一种半导体芯片封装方法及封装结构技术

本公开公开了一种芯片封装方法及封装结构。半导体封装方法包括步骤：提供第一载板，在载板上设有至少一个预定位置；将至少一个半导体芯片贴装在所述第一载板的所述预定位置上；提供至少一个金属结构，所述金属结构包括至少一个金属单元；将所述金属结构贴装在第一载板上，其中所述金属单元对应至少一个半导体芯片；包封所述至少一个半导体芯片和所述至少一个金属结构。本公开通过将预成型的包含多个金属单元的金属结构贴装于第一载板上，取得了不同金属特征带来的封装性能的提高。

A Semiconductor Chip Packaging Method and Packaging Structure

The present disclosure discloses a chip encapsulation method and encapsulation structure. The semiconductor packaging method comprises the following steps: providing a first carrier plate with at least one predetermined position on the carrier plate; placing at least one semiconductor chip on the predetermined position of the first carrier plate; providing at least one metal structure, the metal structure including at least one metal unit; and placing the metal structure on the first carrier plate with the corresponding metal unit. At least one semiconductor chip; at least one semiconductor chip and at least one metal structure are encapsulated. The present disclosure improves packaging performance due to different metal characteristics by mounting a pre-formed metal structure comprising multiple metal units on the first carrier plate.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体芯片封装方法及封装结构本公开要求2017年9月12日在新加坡提出的No.10201707457X的专利申请的优先权，在此以引用的方式并入其全文。
本公开涉及半导体
，特别涉及一种半导体芯片封装方法及封装结构。
技术介绍
已有技术中，一种常见的芯片封装技术主要包含下述工艺过程：首先将芯片正面通过胶带粘接在衬底晶圆上，进行晶圆级塑封，将衬底晶圆剥离，然后在芯片正面进行再布线，形成再布线层，并植焊锡球，最后将封装体切成单颗。在封装过程中，如果需要在芯片四周设置金属结构，以便与芯片进行电连接时，通常的做法是在金属第一载板上通过电镀的制作工艺在第一载板的预定位置处制造出需要的金属导电体，然而这种制作工艺制造的电镀金属层的厚度有限，不适应需要良好热性能和电性能的高电流产品的需求；而且根据实际需求，在对板级封装中的芯片形成个性化金属特征时，需要利用电镀工艺依次逐个设置，而电镀工艺成本高且费时，因此使用这种工艺也不利于形成局部金属特征。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了克服现有技术存在的缺陷，本公开提出了一种半导体芯片封装方法及封装结构。(二)技术方案根据本专利技术的一个方面，提出一种半导体封装方法，包括步骤：提供第一载板，在载板上设有至少一个预定位置；将至少一个半导体芯片贴装在所述第一载板的所述预定位置上；提供至少一个金属结构，所述金属结构包括至少一个金属单元；将所述金属结构贴装在第一载板上，其中所述金属单元对应至少一个半导体芯片；包封所述至少一个半导体芯片和所述至少一个金属结构。根据本专利技术的另一方面，提出一种半导体封装结构，其包括：多个半导体芯片与至少一个金属结构，所述金属结构包括多个金属单元，所述多个金属单元分别对应所述多个半导体芯片，所述多个金属单元之间相互连接；包封层，用于包封所述多个半导体芯片与所述至少一个金属结构。根据本专利技术的再一方面，提出一种半导体封装结构，其包括：半导体芯片；金属单元，包括至少一个金属特征，其中至少一个金属特征与半导体芯片相连；包封层，用于包封所述半导体芯片与所述金属单元，其中，所述半导体封装结构通过至少一个金属特征与外部电路进行连接。(三)有益效果本公开通过将预成型的包含多个金属单元的金属结构贴装于第一载板上，取得了不同金属特征带来的封装性能的提高附图说明图1a是根据本公开半导体芯片封装方法的流程图；图1b是根据本公开半导体芯片封装方法中形成再布线结构的流程图；图2是根据本公开第一载板的截面图；图3是根据本公开在第一载板上贴装粘接层后的截面图；图4是根据本公开在第一载板上贴装半导体芯片后的截面图；图5是根据本公开在第一载板上设置位置标记的平面示意图；图6a是根据本公开第一实施例被刻图的金属框架的截面图；图6b是根据本公开第一实施例被刻图的金属框架的平面图；图7a是根据本公开第一实施例在第一载板贴装金属框架后的截面图；图7b是根据本公开一实施例在第一载板贴装金属框架后的平面图；图8是根据本公开一实施例借助临时支撑板将金属框架贴装到第一载板的示意图；图9a是根据本公开一实施例将金属框架贴装到临时支撑板的截面图；图9b是对图9a所示金属刻图成金属框架后的截面图；图9c是图9b所示金属框架的平面图；图10a是根据本公开一实施例形成第一包封层后的截面图；图10b是对图10a中的包封层进行打薄的示意图；图10c是根据图10b的方式将包封层打薄后的示意图；图11是根据本公开一实施例剥离第一载板和粘接层的示意图；图12是根据本公开一实施例形成第一绝缘层后的截面图；图13是根据本公开一实施例在第一绝缘层上形成开口后的截面图；图14是根据本公开一实施例形成被填充的过孔和图形化轨迹后的截面图；图15是根据本公开一实施例形成第二绝缘层后的截面图；图16是根据本公开一实施例形成最后绝缘层后的截面图；图17是根据本公开一实施例对封装结构进行切割的示意图；图18a是根据图17切割后的具有两层绝缘层的封装结构的截面图；图18b是切割后的具有三层绝缘层的封装结构的截面图；图19是根据本公开一实施例形成的封装结构焊接到电路板的截面图；图20a是根据本公开一实施例形成的金属框架的截面图；图20b是根据本公开一实施例将芯片和金属框架贴装到第一载板后的截面图；图21a是根据本公开一实施例将芯片和金属框架贴装到第一载板后的截面图；图21b是根据本公开一实施例将芯片和金属框架贴装到第一载板后的平面图；图22是根据本公开一实施例在金属框架的围墙结构中形成填充材料后的截面图；图23a是根据本公开一实施例对封装结构进行切割的示意图；图23b是根据图23a切割后的封装结构的截面图；图23c是根据图23a切割后的封装结构的平面图；图24是根据本公开一实施例形成的封装结构焊接到电路板的截面图；图25a是根据本公开一实施例形成的金属框架的截面图；图25b是根据本公开一实施例形成的金属框架的平面图；图26a是根据本公开一实施例在半导体芯片的背面设置散热材料后的截面图；图26b是根据本公开一实施例在图26a所示的结构上贴装了金属框架之后的截面图；图27a是根据本公开一实施例对封装结构进行切割的示意图；图27b是根据图27a切割后的封装结构的截面图；图28是根据本公开一实施例形成的封装结构焊接到电路板的截面图；图29是根据本公开一实施例的半导体芯片封装结构的截面图；图30是根据本公开一实施例的半导体芯片封装结构的截面图；图31为根据本公开一实施例的半导体芯片封装结构的截面图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。根据本公开的各个实施例，提供了一种芯片封装方法。在封装过程中，将待封装芯片贴装于第一载板上，同时，按照实际需求将预成型的包含多个金属单元的金属结构也贴装于第一载板上，待封装芯片的正面朝向所述第一载板，而背面朝上，即相对第一载板朝外，其中，金属单元包含连接垫和/或散热垫和/或围墙和/或散热片等多种金属特征；之后形成第一包封层，第一包封层覆盖在整个所述第一载板上，以包封住所述待封装芯片和金属结构。在包封完成后，将第一载板剥离，暴露出待封装芯片的正面、金属结构的第一表面及第一包封层，之后可以在待封装芯片的正面以及金属结构的第一表面进行再布线工艺，芯片通过再布线工艺与金属结构中的金属特征相互连接，金属特征通过焊料与基板或电路板连接。本公开的上述实施方式，通过将预成型的包含多个金属单元的金属结构贴装于第一载板上，一次性得到根据实际产品需要的金属特征，既减少了芯片封装的时间与成本，又利用金属特征取得了相应封装性能的提高，例如金属特征可包括散热垫，通过形成较大表面面积，带来更好的散热效果；金属特征还可包括连接垫，芯片的焊垫通过金属结构中连接垫与基板或电路板相互连接，即将金属结构中的金属特征连接垫作为对外封装的引脚，连接垫可具有一定厚度，因而提高了导电性能；金属特征还可以包括散热结构，加强半导体封装结构的散热效果。图1是根据本公开实施例1的半导体芯片封装方法的流程图。参照图1，本公开的方法包括步骤：步骤S1，提供第一载板100。如图2所示，第一载板100优选为正方形或长方形面板，包括第一表面101和第二表面102，如图2所示，第一表面101为第一载板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体封装方法，包括步骤：提供第一载板，在载板上设有至少一个预定位置；将至少一个半导体芯片贴装在所述第一载板的所述预定位置上；提供至少一个金属结构，所述金属结构包括至少一个金属单元；将所述金属结构贴装在第一载板上，其中所述金属单元对应至少一个半导体芯片；包封所述至少一个半导体芯片和所述至少一个金属结构。

【技术特征摘要】
2017.09.12 SG 10201707457X1.一种半导体封装方法，包括步骤：提供第一载板，在载板上设有至少一个预定位置；将至少一个半导体芯片贴装在所述第一载板的所述预定位置上；提供至少一个金属结构，所述金属结构包括至少一个金属单元；将所述金属结构贴装在第一载板上，其中所述金属单元对应至少一个半导体芯片；包封所述至少一个半导体芯片和所述至少一个金属结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属结构通过蚀刻或机械冲压金属板形成。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个金属单元对应一个半导体芯片。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括步骤：将所述金属单元上的至少一个金属特征与至少一个半导体芯片相连。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，剥离所述第一载板，暴露所述至少一个半导体芯片的正面以及所述至少一个金属结构的下表面。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括步骤：在所述至少一个半导体芯片的正面形成再布线结构，通过再布线结构将所述金属单元上的至少一个金属特征连接到至少一个半导体芯片。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金属特征包括至少一个连接垫，该方法进一步包括通过再布线结构将至少一个连接垫与所述半导体芯片正面的至少一个焊垫连接。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述金属特征包括至少一个散热结构，该方法进一步包括通过再布线结构将至少一个散热结构与所述半导体芯片的散热位置相连。9.根据权利要求6-8任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：包封所述至少一个半导体芯片的正面、所述至少一个金属结构的下表面以及所述再布线结构。10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：暴露所述至少一个金属结构的上表面，即金属结构的远离所述第一载板的表面。11.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将封装结构切割成两个以上封装单元，每个封装单元的至少一个侧面暴露被切割的所述金属结构。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述金属结构是金属框架，所述至少一个金属特征通过连接杆连接到所述金属框架。13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述金属结构包括的所述至少一个金属特征与金属结构的其他部分之间没有连接关系。14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将所述至少一个金属特征贴装到临时支撑板，借助所述临时支撑板将所述至少一个金属特征贴装到所述第一载板的对应位置。15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个金属单元具有开口位置，在将所述金属结构贴装到所述第一载板时，所述开口位置对应所述至少一个半导体芯片的位置。16.一种半导体封装结构，其包括：多个半导体芯片与至少一个金属结构，所述金属结构包括多个金属单元，所述多个金属单元分别对应所述多个半导体芯片，所述多个金属单元之间相互连接；包封层，用于包封所述多个半导体芯片与所述至少一个金属结构。17.根据权利要求16所述的半导体封装结构，其特征在于，所述金属结构通过蚀刻或机械冲压金属板形成。18.根据权利要求16或17所述的半导体封装结构，其特征在于，一个金属单元对应至少一个半导体芯片。19.根据权利要求18所述的半导体封装结构，其特征在于，其特征在于，所述金属单元上的至少一个金属特征与至少一个半导体芯片相连。20.根据权利要求18或19所述的半导体封装结构，其特征在于，在所述至少一个半导体芯片的正面形成有再布线结构，所述金属单元上的至少一个金属特征通过所述再布线结构与至少一个半导体芯片相连。21.根据权利要求20所述的半导体封装结构，其特征在于，所述金属特征包括至少一个连接垫，至少一个连接垫通过所述再布线结构与所述半导体芯片正面的至少一个焊垫连接。22.根据权利要求20或21所述的半导体封装结构，其特征在于，所述金属特征包括至少一个散热结构，所述至少一个散热结构与所述半导体芯片的散热位置通过所述再布线结构相连。23.根据权利要求20-22任一项所述的半导体封装结构，其特征在于，该封装结构进一步包括最外层绝缘层，用于包封所述至少一个半导体芯片的正面、所述至少一个金属结构的下表面以及所述再布线结构。24.根据权利要求23所述的半导体封装结构，其特征在于，所述再布线结构进一步包括至少一个布线层。25.根据权利要求24所述的半导体封装结构，其特征在于，所述布线层包括绝缘层、形成在所述绝缘层上的至少一个开口，所述至少一个开口被导电材料填充形成的被填充过孔、以及形成在所述绝缘层上用于将所述被填充过孔进行电连接的至少一个图形化轨迹。26.根据权利要求25所述的半导体封装结构，其特征在于，所述至少一个开口的位置对应所述半导体芯片的至少一个焊垫位置和/或所述半导体芯片的至少一个散热位置和/或所述金属特征的位置和/或所述图形化轨迹的位置。27.根据权利要求24-26任一项所述的半导体封装结构，其特征在于，所述至少一个布线层从靠近半导体芯片正面的位置向外逐层叠加，最外层绝缘层包封全部布线层。28.根据权利要求19-27任一项所述的半导体封装结构，其特征在于，所述至少一个金属特征暴露在所述包封层外面，用于直接或通过焊料与外部电路相连接。29.根据权利要求19-27任一项所述的半导体封装结构，其特征在于，所述金...

【专利技术属性】
技术研发人员：周辉星，
申请(专利权)人：PEP创新私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG