集成天线的多芯片系统及其制作方法技术方案

本发明专利技术提供了一种集成天线的多芯片系统及其制作方法，包括：多个叠层，被配置为容纳多个芯片、超细RDL转接板和多个金属支撑柱中的一种或多种，其中多个叠层之间沿厚度方向堆叠形成垂直互连结构；以及中间RDL层，被配置为作为多个叠层的分界面。为多个叠层的分界面。为多个叠层的分界面。

【技术实现步骤摘要】
集成天线的多芯片系统及其制作方法


[0001]本专利技术涉及集成电路
，特别涉及一种集成天线的多芯片系统及其制作方法。

技术介绍

[0002]更低成本、更可靠、更快及更高密度的电路是集成电路封装追求的目标。在未来，集成电路封装将通过不断减小最小特征尺寸来提高各种电子元器件的集成密度。
[0003]目前，先进的封装方法包括：晶圆片级芯片规模封装(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)、扇出型晶圆级封装(Fan
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Out Wafer Level Package，FOWLP)、倒装芯片(Flip Chip)、叠层封装(Packageon Package，POP)等等。
[0004]扇出型晶圆级封装是一种晶圆级加工的嵌入式芯片封装方法，是目前一种输入/输出端口(I/O)较多、集成灵活性较好的先进封装方法之一。扇出型晶圆级封装相较于常规的晶圆级封装具有其独特的优点：一、I/O间距灵活，不依赖于芯片尺寸；二、只使用有效裸片(die)，产品良率提高；三、具有灵活的3D封装路径，即可以在顶部形成任意阵列的图形；四、具有较好的电性能及热性能；五、适用于高频应用；六、容易在重新布线层(RDL)中实现高密度布线。
[0005]目前，射频芯片的扇出型晶圆级封装方法一般为：提供载体，在载体表面形成粘合层；在粘合层上光刻、电镀出重新布线层(RedistributionLayers，RDL)；采用芯片键合工艺将射频芯片安装到重新布线层上；采用注塑工艺将芯片塑封于塑封材料层中；去除载体和粘合层；在重新布线层上光刻、电镀形成凸块下金属层(UBM)；在UBM上进行植球回流，形成焊球凸块；然后进行晶圆黏片、切割划片。
[0006]集成天线的2.5D系统集成技术，满足集成多芯片、高密度封装需求，由于采用扇出型封装技术，不需要有机基板，因此封装成本相对较低，封装体积小，布线密度高。
[0007]但现有天线封装通常采用扇出型封装方式，集成天线和单颗芯片，集成度低，只能在系统级PCB上与其它芯片互连，无法形成系统级封装方式。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种集成天线的多芯片系统及其制作方法，以解决现有的天线封装无法形成系统级封装方式的问题。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种集成天线的多芯片系统，包括：
[0010]多个叠层，被配置为容纳下列各项中的一个或多个：多个芯片、超细RDL转接板和多个金属支撑柱，其中在所述多个叠层之间沿厚度方向堆叠形成垂直互连结构；以及
[0011]中间RDL层，被配置为充当所述多个叠层的分界面。
[0012]可选的，在所述的集成天线的多芯片系统中，包括：
[0013]第一叠层，被配置为容纳多个芯片、第一超细RDL转接板和多个第一金属支撑柱；
[0014]第二叠层，被配置为容纳多个芯片、第二超细RDL转接板和多个第二金属支撑柱；
[0015]中间RDL层，被配置为作为第一叠层和第二叠层的分界面，与第一叠层的第一面和第二叠层的第一面贴合；以及
[0016]外RDL层，被配置为容纳天线，且与第一叠层和/或第二叠层连接。
[0017]可选的，在所述的集成天线的多芯片系统中，所述外RDL层包括：
[0018]天线层，被配置为容纳天线，其与第一叠层的第二面和/或第二叠层的第二面连接；以及
[0019]纯RDL层，被配置为与第一叠层的第二面和/或第二叠层的第二面连接；
[0020]其中纯RDL层与天线层的布置相反，使得纯RDL层和天线层分别位于集成天线的多芯片系统的第一面和第二面。
[0021]可选的，在所述的集成天线的多芯片系统中，还包括：
[0022]外芯片层，被配置为容纳多个芯片，使得多个芯片与天线层和/或纯RDL层靠外侧的一面连接；
[0023]焊球层，被配置为容纳焊球，其与天线层和/或纯RDL层靠外侧的一面连接。
[0024]可选的，在所述的集成天线的多芯片系统中，第一叠层和第二叠层的电信号至少通过以下方式连接：
[0025]第一叠层的芯片、第二叠层的芯片、第一超细RDL转接板、第一金属支撑柱、第二超细RDL转接板、第二金属支撑柱、天线、外芯片层的芯片、以及焊球中的任意两种部件之间能够通过中间RDL层和/或外RDL层形成电连接；
[0026]第一超细RDL转接板能够与第一叠层中的任意一个部件之间具有电连接；
[0027]第二超细RDL转接板能够与第二叠层中的任意一个部件之间具有电连接。
[0028]可选的，在所述的集成天线的多芯片系统中，第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板上具有TSV孔，所述TSV孔的直径为200nm～10.0μm。
[0029]可选的，在所述的集成天线的多芯片系统中，所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板的布置满足以下条件中的一个或多个：
[0030]所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板垂直互连；
[0031]所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板分别位于第一叠层和第二叠层的中心位置；
[0032]多个芯片围绕所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板。
[0033]可选的，在所述的集成天线的多芯片系统中，第一金属支撑柱和第二金属支撑柱的布置满足以下条件中的一个或多个：
[0034]第一金属支撑柱和第二金属支撑柱垂直互连；
[0035]第一金属支撑柱和第二金属支撑柱围绕第一叠层的芯片和第二叠层的芯片布置；
[0036]第一金属支撑柱和第二金属支撑柱围绕第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板布置。
[0037]本专利技术还提供一种如上所述的集成天线的多芯片系统的制作方法，包括：
[0038]在载片晶圆上涂敷键合胶，并在键合胶上制备天线层，所述天线层中具有RDL及天线阵列；
[0039]在天线层上制作第一金属支撑柱；
[0040]在天线层上贴装第一叠层的芯片；
[0041]在天线层上贴装第一超细RDL转接板；
[0042]进行第一次晶圆塑封，形成第一叠层；
[0043]对第一叠层的第一面进行减薄，暴露出第一金属支撑柱和第一超细RDL转接板；
[0044]在第一叠层的第一面上制备中间RDL层；
[0045]在中间RDL层上制作第二金属支撑柱；
[0046]在中间RDL层上贴装第二叠层的芯片；
[0047]在中间RDL层上贴装第二超细RDL转接板；
[0048]进行第二次晶圆塑封，形成第二叠层；
[0049]对第二叠层的第二面进行减薄，暴露出第二金属支撑柱和第二超细RDL转接板；
[0050]在第二叠层的第二面上制备纯RDL层，在纯RDL层上形成焊球层；拆除与天线层贴合的载片晶圆；以及
[0051]在天线层上贴装芯片，形成外芯片层。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成天线的多芯片系统，其特征在于，包括：多个叠层，被配置为容纳下列各项中的一个或多个：多个芯片、超细RDL转接板和多个金属支撑柱，其中在所述多个叠层之间沿厚度方向堆叠形成垂直互连结构；以及中间RDL层，被配置为充当所述多个叠层的分界面。2.如权利要求1所述的集成天线的多芯片系统，其特征在于，包括：第一叠层，被配置为容纳多个芯片、第一超细RDL转接板和多个第一金属支撑柱；第二叠层，被配置为容纳多个芯片、第二超细RDL转接板和多个第二金属支撑柱；中间RDL层，被配置为作为第一叠层和第二叠层的分界面，与第一叠层的第一面和第二叠层的第一面贴合；以及外RDL层，被配置为容纳天线，且与第一叠层和/或第二叠层连接。3.如权利要求2所述的集成天线的多芯片系统，其特征在于，所述外RDL层包括：天线层，被配置为容纳天线，其与第一叠层的第二面和/或第二叠层的第二面连接；以及纯RDL层，被配置为与第一叠层的第二面和/或第二叠层的第二面连接；其中纯RDL层与天线层的布置相反，使得纯RDL层和天线层分别位于集成天线的多芯片系统的第一面和第二面。4.如权利要求3所述的集成天线的多芯片系统，其特征在于，还包括：外芯片层，被配置为容纳多个芯片，使得多个芯片与天线层和/或纯RDL层靠外侧的一面连接；焊球层，被配置为容纳焊球，其与天线层和/或纯RDL层靠外侧的一面连接。5.如权利要求4所述的集成天线的多芯片系统，其特征在于，第一叠层和第二叠层的电信号至少通过以下方式连接：第一叠层的芯片、第二叠层的芯片、第一超细RDL转接板、第一金属支撑柱、第二超细RDL转接板、第二金属支撑柱、天线、外芯片层的芯片、以及焊球中的任意两种部件之间能够通过中间RDL层和/或外RDL层形成电连接；第一超细RDL转接板能够与第一叠层中的任意一个部件之间具有电连接；第二超细RDL转接板能够与第二叠层中的任意一个部件之间具有电连接。6.如权利要求2所述的集成天线的多芯片系统，其特征在于，第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板上具有TSV孔，所述TSV孔的直径为200nm～10.0μm。7.如权利要求2所述的集成天线的多芯片系统，其特征在于，所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板的布置满足以下条件中的一个或多个：所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板垂直互连；所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板分别位于第一叠层和第二叠层的中心位置；多个芯片围绕所述第一超细RDL转接板和第二超细RDL转接板。8.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐成，孙鹏，
申请(专利权)人：上海先方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：