CN209880604U - 一种封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种封装结构，封装结构包括：重新布线层、芯片、金属连接柱、电磁隔离结构、封装层、天线金属层、金属凸块，所述天线金属层与所述芯片通过所述重新布线层及所述金属连接柱进行电性连接。本实用新型的封装结构及封装方法大大提高天线的效率及性能，且本实用新型的封装结构及方法整合性较高，有效缩小封装体积，使得封装结构具有较高的集成度以及更好的封装性能，且可以实现多层封装结构的垂直互连，本实用新型的封装结构能使芯片不受电磁干扰，还能减少天线损耗。

Description

一种封装结构

技术领域

本实用新型属于半导体封装领域，特别是涉及一种封装结构。

背景技术

由于科技的进步，发展出各种高科技的电子产品以便利人们的生活，其中包括各种电子装置，如：笔记型计算机、手机、平板电脑(PAD)等。

随着这些高科技电子产品的普及以及人们需求的增加，除了这些高科技产品内所配置的各项功能与应用大幅度增加外，特别是为了配合人们移动的需求而增加了无线通讯的功能。于是，人们可以通过这些具有无线通讯功能的高科技电子装置于任何地点或是任何时刻使用这些高科技电子产品。从而大幅度的增加了这些高科技电子产品使用的灵活性与便利性，因此，人们再也不必被局限在一个固定的区域内，打破了使用范围的疆界，使得这些电子产品的应用真正地便利人们的生活。

一般来说，现有的天线结构通常包括偶极天线(Dipole Antenna)、单极天线(Monopole Antenna)、平板天线(Patch Antenna)、倒F形天线(Planar Inverted-FAntenna)、曲折形天线 (Meander Line Antenna)、倒置L形天线(Inverted-L Antenna)、循环天线(Loop Antenna)、螺旋天线(Spiral Antenna)以及弹簧天线(Spring Antenna)等。已知的作法是将天线直接制作于电路板的表面，这种作法会让天线占据额外的电路板面积，整合性较差。对于各种电子装置而言，使用较大的电路板即表示较大体积的电子装置。但是，这些电子装置设计与发展的主要目的是为了让使用者能够便于携带，因此，如何减少天线所占电路板的面积，提高天线封装结构的整合性能，将是这些电子装置所需克服的问题。

另外，现有的封装多为单层结构，其天线效率较低，已不足以满足对天线性能日益提高的需求。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种封装结构，用于解决现有技术中封装整合性较低以及天线的效率较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种封装结构，包括：

重新布线层，所述重新布线层包括第一面以及相对的第二面；

芯片，位于所述重新布线层的第二面，所述芯片与所述重新布线层连接；

金属连接柱，连接于所述重新布线层的第二面并通过所述重新布线层与所述芯片连接，所述金属连接柱的顶端不低于所述芯片的顶面；

电磁隔离结构，形成于所述重新布线层的第二面，所述电磁隔离结构的高度不低于所述金属连接柱的高度；

封装层，所述封装层包覆所述芯片和所述金属连接柱，所述封装层的顶面显露所述金属连接柱和所述电磁隔离结构；

天线金属层，形成于所述封装层的顶面，且所述天线金属层与所述金属连接柱电性连接，所述电磁隔离结构位于所述天线金属层之间，以实现所述天线金属层之间的电磁隔离；

金属凸块，所述金属凸块形成于所述重新布线层的第一面，以实现所述重新布线层的电性引出。

可选地，所述芯片的电极背向所述重新布线层，所述芯片的电极通过金属线与所述重新布线层连接。

可选地，所述金属线的材料包括金、铜中的一种。

可选地，所述重新布线层的两端宽度大于所述芯片的宽度；所述重新布线层包括图形化的介质层以及图形化的金属布线层，所述介质层的层数包括至少1层，所述金属布线层的层数包括至少1层；所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种。

可选地，所述芯片包括有源电路、无源电路中的一种或两种组合。

可选地，所述金属连接柱的材料包括金、银、铜、铝中的一种。

可选地，所述封装层的材料包括聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂中的一种。

可选地，所述金属凸块包括锡焊料、银焊料、金锡合金焊料中的一种。

可选地，所述电磁隔离结构的材料包括金、银、铜、铝中的一种。

可选地，所述电磁隔离结构包括金属栅栏结构。

如上所述，本实用新型提供一种封装结构，本实用新型具有以下功效：

本实用新型的封装结构及封装方法大大提高天线的效率及性能，且本实用新型的封装结构及方法整合性较高，有效缩小封装体积，使得封装结构具有较高的集成度以及更好的封装性能，且可以实现多层封装结构的垂直互连，本实用新型的封装结构能使芯片不受电磁干扰，还能减少天线损耗。

进一步的，所述电磁隔离结构形成于所述重新布线层的第二面，所述电磁隔离结构位于所述天线金属层之间，以实现所述天线金属层之间的电磁隔离。所述芯片与所述重新布线层通过金属线连接，从而减少天线损耗。

附图说明

图1显示为本实用新型的提供一支撑基底的结构示意图。

图2显示为本实用新型的于支撑基底的上表面形成分离层的结构示意图。

图3显示为本实用新型的于分离层的上表面形成重新布线层的结构示意图。

图4显示为本实用新型的于重新布线层的第二面上形成芯片的结构示意图。

图5显示为本实用新型的于重新布线层的第二面上形成金属连接柱的结构示意图。

图6显示为本实用新型的采用封装层封装芯片的结构示意图。

图7显示为本实用新型的对封装层的表面进行平坦化处理的结构示意图。

图8显示为本实用新型的于封装层的顶面形成天线金属层的结构示意图。

图9显示为本实用新型的剥离支撑衬底的结构示意图。

图10显示为本实用新型的于重新布线层的第一面形成金属凸块的结构示意图。

图11显示为本实用新型的封装方法的流程图。

图12显示为本实用新型的封装结构中电磁隔离结构所呈现的俯视结构示意图。

图13显示为本实用新型的封装结构中电磁隔离结构所呈现的截面图。

元件标号说明

101 支撑基底

102 分离层

103 重新布线层

104 图形化的金属布线层

105 图形化的介质层

106 芯片

107 金属线

108 金属连接柱

109 电磁隔离结构

110 封装层

111 天线金属层

112 金属凸块

S01～S08 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1～图11所示，本实施例提供一种封装方法的制备方法，包括步骤：

如图1～图2所示，进行步骤1)S01，提供一支撑基底101，于所述支撑基底101的上表面形成分离层102。

作为示例，所述支撑基底101包括玻璃衬底、金属衬底、半导体衬底、聚合物衬底及陶瓷衬底中的一种；所述分离层102包括胶带及聚合物层中的一种，所述聚合物层首先采用旋涂工艺涂覆于所述支撑基底101表面，然后采用紫外固化或热固化工艺使其固化成型。

在本实施例中，所述支撑基底101选用为玻璃衬底，所述玻璃衬底成本较低，容易在其表面形成分离层102，且能降低后续的剥离工艺的难度。

在本实施例中，所述分离层102选用为热固化胶，通过旋涂工艺形成于所述支撑基底101 上后，通过热固化工艺使其固化成型。所述热固化胶性能稳定，表面较光滑，有利于后续的重新布线层103的制作，并且，在后续的剥离工艺中，剥离的难度较低。

如图3所示，进行步骤2)S02，于所述分离层102的上表面形成重新布线层103，所述重新布线层103包括与所述分离层102连接的第一面以及相对的第二面。

作为示例，所述重新布线层103包括图形化的介质层105以及图形化的金属布线层104，所述介质层的层数包括至少1层，所述金属布线层的层数包括至少1层；形成所述重新布线层103包括步骤：采用化学气相沉积工艺或物理气相沉积工艺于所述分离层102表面形成介质层，并对所述介质层进行刻蚀形成图形化的介质层105；采用化学气相沉积工艺、蒸镀工艺、溅射工艺、电镀工艺或化学镀工艺于所述图形化介质层表面形成金属层，并对所述金属层进行刻蚀形成图形化的金属布线层104；所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、 BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。

如图4所示，进行步骤3)S03，于所述重新布线层103的第二面上形成芯片106，所述芯片106与所述重新布线层103连接。

作为示例，所述芯片106包括有源电路、无源电路中的一种或两种组合。

作为示例，所述芯片106的电极背向所述重新布线层103，所述芯片106与所述重新布线层103通过金属线107连接，所述金属线107的材料包括金、铜中的一种。

所述芯片106与所述重新布线层103通过金属线107连接，从而减少天线损耗。

作为示例，所述重新布线层103的两端宽度大于所述芯片106的宽度。

如图5所示，进行步骤4)S04，于所述重新布线层103的第二面上形成金属连接柱108，所述金属连接柱108的顶端不低于所述芯片106的顶面；于所述重新布线层103的第二面上形成电磁隔离结构109，所述电磁隔离结构109的高度不低于所述金属连接柱108的高度。

作为示例，在同一步骤中形成金属连接柱108及电磁隔离结构109。

作为示例，形成所述金属连接柱108的方法包括电镀、化学镀中的一种，形成所述金属连接柱108还包括将所述金属连接,108固定到所述重新布线层103上，将所述金属连接柱108 固定到所述重新布线层103的方法包括焊线，所述焊线工艺包括热压焊线工艺、超声波焊线工艺及热压超声波焊线工艺中的一种；所述金属连接柱108的材料包括金、银、铜、铝中的一种。

作为示例，形成所述电磁隔离结构109的方法包括焊线，所述焊线工艺包括热压焊线工艺、超声波焊线工艺及热压超声波焊线工艺中的一种；所述电磁隔离结构109的材料包括金、银、铜、铝中的一种。所述电磁隔离结构109包括金属栅栏结构。

如图6～图7所示，进行步骤5)S05，采用封装层110封装所述芯片106，对所述封装层 110的表面进行平坦化处理，使所述封装层110的顶面显露所述金属连接柱108和所述电磁隔离结构109。

作为示例，采用所述封装层110封装所述芯片106的方法包括压缩成型、传递模塑成型、液封成型、真空层压及旋涂中的一种，所述封装层110的材料包括聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂中的一种。

在本实施例中采用扇出型封装。

如图8所示，进行步骤6)S06，于所述封装层110的顶面形成天线金属层111，所述天线金属层111与所述重新布线层103由所述金属连接柱108进行电性连接，所述电磁隔离结构109位于所述天线金属层111之间，以实现所述天线金属层111之间的电磁隔离。

如图9所示，进行步骤7)S07，基于所述分离层102剥离所述支撑衬底，以显露所述重新布线层103的第一面。

作为示例，基于所述分离层102剥离所述支撑衬底的方法包括机械剥离及化学剥离中的一种。

如图10所示，进行步骤8)S08，于所述重新布线层103的第一面形成金属凸块112，以实现所述重新布线层103的电性引出。

作为示例，所述金属凸块112包括锡焊料、银焊料、金锡合金焊料中的一种。

如图图10所示，本实施例还提供一种封装结构，包括：重新布线层103、芯片106、金属连接柱108、电磁隔离结构109、封装层110、天线金属层111、金属凸块112。

所述重新布线层103包括第一面以及相对的第二面。

作为示例，所述重新布线层103的两端宽度大于所述芯片106的宽度；所述重新布线层 103包括图形化的介质层105以及图形化的金属布线层104，所述介质层的层数包括至少1层，所述金属布线层的层数包括至少1层；所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、 BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种或两种以上组合，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种或两种以上组合。

所述芯片106位于所述重新布线层103的第二面，所述芯片106与所述重新布线层103 连接。

作为示例，所述芯片106的电极背向所述重新布线层103，所述芯片106与所述重新布线层103通过金属线107连接，所述金属线107的材料包括金、铜中的一种。

所述芯片106与所述重新布线层103通过金属线107连接，从而减少天线损耗。

作为示例，所述芯片106包括有源电路、无源电路中的一种或两种组合。

所述金属连接柱108连接于所述重新布线层103的第二面并通过所述重新布线层103与所述芯片106连接，所述金属连接柱108的顶端不低于所述芯片106的顶面。

作为示例，所述金属连接柱108的材料包括金、银、铜、铝中的一种。

所述电磁隔离结构109形成于所述重新布线层103的第二面，所述电磁隔离结构109的高度不低于所述金属连接柱108的高度。

作为示例，所述电磁隔离结构109的材料包括金、银、铜、铝中的一种，所述电磁隔离结构109包括金属栅栏结构。

所述电磁隔离结构109形成于所述重新布线层103的第二面，所述电磁隔离结构109位于所述芯片106与所述金属连接柱108之间，所述电磁隔离结构109的高度不低于所述金属连接柱108的高度，使所述芯片106与所述金属连接柱108相互隔离，从而使所述芯片106 不受电磁干扰。

所述封装层110包覆所述芯片106和所述金属连接柱108，所述封装层110的顶面显露所述金属连接柱108和所述电磁隔离结构109。

作为示例，所述封装层110的材料包括聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂中的一种。

所述天线金属层111形成于所述封装层110的顶面，所述天线金属层111与所述重新布线层103通过所述金属连接柱108进行电性连接，所述电磁隔离结构109位于所述天线金属层111之间，以实现所述天线金属层111之间的电磁隔离。

所述金属凸块112形成于所述重新布线层103的第一面，以实现所述重新布线层103的电性引出。

作为示例，所述金属凸块112包括锡焊料、银焊料、金锡合金焊料中的一种。

综上所述，本实用新型提供一种封装结构，具有以下功效：

本实用新型的封装结构及封装方法大大提高天线的效率及性能，且本实用新型的封装结构及方法整合性较高，有效缩小封装体积，使得封装结构具有较高的集成度以及更好的封装性能，且可以实现多层封装结构的垂直互连，本实用新型的封装结构能使芯片106不受电磁干扰，还能减少天线损耗。进一步的，所述电磁隔离结构109形成于所述重新布线层103的第二面，所述电磁隔离结构109位于所述天线金属层111之间，以实现所述天线金属层111 之间的电磁隔离。所述芯片106与所述重新布线层103通过金属线107连接，从而减少天线损耗。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种封装结构，其特征在于，包括：

重新布线层，所述重新布线层包括第一面以及相对的第二面；

芯片，位于所述重新布线层的第二面，所述芯片与所述重新布线层连接；

金属连接柱，连接于所述重新布线层的第二面并通过所述重新布线层与所述芯片连接，所述金属连接柱的顶端不低于所述芯片的顶面；

电磁隔离结构，形成于所述重新布线层的第二面，所述电磁隔离结构的高度不低于所述金属连接柱的高度；

封装层，所述封装层包覆所述芯片和所述金属连接柱，所述封装层的顶面显露所述金属连接柱和所述电磁隔离结构；

天线金属层，形成于所述封装层的顶面，且所述天线金属层与所述金属连接柱电性连接，所述电磁隔离结构位于所述天线金属层之间，以实现所述天线金属层之间的电磁隔离；

金属凸块，所述金属凸块形成于所述重新布线层的第一面，以实现所述重新布线层的电性引出。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述芯片的电极背向所述重新布线层，所述芯片的电极通过金属线与所述重新布线层连接。

3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于：所述金属线的材料包括金、铜中的一种。

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述重新布线层的两端宽度大于所述芯片的宽度；所述重新布线层包括图形化的介质层以及图形化的金属布线层，所述介质层的层数包括至少1层，所述金属布线层的层数包括至少1层；所述介质层的材料包括环氧树脂、硅胶、PI、PBO、BCB、氧化硅、磷硅玻璃，含氟玻璃中的一种，所述金属布线层的材料包括铜、铝、镍、金、银、钛中的一种。

5.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述芯片包括有源电路、无源电路中的一种或两种组合。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述金属连接柱的材料包括金、银、铜、铝中的一种。

7.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述封装层的材料包括聚酰亚胺、硅胶、环氧树脂中的一种。

8.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述金属凸块包括锡焊料、银焊料、金锡合金焊料中的一种。

9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述电磁隔离结构的材料包括金、银、铜、铝中的一种。

10.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于：所述电磁隔离结构包括金属栅栏结构。