3D芯片封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种3D芯片封装结构及其制备方法，3D芯片封装结构包括：电路基板，电路基板的上表面设有第一连接焊垫，下表面设有第二连接焊垫，第一连接焊垫与第二连接焊垫电连接；重新布线层，重新布线层经由第一表面装设于电路基板的上表面，且与第一连接焊垫电连接；半导体芯片，正面朝下倒装于重新布线层的第二表面；塑封材料层，塑封于半导体芯片的外围；焊料凸块，位于电路基板的下表面，且与第二连接焊垫相连接。本发明专利技术的3D芯片封装结构中的重新布线层与电路基板直接电连接，不需要中介层及硅通孔，整个封装结构比较简单，且封装成本低廉；重新布线层中的金属连线的线宽及线间距可以达到1μm以下，从而可以满足器件性能提高的需求。

【技术实现步骤摘要】
3D芯片封装结构及其制备方法
本专利技术涉及一种半导体封装结构及封装方法，特别是涉及一种3D芯片封装结构及其制备方法。
技术介绍
随着网络应用电子设备越来越多的功能需求，性能的提高以及更低的生产成本和更小的形式因素，扇出晶圆级芯片封装(Fanoutwaferlevel)技术和3D芯片封装技术已经成为满足移动和网络应用电子设备需求的最具前景的技术之一，但目前两种技术各有优缺点：譬如，目前的扇出晶圆级芯片封装技术的线宽和线间距均只能做到，然而，随着器件性能增加，I/O(输入/输出)增多，这势必需要更小线宽和线间距来满足，然而，当线宽和线间距达到2μm之后，如果再缩小将会造成很大的挑战；再譬如，目前的3D芯片封装技术，均需使用硅通孔技术(TSV)，并且需要使用到中介层(interposer)，使得封装结构比较复杂，且封装成本较高。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种3D芯片封装结构及其制备方法，用于解决现有技术中的封装结构存在的线宽和线间距无法缩小至2μm以下，以及结构复杂、封装成本较高等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种3D芯片封装结构，所述3D芯片封装结构包括：电路基板，所述电路基板的上表面设有第一连接焊垫，下表面设有第二连接焊垫，所述第一连接焊垫与所述第二连接焊垫电连接；重新布线层，包括相对的第一表面及第二表面，所述重新布线层经由第一表面装设于所述电路基板的上表面，且与所述第一连接焊垫电连接；半导体芯片，正面朝下倒装于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接；塑封材料层，塑封于所述半导体芯片的外围，且所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面与所述半导体芯片的背面相平齐；焊料凸块，位于所述电路基板的下表面，且与所述第二连接焊垫相连接。优选地，所述重新布线层包括：介质层；金属连线，位于所述介质层内，所述金属连线的线宽及相邻所述金属连线之间的间距均小于1μm。优选地，所述3D芯片封装结构还包括点胶层，所述点胶层填充于所述重新布线层与所述电路基板之间。优选地，所述3D芯片封装结构还包括散热片，所述散热片贴置于所述半导体芯片的背面。优选地，所述3D芯片封装结构还包括散热片，所述散热片扣至于所述电路基板的上表面，以在所述散热片与所述电路基板之间形成密封空腔；所述重新布线层、所述半导体芯片及所述塑封材料层均位于所述密封空腔内，且所述半导体芯片的背面与所述散热片相接触。优选地，所述3D芯片封装结构内所述半导体芯片的数量为一个。优选地，所述3D芯片封装结构内所述半导体芯片的数量为至少两个，相邻所述半导体芯片之间具有间距。本专利技术还提供一种3D芯片封装结构的制备方法，所述3D芯片封装结构的制备方法包括如下步骤：1)提供一半导体衬底，于所述半导体衬底的上表面形成重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一表面及第二表面，其中，所述重新布线层的第一表面与所述半导体衬底的上表面相接触；2)提供半导体芯片，将所述半导体芯片正面朝下装设于所述重新布线层的第二表面；3)于所述重新布线层的第二表面形成塑封材料层，所述塑封材料层填满所述半导体芯片之间的间隙及所述半导体芯片与所述重新布线层之间的间隙，并将所述半导体芯片塑封；4)去除所述半导体衬底；5)提供一电路基板，所述电路基板的上表面设有第一连接焊垫，下表面设有第二连接焊垫，所述第一连接焊垫与所述第二连接焊垫电连接；将塑封后的所述半导体芯片经由所述重新布线层装设于所述电路基板的上表面，所述重新布线层与所述第一连接焊垫电连接。优选地，步骤1)中，于所述半导体衬底的上表面形成重新布线层包括如下步骤：1-1)于所述半导体衬底的上表面形成介质层；1-2)于所述介质层内形成上下贯通的沟槽，所述沟槽的宽度小于1μm，且相邻沟槽的间距小于1μm；1-3)于所述沟槽内形成金属连线。优选地，步骤3)中，于所述重新布线层的第二表面形成的所述塑封材料层的上表面高于所述半导体芯片的背面；将塑封后的所述半导体芯片经由所述重新布线层装设于所述电路基板的上表面之前，还包括去除部分所述塑封材料层的步骤，以使得保留的所述塑封材料层的上表面与所述半导体芯片的背面相平齐。优选地，步骤4)去除所述半导体衬底之后，还包括于所述重新布线层的第一表面形成连接焊球的步骤，所述连接焊球与所述重新布线层电连接；步骤5)中，所述重新布线层经由所述连接焊球与所述第一连接焊垫电连接。优选地，步骤2)中提供多个所述半导体芯片，多个所述半导体芯片均正面朝下装设于所述重新布线层的第二表面，相邻半导体芯片之间具有间距；步骤4)与步骤5)之间还包括将步骤4)得到的结构进行切割的步骤，以得到若干个待封装结构，各所述待封装结构内均包括至少一个所述半导体芯片；步骤5)中，将所述待封装结构中的塑封后的所述半导体芯片经由所述重新布线层装设于所述电路基板的上表面。优选地，步骤5)之后，还包括于所述重新布线层与所述电路基板之间填充点胶层的步骤，所述点胶层填满所述重新布线层与所述电路基板之间的间隙。优选地，于所述重新布线层与所述电路基板之间填充点胶层之后，还包括于所述电路基板的上表面形成散热片的步骤，所述散热片扣至于所述电路基板的上表面，以在所述散热片与所述电路基板之间形成密封空腔；所述重新布线层、所述半导体芯片及所述塑封材料层均位于所述密封空腔内，且所述半导体芯片的背面与所述散热片相接触。优选地，于所述电路基板的上表面形成散热片之后，还包括于所述电路基板的下表面形成焊料凸块的结构，所述焊料凸块与所述第二连接焊垫电连接。如上所述，本专利技术的3D芯片封装结构及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术的3D芯片封装结构中的重新布线层与电路基板直接电连接，不需要中介层及硅通孔，整个封装结构比较简单，且封装成本低廉；重新布线层中的金属连线的线宽及线间距可以达到1μm以下，从而可以满足器件性能提高的需求。附图说明图1显示为本专利技术实施例一中提供的3D芯片封装结构的制备方法的流程图。图2～图11显示为本专利技术实施例一中提供的3D芯片封装结构的制备方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图11显示为本专利技术的3D芯片封装结构的结构示意图。元件标号说明10半导体衬底11重新布线层111介质层112金属连线12半导体芯片121连接焊垫13焊料连接结构131金属柱132焊球14塑封材料层15连接焊球16切割蓝膜17环形铁圈18电路基板181第一连接焊垫182第二连接焊垫19点胶层20散热片21密封空腔22焊料凸块具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1～图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，虽图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。实施例一请参阅图1，本专利技术提供一种3D芯片封装结构的制备方法，所述3D芯片封装结构的制备方法包括如下步骤：1)提供一半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D芯片封装结构，其特征在于，所述3D芯片封装结构包括：电路基板，所述电路基板的上表面设有第一连接焊垫，下表面设有第二连接焊垫，所述第一连接焊垫与所述第二连接焊垫电连接；重新布线层，包括相对的第一表面及第二表面，所述重新布线层经由第一表面装设于所述电路基板的上表面，且与所述第一连接焊垫电连接；半导体芯片，正面朝下倒装于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接；塑封材料层，塑封于所述半导体芯片的外围，且所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面与所述半导体芯片的背面相平齐；焊料凸块，位于所述电路基板的下表面，且与所述第二连接焊垫相连接。

【技术特征摘要】
1.一种3D芯片封装结构，其特征在于，所述3D芯片封装结构包括：电路基板，所述电路基板的上表面设有第一连接焊垫，下表面设有第二连接焊垫，所述第一连接焊垫与所述第二连接焊垫电连接；重新布线层，包括相对的第一表面及第二表面，所述重新布线层经由第一表面装设于所述电路基板的上表面，且与所述第一连接焊垫电连接；半导体芯片，正面朝下倒装于所述重新布线层的第二表面，且与所述重新布线层电连接；塑封材料层，塑封于所述半导体芯片的外围，且所述塑封材料层远离所述重新布线层的表面与所述半导体芯片的背面相平齐；焊料凸块，位于所述电路基板的下表面，且与所述第二连接焊垫相连接。2.根据权利要求1所述的3D芯片封装结构，其特征在于：所述重新布线层包括：介质层；金属连线，位于所述介质层内，所述金属连线的线宽及相邻所述金属连线之间的间距均小于1μm。3.根据权利要求1所述的3D芯片封装结构，其特征在于：所述3D芯片封装结构还包括点胶层，所述点胶层填充于所述重新布线层与所述电路基板之间。4.根据权利要求1所述的3D芯片封装结构，其特征在于：所述3D芯片封装结构还包括散热片，所述散热片贴置于所述半导体芯片的背面。5.根据权利要求1所述的3D芯片封装结构，其特征在于：所述3D芯片封装结构还包括散热片，所述散热片扣至于所述电路基板的上表面，以在所述散热片与所述电路基板之间形成密封空腔；所述重新布线层、所述半导体芯片及所述塑封材料层均位于所述密封空腔内，且所述半导体芯片的背面与所述散热片相接触。6.根据权利要求1所述的3D芯片封装结构，其特征在于：所述3D芯片封装结构内所述半导体芯片的数量为一个。7.根据权利要求1所述的3D芯片封装结构，其特征在于：所述3D芯片封装结构内所述半导体芯片的数量为至少两个，相邻所述半导体芯片之间具有间距。8.一种3D芯片封装结构的制备方法，其特征在于，所述3D芯片封装结构的制备方法包括如下步骤：1)提供一半导体衬底，于所述半导体衬底的上表面形成重新布线层，所述重新布线层包括相对的第一表面及第二表面，其中，所述重新布线层的第一表面与所述半导体衬底的上表面相接触；2)提供半导体芯片，将所述半导体芯片正面朝下装设于所述重新布线层的第二表面；3)于所述重新布线层的第二表面形成塑封材料层，所述塑封材料层填满所述半导体芯片之间的间隙及所述半导体芯片与所述重新布线层之间的间隙，并将所述半导体芯片塑封；4)去除所述半导体衬底；5)提供一电路基板，所述电路基板的上表面设有第一连接焊垫，下表面设有第二连接焊垫，所述第一连接焊垫与所述第二连接焊垫电连接；将塑封后的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦亨，林正忠，吴政达，
申请(专利权)人：中芯长电半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32