可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構及其制備方法，其特征在于它包括多個封裝體（00）和插接件（10），所述封裝體（00）包括襯底（20），所述襯底（20）正面設置有通孔（200），在所述通孔（200）上設置有連接器（50），在所述襯底（20）正面和連接器（50）外圍包封有塑封料（40），所述插接件（10）插入所述連接器（50）將多個封裝體（00）連接在一起。本發(fā)明利用連接器取代傳統(tǒng)的焊接方式以解決表面粘著技術的對位問題和由于部件之間熱膨脹系數的不匹配而引起翹曲的問題，從而能夠改善可靠性，利用連接器作為輸入輸出觸點有效降低堆疊高度，封裝體易插拔。
【專利說明】可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構及其制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構及其制備方法，屬于電子封裝【技術領域】。

【背景技術】
[0002]微電子裝置例如半導體芯片需要與其他電子部件的很多輸入和輸出連接。很多半導體芯片設置在適于表面安裝的封裝中，便于芯片安裝到外部襯底如電路板上時的操作。芯片上的輸入和輸出觸點通過細引線或凸塊與襯底電路板上的觸點相連。在表面安裝過程中，將封裝放置到電路板上，使封裝上的每個端子與電路板上的相應觸點焊盤對齊。在端子和觸點焊盤之間提供焊錫或其他鍵合材料。通過加熱以熔化或回流焊錫或以其他方式活化鍵合材料，將封裝永久地鍵合在合適的位置。整個封裝結構幾乎沒有太多的靈活性，需要上下封裝體準確對位，加工成形后其組合方案很難更改，較難實現可拆卸、可組裝的靈活的封裝形式。
[0003]半導體封裝芯片通常設成堆疊布置，其中第一封裝體設置在電路板上，第二封裝體安裝在第一封裝體上。可以允許將多個不同的芯片安裝在電路板上的單個覆蓋區(qū)內。為了實現堆疊封裝體間互連，必須在每個封裝的上設置用于機械結構連接和電連接的結構。
[0004]如圖1傳統(tǒng)的堆疊封裝中，第一封裝體和第二封裝體之間的電連接通過在第一封裝體中形成預焊料或者銅柱而實現。預焊料或者銅柱必須比第一芯片的高度高，以便連接第一封裝體基板的線路觸點。在這樣的傳統(tǒng)堆疊封裝結構中，由于作為密封半導體芯片的包封構件而提供的環(huán)氧模塑化合物與形成第一封裝體中用于第一封裝體和第二封裝體之間的電連接的預焊料或銅柱之間的熱膨脹系數上的不匹配，會在第一封裝體中產生翹曲和裂紋，從而會影響堆疊封裝的電連接，降低堆疊封裝的可靠性。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構及其制備方法，解決因熱膨脹系數的不匹配而引起翹曲的問題，從而能夠改善可靠性，有效降低堆疊高度，并且單個封裝體易插拔，可以根據需要自由組裝不同堆疊組合封裝體，易于簡化系統(tǒng)方案，降低成本。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現的:一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，它包括多個封裝體和插接件，所述封裝體包括襯底，所述襯底正面設置有通孔，在所述通孔上設置有連接器，在所述襯底正面和連接器外圍包封有塑封料，所述插接件插入所述連接器將多個封裝體連接在一起。
[0007]所述連接器包括觸片、彈簧和腔體，所述腔體與通孔相連通，所述彈簧中部和觸片兩端固定于所述腔體內壁面上，所述彈簧兩端與所述觸片兩端相連接。
[0008]在所述襯底正面設置有焊盤以及用于防焊的一層油墨，所述焊盤通過襯底上的導電元件與襯底上下表面的觸點相連，所述連結器的腔體與焊盤焊接在一起。
[0009]所述封裝體還可以包括耦接件，所述耦接件連接到所述封裝體的下表面。
[0010]所述耦接件可以包括焊球、連接器或其他導體。
[0011 ] 所述插接件可以是任意形狀或材質的固形物。
[0012]所述封裝體可以具有多個半導體芯片。
[0013]所述插接件可以包括在封裝體中。
[0014]一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構的制備方法，所述方法包括以下步驟:
步驟一、取帶有焊盤和通孔的基板；
步驟二、通過SMT的方式在帶有焊盤和通孔的基板正面貼裝上連接器；
步驟三、在帶有焊盤和通孔的基板正面裝片區(qū)域進行裝片打線；
步驟四、對帶有焊盤和通孔的基板正面包封區(qū)域采用揭膜法進行塑封，露出連接器；
步驟五、通過插接件堆疊封裝體。
[0015]與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明利用連接器取代傳統(tǒng)的焊接方式以解決表面粘著技術的對位問題和由于部件之間熱膨脹系數的不匹配而引起翹曲的問題，從而能夠改善可靠性，利用連接器作為堆疊封裝體之間的輸入輸出觸點有效降低堆疊高度，并且利用連接器封裝體易插拔，可以根據需要自由組裝不同堆疊組合封裝體，易于簡化系統(tǒng)方案，降低成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)堆疊封裝剖視圖；
圖2為根據本發(fā)明實施例的半導體封裝體；
圖3為根據本發(fā)明的可選實施例的半導體封裝體；
圖4為根據本發(fā)明的可選實施例的半導體封裝體；
圖5、圖6為本發(fā)明一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體的堆疊結構；
圖7~圖11為本發(fā)明一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構制法的結構剖視圖。
[0017]其中:
封裝體00、插接件10、襯底20、通孔200、焊盤201、油墨202、微電子元件30、塑封料40、連接器50、觸片500、彈簧501、腔體502、預焊料60。

【具體實施方式】
[0018]參見圖2，本發(fā)明涉及一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，包括襯底20，所述襯底20上有通孔200、焊盤201和油墨202。所述襯底20可以包括一層或多層有機介質材料或復合介質材料或導線框架。
[0019]所述襯底20上的焊盤201可以通過襯底20上的導電元件(未示出)與襯底20上下表面的觸點(未示出)互連。
[0020]所述焊盤201可以通過導電元件(未示出)與所述襯底20上與微電子元件30相連接的觸點(未示出)相連接。
[0021]所述焊盤201設置在所述通孔200的外側，當所述連接器50設置在所述通孔200上方時，在所述焊盤201與所述通孔200之間可以增加所述油墨202，用于防止焊料堵塞所述通孔200。
[0022]所述襯底20可以是引線框架，所述導電元件(未示出)可以是所述引線框架的線路，通過所述焊盤201可以將一個封裝體內元器件的功能導出至另一個封裝體。
[0023]所述襯底20上設置有微電子元件30和連接器50。所述微電子元件30可以是半導體芯片或其他可比裝置。
[0024]所述微電子元件30與襯底20的連接方式，可以包括引線正裝或凸塊倒裝連接到襯底20上的觸點(未示出)。
[0025]所述連接器50包括觸片500、彈簧501和腔體502，所述連接器50上的腔體502與焊盤201焊接在一起。所述腔體502的中空部位與所述襯底20上的所述通孔200上下相連，能夠讓所述插接件10可以穿過。
[0026]所述連接器50可以由導電材料制成，導電材料例如為銅、金、鎳、焊錫、鋁等。也可以由材料組合制成，例如內層可以為導電材料，外層涂覆有涂層。涂層可以由第二導電材料制成，也可以包括絕緣材料制成。
[0027]所述連接器50的腔體502可以組成由多個所述連接器50的各個腔體502的陣列。這種陣列可以形成面積陣列配置，使用本文描述的結構可以實施變型。這種陣列可以將封裝體00與另一個微電子組件通過插接件10實現電連接和機械連接，如圖5所示。
[0028]所述封裝體00還可以包括塑封料40 ο所述塑封料40可以覆蓋在不被所述微電子元件30和所述連接器50覆蓋或占據的襯底20的部分上。所述塑封料40還可以基本覆蓋所述微電子元件30和所述連接器50，所述微電子元件30和所述連接器50的一部分可以保持不被塑封料40覆蓋，使得所述微電子元件30和所述連接器50可以與外部連接，例如圖3。所述塑封料40可以具有多個不同高度的表面，例如圖4。
[0029]連接器由于采用彈性觸片，具有一定的彈性空間，可以固定插接件，并提供電氣連接功能。插接件嵌入連接器時，通常距連接器密封腔留有一定的邊距，向緊靠彈性觸片的一側下壓，由于觸片的彈性作用，使插接件穿過封裝體，松手后，插接件就卡在連接器的卡口內。如果要從連接器中取出插接件，則用力緊靠彈性觸片的一側下壓，并向外移動插接件，就可以使插接件移出連接器的卡口。
[0030]如果封裝體自帶有插接件，則可以直接插入帶有連接器的另一封裝體中，實現電氣連接，若沒有，另配一個適當大小的插接件即可，可實現多封裝體靈活組裝，如圖6。
[0031]其制造方法如下:
步驟一、參見圖7，取帶有焊盤和通孔的基板；
步驟二、參見圖8，通過SMT的方式在帶有焊盤和通孔的基板正面貼裝上連接器， 步驟三、參見圖9，在帶有焊盤和通孔的基板正面裝片區(qū)域進行裝片打線；
步驟四、參見圖10，對帶有焊盤和通孔的基板正面包封區(qū)域采用揭膜法進行塑封，露出連接器；
步驟五、參見圖11，通過插接件堆疊封裝體。
【權利要求】
1.一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于它包括多個封裝體(OO)和插接件(1 )，所述封裝體(00 )包括襯底(20 )，所述襯底(20 )正面設置有通孔(200 )，在所述通孔(200 )上設置有連接器(50 )，在所述襯底(20 )正面和連接器(50 )外圍包封有塑封料(40),所述插接件(10)插入所述連接器(50)將多個封裝體(00)連接在一起。
2.根據權利要求1所述的一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于所述連接器(50)包括觸片(500)、彈簧(501)和腔體(502)，所述腔體(502)與通孔(200)相連通，所述彈簧(501)中部和觸片(500)兩端固定于所述腔體(502)內壁面上，所述彈簧(501)兩端與所述觸片(500)兩端相連接。
3.根據權利要求1所述的一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于在所述襯底(20)正面設置有焊盤(201)以及用于固定焊盤(201)的一層油墨(202)，所述焊盤(201)通過襯底(20)上的導電元件(未示出)與襯底(20)上下表面的觸點(未示出)相連，所述連結器(50)的腔體(502)與焊盤(201)焊接在一起。
4.根據權利要求1所述的一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于所述封裝體(00)還可以包括耦接件(未示出)，所述耦接件(未示出)連接到所述封裝體(00)的下表面。
5.根據權利要求4所述的一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于所述耦接件(未示出)可以包括焊球、連接器(50)或其他導體。
6.根據權利要求1所述的一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于所述插接件(10)可以是任意形狀或材質的固形物。
7.根據權利要求1所述的一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于所述封裝體(00)可以具有多個半導體芯片。
8.根據權利要求1所述的一種可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構，其特征在于所述插接件(10)可以包括在封裝體(00)中。
9.一種如權利要求1所述的可拆卸、可組裝的半導體封裝體堆疊結構的制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 步驟一、取帶有焊盤和通孔的基板； 步驟二、通過SMT的方式在帶有焊盤和通孔的基板正面貼裝上連接器； 步驟三、在帶有焊盤和通孔的基板正面裝片區(qū)域進行裝片打線； 步驟四、對帶有焊盤和通孔的基板正面包封區(qū)域采用揭膜法進行塑封，露出連接器； 步驟五、通過插接件堆疊封裝體。
【文檔編號】H01L23/498GK104465606SQ201410724260
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月4日 優(yōu)先權日:2014年12月4日
【發(fā)明者】曹文靜, 李宗懌, 劉麗虹, 孫向南, 倪洽凱 申請人:江蘇長電科技股份有限公司