一种半导体封装结构及其制备方法与流程

1.本发明涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种半导体封装结构及其制备方法。


背景技术：

2.随着信息技术的发展，射频模组日益紧凑化与高速化。由于扇出型半导体封装结构具有体积小、寄生参数小、可实现芯片间高速互联等优点，使得在射频模组的封装领域有着广阔的应用前景。
3.声表面滤波器芯片(saw)作为射频模组的重要组成部分，在对声表面滤波器芯片(saw)进行封装时，为了确保声表面滤波器芯片的功能区不被污染，要求声表面滤波器芯片的下方必须设计一个空腔结构，为了实现对该功能区的封闭，通常在声表面滤波器芯片的背面采用覆膜工艺形成胶膜对该功能区进行封装保护，之后再进行塑封的封装方式，然而覆膜工艺与扇出封装工艺兼容性较差，导致射频模组难以与其他功能的芯片进行集成，使得半导体封装结构的功能较少，因此需要提供一种半导体封装结构。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中半导体封装结构的功能较少的缺陷，从而提供一种半导体封装结构及其制备方法。
5.本发明提供一种半导体封装结构，包括：重布线结构，所述重布线结构包括布线层，自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述空腔的底部暴露出部分布线层；倒装在所述重布线结构一侧的第一芯片，所述第一芯片的有源面一侧具有第一导电件，所述第一导电件位于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接；塑封层，覆盖所述重布线结构的一侧且覆盖所述第一芯片，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触。
6.可选的，所述空腔的深度等于所述第一导电件的高度。
7.可选的，所述空腔底部的重布线结构还具有通孔，所述通孔与所述空腔连通。
8.可选的，所述通孔的宽度为10μm－50μm。
9.可选的，还包括：倒装在所述重布线结构一侧的第二芯片，所述第二芯片与所述第一芯片位于重布线结构的同一侧，所述第二芯片与所述重布线结构电连接，所述第二芯片底部的重布线结构的厚度大于所述第一芯片底部的重布线结构的厚度；位于所述第二芯片与所述重布线结构之间的底填胶层；所述塑封层还覆盖所述第二芯片和所述底填胶层。
10.可选的，所述第二芯片的有源面一侧具有第二导电件，第二导电件与所述重布线结构连接；所述底填胶层包围所述第二导电件的侧壁。
11.可选的，第一芯片包括声表面滤波器芯片。
12.本发明还提供一种半导体封装结构的制备方法，包括：形成重布线结构，所述重布线结构包括布线层；形成自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空
腔，所述空腔的底部暴露出部分布线层；提供第一芯片，所述第一芯片的有源面一侧具有第一导电件；将第一芯片倒装在所述重布线结构一侧，所述第一导电件置于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的所述重布线结构的表面贴合连接；在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触。
13.可选的，还包括：在将第一芯片倒装在所述重布线结构一侧之前，在所述空腔的底部的重布线结构中形成与所述空腔连通的通孔。
14.可选的，在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层之前，还包括：在所述重布线结构一侧倒装第二芯片，所述第二芯片与所述第一芯片位于重布线结构的同一侧，所述第二芯片与所述重布线结构电连接，所述第二芯片底部的重布线结构的厚度大于所述第一芯片底部的重布线结构的厚度；在所述第二芯片与所述重布线结构之间形成底填胶层；形成塑封层之后，所述塑封层还覆盖所述第二芯片和所述底填胶层。
15.可选的，所述第二芯片的有源面一侧具有第二导电件，在所述重布线结构一侧倒装第二芯片之后，所述第二导电件与所述重布线结构连接；在所述第二芯片与所述重布线结构之间形成底填胶层的过程中，所述底填胶层包围所述第二导电件的侧壁。
16.本发明技术方案，具有如下优点：
17.本发明提供的半导体封装结构，所述重布线结构包括布线层，自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述空腔的底部暴露出部分布线层；所述第一芯片倒装在所述重布线结构一侧，所述第一芯片的有源面一侧具有第一导电件，所述第一导电件位于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接；所述塑封层覆盖所述重布线结构的一侧且覆盖所述第一芯片，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触。所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接，且所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触，所述空腔可以确保第一芯片的功能区不被污染，实现了对第一芯片的功能区的保护，所述第一芯片通过第一导电件与重布线结构连接，这样有利于第一芯片与其他功能的芯片进行集成，所述半导体封装结构可利用扇出工艺实现功能芯片与其他芯片的集成。
18.进一步的，所述空腔的深度等于所述第一导电件的高度。这样所述第一导电件与所述空腔底部暴露出部分布线层连接的同时，还可以保证所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接，可以确保第一芯片的功能区不被污染，实现了对第一芯片的功能区的保护。
19.进一步的，所述空腔底部的重布线结构还具有通孔，所述通孔与所述空腔连通，这样可以避免所述空腔的侧壁承受外界大气的压力，消除空腔与外界大气压之间的压力差过大而导致半导体封装结构发生破裂的风险，因此，所述半导体封装结构的可靠性较好。
20.本发明提供的半导体封装结构的制备方法，形成自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述第一导电件置于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的所述重布线结构的表面贴合连接，因此在形成空腔的同时又保证了第一芯片与重布线结构之间良好的电气连接，在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层，所述塑封层与所述第一芯片的
有源面不接触；这样可以避免在形成塑封层的过程中对第一芯片的功能区造成污染，也可以更好地控制倒装第一芯片后第一芯片的功能区与重布线结构之间的间隙，因此所述半导体封装结构的制备方法可利用简单的扇出封装工艺实现对具有功能区的第一芯片与其他芯片的集成，因此所述半导体封装结构的制备方法不仅工艺简单且形成的半导体封装结构可实现的功能多。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明一实施例提供的半导体封装结构的示意图；
23.图2为本发明另一实施例提供的半导体封装结构的示意图；
24.图3为本发明一实施例提供的半导体封装结构的制备方法的流程图；
25.图4－图8为本发明一实施例提供的半导体封装结构的制备过程的结构示意图；
26.图9为本发明另一实施例提供的半导体封装结构的制备过程的结构示意图。
具体实施方式
27.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
31.实施例1
32.本实施例提供一种半导体封装结构，参考图1，包括：
33.重布线结构1，所述重布线结构包括布线层11，自所述重布线结构1的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔2，所述空腔2的底部暴露出部分布线层11；
34.倒装在所述重布线结构1一侧的第一芯片3，所述第一芯片3的有源面一侧具有第一导电件31，所述第一导电件31位于所述空腔2中且和所述空腔2底部的布线层11连接，所
述第一芯片3的有源面的边缘区域与所述空腔2外周的重布线结构1的表面贴合连接；
35.塑封层4，覆盖所述重布线结构1的一侧且覆盖所述第一芯片3，所述塑封层4与所述第一芯片3的有源面不接触。
36.本实施例提供的半导体封装结构，所述第一芯片3的有源面的边缘区域与所述空腔2外周的重布线结构1的表面贴合连接，且所述塑封层4与所述第一芯片3的有源面不接触，所述空腔2可以确保第一芯片3的功能区不被污染，实现了对第一芯片3的功能区的保护，所述第一芯片3通过第一导电件31与重布线结构1连接，这样有利于第一芯片3与其他功能的芯片进行集成，所述半导体封装结构可利用扇出工艺实现功能芯片与其他芯片的集成。
37.在一个实施例中，继续参考图1，所述重布线结构1还包括介质层12。
38.在一个实施例中，所述介质层12的材料包括聚酰亚胺；所述布线层11材料为金属，例如铜。
39.在一个实施例中，第一芯片3包括声表面滤波器芯片。
40.在一个实施例中，所述塑封层4的材料包括环氧树脂和添加剂，所述添加剂包括硬化剂、填充剂、阻燃剂等。
41.在一个实施例中，所述空腔2的深度等于所述第一导电件31的高度。这样所述第一导电件31与所述空腔2底部暴露出部分布线层连接的同时，还可以保证所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接，可以确保第一芯片的功能区不被污染，实现了对第一芯片的功能区的保护。
42.在一个实施例中，所述第一导电件31的高度为20μm－150μm，例如80μm；若第一导电件的高度小于20μm，则提高第一导电件与重布线结构的连接强度的效果不明显；若第一导电件高度大于150μm，则避免第一导电件间发生短路的效果不明显。
43.在一个实施例中，所述半导体封装结构还包括：倒装在所述重布线结构1一侧的第二芯片5，所述第二芯片5与所述第一芯片3位于重布线结构1的同一侧，所述第二芯片5与所述重布线结构1电连接，所述第二芯片5底部的重布线结构1的厚度大于所述第一芯片3底部的重布线结构1的厚度。
44.在一个实施例中，所述半导体封装结构还包括：位于所述第二芯片5与所述重布线结构1之间的底填胶层6；所述塑封层4还覆盖所述第二芯片5和所述底填胶层6。所述底填胶层6有利于提高所述半导体封装结构的稳定性。
45.在一个实施例中，所述第二芯片5的有源面一侧具有第二导电件51，第二导电件51与所述重布线结构1连接；所述底填胶层6包围所述第二导电件51的侧壁。
46.在一个实施例中，继续参考图1，所述半导体封装结构还包括：位于所述重布线结构1背离所述第一芯片3以及所述第二芯片5的一侧表面的若干焊球7，所述焊球7与所述重布线结构1电连接。
47.实施例2
48.本实施例提供的半导体封装结构与实施例1提供的半导体封装结构的区别在于，参考图2，所述空腔2底部的重布线结构1还具有通孔8，所述通孔8与所述空腔2连通。这样可以避免所述空腔2的侧壁承受外界大气的压力，消除空腔2与外界大气压之间的压力差过大而导致半导体封装结构发生破裂的风险，因此，所述半导体封装结构的可靠性较好。
49.在一个实施例中，所述通孔8的宽度为10μm－50μm，例如30μm；若所述通孔的宽度小于10μm，则消除空腔与外界大气压之间的压力差过大而导致半导体封装结构发生破裂的风险的程度较小；若所述通孔的宽度大于30μm，则提高第一导电件的排列密度的效果不明显，使得提高第一导电件与重布线结构的连接强度的效果不明显。
50.关于本实施例与前一实施例相同的部分不再详述。
51.实施例3
52.本实施例提供一种半导体封装结构的制备方法，参考图3，包括以下步骤：
53.步骤s1：形成重布线结构，所述重布线结构包括布线层；
54.步骤s2：形成自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述空腔的底部暴露出部分布线层；
55.步骤s3：提供第一芯片，所述第一芯片的有源面一侧具有第一导电件；
56.步骤s4：将第一芯片倒装在所述重布线结构一侧，所述第一导电件置于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的所述重布线结构的表面贴合连接；
57.步骤s5：在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触。
58.本实施例提供的半导体封装结构的制备方法，形成自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述第一导电件置于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的所述重布线结构的表面贴合连接，因此在形成空腔的同时又保证了第一芯片与重布线结构之间良好的电气连接，在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触；这样可以避免在形成塑封层的过程中对第一芯片的功能区造成污染，也可以更好地控制倒装第一芯片后第一芯片的功能区与重布线结构之间的间隙，因此所述半导体封装结构的制备方法可利用简单的扇出封装工艺实现对具有功能区的第一芯片与其他芯片的集成，因此所述半导体封装结构的制备方法不仅工艺简单且形成的半导体封装结构可实现的功能多。
59.在一个实施例中，将第一芯片倒装在所述重布线结构一侧的工艺包括热压键合工艺。
60.在一个实施例中，在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层之前，还包括：在所述重布线结构一侧倒装第二芯片，所述第二芯片与所述第一芯片位于重布线结构的同一侧，所述第二芯片与所述重布线结构电连接，所述第二芯片底部的重布线结构的厚度大于所述第一芯片底部的重布线结构的厚度；在所述第二芯片与所述重布线结构之间形成底填胶层；形成塑封层之后，所述塑封层还覆盖所述第二芯片和所述底填胶层。
61.在一个实施例中，所述第二芯片的有源面一侧具有第二导电件，在所述重布线结构一侧倒装第二芯片之后，所述第二导电件与所述重布线结构连接；在所述第二芯片与所述重布线结构之间形成底填胶层的过程中，所述底填胶层包围所述第二导电件的侧壁。
62.下面参考图4至图8详细介绍所述半导体封装结构的制备方法。
63.参考图4，提供载板100，在所述载板100的一侧表面形成键合层200，之后在所述键合层200背离所述载板100的一侧表面形成重布线结构1，所述重布线结构1包括布线层11；
形成自所述重布线结构1的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构1的空腔2，所述空腔2的底部暴露出部分布线层11。
64.在一个实施例中，所述重布线结构1还包括介质层12。
65.在一个实施例中，所述介质层12的材料包括聚酰亚胺；所述布线层11材料为金属，例如铜。
66.参考图5，提供第一芯片3，所述第一芯片3的有源面一侧具有第一导电件31；将第一芯片3倒装在所述重布线结构1一侧，所述第一导电件31置于所述空腔2中且和所述空腔2底部的布线层11连接，所述第一芯片3的有源面的边缘区域与所述空腔2外周的所述重布线结构1的表面贴合连接。
67.所述空腔2的深度等于所述第一导电件31的高度。这样所述第一导电件31与所述空腔2底部暴露出部分布线层连接的同时，还可以保证所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接，可以确保第一芯片的功能区不被污染，实现了对第一芯片的功能区的保护。
68.继续参考图5，在所述重布线结构1一侧倒装第二芯片5，所述第二芯片5与所述第一芯片3位于重布线结构1的同一侧，所述第二芯片5与所述重布线结构1电连接，所述第二芯片5底部的重布线结构1的厚度大于所述第一芯片3底部的重布线结构1的厚度。所述第二芯片5的有源面一侧具有第二导电件51，在所述重布线结构1一侧倒装第二芯片5之后，所述第二导电件51与所述重布线结构1连接。
69.参考图6，在所述第二芯片5与所述重布线结构1之间形成底填胶层6；在所述第二芯片5与所述重布线结构1之间形成底填胶层6的过程中，所述底填胶层6包围所述第二导电件51的侧壁。
70.参考图7，在所述重布线结构1的一侧形成覆盖所述第一芯片3的塑封层4，所述塑封层4与所述第一芯片3的有源面不接触。形成塑封层4之后，所述塑封层4还覆盖所述第二芯片5和所述底填胶层6。
71.参考图8，在所述重布线结构1的一侧形成覆盖所述第一芯片3的塑封层4之后，去除所述载板100和所述键合层200，之后，在所述重布线结构1背离所述第一芯片3以及所述第二芯片5的一侧表面形成若干焊球7，所述焊球7与所述重布线结构1电连接。
72.实施例4
73.本实施例提供一种半导体封装结构的制备方法，与实施例3提供一种半导体封装结构的制备方法的区别在于，还包括：参考图9，在将第一芯片倒装在所述重布线结构一侧之前，在所述空腔的底部的重布线结构中形成与所述空腔连通的通孔8。
74.关于本实施例与前一实施例相同的部分不再详述。
75.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种半导体封装结构，其特征在于，包括：重布线结构，所述重布线结构包括布线层，自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述空腔的底部暴露出部分布线层；倒装在所述重布线结构一侧的第一芯片，所述第一芯片的有源面一侧具有第一导电件，所述第一导电件位于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接；塑封层，覆盖所述重布线结构的一侧且覆盖所述第一芯片，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触。2.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述空腔的深度等于所述第一导电件的高度。3.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，所述空腔底部的重布线结构还具有通孔，所述通孔与所述空腔连通；优选的，所述通孔的宽度为10μm－50μm。4.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，还包括：倒装在所述重布线结构一侧的第二芯片，所述第二芯片与所述第一芯片位于重布线结构的同一侧，所述第二芯片与所述重布线结构电连接，所述第二芯片底部的重布线结构的厚度大于所述第一芯片底部的重布线结构的厚度；位于所述第二芯片与所述重布线结构之间的底填胶层；所述塑封层还覆盖所述第二芯片和所述底填胶层。5.根据权利要求4所述的半导体封装结构，其特征在于，所述第二芯片的有源面一侧具有第二导电件，第二导电件与所述重布线结构连接；所述底填胶层包围所述第二导电件的侧壁。6.根据权利要求1所述的半导体封装结构，其特征在于，第一芯片包括声表面滤波器芯片。7.一种半导体封装结构的制备方法，其特征在于，包括：形成重布线结构，所述重布线结构包括布线层；形成自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述空腔的底部暴露出部分布线层；提供第一芯片，所述第一芯片的有源面一侧具有第一导电件；将第一芯片倒装在所述重布线结构一侧，所述第一导电件置于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的所述重布线结构的表面贴合连接；在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触。8.根据权利要求7所述的半导体封装结构的制备方法，其特征在于，还包括：在将第一芯片倒装在所述重布线结构一侧之前，在所述空腔的底部的重布线结构中形成与所述空腔连通的通孔。9.根据权利要求7所述的半导体封装结构的制备方法，其特征在于，在所述重布线结构的一侧形成覆盖所述第一芯片的塑封层之前，还包括：在所述重布线结构一侧倒装第二芯
片，所述第二芯片与所述第一芯片位于重布线结构的同一侧，所述第二芯片与所述重布线结构电连接，所述第二芯片底部的重布线结构的厚度大于所述第一芯片底部的重布线结构的厚度；在所述第二芯片与所述重布线结构之间形成底填胶层；形成塑封层之后，所述塑封层还覆盖所述第二芯片和所述底填胶层。10.根据权利要求9所述的半导体封装结构的制备方法，其特征在于，所述第二芯片的有源面一侧具有第二导电件，在所述重布线结构一侧倒装第二芯片之后，所述第二导电件与所述重布线结构连接；在所述第二芯片与所述重布线结构之间形成底填胶层的过程中，所述底填胶层包围所述第二导电件的侧壁。

技术总结
一种半导体封装结构及其制备方法，其中半导体封装结构包括：重布线结构，所述重布线结构包括布线层，自所述重布线结构的一侧表面延伸至部分厚度的重布线结构的空腔，所述空腔的底部暴露出部分布线层；倒装在所述重布线结构一侧的第一芯片，所述第一芯片的有源面一侧具有第一导电件，所述第一导电件位于所述空腔中且和所述空腔底部的布线层连接，所述第一芯片的有源面的边缘区域与所述空腔外周的重布线结构的表面贴合连接；塑封层，覆盖所述重布线结构的一侧且覆盖所述第一芯片，所述塑封层与所述第一芯片的有源面不接触。所述半导体封装结构可利用扇出工艺实现功能芯片与其他芯片的集成。的集成。的集成。


技术研发人员：何晨烨
受保护的技术使用者：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/21