[发明专利]集成无源电容扇出型晶圆级封装结构及制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成无源电容扇出型晶圆级封装结构及制作方法，属于扇出型晶圆级封装技术领域。

背景技术

晶圆级扇出型芯片封装可以替代当前的焊线BGA（Ball Grid Array，球栅阵列结构的PCB）和倒装芯片BGA封装，是一种低成本、高性能的集成封装方式。晶圆级扇出型芯片封装的信号、电力和地线的布线直接通过晶圆级RDL（再布线层）工艺实现，不再需要晶圆凸点制备和封装基板，从而降低封装成本，并且可以提供好于传统焊线BGA和倒装芯片BGA封装的电学功能。薄膜集成无源技术通常能提供最优良的功能密度，以及最高集成度和最轻体积。然而，单从价格来看，薄膜集成无源被动器件的价格直到今天仍然偏高；且较厚的金属沉积在硅晶圆上，也难以提高其电学品质因数，如电感。晶圆级扇出型芯片封装和薄膜集成无源被动器件集成方案，是电子产品持续缩小尺寸、增加功能的屈指可数的方法之一，符合便携式电子产品“更快、更小、更轻”的趋势，且性价比不断提高。

晶圆级扇出型芯片封装和薄膜集成无源被动器件的低集成度和较高的成本，是现有技术最大的不足之处。现有集成无源电容，受制于硅材料的半导体材料属性，无法提升其电路的品质因素。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种集成无源电容扇出型晶圆级封装结构及制作方法，实现了晶圆级扇出型芯片封装和薄膜集成无源被动器件的集成，提升了电学品质。

按照本发明提供的技术方案，所述集成无源电容扇出型晶圆级封装结构，包括扇出型封装体，扇出型封装体包括塑封体和塑封于塑封体中的芯片，芯片的正面具有第一电极和第二电极，芯片的正面与塑封体的正面平齐；其特征是：在所述塑封体中设置两组电容，分别为第一金属柱、第二金属柱、第三金属柱和第四金属柱，第一金属柱和第二金属柱位于芯片的一侧，第三金属柱和第四金属柱位于芯片的另一侧；在所述塑封体的正面设置绝缘层，在绝缘层中布置第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层，第一金属层与第一金属柱连接，第二金属层与第二金属柱和芯片的第一电极连接，第三金属层与第三金属柱和芯片的第二电极连接，第四金属层与第四金属柱连接；在所述第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层上分别设置第一凸点下金属层、第二凸点下金属层、第三凸点下金属层和第四凸点下金属层，第一凸点下金属层、第二凸点下金属层、第三凸点下金属层和第四凸点下金属层的外表面露出绝缘层的外表面，在第一凸点下金属层、第二凸点下金属层、第三凸点下金属层和第四凸点下金属层的外表面分别设置焊球。

所述第一金属柱和第二金属柱之间填充塑封材料；所述第三金属柱和第四金属柱之间填充塑封材料。

所述第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层相互之间通过绝缘层实现绝缘。

所述集成无源电容扇出型晶圆级封装结构的制作方法，其特征是，包括以下步骤：

（1）将芯片扇出型封装于塑封体中，得到扇出型封装体，芯片的正面与塑封体的正面平齐；

（2）在塑封体上开两组电容槽，两组槽分别位于芯片的两侧，每组电容槽为两个槽体，槽体之间以塑封材料隔开；

（3）在上述电容槽中填充金属，分别得到第一金属柱、第二金属柱、第三金属柱和第四金属柱；

（4）在塑封体的正面涂覆绝缘材料，形成绝缘层；对绝缘层刻蚀出图形开口，露出第一金属柱、第二金属柱、第三金属柱、第四金属柱、第一电极和第二电极的表面；

（5）在上述绝缘层表面电镀金属，形成金属层，金属层连接第一金属柱、第二金属柱、第三金属柱、第四金属柱、第一电极和第二电极；

（6）对上述金属层刻蚀出图形开口，得到相互绝缘的第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；

（7）在上述金属层的表面涂覆绝缘材料，在得到的绝缘材料上刻蚀出四个窗口，分别露出第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层的表面；

（8）在上述窗口中电镀金属，分别得到第一凸点下金属层、第二凸点下金属层、第三凸点下金属层和第四凸点下金属层；在第一凸点下金属层、第二凸点下金属层、第三凸点下金属层和第四凸点下金属层表面植球，得到焊球。

本发明为晶圆级扇出型芯片封装和薄膜集成无源被动器件的集成提供了一套高效解决方案。本发明将晶圆级扇出型芯片封装体中起支持保护作用的模塑料体充分利用，在模塑材料中构建薄膜电感，既不影响整个封装体的面积，又缩短芯片与电感之间的电学连接长度，提升了电学品质；同时，在绝缘的模塑材料表面布设电路，较采用半导体材料如硅，极大的提升了谐振电路的品质因素Q值。

附图说明