本發(fā)明涉及封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。

背景技術(shù)：

伴隨著芯片技術(shù)的不斷提升，單位面積下容納的信號數(shù)量不斷增加，芯片的io數(shù)量不斷上升，從而導(dǎo)致芯片的信號io之間的間距不斷減小。而印刷電路板(pcb)行業(yè)相對芯片行業(yè)發(fā)展比較滯后，基于pcb的封裝技術(shù)受限于pcb的制程能力，線寬/線距無法太小，因此無法滿足現(xiàn)在高密度芯片的系統(tǒng)級設(shè)計(jì)需求。

為了解決上述問題，中國專利文獻(xiàn)cn105428331a公開了一種基于載體的扇出2.5d/3d封裝結(jié)構(gòu)，包括tsv轉(zhuǎn)接板和倒裝芯片，倒裝芯片倒裝焊在tsv轉(zhuǎn)接板的正面，塑封料包封倒裝芯片及tsv轉(zhuǎn)接板，并裸露tsv轉(zhuǎn)接板背面，tsv轉(zhuǎn)接板背面植bga焊球，tsv轉(zhuǎn)接板為硅轉(zhuǎn)接板，tsv轉(zhuǎn)接板正面和背面分別設(shè)有再布線層ⅰ和再布線層ⅱ，倒裝芯片通過再布線層ⅰ、轉(zhuǎn)接板硅通孔、再布線層ⅱ、ubm底部金屬層和bga球互連。在該專利文獻(xiàn)中將倒裝芯片與硅轉(zhuǎn)接板封裝后，由于硅轉(zhuǎn)接板本身的性能，封裝后的倒裝芯片與硅轉(zhuǎn)接板解決了芯片的信號io間距和pcb的線寬/線距不能很好匹配的問題，但是由于硅為半導(dǎo)體材料，倒裝芯片的信號在經(jīng)硅轉(zhuǎn)接板傳輸后，會出現(xiàn)一定的損耗，影響輸出信號的質(zhì)量。即倒裝芯片的信號傳輸需要依次經(jīng)過硅轉(zhuǎn)接板的再布線層ⅰ、轉(zhuǎn)接板硅通孔和再布線層ⅱ才能向外傳輸，這樣在傳輸過程中的信號損耗就不可避免，尤其是高頻信號的損耗更為明顯。因此，如何在保證芯片的信號io間距和pcb的線寬/線距匹配的前提下，盡可能避免信號在傳輸過程中的損耗是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的與硅轉(zhuǎn)接板封裝后的芯片在經(jīng)硅轉(zhuǎn)接板傳輸時會出現(xiàn)信號損耗的缺陷，從而提供一種在保證芯片的信號io間距和pcb的線寬/線距匹配的基礎(chǔ)上，盡量避免信號在傳輸過程中的損耗的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)及封裝方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，包括：

從上到下依次封裝且信號導(dǎo)通的芯片、第一重布線層和硅轉(zhuǎn)接板，所述硅轉(zhuǎn)接板為預(yù)先經(jīng)過封裝的硅轉(zhuǎn)接板，且所述封裝結(jié)構(gòu)具有通過所述第一重布線層將所述芯片的一部分信號直接輸出的第一信號輸出通道和通過所述硅轉(zhuǎn)接板將所述芯片的另一部分信號輸出的第二信號輸出通道。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，還包括與所述第一重布線層相向設(shè)置、且與所述硅轉(zhuǎn)接板的下表面貼合設(shè)置的第二重布線層。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，所述硅轉(zhuǎn)接板的上表面和下表面上均預(yù)留有至少一個引腳，所述第一重布線層和第二重布線層貼合設(shè)置在所述引腳處。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，還包括分別與所述第一重布線層和第二重布線層貼合設(shè)置的第一保護(hù)層和第二保護(hù)層，且所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層上均預(yù)留有用于信號連接的通孔。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，所述第二保護(hù)層的通孔中安裝有焊球。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，所述芯片通過金屬凸點(diǎn)或金屬引線與所述第一重布線層信號導(dǎo)通。

本發(fā)明還提供了一種基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝方法，包括以下步驟：

s1、對硅轉(zhuǎn)接板進(jìn)行預(yù)封裝，

s2、在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板上表面設(shè)置第一重布線層，并使所述第一重布線層與所述預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板的上表面信號引腳連接，

s3、將芯片連接在所述第一重布線層的表面形成信號回路，使得所述芯片的一部分信號通過所述第一重布線層直接輸出，另一部分信號通過所述硅轉(zhuǎn)接板輸出。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝方法，還包括步驟s4、在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板的下表面設(shè)置第二重布線層；所述步驟s4位于步驟s1和步驟s2之間或者位于s2步驟之后。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝方法，還包括在步驟s2中在所述第一重布線層上貼合設(shè)置第一保護(hù)層，并在所述第一保護(hù)層上設(shè)置用于信號連接的通孔，和/或在步驟s4中在所述第二重布線層上貼合設(shè)置第二保護(hù)層，并在所述第二保護(hù)層上設(shè)置用于信號連接的通孔。

所述的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝方法，還包括先將所述硅轉(zhuǎn)接板放置在基板上，然后對所述硅轉(zhuǎn)接板進(jìn)行塑封，再對塑封后的硅轉(zhuǎn)接板進(jìn)行打磨直至露出所述信號引腳。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明提供的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，芯片、第一重布線層和硅轉(zhuǎn)接板從上到下依次封裝并信號導(dǎo)通，這樣芯片中的信號在向外傳輸時就可以分別通過第一信號輸出通道的第一重布線層和第二信號輸出通道的硅轉(zhuǎn)接板輸出，使得芯片中的一部分信號不經(jīng)硅轉(zhuǎn)接板直接輸出，避免了在硅轉(zhuǎn)接板中傳輸帶來的信號損耗問題，保證了輸出信號的質(zhì)量。

2.本發(fā)明提供的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，芯片、第一保護(hù)層、第一重布線層、硅轉(zhuǎn)接板、第二重布線層和第二保護(hù)層從上到下依次封裝，這樣芯片中的一部分信號可以經(jīng)第一保護(hù)層和第一重布線層直接輸出，降低信號損耗；而芯片中的另一部分信號則依次經(jīng)第一保護(hù)層、第一重布線層、硅轉(zhuǎn)接板、第二重布線層和第二保護(hù)層傳輸，并最終經(jīng)焊球輸出，使得芯片的信號io間距經(jīng)硅轉(zhuǎn)接板過渡后，能夠與pcb的線寬/線距相匹配，這樣芯片中的大部分信號是經(jīng)硅轉(zhuǎn)接板傳輸?shù)?，只有少部分高頻信號經(jīng)第一保護(hù)層和第一重布線層直接輸出，兼顧了信號傳輸?shù)馁|(zhì)量和芯片與pcb間距的匹配，滿足了實(shí)際需求。

3.本發(fā)明的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)，芯片的信號分別通過設(shè)置在上的第一保護(hù)層、第一重布線層和設(shè)置在下的硅轉(zhuǎn)接板、第二重布線層、第二保護(hù)層向上、向下傳輸，由于兩個信號傳輸通道的位置及傳輸方向均不同，從而避免了信號傳輸過程中的相互干擾，且芯片的一部分信號通過第一重布線層直接輸出，合理利用了封裝結(jié)構(gòu)上部的空間，提高了封裝結(jié)構(gòu)的局部區(qū)域中單位面積的io的數(shù)量。

4.本發(fā)明提供的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝方法，將芯片、第一保護(hù)層、第一重布線層、硅轉(zhuǎn)接板、第二重布線層和第二保護(hù)層依次安裝，即可完成封裝，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)效率高，市場前景較好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)中硅轉(zhuǎn)接板的側(cè)面剖視圖；

圖2為本發(fā)明的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)中下轉(zhuǎn)板的俯視圖；

圖3為在下轉(zhuǎn)板上貼裝硅轉(zhuǎn)接板并封裝后的側(cè)面剖視圖；

圖4為將圖3的塑封料打磨減薄后的側(cè)面剖視圖；

圖5為在圖4上貼裝第一重布線層和第一保護(hù)層后的側(cè)面剖視圖；

圖6為去除圖5的下轉(zhuǎn)板、鍵合上轉(zhuǎn)板，并在下表面貼裝第二重布線層和第二保護(hù)層后的側(cè)面剖視圖；

圖7為去除圖6的上轉(zhuǎn)板并將芯片倒裝焊接的側(cè)面剖視圖；

圖8為去除圖6的上轉(zhuǎn)板并將芯片正貼焊接的側(cè)面剖視圖；

圖9為將圖7塑封后的側(cè)面剖視圖；

圖10為將圖8塑封后的側(cè)面剖視圖；

圖11為在圖9上焊接焊球后的側(cè)面剖視圖；

圖12為在圖10上焊接焊球后的側(cè)面剖視圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-芯片；2-第一重布線層；3-硅轉(zhuǎn)接板；4-第二重布線層；5-第一保護(hù)層；6-第二保護(hù)層；7-焊球；8-金屬凸點(diǎn)；9-金屬引線；10-下轉(zhuǎn)板；100-上轉(zhuǎn)板；31-上引腳；32-下引腳；33-硅片通道；51-通孔。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

實(shí)施例1

如圖11和12所示的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝結(jié)構(gòu)的一種具體實(shí)施方式，包括從上到下依次封裝且信號導(dǎo)通的芯片1、第一重布線層2和硅轉(zhuǎn)接板3，所述硅轉(zhuǎn)接板3為預(yù)先經(jīng)過封裝的硅轉(zhuǎn)接板3，且所述封裝結(jié)構(gòu)具有通過所述第一重布線層2將所述芯片1的一部分信號直接輸出的第一信號輸出通道和通過所述硅轉(zhuǎn)接板3將所述芯片1的另一部分信號輸出的第二信號輸出通道。

芯片1中既包括有少量的高頻信號，也包括有大量的低頻信號，由于高頻信號對信號傳輸通道的要求較高，因此本發(fā)明中將芯片的高頻信號通過第一重布線層2直接輸出，以減少傳輸過程中的信號損耗，保證信號質(zhì)量；而另一部分低頻信號則依次通過第一重布線層2和硅轉(zhuǎn)接板3輸出，使得這部分信號的信號io間距通過硅轉(zhuǎn)接板3的過渡作用，能夠與pcb的線寬/線距很好地匹配，最大程度上兼顧了信號損耗和間距匹配的問題。

具體地，硅轉(zhuǎn)接板3要預(yù)先進(jìn)行封裝后才能貼合第一重布線層2，預(yù)封裝層的大小以將硅轉(zhuǎn)接板3在水平方向上完全封裝，并預(yù)留一定的封裝料為宜，以起到保護(hù)作用；預(yù)封裝層在豎直方向上以將硅轉(zhuǎn)接板3完全封裝，且裸露硅轉(zhuǎn)接板3的上引腳31和下引腳32為宜，可以通過封裝后再進(jìn)行打磨減薄的方式實(shí)現(xiàn)，以確保芯片1的高頻信號能夠按照由第一重布線層2形成的第一信號輸出通道輸出。如圖1所示，硅轉(zhuǎn)接板3的上表面和下表面分別設(shè)置有上引腳31和下引腳32，以及連通上引腳和31下引腳32的硅片通道33，這樣低頻信號在通過第一重布線層2后就會沿著由上引腳31、硅片通道33和下引腳32形成的第二信號輸出通道輸出。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖6～12所示，還包括與所述第一重布線層2相向設(shè)置、且與所述硅轉(zhuǎn)接板3的下表面貼合設(shè)置的第二重布線層4。第一重布線層2和第二重布線層4的材質(zhì)可以相同，也可以不同。第一重布線層2和第二重布線層4分別與硅轉(zhuǎn)接板3的上表面的上引腳31和下表面的下引腳32信號導(dǎo)通，可以為略大于上引腳31或下引腳32的多個金屬層，也可以為一塊大于硅轉(zhuǎn)接板3上表面或下表面的金屬板，出于節(jié)省成本的考慮，本實(shí)施例中的第一重布線層2和第二重布線層4均為兩個略大于上引腳31或下引腳32的金屬層。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖5～12所示，所述硅轉(zhuǎn)接板3的上表面和下表面上均預(yù)留有至少一個引腳，所述第一重布線層2和第二重布線層4貼合設(shè)置在所述引腳處。如圖1所示，本實(shí)施例中上表面和下表面的引腳均為兩個，由上表面或下表面的保護(hù)介質(zhì)挖空一部分直至裸露出內(nèi)部金屬層形成。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖6～12所示，還包括分別與所述第一重布線層2和第二重布線層4貼合設(shè)置的第一保護(hù)層5和第二保護(hù)層6，且所述第一保護(hù)層5和第二保護(hù)層6上均預(yù)留有用于信號連接的通孔51。第一保護(hù)層5和第二保護(hù)層6可以為樹脂等可以對硅轉(zhuǎn)接板3起到保護(hù)作用的高分子材料。第一保護(hù)層5和第二保護(hù)層6分別覆蓋在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3的上表面和下表面，且在第一重布線層2上方和第二重布線層4下方相應(yīng)的位置開設(shè)有通孔51，以裸露第一重布線層2和第二重布線層4，通孔51的大小可以小于第一重布線層2和第二重布線層4的面積，既能滿足信號正常輸出的要求，又使得第一重布線層2和第二重布線層4與硅轉(zhuǎn)接板3固定牢固，不易脫落。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖11和12所示，所述第二保護(hù)層6的通孔51中安裝有焊球7。本實(shí)施例中通孔51為兩個，焊球7可以為錫焊球。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖7～12所示，所述芯片1通過金屬凸點(diǎn)8或金屬引線9與所述第一重布線層2信號導(dǎo)通。金屬凸點(diǎn)8形成在芯片1的下表面，兩個金屬凸點(diǎn)8之間的距離與第一保護(hù)層5上預(yù)留的兩個通孔51之間的距離相等，以保證芯片1和第一重布線層2之間的信號連接，此時芯片1與第一重布線層2之間為倒裝焊接。金屬引線9的一端連接在芯片1上，另一端連接在第一重布線層2上，此時芯片1與第一重布線層2之間為正貼焊接。

實(shí)施例2

如圖1～12所示的基于硅轉(zhuǎn)接板的雙面扇出封裝方法的一種具體實(shí)施方式，包括以下步驟：s1、對硅轉(zhuǎn)接板3進(jìn)行預(yù)封裝，s2、在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3上表面設(shè)置第一重布線層2，并使所述第一重布線層2與所述預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3的上表面信號引腳連接，s3、將芯片1連接在所述第一重布線層2的表面形成信號回路，使得所述芯片1的一部分信號通過所述第一重布線層2直接輸出，另一部分信號通過所述硅轉(zhuǎn)接板3輸出。

具體地，如圖2所示，首先將下轉(zhuǎn)板10按照晶圓級的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以方便后期的切分。然后將圖1的硅轉(zhuǎn)接板3放置在下轉(zhuǎn)板10上，進(jìn)行整體塑封，完成對硅轉(zhuǎn)接板3的預(yù)封裝，并對完成預(yù)封裝的硅轉(zhuǎn)接板3的上表面進(jìn)行打磨，使其上表面的上引腳31露出。再在打磨后的預(yù)封裝的硅轉(zhuǎn)接板3的上表面設(shè)置第一重布線層2，去除下轉(zhuǎn)板10。然后將芯片1焊接在第一重布線層2的表面，形成信號回路。再將芯片1、第一重布線層2和預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3再次塑封，以保護(hù)芯片1和第一重布線層2，并在硅轉(zhuǎn)接板3的下表面焊接焊球7，完成整個封裝結(jié)構(gòu)。

作為一種具體實(shí)施方式，還包括步驟s4、在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3的下表面設(shè)置第二重布線層4；所述步驟s4位于步驟s1和步驟s2之間。即在對硅轉(zhuǎn)接板3進(jìn)行預(yù)封裝后，去除下轉(zhuǎn)板10，在上表面鍵合上轉(zhuǎn)板100，將整個結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180°，在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3的下表面設(shè)置第二重布線層4，去除上轉(zhuǎn)板100，在下表面再次鍵合下轉(zhuǎn)板10，再次翻轉(zhuǎn)180°后，在預(yù)封裝的硅轉(zhuǎn)接板3的上表面設(shè)置第一重布線層2。這種方法雖然也能實(shí)現(xiàn)第一重布線層2和第二重布線層4的設(shè)置，但需要兩次鍵合下轉(zhuǎn)板10，操作程序稍復(fù)雜。

作為一種替代實(shí)施方式，還包括步驟s4、在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3的下表面設(shè)置第二重布線層4；所述步驟s4位于s2步驟之后。即在預(yù)封裝后的硅轉(zhuǎn)接板3的上表面設(shè)置第一重布線層2后，去除下轉(zhuǎn)板10，并在上表面鍵合上轉(zhuǎn)板100，翻轉(zhuǎn)180°，在下表面設(shè)置第二重布線層4，操作方法簡單，程序較少。

作為另一種具體實(shí)施方式，還包括在步驟s2中在所述第一重布線層2上貼合設(shè)置第一保護(hù)層5，并在所述第一保護(hù)層5上設(shè)置用于信號連接的通孔51，和/或在步驟s4中在所述第二重布線層4上貼合設(shè)置第二保護(hù)層6，并在所述第二保護(hù)層6上設(shè)置用于信號連接的通孔51。即在完成第一重布線層2和第二重布線層4的設(shè)置后均在其表面貼裝第一保護(hù)層5和第二保護(hù)層6，用于保護(hù)封裝結(jié)構(gòu)。

作為一種具體實(shí)施方式，還包括先將所述硅轉(zhuǎn)接板3放置在基板上，該基板即為下轉(zhuǎn)板10，然后對所述硅轉(zhuǎn)接板3進(jìn)行塑封，再對塑封后的硅轉(zhuǎn)接板3進(jìn)行打磨直至露出所述信號引腳。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。