具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构，包括塑封在塑封层内的芯片，在塑封层内未塑封芯片的区域设置环形同轴铜柱环，塑封层对应于外露芯片引脚的一侧设置用于连接环形同轴铜柱环和芯片对应引脚的重新布线层，重新布线层上设置若干锡球，塑封层对应于外露芯片引脚的另一侧设置保护层以及设置在保护层内对应于环形同轴铜柱环各触点的表贴天线。采用本实用新型专利技术的设计方案，能有效地减小表贴天线所收发的射频信号在传输路径中的传输损耗，提高了天线结构的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构
本技术涉及半导体封装
，特别是一种具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构。
技术介绍
随着5G高速通讯时代的到来，通讯频率不断提高至毫米波范围，射频芯片元件和毫米波天线的集成整合封装成为行业的关注焦点和一大发展趋势。同时，由于芯片封装的集成度越来越高，如何有效地提高芯片与封装体的散热性能也变得越发重要。目前业界所使用的众多不同的封装结构或者扇出型封装方式，在封装体上集成射频信号传输系统时，大多都只着重于表贴天线本身的设计(例如其三维形状，放置位置，放置方式等)，而对天线末端部分的射频信号的传输结构没有过多优化，这局限了射频信号在收发和传输路径上的整体传输性能。而且，对于封装体的散热问题，业界通常采用的是在封装体外加上散热片或者散热槽等方式，这种方式会额外增加封装体的体积。
技术实现思路
技术目的：本技术的目的在于解决现有的扇出型封装方式着重于天线本身的设计，未进行传输结构优化而导致射频信号在收发和传输路径上的整体传输性能提升不大以及散热效能差的问题。技术方案：为解决上述问题，本技术提供以下技术方案：一种具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构，包括塑封在塑封层内的芯片，在塑封层内未塑封芯片的区域设置至少一个环形同轴铜柱环，塑封层对应于外露芯片引脚的一侧设置用于连接环形同轴铜柱环和芯片对应引脚的重新布线层，重新布线层上设置若干锡球，塑封层对应于外露芯片引脚的另一侧设置对应于环形同轴铜柱环各触点的表贴天线。采用类似于同轴电缆的天线图形，使得位于圆心或椭圆心对应于信号发送及接收的铜柱和位于圆周或椭圆周对应于接地的铜柱共同构成共振腔，其一可以提高信号发送的方向性，其二采用面为形式的新的天线图形，相对于以点为图形的天线设计，提高了信号接收的可靠性。进一步地，塑封层对应于外露芯片引脚的另一侧设置保护层以及设置在保护层内对应于环形同轴铜柱环各触点的表贴天线。进一步地，所述每个环形同轴铜柱环包括11个铜柱，10个围成圆周或椭圆周的第一铜柱以及1个位于圆心或椭圆心的第二铜柱。在不停的实验中，发现有且仅有在10个圆周或椭圆周铜柱和1个圆心或椭圆心铜柱的配合下，能够具有最好的信号发送及接收性能。进一步地，环形同轴铜柱环位于圆心或椭圆心的第二铜柱通过重新布线层和芯片对应于信号处理的引脚连接，环形同轴铜柱环位于圆周或椭圆周的第一铜柱和重新布线层的地线连接。进一步地，环形同轴铜柱环位于圆心或椭圆心的第二铜柱连接表贴天线的信号部分，环形同轴铜柱环位于圆周或椭圆周的第一铜柱连接表贴天线的地线部分。进一步地，当环形同轴铜柱环的10个铜柱设置为椭圆，离心率小于0.8。一种具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构的制备方法，具体包括以下步骤：1)准备一个临时载片，在临时载片上涂覆临时键合胶；2)用等离子体淀积的方法在临时载片上淀积一薄层的铜种子层；3)在铜种子层上涂覆光敏性干膜，并光刻形成11个为一组，10个作为圆周或椭圆周，一个在圆心或椭圆心的凹槽组合；4)用电化学镀的方法在干膜的所有凹槽内沉积金属铜形成一个个的铜柱，形成环形同轴铜柱环；5)采用湿法清洗去除干膜以及干膜下方的铜钟子层；6)将所需封装的减薄后芯片的引脚面朝下贴装；7)对芯片和环形同轴铜柱环进行塑封，形成塑封体，并研磨减薄塑封体的表面，使所有铜柱上表面裸露出来；8)在塑封体未外露引脚的一侧用光刻加电镀的薄膜工艺制作出表贴天线，表贴天线的信号部分与环形同轴铜柱环的位于圆心或椭圆心的第二铜柱电连接，表贴天线的地线部分与环形同轴铜柱环位于圆周或椭圆周的第一铜柱电连接；9)采用激光或者热力剥离的方法将临时键合载片移除，并将临时键合胶去除，露出塑封体的外露芯片引脚及铜柱触点的一侧；10)在塑封体同时外露芯片引脚及铜柱触点的一侧上用薄膜工艺制作重新布线层；11)在重新布线层的金属焊盘上植入锡球，然后回流焊固化；12)对所制作完成的扇出型封装体进行单元切割后即形成独立的封装器件。进一步地，所述步骤8)后，在表贴天线上涂覆一层用于保护表贴天线的保护膜，该保护膜为环氧树脂或者聚酰亚胺类的有机材质，厚度为10～80um。进一步地，所述重新布线层包括介电层和金属导电层，介电层采用聚酰亚胺有机介电材料，使用旋涂的方法制作介电层并进行光刻以形成出所需要的图案，金属导电层采用真空溅射镀PVD和电化学镀ECD的方法制成钛衬底的铜，并光刻出所需要的金属互联布线图案。进一步地，重复步骤10)形成多层重新布线层。有益效果：本技术与现有技术相比：1)具有特定空间结构的环形同轴铜柱环，能有效地减小表贴天线所收发的射频信号在传输路径中的传输损耗，提高了天线结构的整体性能；2)环形同轴铜柱环与表贴天线均采用光刻与电镀工艺制作完成，其结构尺寸具有较高的控制精度，可以显著地提高天线结构收发传输型号的可靠性与稳定性，这对于毫米波这种频率较高的射频信号而言非常重要；3)环形同轴铜柱环位于塑封体内部且靠近芯片的地方，使得天线和芯片间的信息交互仅通过重新布线层即可实现，这可以帮助改善和增强芯片与封装体的散热性能。4)不同于其它通常的封装结构中经常使用到的位于封装体四周围表面上的散热片或者散热槽，本技术所述的具有散热功能的环形同轴铜柱环位于塑封体内部那些未被芯片所占据的区域，因此并不需要额外地占用封装体的体积、或者增加封装体的体积，从而有助于实现封装的小型化。附图说明图1为本技术的产品结构示意图；图2为本技术步骤1完成后的结构示意图；图3为本技术步骤2完成后的结构示意图；图4为本技术步骤3完成后的结构示意图；图5为本技术步骤4完成后的结构示意图；图6为本技术步骤5完成后的结构示意图；图7为本技术步骤5完成后的俯视结构示意图；图8为本技术步骤6完成后的结构示意图；图9为本技术步骤7完成后的结构示意图；图10为本技术步骤7完成后的俯视结构示意图；图11为本技术步骤9完成后的结构示意图；图12为本技术步骤10完成后的结构示意图；图13为本技术步骤11完成后的结构示意图；图14为本技术步骤12完成后的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行进一步地说明。实施例1如图1所示，一种具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构，包括塑封在塑封层160内的芯片150，在塑封层160内未塑封芯片150的区域设置至少一个环形同轴铜柱环140，塑封层160对应于外露芯片引脚的一侧设置用于连接环形同轴铜柱环140和芯片150对应引脚的重新布线层190，重新布线层190上设置若干锡球200，塑封层160对应于外露芯片引脚的另一侧设置对应于环形同轴铜柱环140本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构，其特征在于：包括塑封在塑封层内的芯片，在塑封层内未塑封芯片的区域设置至少一个环形同轴铜柱环，塑封层对应于外露芯片引脚的一侧设置用于连接环形同轴铜柱环和芯片对应引脚的重新布线层，重新布线层上设置若干锡球，塑封层对应于外露芯片引脚的另一侧设置对应于环形同轴铜柱环各触点的表贴天线。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构，其特征在于：包括塑封在塑封层内的芯片，在塑封层内未塑封芯片的区域设置至少一个环形同轴铜柱环，塑封层对应于外露芯片引脚的一侧设置用于连接环形同轴铜柱环和芯片对应引脚的重新布线层，重新布线层上设置若干锡球，塑封层对应于外露芯片引脚的另一侧设置对应于环形同轴铜柱环各触点的表贴天线。


2.根据权利要求1所述的具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构，其特征在于：塑封层对应于外露芯片引脚的另一侧设置保护层以及设置在保护层内对应于环形同轴铜柱环各触点的表贴天线。


3.根据权利要求1所述的具有环形同轴铜柱环的扇出型封装结构，其特征在于：所述每个环形同轴铜柱环包括11个铜柱，10个围成圆周或椭圆周...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新，蒋振雷，
申请(专利权)人：杭州晶通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33