封装结构制造技术

本发明专利技术实施例提供一种封装结构，通过常规工艺在有源芯片背面集成大量的无源器件和再布线层，然后通过堆叠和引线键合的方式实现多个有源芯片与无源器件的集成，不但充分利用了封装结构中有源芯片背面的空白区域，还有效的提高了封装集成度；同时，所集成的无源器件可以通过一层水平方向的金属走线连接到其他芯片的电路结构上，通过引线键合的方式与有源芯片相关信号网络进行电性连接，因此极大地缩短了有源芯片与无源器件之间的信号传输路径，提高了信号完整性。

Encapsulation structure

【技术实现步骤摘要】
封装结构
本专利技术涉及半导体芯片封装领域，尤其涉及一种封装结构。
技术介绍
随着电子工程的发展，人们对于集成电路(IntegratedCircuit，简称IC)芯片小型化、轻量化及功能化的需求日渐增加，从最开始的单一组件的开发阶段，逐渐进入到了集结多个组件的系统开发阶段，与此同时在产品高效能及外观轻薄的要求下，不同功能的芯片开始迈向整合的阶段，因此，封装技术的不断发展和突破，成为推动整合的力量之一。多芯片封装技术的一个最重要的应用—系统级封装(SysteminPackage，简称：SiP)概念随即被提出，SiP作为一种封装技术是指通过将多芯片集中于一个单一封装内，从而使芯片获得系统功能，其具体的封装形式千变万化，可依照客户或产品的需求对于不同的芯片排列方式及内部接合技术进行生产，从而满足不同的市场需求。在电子系统中，除了集成有源的电路芯片外，还需要集成大量的无源器件，其中无源器件是指在不需要外加电源的条件下，就可以显示其特性的电子元件，他主要包括电阻类，电感类和电容类器件，以及由这些所组成的无源滤波器、谐振器、转换器和开关等。这些元件具有很多重要的功能，如偏置、去耦、开关噪声抑制、滤波、调谐等。随着网络通讯、电子多媒体产品以及信息化、智能化技术快速发展，集成电路元器件的处理功能日趋重要，并越来越向着小型化、薄型化、集成化、高密度等态势发展，因而有源芯片与无源器件的高密度集成技术面临机遇和挑战。然而现有的系统级封装在很多情况下，在系统中都是与分立的无源器件通过电路板走线相连接，从而导致集成度非常低，封装体内空间也没有被有效利用，而过长的电路板走线也会为系统引入更多的信号完整性问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种封装结构，从而有效提高了封装集成度，缩短了有源芯片与无源器件之间的信号传输路径，提升了信号完整性。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种封装结构，包括引线键合芯片、倒装焊芯片和封装基板：所述倒装焊芯片位于所述引线键合芯片下方，所述封装基板位于所述倒装焊芯片下方；所述引线键合芯片上设置至少一个第一引线键合焊盘，所述至少一个第一引线键合焊盘通过引线键合线与所述封装基板连接；所述引线键合芯片下依次设置第一绝缘介质层、第一金属结构层、第三绝缘介质层、第二金属结构层，所述第二金属结构层和所述第一金属结构层之间设置至少一个金属过孔，所述第二金属结构层下设置M个柱状的金属连接块；所述倒装焊芯片上依次设置第四绝缘介质层、金属互连层、第五绝缘介质层，所述金属互连层由非连续的金属材料组成，所述第五绝缘介质层填充非连续的金属材料形成的空隙；所述第五绝缘介质层上设置N个第二引线键合焊盘；所述金属互连层上设置M+N个穿过所述第五绝缘介质层的垂直通孔，其中M个所述通孔的位置与M个所述金属连接块的位置相对应，所述M个金属连接块插入M个所述通孔中，所述N个第二引线键合焊盘通过N个所述通孔与所述金属互连层电性连接，所述N个第二引线键合焊盘通过引线键合线与所述封装基板连接；所述倒装焊芯片下设置至少一个金属焊球，所述至少一个金属焊球为金属结构且与所述倒装焊芯片的内部电路结构和所述封装基板上表面的金属结构电性连接。如上所述的封装结构，所述第一金属结构层和所述第二金属结构层是平板结构，或是线圈结构；其中平板结构由一整块与所述引线键合芯片表面尺寸相同的金属板形成，或由多块在同一平面放置的金属板形成。如上所述的封装结构，当所述第一金属结构层是由多块在同一平面放置的金属板形成的平板结构时，或是线圈结构时，所述第一金属结构层的四周设置第二绝缘介质层，所述第二绝缘介质层下表面与所述第一金属结构层下表面平齐且不覆盖所述第一金属结构层的下表面。如上所述的封装结构，在所述引线键合芯片上集成至少一个有源芯片。如上所述的封装结构，所述第一引线键合焊盘为金属结构且与所述引线键合芯片内部的有源集成电路电性连接。如上所述的封装结构，所述第一绝缘介质层、所述第二绝缘介质层、所述第四绝缘介质层、和所述第五绝缘介质层的材料是有机聚合物不导电材料；第三绝缘介质层的材料为高介电常数材料或有机聚合物材料。如上所述的封装结构，所述第一金属结构层和第二金属结构层的材料为低电阻率导电材料或高电阻率材料；所述金属互连层的材料为导电金属；所述金属连接块的材料为导电金属或金属合金材料。本专利技术实施例提供的封装结构，不需要增加额外的分立无源器件，而是通过常规工艺在有源芯片背面集成大量的无源器件和再布线层，然后通过堆叠和引线键合的方式实现多个有源芯片与无源器件的集成，不但充分利用了封装结构中有源芯片背面的空白区域，还有效的提高了封装集成度；同时，所集成的无源器件可以通过一层水平方向的金属走线连接到其他芯片的电路结构上，通过引线键合的方式与有源芯片相关信号网络进行电性连接，因此极大地缩短了有源芯片与无源器件之间的信号传输路径，提高了信号完整性。附图说明图1为本专利技术封装结构实施例一的结构示意图；图2为本专利技术封装结构实施例二的结构示意图；图3为本专利技术封装结构实施例三的结构示意图；图4为本专利技术封装结构实施例四的结构示意图；图5为本专利技术引线键合芯片一的结构示意图；图6为本专利技术引线键合芯片二的结构示意图；图7为本专利技术引线键合芯片三的结构示意图；图8为本专利技术倒装焊芯片一的结构示意图；图9为本专利技术倒装焊芯片二的结构示意图；图10为本专利技术倒装焊芯片三的结构示意图；图11为本专利技术引线键合芯片和倒装焊芯片连接的结构示意图；图12为本专利技术引线键合芯片、倒装焊芯片和封装基本连接的结构示意图。具体实施方式图1为本专利技术封装结构实施例一的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的封装结构包括：引线键合芯片101、倒装焊芯片201和封装基板301：倒装焊芯片201位于引线键合芯片101下方，封装基板301位于倒装焊芯片201下方；引线键合芯片101上设置至少一个第一引线键合焊盘108，至少一个第一引线键合焊盘108通过引线键合线与封装基板301连接；引线键合芯片101下依次设置第一绝缘介质层102、第一金属结构层103、第三绝缘介质层105、第二金属结构层106，第二金属结构层106和第一金属结构层103之间设置至少一个金属过孔109，第二金属结构层106下设置M个柱状的金属连接块107；倒装焊芯片201上依次设置第四绝缘介质层202、金属互连层203、第五绝缘介质层204，金属互连层203由非连续的金属材料组成，第五绝缘介质层204填充非连续的金属材料形成的空隙；第五绝缘介质层204上设置N个第二引线键合焊盘205；金属互连层203上设置M+N个穿过第五绝缘介质层的垂直通孔，其中M个通孔的位置与M个金属连接块的位置相对应，M个金属连接块107插入M个通孔中，N个第二引线键合焊盘205通过N个通孔与金属互连层203电性连接，N个第二引线键合焊盘205通过引线键合线与封装基板301连接；倒装焊芯片下设置至少一个金属焊球206，至少一个金属焊球206为金属结构且与倒装焊芯片201的内部电路结构和封装基板301上表面的金属结构电性连接。需要说明的是，为了封装的结构稳定，倒装焊芯片201的表面尺寸应大于引线键合芯片101，封装基板301的表面尺寸应大于倒装焊芯片201。还需要说明的是，第一引线键合焊盘108的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装结构，其特征在于，所述封装结构包括引线键合芯片、倒装焊芯片和封装基板：所述倒装焊芯片位于所述引线键合芯片下方，所述封装基板位于所述倒装焊芯片下方；所述引线键合芯片上设置至少一个第一引线键合焊盘，所述至少一个第一引线键合焊盘通过引线键合线与所述封装基板连接；所述引线键合芯片下依次设置第一绝缘介质层、第一金属结构层、第三绝缘介质层、第二金属结构层，所述第二金属结构层和所述第一金属结构层之间设置至少一个金属过孔，所述第二金属结构层下设置M个柱状的金属连接块；所述倒装焊芯片上依次设置第四绝缘介质层、金属互连层、第五绝缘介质层，所述金属互连层由非连续的金属材料组成，所述第五绝缘介质层填充非连续的金属材料形成的空隙；所述第五绝缘介质层上设置N个第二引线键合焊盘；所述金属互连层上设置M+N个穿过所述第五绝缘介质层的垂直通孔，其中M个所述通孔的位置与M个所述金属连接块的位置相对应，所述M个金属连接块插入M个所述通孔中，所述N个第二引线键合焊盘通过N个所述通孔与所述金属互连层电性连接，所述N个第二引线键合焊盘通过引线键合线与所述封装基板连接；所述倒装焊芯片下设置至少一个金属焊球，所述至少一个金属焊球为金属结构且与所述倒装焊芯片的内部电路结构和所述封装基板上表面的金属结构电性连接。...

【技术特征摘要】
1.一种封装结构，其特征在于，所述封装结构包括引线键合芯片、倒装焊芯片和封装基板：所述倒装焊芯片位于所述引线键合芯片下方，所述封装基板位于所述倒装焊芯片下方；所述引线键合芯片上设置至少一个第一引线键合焊盘，所述至少一个第一引线键合焊盘通过引线键合线与所述封装基板连接；所述引线键合芯片下依次设置第一绝缘介质层、第一金属结构层、第三绝缘介质层、第二金属结构层，所述第二金属结构层和所述第一金属结构层之间设置至少一个金属过孔，所述第二金属结构层下设置M个柱状的金属连接块；所述倒装焊芯片上依次设置第四绝缘介质层、金属互连层、第五绝缘介质层，所述金属互连层由非连续的金属材料组成，所述第五绝缘介质层填充非连续的金属材料形成的空隙；所述第五绝缘介质层上设置N个第二引线键合焊盘；所述金属互连层上设置M+N个穿过所述第五绝缘介质层的垂直通孔，其中M个所述通孔的位置与M个所述金属连接块的位置相对应，所述M个金属连接块插入M个所述通孔中，所述N个第二引线键合焊盘通过N个所述通孔与所述金属互连层电性连接，所述N个第二引线键合焊盘通过引线键合线与所述封装基板连接；所述倒装焊芯片下设置至少一个金属焊球，所述至少一个金属焊球为金属结构且与所述倒装焊芯片的内部电路结构和所述封装基板上表面的金属结构电性连接。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：任晓黎，
申请(专利权)人：深圳市中兴微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44