芯片封装结构及制备方法技术

本发明专利技术的芯片封装结构及其制备方法，所述封装结构包括：基板；第一重新布线层、第一芯片，虚拟硅片、塑封层、第二重新布线层、第二芯片、金属连接通孔以及散热元件。通过在第一芯片的两侧引入与热膨胀系数更低的虚拟硅片，从而可以减少封装结构的热膨胀系数失配，降低封装过程中芯片产生的翘曲；通过在第一芯片与第二芯片之间形成金属连接柱，建立散热通道，进一步降低封装热阻，进而提高芯片的散热效率，从而结合散热元件形成具有较好散热性能的芯片封装结构。片封装结构。片封装结构。

【技术实现步骤摘要】
芯片封装结构及制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种芯片封装结构及制备方法。

技术介绍

[0002]随着集成电路的功能越来越强、性能和集成度越来越高，以及新型的集成电路出现，封装技术在集成电路产品中扮演着越来越重要的角色，在整个电子系统的价值中所占的比例越来越大。目前，先进的封装方法包括：晶圆片级芯片规模封装，扇出型晶圆级封装，倒装芯片，叠层封装等等。而晶圆级芯片封装是一种极具应用前景的新型芯片封装方法，其不同于传统芯片封装工艺中先进行芯片切割而后封装测试的工艺，而是采用在整片晶圆上进行封装测试而后切割成裸芯片的工艺，这不但节省了封测成本，封装后的芯片成品尺寸也大幅减小。
[0003]在扇出型晶圆级芯片封装过程中，对于大尺寸的厚硅芯片没有进行进一步的减薄，由于硅芯片、重分布层和载体之间的热膨胀系数不匹配，会使得芯片翘曲急剧增加。同时，由于封装的功率不断提升，多个芯片封装于同一封装结构更容易形成热源，这就对封装结构的散热提出了更高的要求。
[0004]因此，如何提供一种芯片封装结构及制备方法以解决上述问题实属必要。

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芯片封装结构及制备方法，用于解决现有技术中封装过程中，芯片翘曲急剧增加以及封装结构中芯片散热效率低的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种芯片封装结构的制备方法，包括以下步骤：
[0007]提供临时基板，于所述临时基板上形成分离层；
[0008]形成第一重新布线层，所述第一重新布线层包括与所述分离层相接触的第一面及相对的第二面；
[0009]于所述第一重新布线层的第二面上形成与所述第一重新布线层电连接的导电柱，及位于所述第一重新布线层的第二面上的第一芯片；
[0010]形成塑封层，所述塑封层覆盖所述导电柱及所述第一芯片；
[0011]于所述塑封层上形成第二重新布线层，所述第二重新布线层与所述导电柱及所述第一芯片电连接；
[0012]提供基板，所述基板与所述第二重新布线层电连接；
[0013]去除所述临时基板和所述分离层，显露所述第一重新布线层的第一面；
[0014]形成金属连接柱，所述金属连接柱垂直穿设所述第一重新布线层，与所述第一芯片相接触；
[0015]于所述第一重新布线层的第一面上键合第二芯片，所述第二芯片与所述第一重新布线层电连接，且所述第二芯片与所述金属连接柱相接触；
[0016]于所述第二芯片上键合散热元件。
[0017]可选地，还包括在所述第一重新布线层的第二面上形成虚拟硅片的步骤，且所述虚拟硅片对称分布于所述第一芯片两侧并与所述第一重新布线层固定连接。
[0018]可选地，还包括在所述第一重新布线层的第一面上形成虚拟硅片的步骤，且所述虚拟硅片与所述金属连接柱相接触。
[0019]可选地，形成所述金属连接柱的步骤包括采用激光打孔、机械钻孔、深反应离子刻蚀、光辅助电化学刻蚀中的一种形成连接通孔，以及进行金属沉积填充所述连接通孔的步骤。
[0020]可选地，于所述第一重新布线层的第一面上键合所述第二芯片之前，包括在所述第一重新布线层上形成凹槽的步骤，其中，形成凹槽的方法包括激光钻孔工艺。
[0021]可选地，形成所述塑封层的步骤包括于所述第一芯片上形成塑封层，且所述塑封层的上表面高于所述第一芯片的上表面，对所述塑封层执行平坦化工艺以显露所述第一芯片。
[0022]可选地，形成所述塑封层的工艺包括压缩成型工艺、传递模塑工艺、液体密封剂固化成型工艺、真空层压工艺及旋涂工艺中的一种；所述塑封层的材料包括环氧树脂、聚酰亚胺及硅胶中的一种。
[0023]本专利技术还提供一种芯片封装结构，所述芯片封装结构包括：基板；第一重新布线层，所述第一重新布线层包括相对的第一面及第二面；第二重新布线层，所述第二重新布线层包括相对的第一面及第二面；第一芯片，位于所述第一重新布线层的第二面及所述第二重新布线层的第一面之间，且所述第一芯片与所述第二重新布线层电连接；导电柱，位于所述第一重新布线层的第二面及所述第二重新布线层的第一面之间，且与所述第一重新布线层及所述第二重新布线层电连接；塑封层，位于所述第一重新布线层的第二面及所述第二重新布线层的第一面之间，包覆所述第一芯片及所述导电柱；第二芯片，位于所述第一重新布线层的第一面上；金属连接柱，所述金属连接柱垂直穿设所述第一重新布线层且与所述第一芯片及所述第二芯片相接触；散热元件，所述散热元件与所述第二芯片相接触。
[0024]可选地，还包括与所述第一重新布线层固定连接且对称分布于所述第一芯片两侧的虚拟硅片，和/或位于所述第一重新布线层的第一面上的虚拟硅片，且所述虚拟硅片与所述金属连接柱相接触。
[0025]可选地，所述散热元件包括带有散热翅片的散热元件，或金属壳体散热元件。
[0026]如上所述，本专利技术的芯片封装结构及制备方法，通过在第一芯片的两侧对称引入虚拟硅片，由于虚拟硅片的热膨胀系数更低，从而可以减少封装结构的热膨胀系数失配，降低封装过程中芯片产生的翘曲；通过在第一芯片与塑封层外侧的第二芯片之间形成金属连接柱，建立散热通道，进一步降低封装热阻，提高芯片的散热效率，从而形成具有较好散热性能的芯片封装结构。
附图说明
[0027]图1显示为本专利技术实施例提供的芯片封装结构的制备方法的流程图。
[0028]图2显示为本专利技术实施例提供的形成临时基板和分离层后的截面示意图。
[0029]图3显示为本专利技术实施例提供的形成第一重新布线层后的截面示意图。
[0030]图4显示为本专利技术实施例提供的形成导电柱及键合第一芯片后的截面示意图。
[0031]图5显示为本专利技术实施例提供的形成塑封层后的截面示意图。
[0032]图6显示为本专利技术实施例提供的对塑封层执行平坦化工艺后的截面示意图。
[0033]图7显示为本专利技术实施例提供的形成第二重新布线层后的截面示意图。
[0034]图8显示为本专利技术实施例提供的键合基板后的截面示意图。
[0035]图9显示为本专利技术实施例提供的去除临时基板和分离层后的截面示意图。
[0036]图10显示为本专利技术实施例提供的形成金属连接柱后的截面示意图。
[0037]图11显示为本专利技术实施例提供的键合第二芯片后的截面示意图。
[0038]图12显示为本专利技术实施例提供的键合散热元件后的截面示意图。
[0039]图13显示为本专利技术实施例提供的形成虚拟硅片的芯片封装结构的结构示意图。
[0040]图14显示为本专利技术实施例提供的另一种芯片封装结构的结构示意图。
[0041]元件标号说明
[0042]101
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临时基板
[0043]102
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分离层
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芯片封装结构的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：提供临时基板，于所述临时基板上形成分离层；形成第一重新布线层，所述第一重新布线层包括与所述分离层相接触的第一面及相对的第二面；于所述第一重新布线层的第二面上形成与所述第一重新布线层电连接的导电柱，及位于所述第一重新布线层的第二面上的第一芯片；形成塑封层，所述塑封层覆盖所述导电柱及所述第一芯片；于所述塑封层上形成第二重新布线层，所述第二重新布线层与所述导电柱及所述第一芯片电连接；提供基板，所述基板与所述第二重新布线层电连接；去除所述临时基板和所述分离层，显露所述第一重新布线层的第一面；形成金属连接柱，所述金属连接柱垂直穿设所述第一重新布线层，与所述第一芯片相接触；于所述第一重新布线层的第一面上键合第二芯片，所述第二芯片与所述第一重新布线层电连接，且所述第二芯片与所述金属连接柱相接触；于所述第二芯片上键合散热元件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：还包括在所述第一重新布线层的第二面上形成虚拟硅片的步骤，且所述虚拟硅片对称分布于所述第一芯片两侧并与所述第一重新布线层固定连接。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：还包括在所述第一重新布线层的第一面上形成虚拟硅片的步骤，且所述虚拟硅片与所述金属连接柱相接触。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：形成所述金属连接柱的步骤包括采用激光打孔、机械钻孔、深反应离子刻蚀、光辅助电化学刻蚀中的一种形成连接通孔，以及进行金属沉积填充所述连接通孔的步骤。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：于所述第一重新布线层的第一面上键合所述第二芯片之前，包括在所述第一重新布线层上形成凹槽的步骤，其中，形成凹槽的方法包括激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦亨，林正忠，杨进，
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：