[发明专利]扇出型天线封装结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，特别是涉及一种扇出型天线封装结构及其制备方法。

背景技术

更低成本、更可靠、更快及更高密度的电路是集成电路封装追求的目标。在未来，集成电路封装将通过不断减小最小特征尺寸来提高各种电子元器件的集成密度。目前，先进的封装方法包括：晶圆片级芯片规模封装(Wafer Level Chip Scale Packaging，WLCSP)，扇出型晶圆级封装(Fan-Out Wafer Level Package，FOWLP)，倒装芯片(Flip Chip)，叠层封装(Package on Package，POP)等等。

扇出型晶圆级封装是一种晶圆级加工的嵌入式芯片封装方法，是目前一种输入/输出端口(I/O)较多、集成灵活性较好的先进封装方法之一。扇出型晶圆级封装相较于常规的晶圆级封装具有其独特的优点：①I/O间距灵活，不依赖于芯片尺寸；②只使用有效裸片(die)，产品良率提高；③具有灵活的3D封装路径，即可以在顶部形成任意阵列的图形；④具有较好的电性能及热性能；⑤高频应用；⑥容易在重新布线层(RDL)中实现高密度布线。

目前，射频芯片的扇出型晶圆级封装方法一般为：提供载体，在载体表面形成粘合层；在粘合层上光刻、电镀出重新布线层(Redistribution Layers，RDL)；采用芯片键合工艺将射频芯片安装到重新布线层上；采用注塑工艺将芯片塑封于塑封材料层中；去除载体和粘合层；在重新布线层上光刻、电镀形成凸块下金属层(UBM)；在UBM上进行植球回流，形成焊球凸块；然后进行晶圆黏片、切割划片。出于通信效果的考虑，射频芯片在使用时都会设置天线，而现有天线都是开发者在对射频功能模块进行layout设计时，直接在PCB板上layout天线或留出外接天线的接口；但由于外接天线的诸多不便，现天线大多直接在PCB板上layout天线，而此种方法要保证天线增益，天线的尺寸面积要足够大，这就势必以牺牲PCB面积为代价，从而使得PCB板的面积及整个封装结构的面积变大。

鉴于此，有必要设计一种新的扇出型天线封装结构及其制备方法用以解决上述技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种扇出型天线封装结构及其制备方法，用于解决现有射频芯片在使用时为保证天线增益，天线的尺寸面积要足够大，从而导致PCB板面积及整个封装结构的面积变大的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种扇出型天线封装结构，所述扇出型天线封装结构包括：

半导体芯片；

塑封材料层，包括相对的第一表面及第二表面，所述塑封材料层塑封于所述半导体芯片的外围；

金属连线，位于所述塑封材料层内，且上下贯通所述塑封材料层；

天线结构，位于所述塑封材料层的第一表面上，且与所述金属连线电连接；

重新布线层，位于所述塑封材料层的第二表面上，且与所述半导体芯片及所述金属连线电连接；

焊球凸块，位于所述重新布线层远离所述塑封材料层的表面上，且与所述重新布线层电连接。

优选地，所述半导体芯片包括：

裸芯片；

接触焊垫，位于所述裸芯片上，并与所述裸芯片电连接；其中，所述接触焊垫所在的表面为所述半导体芯片的正面。

优选地，所述金属连线包括：

连接凸块；与所述重新布线层电连接；

金属线，位于所述连接凸块上，与所述连接凸块及所述天线结构电连接。

优选地，所述天线结构包括交替叠置的介质层及金属天线，且所述天线结构的顶层为金属天线，相邻所述金属天线之间及所述金属天线与所述金属连线之间均经由金属插塞电连接。

优选地，所述天线结构包括一层金属天线。

优选地，所述金属天线的形状呈矩形螺旋状。

优选地，所述金属天线的数量为多个，多个所述金属天线沿所述介质层表面延伸的方向呈阵列排布。

优选地，所述重新布线层包括：

绝缘层，位于所述塑封材料层的第二表面上；

凸块下金属层，位于所述绝缘层内，且与所述半导体芯片及所述金属连线电连接；

至少一层金属线层，位于所述绝缘层内，且与所述凸块下金属层及所述焊球凸块电连接。

优选地，所述扇出型天线封装结构还包括连接焊球，所述连接焊球位于所述塑封材料层内，且位于所述半导体芯片与所述重新布线层之间，以将所述半导体芯片与所述重新布线层电连接。