一种集成被动元件的芯片封装结构及封装方法技术

本发明专利技术公开了一种集成被动元件的芯片封装结构及封装方法，其中的集成被动元件的芯片封装结构包括：封装体，内部封装有芯片；芯片的器件面与封装体的第一表面位于同一平面；被动元件层，设置于封装体的第二表面；第一绝缘层，设置于被动元件层上；导电柱，设置于封装体中，导电柱的一端与被动元件层相耦合，另一端与封装体的第一表面位于同一平面；重布线层，设置于封装体的第一表面，并与芯片和导电柱相耦合。通过在封装体的第二表面设置被动元件层，解决了现有技术中在重布线层中嵌入被动元件，造成的集成多个被动元件的芯片封装结构的厚度较大的问题，减小了多被动元件的封装结构的厚度。

【技术实现步骤摘要】
一种集成被动元件的芯片封装结构及封装方法
本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及到一种集成被动元件的芯片封装结构及封装方法。
技术介绍
随着电子装置设备的集成度越来越高，半导体封装领域提出了系统级封装(System-in-Package，SIP)，将多个具有不同功能的有源电子元件与可选无源器件，以及诸如微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)或者光学器件等其他器件优先组装到一起，实现一定功能的单个标准封装件，从而形成一个系统或者子系统。目前广泛采用的方法是，将已封装好的无源器件与其他类型裸晶片或已封装的芯片通过二次封装的方法集成到一个封装体中达到提高集成度的效果。然而该方法要通过大量的高精度贴装动作将所有器件都放置到位后再进行塑封，该过程制作速度慢、成本高，而且封装体积依然较大。现有技术中，公开号为CN106024754A的中国专利文献公开了一种半导体封装组件，以将电子元件(如无源元件)嵌入于重布线结构内。其中，该半导体封装组件包括半导体封装体，该半导体封装体包括：重布线结构，具有第一表面及与其相对的第二表面；半导体裸芯片，设置于该第一重布线结构的该第一表面上；模塑化合物，设置于该第一重布线结构的该第一表面上，且围绕该第一半导体裸芯片；以及电子元件，嵌入于该第一重布线结构内，且经由该第一重布线结构电性耦接至该第一半导体裸芯片。但是，该半导体组件中的电子元件为嵌入重布线层，集成度较低，当封装组件中封装的电子元件较多时，封装组件的厚度可能会有较大程度的增加。因此，如何提高半导体封装组件中被动元件的集成度，减小多被动元件的封装组件的厚度成为亟待解决的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于解决半导体封装组件中被动元件的集成度较低，多被动元件的半导体封装组件的厚度较大的问题。为此，根据第一方面，本专利技术提供了一种集成被动元件的芯片封装结构，包括：封装体，内部封装有芯片；芯片的器件面与封装体的第一表面位于同一平面；被动元件层，设置于封装体的第二表面；第一绝缘层，设置于被动元件层上；导电柱，设置于封装体中，导电柱的一端与被动元件层相耦合，另一端与封装体的第一表面位于同一平面；重布线层，设置于封装体的第一表面，并与芯片和导电柱相耦合。可选地，被动元件层包括：第一金属层，设置于封装体的第二表面；介电材料层，设置于第一金属层上；第二金属层，设置于介电材料层上。可选地，第一金属层包括一个或多个第一金属结构，第一金属结构设置于同一平面，第一金属结构之间的间隙填充有绝缘材料。可选地，第二金属层包括一个或多个第二金属结构，第二金属结构设置于同一平面，第二金属结构之间的间隙填充有绝缘材料；第二金属结构与第一金属结构对应设置。可选地，该集成被动元件的芯片封装结构还包括：第三金属层，设置于第二金属层上；第三金属层与第二金属层相耦合；第三金属层包括一个或多个第三金属结构，第三金属结构设置于同一平面，第三金属结构之间的间隙填充有绝缘材料；金属互联层，设置于第三金属层上，用于连接多个第三金属结构。根据第二方面，本专利技术还提供了一种集成被动元件的芯片封装方法，包括如下步骤：提供一基板，并在基板上形成粘贴层；将芯片的器件面粘贴于粘贴层上；在粘贴层上形成封装体，包封住芯片；在封装体的第二表面形成被动元件层；在被动元件层上形成第一绝缘层；去除基板和粘贴层；在封装体中形成导电柱，导电柱的一端与被动元件层相耦合，另一端与封装体的第一表面位于同一平面；在封装体的第一表面形成重布线层，重布线层与芯片和导电柱相耦合。可选地，在封装体的第二表面形成被动元件层，包括如下步骤：在封装体的第二表面形成第一金属层；在第一金属层上形成介电材料层；在介电材料层上形成第二金属层。可选地，第一金属层包括一个或多个第一金属结构，第一金属结构设置于同一平面，第一金属结构之间的间隙填充有绝缘材料；第二金属层包括一个或多个第二金属结构，第二金属结构设置于同一平面，第二金属结构之间的间隙填充有绝缘材料；第二金属结构与第一金属结构对应设置。可选地，该集成被动元件的芯片封装方法还包括如下步骤：在第二金属层上形成第三金属层，第三金属层与第二金属层相耦合；第三金属层包括一个或多个第三金属结构，第三金属结构设置于同一平面，第三金属结构之间的间隙填充有绝缘材料；在第三金属层上形成金属互联层，用于连接多个第三金属结构。可选地，该集成被动元件的芯片封装方法还包括如下步骤：在第二金属层上形成第二绝缘层，并在第二绝缘层中形成连接体，连接体与第二金属层相耦合；在第二绝缘层上形成第三金属层，第三金属层通过连接体与第二金属层相耦合；第三金属层包括一个或多个第三金属结构，第三金属结构设置于同一平面，第三金属结构之间的间隙填充有绝缘材料；在第三金属层上形成金属互联层，用于连接多个第三金属结构。本专利技术提供的技术方案，具有如下优点：1、本专利技术提供的集成被动元件的芯片封装结构，包括：封装体，内部封装有芯片；芯片的器件面与封装体的第一表面位于同一平面；被动元件层，设置于封装体的第二表面；第一绝缘层，设置于被动元件层上；导电柱，设置于封装体中，导电柱的一端与被动元件层相耦合，另一端与封装体的第一表面位于同一平面；重布线层，设置于封装体的第一表面，并与芯片和导电柱相耦合。通过在封装体的第二表面设置被动元件层，解决了现有技术中在重布线层中嵌入被动元件，可能出现集成多个被动元件的芯片封装结构的厚度较大的问题，减小了多被动元件的封装结构的厚度。同时，由于该被动元件层设置于远离芯片的封装体的第二表面，因而，能够给芯片和被动元件均提供一定的散热空间，提高了该集成被动元件的芯片封装结构的散热性能。此外，通过设置与被动元件层相耦合的导电柱，并且该导电柱通过重布线层与芯片相耦合，从而实现被动元件层与芯片的耦合，由于导电柱具有较高的稳定性，因而，被动元件与芯片之间的耦合可靠性较高，解决了现有技术中，直接通过贴片时的重布线层耦合芯片与被动元件，稳定性较差的问题。通过在封装体的第二表面设置被动元件层，在封装体的第一表面设置重布线层，使该集成被动元件的芯片封装结构的具有结构对称性与平衡性，减小了该封装结构产生翘曲的可能。2、本专利技术提供的集成被动元件的芯片封装结构，被动元件层包括：第一金属层，设置于封装体的第二表面；介电材料层，设置于第一金属层上；第二金属层，设置于介电材料层上。通过调整第一金属层和第二金属层的内部金属结构，能够实现对不同类型的被动元件的制备，增加了被动元件层的设置灵活性。3、本专利技术提供的集成被动元件的芯片封装结构，第一金属层包括一个或多个第一金属结构，第一金属结构设置于同一平面，第一金属结构之间的间隙填充有绝缘材料。通过在第一金属层中设置一个或多个第一金属结构，能够满足在同一金属层上设置不同数量的被动元件的要求，进一步增加了被动元件层的设置灵活性。同时，当第一金属层包括多个第一金属结构时，能够在同一金属层上设置多个被动元件，从而提高了该集成被动元件的芯片封装结构中被动元件的集成度，进一步减小了该封装结构的厚度。4、本专利技术提供的集成被动元件的芯片封装方法，提供一基板，并在基板上形成粘贴层；将芯片的器件面粘贴于粘贴层上；在粘贴层上形成封装体，包封住芯片；在封装体的第二表面形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成被动元件的芯片封装结构，其特征在于，包括：封装体(1)，内部封装有芯片(2)；所述芯片(2)的器件面与所述封装体(1)的第一表面位于同一平面；被动元件层(3)，设置于所述封装体(1)的第二表面；第一绝缘层(4)，设置于被动元件层(3)上；导电柱(5)，设置于所述封装体(1)中，所述导电柱(5)的一端与所述被动元件层(3)相耦合，另一端与所述封装体(1)的第一表面位于同一平面；重布线层(6)，设置于所述封装体(1)的第一表面，并与所述芯片(2)和所述导电柱(5)相耦合。

【技术特征摘要】
1.一种集成被动元件的芯片封装结构，其特征在于，包括：封装体(1)，内部封装有芯片(2)；所述芯片(2)的器件面与所述封装体(1)的第一表面位于同一平面；被动元件层(3)，设置于所述封装体(1)的第二表面；第一绝缘层(4)，设置于被动元件层(3)上；导电柱(5)，设置于所述封装体(1)中，所述导电柱(5)的一端与所述被动元件层(3)相耦合，另一端与所述封装体(1)的第一表面位于同一平面；重布线层(6)，设置于所述封装体(1)的第一表面，并与所述芯片(2)和所述导电柱(5)相耦合。2.根据权利要求1所述的集成被动元件的芯片封装结构，其特征在于，所述被动元件层(3)包括：第一金属层(31)，设置于所述封装体(1)的第二表面；介电材料层(32)，设置于所述第一金属层(31)上；第二金属层(33)，设置于所述介电材料层(32)上。3.根据权利要求2所述的集成被动元件的芯片封装结构，其特征在于，所述第一金属层(31)包括一个或多个第一金属结构(310)，所述第一金属结构(310)设置于同一平面，所述第一金属结构(310)之间的间隙填充有绝缘材料。4.根据权利要求3所述的集成被动元件的芯片封装结构，其特征在于，所述第二金属层(33)包括一个或多个第二金属结构(330)，所述第二金属结构(330)设置于同一平面，所述第二金属结构(330)之间的间隙填充有绝缘材料；所述第二金属结构(330)与所述第一金属结构(310)对应设置。5.根据权利要求2-4任一项所述的集成被动元件的芯片封装结构，其特征在于，还包括：第三金属层(34)，设置于所述第二金属层(33)上；所述第三金属层(34)与所述第二金属层(33)相耦合；所述第三金属层(34)包括一个或多个第三金属结构(340)，所述第三金属结构(340)设置于同一平面，所述第三金属结构(340)之间的间隙填充有绝缘材料；金属互联层(35)，设置于所述第三金属层(34)上，用于连接多个所述第三金属结构(340)。6.一种集成被动元件的芯片封装方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一基板(7)，并在所述基板(7)上形成粘贴层(8)；将芯片(2)的器件面粘贴于所述粘贴层(8)上；在所述粘贴层(8)上形成封装体(1)，包封住所述芯片(2)；在所述封装体(1)的第二表面形成被动元件层(3)；在所述被动元件层(3)上形成第一绝缘层(4)；去除所述基板(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚大平，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32