一种器件封装结构及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种器件封装结构及制备方法，包括芯片，芯材基体，正面重布线层，背面重布线层，垂直互连结构，模塑材料结构和设置在正面重布线层上的焊球；芯片包括芯片有源面和芯片晶背，芯片有源面一侧设置有芯片焊盘，正面重布线层设置在芯片有源面一侧，背面重布线层设置在芯片晶背一侧，垂直互连结构连接正面重布线层和背面重布线层，模塑材料结构设置在芯片与垂直互连结构之间。本发明专利技术利用扇出封装技术形成，在结构中集成了芯材基体，利用正面重布线层、背面重布线层、垂直互连结构的其中之一或者他们的组合，并结合芯材基体的电气特性可以形成无源器件，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种器件封装结构及制备方法
本专利技术涉及无源器件的制备与集成领域，具体涉及一种器件的封装结构及制备方法。
技术介绍
在现代电子系统、计算机系统、通信系统中大量使用无源器件，例如电容可以作为滤波、隔离器件使用，电阻可以作为分压、滤波器件使用，电感可以作为变压、滤波器件。由无源器件组成的无源器件网络可以实现更加复杂的功能，例如电桥、巴伦、功分器等。随着系统集成度的提高，集成无源器件(IPD)已经成功商用并逐渐替代传统的分立无源器件。但是在高密度、高精度无源器件方面，经常需要特殊材料、特殊工艺，制约着高性能无源器件的发展。进一步而言，无源器件的集成方式已经成为系统进一步小型化的制约因素。传统的无源器件通过表面贴装技术(surfacemounttechnology，SMT)集成在PCB板或者芯片基板上。虽然IPD器件可以以裸芯片形式与其他功能芯片进行合封形成系统级封装(SysteminPackage，SiP)，提高了系统的集成度。但在需要集成高性能无源器件的场景，无源器件及其集成仍然占据了大量的PCB、芯片基板面积。扇出封装技术(Fan-outPackage，FOP)是近年来兴起的一种先进封装技术，与之相对应的是扇入封装技术(Fan-inPackage),例如圆片级芯片尺寸封装(WaferLevelChipScalePackage，WLCSP)。目前业界可以提供FOP技术的厂商有很多，例如Infineon、Amkor、ASE、STATSChipPAC的embeddedWaferLevelBallGridArray(eWLB)技术、Amkor的SiliconWaferIntegratedFan-outTechnology(SWIFT)技术、DecaTechnologies的M-series技术、TSMC的IntegratedFan-OutWaferLevelPackage(InFO-WLP)技术、SPIL的ThroughPackageInterconnectionFan-Out(TPI-FO)技术等。FOP技术以其高互连密度、支持多芯片封装、小外形尺寸、厚度薄等优势受到了物联网芯片、手机应用处理器、高性能计算等产品的青睐。对于部分应用，FOP技术允许在芯片两面进行布线，并通过垂直互连结构实现两面电路之间的互连，如TSMC的InFO技术可以通过穿InFO通孔(ThroughInFOVia，TIV)实现芯片正面重布线层(RedistributionLayer，RDL)与背面重布线层之间互连。当前技术条件下扇出封装技术所形成的封装结构如图1-2所示，图1为现有技术包含背面重布线层4和垂直互连结构5的扇出封装结构图，图2为现有技术包含背置无源器件8的扇出封装结构图，可看出，现有技术的高性能无源器件通常制作在低损耗材料基体上，例如高阻硅、砷化镓、陶瓷、磁性材料、碳化硅或氮化镓等。受到自身制造工艺、后续使用集成的制约，系统无法进一步小型化，从而使得封装结构、系统的尺寸受到限制。
技术实现思路
为解决上述无源器件的制作和集成问题，本专利技术的目的是提供一种器件封装结构及制备方法，利用扇出封装技术形成，在封装上设置芯材基体，芯材基体不需要设置任何电路结构，其目的是提供低损耗的基体材料，再利用扇出封装技术制备的电路结构形成无源器件，同时完成无源器件的集成，本专利技术可以进一步缩小封装与系统尺寸，具有广阔的应用前景。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种器件封装结构，包括芯片，芯材基体，正面重布线层，背面重布线层，垂直互连结构，模塑材料结构和设置在所述正面重布线层上的焊球；所述芯材基体设置在所述芯片的侧面，所述芯片包括芯片有源面和芯片晶背，所述芯片有源面一侧设置有芯片焊盘，所述正面重布线层设置在所述芯片有源面一侧，所述背面重布线层设置在所述芯片晶背一侧，所述垂直互连结构连接所述正面重布线层和所述背面重布线层，所述模塑材料结构设置在所述芯片与所述垂直互连结构之间，所述正面重布线层包括凸点下金属化层、第一介电材料、第一重布线层和第一互连孔，所述背面重布线层包括背置焊盘、第二介电材料、第二重布线层和第二互连孔。一种器件封装结构，包括芯片，芯材基体，正面重布线层，模塑材料结构和设置在所述正面重布线层上的焊球；所述芯材基体设置在所述正面重布线层内部，所述芯片包括芯片有源面和芯片晶背，所述芯片有源面一侧设置有芯片焊盘，所述正面重布线层设置在所述芯片有源面一侧，所述正面重布线层包括凸点下金属化层、第一介电材料、第一重布线层和第一互连孔。进一步的，所述第二重布线层至少为一层，所述第二互连孔至少为一个，所述第二互连孔连接所述第二重布线层之间或所述第二重布线层与所述垂直互连结构或所述第二重布线层与所述背置焊盘。进一步的，所述第一重布线层至少为一层，所述第一互连孔至少为一个，所述第一互连孔连接所述第一重布线层之间或所述第一重布线层与所述芯片或所述第一重布线层与所述凸点下金属化层。进一步的，所述芯片至少为一个。进一步的，所述芯材基体至少为一个。进一步的，所述芯材基体的材质为硅、砷化镓、陶瓷、磁性材料、碳化硅或氮化镓。一种器件封装结构的制备方法，包括以下步骤：步骤1)在载片上形成所述正面重布线层；步骤2)在所述正面重布线层上形成所述垂直互连结构，并使所述垂直互连结构与所述正面重布线层形成电互连；步骤3)在所述正面重布线层上布置预先制造完成的所述芯片、所述芯材基体，并使所述芯片与所述正面重布线层形成电互连；步骤4)在所述正面重布线层上，所述垂直互连结构、所述芯片、所述芯材基体周边形成所述模塑材料结构；步骤5)在步骤所形成的结构上形成所述背面重布线层；并使之与垂直互连结构形成电气互连；步骤6)去除所述载片，并在所述正面重布线层的另一面形成所述焊球。一种器件封装结构的制备方法，包括以下步骤：步骤1)在载片上形成所述正面重布线层，并将所述芯片基体预制在所述正面重布线层之内；步骤2)在所述正面重布线层上布置预先制造完成的所述芯片，并使所述芯片与所述正面重布线层形成电互连；步骤3)在所述正面重布线层上，所述芯片周边形成所述模塑材料结构；步骤4)去除所述载片，并在所述正面重布线层的另一面形成所述焊球。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用扇出封装技术形成，在扇出封装结构内设置了芯材基体，正面重布线层、背面重布线层、垂直互连结构的其中之一或者任意组合均可在芯材基体表面形成电路的功能，其目的是提供低损耗的基体材料，因此芯材基体上可以不再需要设置任何电路结构，该技术可以进一步提高无源器件性能，同等情况下封装与系统尺寸可以进一步缩小，具有广阔的应用前景。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图1为现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种器件封装结构，其特征在于：包括芯片(1)，芯材基体(2)，正面重布线层(3)，背面重布线层(4)，垂直互连结构(5)，模塑材料结构(6)和设置在所述正面重布线层(3)上的焊球(7)；所述芯材基体(2)设置在所述芯片(1)的侧面，所述芯片(1)包括芯片有源面(11)和芯片晶背(12)，所述芯片有源面(11)一侧设置有芯片焊盘(13)，所述正面重布线层(3)设置在所述芯片有源面(11)一侧，所述背面重布线层(4)设置在所述芯片晶背(12)一侧，所述垂直互连结构(5)连接所述正面重布线层(3)和所述背面重布线层(4)，所述模塑材料结构(6)设置在所述芯片(1)与所述垂直互连结构(5)之间，所述正面重布线层(3)包括凸点下金属化层(31)、第一介电材料(32)、第一重布线层(33)和第一互连孔(34)，所述背面重布线层(4)包括背置焊盘(41)、第二介电材料(42)、第二重布线层(43)和第二互连孔(44)。/n

【技术特征摘要】
1.一种器件封装结构，其特征在于：包括芯片(1)，芯材基体(2)，正面重布线层(3)，背面重布线层(4)，垂直互连结构(5)，模塑材料结构(6)和设置在所述正面重布线层(3)上的焊球(7)；所述芯材基体(2)设置在所述芯片(1)的侧面，所述芯片(1)包括芯片有源面(11)和芯片晶背(12)，所述芯片有源面(11)一侧设置有芯片焊盘(13)，所述正面重布线层(3)设置在所述芯片有源面(11)一侧，所述背面重布线层(4)设置在所述芯片晶背(12)一侧，所述垂直互连结构(5)连接所述正面重布线层(3)和所述背面重布线层(4)，所述模塑材料结构(6)设置在所述芯片(1)与所述垂直互连结构(5)之间，所述正面重布线层(3)包括凸点下金属化层(31)、第一介电材料(32)、第一重布线层(33)和第一互连孔(34)，所述背面重布线层(4)包括背置焊盘(41)、第二介电材料(42)、第二重布线层(43)和第二互连孔(44)。


2.一种器件封装结构，其特征在于：包括芯片(1)，芯材基体(2)，正面重布线层(3)，模塑材料结构(6)和设置在所述正面重布线层(3)上的焊球(7)；所述芯材基体(2)设置在所述正面重布线层(3)内部，所述芯片(1)包括芯片有源面(11)和芯片晶背(12)，所述芯片有源面(11)一侧设置有芯片焊盘(13)，所述正面重布线层(3)设置在所述芯片有源面(11)一侧，所述正面重布线层(3)包括凸点下金属化层(31)、第一介电材料(32)、第一重布线层(33)和第一互连孔(34)。


3.根据权利要求1所述的器件封装结构，其特征在于：所述第二重布线层(43)至少为一层，所述第二互连孔(44)至少为一个，所述第二互连孔(44)连接所述第二重布线层(43)之间或所述第二重布线层(43)与所述垂直互连结构(5)或所述第二重布线层(43)与所述背置焊盘(41)。


4.根据权利要求1或2或3所述的器件封装结构，其特征在于：所述第一重布线层(33)至少为一层，所述第一互连孔(34)至少为一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏启甫，王双福，林海立，
申请(专利权)人：泓林微电子昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32