[发明专利]一种SiP封装结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种SiP封装结构，包括：塑封层；第一芯片，所述第一芯片的背面和侧面被所述塑封层包覆；金属化凹槽，所述金属化凹槽的侧面被所述塑封层包覆；第二芯片，所述第二芯片设置在所述金属化凹槽内部；重新布局布线层，所述重新布局布线层设置在所述塑封层的底面，电连接所述第一芯片和所述第二芯片；以及外接焊球，所述外接焊球电连接所述重新布局布线层。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种含有功率芯片的SiP封装结构及其制备方法。

背景技术

在射频微波/毫米波SiP(System in Package；系统级封装)封装中，功率芯片/功率器件(砷化镓等三五族材料制备的高电压和或大电流的芯片/器件)需要通过封装形式将背金面引出，一方面是为了满足背金面接地需求，另一方面是为了满足芯片散热需求。由于功率芯片的制备工艺限制，其厚度一般在80-100微米，封装厚度一般在200微米以上，所以芯片背金引出需要做厚度补偿。

目前SiP封装中功率芯片背金引出技术是将功率芯片(如GaAs、SiC和GaN等)与其热膨胀系数相匹配的金属热沉材料(如WCu、MoCu等)采用共晶焊接，实现功率芯片厚度补偿满足接地引出和散热需求，且SiP封装体需在正面和背面做RDL，图1示出现有的含功率芯片的SiP封装示意图，如图1所示，功率芯片140通过共晶焊接与金属热沉材料150结合，再与其他芯片120、130一同塑封到塑封层110中，在塑封层110的正面制作重新布局布线170及外接焊球180，在塑封层的背面也需要左右重新布局布线层160，从而实现功率芯片140的背金面电极的引出。

随着SiP封装向轻薄化和低成本化方向发展，如图1所示的现有含功率芯片的封装形式存在以下缺点：(1)与功率芯片相匹配的WCu和MoCu等金属热沉小尺寸超薄板加工成本很高，金属的重量大；(2)芯片与金属衬底焊接效率低；(3)功率芯片接地与信号线在不同的平面，此SiP封装方法封装体正背面都需做RDL层且需要TMV连通，封装工艺较为复杂，不能很好满足SiP封装轻薄化和低成本化的需求；(4)存在信号传输干扰。

针对现有的含功率芯片的系统级封装结构向轻薄化和低成本化方向发展存在的金属热沉小尺寸超薄板加工成本高；封装结构正背面都需做RDL层，工艺较为复杂；封装结构尺寸较厚；以及存在射频信号干扰等问题。本领域需要新型的SiP封装结构及其制备方法，从而能够至少部分地克服了上述问题。

发明内容

针对现有的含功率芯片的系统级封装结构向轻薄化和低成本化方向发展存在的金属热沉小尺寸超薄板加工成本高；封装结构正背面都需做RDL层，工艺较为复杂；封装结构尺寸较厚；以及存在信号传输干扰等问题。根据本发明的一个实施例，提供一种SiP封装结构，包括：

塑封层；

第一芯片，所述第一芯片的背面和侧面被所述塑封层包覆；

金属化凹槽，所述金属化凹槽的侧面被所述塑封层包覆；

第二芯片，所述第二芯片设置在所述金属化凹槽内部；

重新布局布线层，所述重新布局布线层设置在所述塑封层的底面，电连接所述第一芯片和所述第二芯片；以及

外接焊球，所述外接焊球电连接所述重新布局布线层。

在本发明的一个实施例中，所述第一芯片具有M个，其中M≥2。

在本发明的一个实施例中，所述还包括设置在所述金属化凹槽背面或侧面的天线。

在本发明的一个实施例中，所述金属化凹槽具有射频输入输出接口。

在本发明的一个实施例中，所述金属化凹槽的背面被所述塑封层包覆。

在本发明的一个实施例中，所述金属化凹槽的材质可为高导热性热沉金属材料或表面金属化的硅或表面金属化的高导热陶瓷。