封裝結構及封裝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體封裝領域，具體涉及封裝結構和封裝方法。
【背景技術】
[0002]在制造集成電路時，芯片通常在與其它電子裝配件的集成之前被封裝。這一封裝通常包括將芯片密封在材料中并且在封裝的外部上提供電觸點以便提供到該芯片的接口。芯片封裝可以提供從芯片到電氣或電子產品的母板的電連接、防污染物的保護、提供機械支撐、散熱、并且減少熱機械應變。
[0003]半導體封裝內部芯片和外部管腳的連接起著建立芯片和外界之間的輸入/輸出的重要作用，是封裝過程的關鍵步驟。現有技術的連接方式有引線鍵合(wire bonding)。引線鍵合利用高純度的細金屬線(如金線、銅線、鋁線等)將芯片的焊盤(pad)同引線框(lead frame)或印刷電路板(PCB)連接起來。現有技術的引線鍵合存在著焊盤出坑、尾絲不一致、引線彎曲疲勞、振動疲勞、斷裂和脫鍵等問題。
[0004]由于制造和封裝之間的關系，封裝技術也在不斷發展變化以適應各種半導體新工藝和新材料的要求和挑戰。期望存在更穩定更可靠的封裝方式能夠連接內部芯片和外部管腳，同時兼顧散熱、封裝面積和高度。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提出一種封裝結構和封裝方法，采用無引線鍵合，不需要導電凸塊，具有小的封裝面積和封裝高度以及更好的穩定性。
[0006]根據本發明的第一方面，提供了一種封裝結構，該封裝結構包括:基板，所述基板具有相對的第一表面和第二表面；管芯，所述管芯具有相對的有源面和背面，所述管芯設置于所述基板的第一表面，所述管芯的背面鄰近所述基板的第一表面并且所述管芯的有源面設置有焊盤；第一包封體，覆蓋所述管芯；互連結構，所述互連結構穿過所述第一包封體與所述焊盤電連接；第二包封體，覆蓋所述互連結構；以及重布線結構，所述重布線結構與所述互連結構電連接，并且提供外部電連接。
[0007]優選地，所述互連結構包括第一金屬層，所述第一金屬層包括彼此隔開的多個互連區，每個互連區包括在第一包封體的表面延伸的第一部分，以及在所述第一包封體中延伸至相應的焊盤的第二部分。
[0008]優選地，所述重布線結構包括第二金屬層，所述第二金屬層包括彼此隔開的多個重布線區，每個重布線區包括在第二包封體的表面延伸的第一部分，以及穿過所述第二包封體延伸至相應的互連區的第二部分。
[0009]優選地，所述重布線結構包括第二金屬層，所述第二金屬層位于所述基板的第二表面上，并且包括彼此隔開的多個重布線區。
[0010]優選地，所述多個互連區中的至少一個互連區還包括穿過所述第一包封體和所述基板延伸至相應的重布線區的第三部分。
[0011]優選地，所述的封裝結構，還包括:第三金屬層，所述第三金屬層位于基板的第一表面，所述第三金屬層包括彼此隔開的多個區域；以及多個導電通道，所述多個導電通道在所述多個區域中穿過所述第三金屬層和所述基板延伸至相應的重布線區，其中，所述管芯粘接在所述第三金屬層的至少一個區域上。
[0012]優選地，所述管芯經由所述多個導電通道的至少一個導電通道連接至相應的重布線區。
[0013]優選地，所述多個互連區中的至少一個互連區還包括穿過所述第一包封體延伸至相應的導電通道的第三部分。
[0014]優選地，所述封裝結構還包括設置于基板的第二表面上的背面金屬層，以及從封裝結構的第一表面延伸至第二表面的貫穿通道。
[0015]優選地，所述貫穿通道包括與所述互連結構同時形成的第一通道以及與所述重布線結構同時形成的第二通道。
[0016]優選地，所述第一通道包括在第一包封體的表面延伸的第一部分，以及在所述第一包封體中延伸至背面金屬層的第二部分。
[0017]優選地，所述第二通道包括在第二包封體的表面延伸的第一部分，以及穿過所述第二包封體延伸至第一通道的第二部分。
[0018]優選地，所述重布線結構還包括位于所述第二金屬層上的可焊接層。
[0019]優選地，所述互連結構還包括位于所述第一金屬層下方的第一籽層。
[0020]優選地，所述重布線結構還包括位于所述第二金屬層下方的第二籽層。
[0021]優選地，在所述重布線區的第一部分還包括位于第二籽層和第二包封體之間的第四金屬層。
[0022]根據本發明的第二方面，提供一種封裝方法，包括:提供基板；將管芯設置于基板的第一表面，其中，所述管芯具有相對的有源面和背面，所述管芯的背面鄰近所述基板的第一表面并且所述管芯的有源面設置有焊盤；形成第一包封體以覆蓋所述管芯；形成互連結構，所述互連結構穿過所述第一包封體與所述焊盤電連接；形成第二包封體以覆蓋所述互連結構；以及形成重布線結構，所述重布線結構與所述互連結構電連接。
[0023]優選地，形成互連結構包括:在第一包封體中形成到達相應焊盤的多個第一開口 ；形成第一金屬層；以及圖案化第一金屬層以形成多個互連區，其中，每個互連區的第一部分在第一包封體的表面延伸，每個互連區的第二部分填充第一開口。
[0024]優選地，在形成多個第一開口和形成第一金屬層的步驟之間，還包括:采用沉積工藝形成共形的第一籽層。
[0025]優選地，形成重布線結構包括:在第二包封體中形成到達所述第一金屬層的多個第二開口 ；形成第二金屬層；以及圖案化第二金屬層以形成多個重布線區，其中，每個重布線區的第一部分在第二包封體的表面延伸，每個重布線區的第二部分填充第二開口。
[0026]優選地，在形成多個第二開口和形成第二金屬層的步驟之間，還包括:采用沉積工藝形成共形的第二籽層。
[0027]優選地，形成重布線結構包括:在所述基板的第二表面形成第二金屬層；形成穿過所述第一包封體和所述基板到達所述第一金屬層的多個第二開口 ；以及圖案化第二金屬層以形成多個重布線區，其中，在形成第一金屬層時，所述第一金屬層填充所述多個第二開口，從而在圖案化第一金屬層之后，所述多個互連區中的至少一個互連區還包括穿過所述第一包封體和所述基板延伸至相應的重布線區的第三部分。
[0028]優選地，在將管芯設置于基板的第一表面的方法包括:在所述基板的第一表面形成第三金屬層；形成穿過所述第三金屬層和所述基板的多個第三開口 ；在所述多個第三開口中形成多個導電通道；圖案化第三金屬層以形成彼此隔開的多個區域；以及將所述管芯粘接于在所述第三金屬層的至少一個區域上。
[0029]優選地，形成重布線結構包括:在所述基板的第二表面形成第二金屬層；形成穿過所述第一包封體到達預定的導電通道的多個第二開口 ；以及圖案化第二金屬層以形成多個重布線區，其中，在形成第一金屬層時，所述第一金屬層填充所述多個第二開口，從而在圖案化第一金屬層之后，所述多個互連區中的至少一個互連區還包括穿過所述第一包封體和所述基板延伸至相應的重布線區的第三部分。
[0030]優選地，所述的封裝方法，還包括形成貫穿通道，其中所述貫穿通道的第一通道與所述互連結構同時形成，所述貫穿通道的第二通道與所述重布線結構同時形成。
[0031]根據本發明的封裝結構，使用互連結構和重布線結構代替引線鍵合，不需要導電凸塊，具有小的封裝面積和封裝高度；避免了焊盤出坑、尾絲不一致、引線彎曲疲勞、振動疲勞、斷裂和脫鍵等問題，提高了封裝結構的穩定性。本發明的封裝方法用于所述封裝結構，通過圖案化的金屬層代替通過逐根引線工藝，提高了效率。
【附圖說明】
[0032]通過以下參照附圖對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其它目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:
[0033]圖1示出根據本發明的第一實施例的封裝結構的結構示意圖；
[0034]圖2示出根據本發明的第二實施例的封裝結構的結構示意圖；
[0035]圖3示出根據本發明的第三實施例的封裝結構的結構示意圖；
[0036]圖4示出根據本發明的第四實施例的封裝結構的結構示意圖；
[0037]圖5a至5j示出根據本發明的第一實施例的封裝結構的制造方法實例中各個階段的截面圖；
[0038]圖6a至6h示出根據本發明的第二實施例的封裝結構的制造方法實例中各個階段的截面圖；