一种具有多向通信功能的芯片封装结构及其形成方法技术

本发明专利技术涉及一种具有多向通信功能的芯片封装结构，包括：芯片堆叠结构，其包括彼此堆叠的多个第一芯片，其中所述芯片堆叠结构具有正面、背面和多个侧面；以及天线封装结构，其布置在所述芯片堆叠结构的多个侧面，其中所述天线封装结构被配置为接收和/或发送信号。本发明专利技术还涉及一种具有多向通信功能的芯片封装结构的形成方法。的形成方法。的形成方法。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多向通信功能的芯片封装结构及其形成方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，具体而言，涉及一种具有多向通信功能的芯片封装结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]不断增长的性能、进一步的小型化和不断提升的系统密度是全球半导体市场改进和开发新的芯片和封装技术的主要技术驱动力。3D
‑
IC和2.5D TSV(硅通孔)封装技术是制造诸如混合存储立方(HMC)和高带宽存储器(HBM)等多层堆叠结构的重要技术。由于对半导体器件性能的需求不断提高，每层互联结构之间的内部互联密度显著增加。除了设计和概念方面的挑战，实现经济可靠的制造技术也极其重要。
[0003]目前业界主流的AiP(Antenna in Package，封装天线)都是通过在芯片封装体的上表面进行天线制作，大多数仅仅实现了定向天线的功能，并没有实现在水平方向上的360
°
均匀辐射的全向天线的功能，仅在平面上制造的微带天线并没有充分利用三维结构实现全向天线的功能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的任务是提供一种具有多向通信功能的芯片封装结构及其形成方法，通过在芯片堆叠结构的侧面布置天线封装结构，可以实现全向天线在水平方向上的360
°
均匀辐射的功能，且方法简单、效果明显。
[0005]在本专利技术的第一方面，前述任务通过一种具有多向通信功能的芯片封装结构来解决，包括：
[0006]芯片堆叠结构，其包括彼此堆叠的多个第一芯片，其中所述芯片堆叠结构具有正面、背面和多个侧面；以及
[0007]天线封装结构，其布置在所述芯片堆叠结构的多个侧面，其中所述天线封装结构被配置为接收和/或发送信号。
[0008]进一步地，其中：
[0009]芯片堆叠结构包括：
[0010]多个第一芯片，其具有正面、侧面和与正面相对的背面；
[0011]第一金属层，其位于所述第一芯片的正面；
[0012]第二金属层，其位于所述第一芯片的侧面；
[0013]第一隔离层，其位于所述第一芯片与所述第一金属层或所述第二金属层之间；
[0014]第一绝缘层，其位于所述第一芯片的正面；以及
[0015]第一重布线层，其位于所述第一绝缘层内，并与所述第一金属层电连接；和/或
[0016]天线封装结构包括：
[0017]第二芯片，其具有正面、侧面和与正面相对的背面；
[0018]第三金属层，其位于所述第二芯片的正面；
[0019]第四金属层，其位于所述第二芯片的侧面；
[0020]第二隔离层，其位于所述第二芯片与所述第三金属层或所述第四金属层之间；
[0021]第二绝缘层，其位于所述第二芯片的正面；
[0022]第二重布线层，其位于所述第二绝缘层内，并与所述第三金属层电连接；
[0023]塑封层，其位于所述第二芯片的背面和侧面；
[0024]导电通孔，其贯穿所述塑封层，并与所述第三金属层电连接；
[0025]以及
[0026]天线，其位于所述塑封层的表面，并与所述导电通孔电连接；
[0027]焊球，其与第二重布线层电连接。
[0028]进一步地，所述第二金属层与所述第一金属层电连接；和/或
[0029]所述第四金属层与所述第三金属层电连接。
[0030]进一步地，通过所述焊球与所述第二金属层键合，所述天线封装结构布置在所述芯片堆叠结构的侧面。
[0031]进一步地，所述第二芯片的内部具有天线馈电网络。
[0032]进一步地，所述天线为微带天线。
[0033]在本专利技术的第二方面，前述任务通过一种具有多向通信功能的芯片封装结构的形成方法来解决，包括：
[0034]芯片堆叠结构的形成，包括：
[0035]在晶圆的正面形成通孔；
[0036]在通孔的内壁和晶圆的正面形成隔离层；
[0037]在通孔中填充金属，并在晶圆的正面形成第一金属层；
[0038]在第一金属层上形成第一绝缘层，并在第一绝缘层中形成第一重布线层；
[0039]在晶圆的正面键合第一载片；
[0040]将晶圆的背面减薄暴露出所述通孔；
[0041]去除所述第一载片；
[0042]将多个晶圆进行键合形成晶圆堆叠结构；
[0043]切割晶圆堆叠结构形成芯片堆叠结构；
[0044]天线封装结构的形成，包括：
[0045]提供完成第二重布线层制作的第二芯片，所述完成第二重布线层制作的第二芯片包括：第三金属层，其位于第二芯片的正面；第四金属层，其位于第二芯片的侧面；第二隔离层，其位于第二芯片与第三金属层或第四金属层之间；第二绝缘层，其位于第三金属层上；第二重布线层，其位于第二绝缘层中，并与第三金属层电连接，其中部分第二重布线层露出；
[0046]在所述第二芯片的正面键合第二载片；
[0047]在第二芯片的背面和侧面进行塑封形成塑封层；
[0048]在塑封层中形成导电通孔；
[0049]在塑封层表面布置与导电通孔电连接的天线；
[0050]在第二重布线层上布置焊球；
[0051]将天线封装结构布置在芯片堆叠结构的侧面。
[0052]进一步地，将天线封装结构布置在芯片堆叠结构的侧面时，采用垂直激光进行所述焊球与所述第二金属层的键合，并在键合的过程中采用真空夹具辅助键合。
[0053]进一步地，在所述通孔处，通过隐形激光刀片切割晶圆堆叠结构形成芯片堆叠结构。
[0054]进一步地，在通孔中填充金属，并在晶圆的正面形成第一金属层时，先在所述通孔的内壁和所述晶圆的正面形成种子沉积层，然后通过电镀在所述通孔中填充金属，并所述晶圆的正面形成第一金属层。
[0055]本专利技术至少具有下列有益效果：本专利技术提出了一种具有多向通信功能的芯片封装结构及其形成方法，通过在芯片堆叠结构的侧面布置天线封装结构，可以实现全向天线在水平方向上的360
°
均匀辐射的功能，且方法简单、效果明显、应用范围广。
附图说明
[0056]为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0057]图1A
‑
1B示出了根据本专利技术的一个实施例的具有多向通信功能的芯片封装结构的示意图；
[0058]图2A示出了根据本专利技术的一个实施例的天线封装结构中的天线示意图；
[0059]图2B示出了根据本专利技术的一个实施例的馈电网络结构示意图；
[0060]图2C示出了根据本专利技术的一个实施例的天线以及馈电网络结构的整体展开示意图；
[0061]图3a示出了根据本专利技术的一个实施例的具有多向通信功能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多向通信功能的芯片封装结构，其特征在于，包括：芯片堆叠结构，其包括彼此堆叠的多个第一芯片，其中所述芯片堆叠结构具有正面、背面和多个侧面；以及天线封装结构，其布置在所述芯片堆叠结构的多个侧面，其中所述天线封装结构被配置为接收和/或发送信号。2.根据权利要求1所述的具有多向通信功能的芯片封装结构，其中：芯片堆叠结构包括：多个第一芯片，其具有正面、侧面和与正面相对的背面；第一金属层，其位于所述第一芯片的正面；第二金属层，其位于所述第一芯片的侧面；第一隔离层，其位于所述第一芯片与所述第一金属层或所述第二金属层之间；第一绝缘层，其位于所述第一芯片的正面；以及第一重布线层，其位于所述第一绝缘层内，并与所述第一金属层电连接；和/或天线封装结构包括：第二芯片，其具有正面、侧面和与正面相对的背面；第三金属层，其位于所述第二芯片的正面；第四金属层，其位于所述第二芯片的侧面；第二隔离层，其位于所述第二芯片与所述第三金属层或所述第四金属层之间；第二绝缘层，其位于所述第二芯片的正面；第二重布线层，其位于所述第二绝缘层内，并与所述第三金属层电连接；塑封层，其位于所述第二芯片的背面和侧面；导电通孔，其贯穿所述塑封层，并与所述第三金属层电连接；以及天线，其位于所述塑封层的表面，并与所述导电通孔电连接；焊球，其与第二重布线层电连接。3.根据权利要求2所述的具有多向通信功能的芯片封装结构，其特征在于，所述第二金属层与所述第一金属层电连接；和/或所述第四金属层与所述第三金属层电连接。4.根据权利要求2所述的具有多向通信功能的芯片封装结构，其特征在于，通过所述焊球与所述第二金属层键合，所述天线封装结构布置在所述芯片堆叠结构的侧面。5.根据权利要求2所述的具有多向通信功能的芯片封装结构，其特征在于，所述第二芯片的内部具有天线馈电网络。6.根据权利要求2所述的具有多向通信功能的芯片封装结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶烜，曹立强，
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：