半导体封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种半导体封装结构及其制备方法。该结构包括基底、光热转换材料层、重新布线层、第一天线层、导电柱、塑封材料层、第二天线层、金属凸块及芯片；光热转换材料层位于基底的上表面；重新布线层位于光热转换材料层的上表面；第一天线层位于重新布线层的上表面；导电柱位于第一天线层的上表面；塑封材料层将第一天线层及导电柱包覆，导电柱的上表面暴露于塑封材料层的上表面；第二天线层位于塑封材料层的上表面；金属凸块位于第二天线层的上表面；芯片位于金属凸块的上表面。本发明专利技术可以实现芯片和多个天线层在垂直方向上的互连以确保上下层良好导通，有助于缩小封装结构的体积，提高器件集成度和性能，同时有助于降低生产成本。产成本。产成本。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体封装领域，特别是涉及一种半导体封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G时代的到来，为满足高容量的通信需求，新频谱被不断引入，使得对天线的要求越来越高。为确保信号接收质量，像手机等便携式移动终端内通常内置有天线结构用于通信功能，比如实现语音和视频连接以及上网冲浪等。目前天线内置的普遍方法是将天线直接制作于电路板的表面，但这种方法因天线需占据额外的电路板面积导致装置的整合性较差，制约了移动通信终端的进一步小型化。同时，由于电路板上电子线路比较多，天线与其他线路之间存在电磁干扰等问题，甚至还存在着天线与其他金属线路短接的风险。
[0003]虽然在封装领域已出现将天线和芯片一起封装的技术，但现有的制备工艺通常比较复杂，且很难确保不同层间的垂直互连。
[0004]基于以上所述问题，提供一种具有高整合性以及高效率的半导体封装结构及其制备方法实属必要。

技术实现思路

[0005]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半导体封装结构及其制备方法，用于解决现有技术中天线封装结构整合性较低、封装成本高、难以确保不同层的垂直互连，以及天线的效率较低等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种半导体封装结构，所述半导体封装结构包括基底、光热转换材料层、重新布线层、第一天线层、导电柱、塑封材料层、第二天线层、金属凸块及芯片；所述光热转换材料层位于所述基底的上表面；所述重新布线层位于所述光热转换材料层的上表面，所述重新布线层包括介质层及位于所述介质层内的金属连接层；
[0007]所述第一天线层位于所述重新布线层的上表面，所述第一天线层与所述重新布线层电连接；所述导电柱位于所述第一天线层的上表面，且与所述第一天线层电连接；所述塑封材料层将所述第一天线层及所述导电柱包覆，所述导电柱的上表面暴露于所述塑封材料层的上表面；所述第二天线层位于所述塑封材料层的上表面，且与所述导电柱电连接；所述金属凸块位于所述第二天线层的上表面，且与所述第二天线层电连接；所述芯片位于所述金属凸块的上表面，且与所述金属凸块电连接。
[0008]可选地，所述半导体封装结构还包括底部填充层，位于所述芯片和所述第二天线层之间，且将所述金属凸块包覆。
[0009]可选地，所述光热转换材料层的材料包括炭黑、溶剂、硅填充物和/或环氧树脂。
[0010]可选地，所述光热转换材料层的厚度为1～2微米。
[0011]可选地，所述基底包括玻璃。
[0012]可选地，所述导电柱包括电镀铜层、电镀金层和电镀银层中的一种或多种。
[0013]本专利技术还提供一种半导体封装结构的制备方法，包括步骤：
[0014]1)提供基底，于所述基底的上表面形成光热转换材料层；
[0015]2)于所述光热转换材料层的上表面形成重新布线层，所述重新布线层包括介质层及位于所述介质层内的金属连接层；
[0016]3)于所述重新布线层的上表面形成第一天线层，所述第一天线层与所述重新布线层电连接；
[0017]4)通过电镀工艺于所述第一天线层的上表面形成导电柱，所述导电柱与所述第一天线层电连接；
[0018]5)形成塑封材料层，所述塑封材料层将所述第一天线层及所述导电柱包覆，所述导电柱的上表面暴露于所述塑封材料层的上表面；
[0019]6)于所述塑封材料层的上表面形成第二天线层，所述第二天线层与所述导电柱电连接；
[0020]7)于所述第二天线层的表面形成金属凸块，所述金属凸块与所述第二天线层电连接；
[0021]8)将芯片贴装于所述金属凸块的上表面，所述芯片与所述金属凸块电连接。
[0022]可选地，于所述第一天线层的上表面形成所述导电柱包括步骤：
[0023]4-1)于所述第一天线层的表面形成牺牲层，所述牺牲层将所述第一天线层包覆；
[0024]4-2)于所述牺牲层中形成通孔，所述通孔暴露出所述第一天线层；
[0025]4-3)于所述通孔内填充导电材料以形成所述导电柱，所述导电柱与所述第一天线层电连接；
[0026]4-4)去除所述牺牲层。
[0027]可选地，所述牺牲层包括光刻胶层。
[0028]可选地，形成所述第一天线层和第二天线层的方法包括物理气相沉积法。
[0029]可选地，所述步骤8)之后还包括于所述芯片及所述第二天线层之间形成底部填充层以将所述金属凸块包覆的步骤。
[0030]如上所述，本专利技术的半导体封装结构通过改善的结构设计实现芯片和多个天线层在垂直方向上的互连以确保上下层良好导通，有助于缩小封装结构的体积，提高器件集成度，同时有助于降低成本，且制备出的半导体封装结构具有较好的电热性能和高效率天线性能。采用本专利技术的制备方法，在限定出的通孔内可通过成熟的电镀工艺形成超高度的导电柱，以实现3DIC封装中最关键的垂直互连，既节约制作及开发成本，也可以减轻工艺制程的复杂程度，可以充分满足市场的三维封装需求。
附图说明
[0031]图1显示为本专利技术实施例一的半导体封装结构的制备方法的流程图。
[0032]图2至12显示为依图1的制备方法各步骤所呈现的结构示意图，其中，图12同时显示为本专利技术实施例二的半导体封装结构的示意图。
[0033]元件标号说明
[0034]11
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基底
[0035]12
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光热转换材料层
[0036]13
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重新布线层
[0037]131
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介质层
[0038]132
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金属连接层
[0039]14
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第一天线层
[0040]15
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导电柱
[0041]151
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通孔
[0042]16
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塑封材料层
[0043]17
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第二天线层
[0044]18
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金属凸块
[0045]19
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芯片
[0046]20
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底部填充层
[0047]21
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牺牲层
[0048]S1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体封装结构，其特征在于，所述半导体封装结构包括：基底；光热转换材料层，位于所述基底的上表面；重新布线层，位于所述光热转换材料层的上表面，所述重新布线层包括介质层及位于所述介质层内的金属连接层；第一天线层，位于所述重新布线层的上表面，所述第一天线层与所述重新布线层电连接；导电柱，位于所述第一天线层的上表面，且与所述第一天线层电连接；塑封材料层，所述塑封材料层将所述第一天线层及所述导电柱包覆，所述导电柱的上表面暴露于所述塑封材料层的上表面；第二天线层，位于所述塑封材料层的上表面，且与所述导电柱电连接；金属凸块，位于所述第二天线层的上表面，且与所述第二天线层电连接；以及芯片，位于所述金属凸块的上表面，且与所述金属凸块电连接。2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于：所述半导体封装结构还包括底部填充层，位于所述芯片和所述第二天线层之间，且将所述金属凸块包覆。3.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于：所述光热转换材料层的材料包括炭黑、溶剂、硅填充物和/或环氧树脂。4.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于：所述光热转换材料层的厚度为1～2微米。5.根据权利要求1至4任一项所述的半导体封装结构，其特征在于：所述基底包括玻璃，所述导电柱包括电镀铜层、电镀金层和电镀银层中的一种或多种。6.一种半导体封装结构的制备方法，其特征在于，包括步骤：1)提供基底，于所述基底的上表面形成光热转换材料层；2)于所述光热转换材料层的上表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晗，林正忠，吴政达，陈彦亨，
申请(专利权)人：盛合晶微半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：