制备时采用引线键合方式，在裸片上可以形成线弧，线弧具体可以采用0.6mil
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3.0mil的金属线，一般采用线弧方式形成的第一导通结构的厚径比大于2:1。值得注意的是，由至少一根线弧构成的第一导通结构的厚径比指的是，全部线弧中的最大长度与全部线弧中的最大直径之间的比值，或全部线弧中的最大长度与全部线弧的直径之和之间的比值。在不同的裸片上可以采用不同的方式形成第一导通结构3，也可以采用相同的方式形成第一导通结构，在此不做限定。
[0011]在本申请一个可能的实现方式中，一个第一导通结构可以由至少一对线弧构成，在制作时可以将一根初始线弧的两个端部与同一裸片耦接，即一根初始线弧的两个端部均固定在同一裸片上，使初始线弧在裸片上形成一弧线形状，而在经过塑封研磨后，最终形成的第一导通结构中，初始弧线被分成一对线弧，初始线弧的弧线形状顶端被断开后分别作为两个线弧所裸露的端部。初始线弧的两个端部同时固定在一个裸片上，有利于在后续形成第一塑封层时稳定第一导通结构的形貌。或者，在本申请其他实施例中，初始线弧也可以仅一个端部与裸片耦接，另一端部悬空作为第一导通结构裸露的端部。
[0012]在本申请一个可能的实现方式中，第一连接层可以为金属基或金属与无机复合材料，第一连接层的上表面可以具有第一引脚，第一引脚具有热沉和通流的功能，裸片具体可以与第一引脚耦接。具体地，裸片可以通过第二连接层与第一引脚耦接，在制备时，可以将裸片通过第二连接层粘接在第一引脚上，并通过烧结工艺进行烧结固定。或者，裸片与第一引脚可以直接耦接，在制备时裸片和第一引脚可以采用共晶焊工艺代替烧结工艺，使裸片的镀层和第一引脚直接相融固定。
[0013]在本申请一个可能的实现方式中，在裸片上形成第一导通结构后，可以对裸片和第一导通结构进行塑封，形成第一塑封层，保证裸片和第一导通结构在第一塑封层内形成内埋结构。之后，可以采用高精度研磨设备对第一塑封层的上表面进行研磨，以保证裸露第一导通结构的端部，采用此工艺形成的第一塑封层的上表面与第一导通结构所裸露的端部齐平。或者，之后也可以先采用高精度研磨设备对第一塑封层的上表面进行少量研磨，之
后，采用激光开窗的方式裸露第一导通结构的端部，采用此工艺形成的第一塑封层具有裸露第一导通结构的端部的通槽，重布线层具有与通槽一一对应的凸出部，凸出部可以位于通槽内，以便于第一导通结构耦接。或者，也可以直接采用激光开窗的方式裸露第一导通结构的端部，采用此工艺形成的第一塑封层具有裸露第一导通结构的端部的通槽，重布线层具有与通槽一一对应的凸出部，凸出部可以位于通槽内，以便于第一导通结构耦接。
[0014]在本申请一个可能的实现方式中，可以在第一连接层上固定多个裸片，各裸片的厚度不受限制，在第一连接层可以耦接厚度不同的裸片，即存在至少两个裸片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：第一连接层，具有相对的上表面和下表面；裸片，设置在所述第一连接层的上表面且与所述第一连接层耦接；第一导通结构，设置在所述裸片的上表面且与所述裸片耦接；第一塑封层，包覆所述裸片和所述第一导通结构，所述第一导通结构至少一部分裸露在所述第一塑封层的上表面；重布线层，设置在所述第一塑封层上，且与所述第一导通结构耦接。2.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述重布线层包括图形化线路层和用于保护所述图形化线路层的第一保护层，所述图形化线路层的阻抗值与所述图形化线路层通过所述第一导通结构耦接的裸片的阻抗值匹配。3.如权利要求1或2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一导通结构为多个，所述多个第一导通结构中的至少一个第一导通结构为沿竖直方向堆叠设置的多个焊球。4.如权利要求1或2所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一导通结构为多个，所述多个第一导通结构中的至少一个第一导通结构包括至少一根线弧。5.如权利要求1
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4任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一导通结构的沿竖直方向的厚度大于或等于直径的两倍。6.如权利要求1
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5任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一塑封层的上表面与所述第一导通结构所裸露的端部齐平。7.如权利要求1
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5任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一塑封层具有裸露所述第一导通结构的端部的通槽，所述重布线层具有与所述通槽一一对应的凸出部。8.如权利要求1
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7任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述裸片为多个，且存在至少两个所述裸片沿竖直方向的厚度不同。9.如权利要求1
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8任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述裸片通过第二连接层与所述第一连接层的上表面耦接；或，所述裸片与所述第一连接层的上表面直接耦接。10.如权利要求1
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9任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括：连接端子，设置在所述重布线层上，且用于与电路板耦接。11.如权利要求1
‑
9任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括：芯片，设置在所述重布线层上；第二导通结构，设置在所述重布线层上；第二塑封层，包覆所述芯片和所述第二导通结构，所述第二导通结构至少一部分裸露在所述第二塑封层的上表面；第三连接层，设置在所述第二塑封层上，且与所述第二导通结构耦接；第二保护层，用于保护所述第三连接层。12.如权利要求11所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二导通结构中的至少一个第二导通结构为沿竖直方向堆叠设置的多个焊球、或至少一根线弧、或植针。13.如权利要求12所述的芯片封装结构，其特征在于，还包括：连接端子，设置在所述第三连接层上，且用于与电路板耦接。14.如权利要求1
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9、11
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12任一项所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一连接层具有外接引脚；所述芯片封装结构还包括：设置在所述外接引脚上的第三导通结构；所述第
一塑封层包覆所述第三导通结构，所述第三导通结构至少一部分裸露在所述第一塑封层的上表面；所述重布线层与所述第三导通结构耦接。15.如权利要求14所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第三导通结构中的至少一个第三导通结构为沿竖直方向堆叠设置的多个焊球、或至少一根线弧、或植针。16.如权利要求14或15所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一塑封层的上表面与所述第三导通结构所裸露的端部齐平。17.如权利要求14或15所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一塑封层具有裸露所述第三导通结构的端部的通槽，所述重布线层具有与所述通槽一一对应的凸出部。18.一种芯片封装结构的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永刚，蒋然，唐子锴，李阳华，黄淑君，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：