本發(fā)明涉及系統(tǒng)級封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(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。與在PCB上進(jìn)行系統(tǒng)集成相比，系統(tǒng)級封裝(SIP)能最大限度地優(yōu)化系統(tǒng)性能、避免重復(fù)封裝、縮短開發(fā)周期、降低成本、提高集成度，解決芯片的信號IO間距和PCB的線寬/線距不能很好匹配的問題。

但是現(xiàn)有的扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)均是單面封裝，封裝結(jié)構(gòu)局部區(qū)域的單位面積的IO數(shù)量較少。另外，單面封裝中不同的芯片的信號互聯(lián)是通過設(shè)置在相鄰兩個(gè)芯片之間的布線層或焊料凸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的，且布線層或焊料凸點(diǎn)為一種串聯(lián)的連接方式，若中間任一層的布線層或焊料凸點(diǎn)出現(xiàn)問題，整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)將不能正常使用。例如，中國專利文獻(xiàn)CN102157393A公開了一種扇出高密度封裝方法，包括至少兩層保護(hù)層和至少兩組布線封裝層，布線封裝層通過布線層與形成在保護(hù)層表面的再布線金屬層導(dǎo)通，即不同貼裝層中的芯片是通過相互導(dǎo)通的多層布線層將信號互聯(lián)并最終通過最下層的再布線金屬層由上至下依次輸出的，封裝結(jié)構(gòu)上層單位面積的IO數(shù)量較少，且若中間的任一層布線層出現(xiàn)問題，整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)將不能正常使用。

另外，由于PCB的線寬/線距相比于芯片的信號IO間距要大得多，僅僅依靠扇出系統(tǒng)級封裝并不能使二者完全地匹配，滿足實(shí)際需求。

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)中的扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)單位面積的IO數(shù)量較少，且信號傳輸通道單一的缺陷，從而提供一種單位面積的IO數(shù)量較多，多個(gè)信號傳輸互不干擾的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的芯片的信號IO間距與PCB的線寬/線距不能完全匹配的缺陷，從而提供一種芯片的信號IO間距能夠與PCB的線寬/線距完全匹配的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，包括：

相向間隔設(shè)置的第一保護(hù)層和第二保護(hù)層；

封裝在所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層之間的若干個(gè)芯片；

設(shè)置在所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層之間、用于將所述若干個(gè)芯片的信號分別輸出的信號輸出層。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，所述若干個(gè)芯片包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片的功能面向下與所述第一保護(hù)層連接設(shè)置，所述第二芯片的功能面向上與所述第二保護(hù)層連接設(shè)置。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，所述信號輸出層包括分別設(shè)置在所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層的內(nèi)表面的第一金屬層和第二金屬層，以及連通所述第一金屬層和第二金屬層且填充有金屬的至少一個(gè)孔。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，還包括用于封裝所述第一芯片和第二芯片的封裝層，所述至少一個(gè)孔設(shè)置在所述封裝層中。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，所述第一保護(hù)層上設(shè)置有若干個(gè)用于將輸送至所述第一金屬層的信號輸出的預(yù)留孔，所述預(yù)留孔中安裝有焊球。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，還包括一設(shè)置在所述第一保護(hù)層和所述第一芯片之間的、用于將所述第一芯片的線寬進(jìn)行放大的第一硅轉(zhuǎn)接板，和/或設(shè)置在所述第二保護(hù)層和所述第二芯片之間的、用于將所述第二芯片的線寬進(jìn)行放大的第二硅轉(zhuǎn)接板。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，所述第一硅轉(zhuǎn)接板和第二硅轉(zhuǎn)接板均包括上轉(zhuǎn)接層、下轉(zhuǎn)接層和連通所述上轉(zhuǎn)接層與下轉(zhuǎn)接層的中間轉(zhuǎn)接層。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，所述第一硅轉(zhuǎn)接板的上轉(zhuǎn)接層上開設(shè)有若干個(gè)與所述第一芯片連接的第一引腳，所述第二硅轉(zhuǎn)接板的下轉(zhuǎn)接層上開設(shè)有若干個(gè)與所述第二芯片連接的第二引腳。

本發(fā)明還提供了一種雙面扇出系統(tǒng)級封裝方法，包括以下步驟：

相向間隔設(shè)置第一保護(hù)層和第二保護(hù)層，

將若干個(gè)芯片封裝，并將封裝后的若干個(gè)芯片置于所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層之間，

在所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層之間設(shè)置用于將所述若干個(gè)芯片的信號分別輸出的信號輸出層。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝方法，所述若干個(gè)芯片包括第一芯片和第二芯片，在封裝時(shí)將所述第一芯片和第二芯片的功能面分別向下和向上與所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層進(jìn)行封裝連接。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝方法，在所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層的內(nèi)表面分別設(shè)置第一金屬層和第二金屬層，以及在所述第一保護(hù)層和第二保護(hù)層之間設(shè)置連通所述第一金屬層和第二金屬層且填充有金屬的孔。

所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝方法，還包括在所述第一保護(hù)層和所述第一芯片之間設(shè)置用于將所述第一芯片的線寬進(jìn)行放大的第一硅轉(zhuǎn)接板，和/或在所述第二保護(hù)層和所述第二芯片之間設(shè)置用于將所述第二芯片的線寬進(jìn)行放大的第二硅轉(zhuǎn)接板。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明提供的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，封裝在第一保護(hù)層和第二保護(hù)層之間的若干個(gè)芯片通過設(shè)置在第一保護(hù)層和第二保護(hù)層之間的信號輸出層將不同的信號經(jīng)不同的信號傳輸通道輸出，不僅使得不同的信號之間相互隔離，避免產(chǎn)生干擾，還提高了封裝結(jié)構(gòu)局部區(qū)域單位面積的IO數(shù)量，使得封裝結(jié)構(gòu)的集成度更高。

2.本發(fā)明提供的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，第一芯片和第二芯片分別通過設(shè)置在下的第一金屬層和設(shè)置在上的第二金屬層將信號分別向下、向上傳輸，由于兩個(gè)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，且第二芯片的信號依次通過第二金屬層、孔和第一金屬層輸出，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。

3.本發(fā)明提供的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)，第一保護(hù)層和第一芯片之間第一硅轉(zhuǎn)接板，以及第二保護(hù)層和第二芯片之間第二硅轉(zhuǎn)接板的設(shè)置，在芯片和PCB之間起到了一定的過渡作用，使得第一芯片和第二芯片的信號IO間距能夠完全地與PCB的線寬/線距進(jìn)行匹配，滿足了實(shí)際需求。

4.本發(fā)明提供的雙面扇出系統(tǒng)級封裝方法，將第一保護(hù)層、第一金屬層、第一芯片、第二芯片、第二金屬層和第二保護(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)明的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)的下載板的俯視圖；

圖2為本發(fā)明的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)的下載板的側(cè)面剖視圖；

圖3為在下載板上貼裝硅轉(zhuǎn)接板后的側(cè)面剖視圖；

圖4為在圖3上貼裝第一芯片后的側(cè)面剖視圖；

圖5為在圖4上貼裝第二芯片后的側(cè)面剖視圖；

圖6為將圖5封裝后的側(cè)面剖視圖；

圖7為將圖6的塑封料打磨減薄后的側(cè)面剖視圖；

圖8為在圖7上貼裝第二金屬層和第二保護(hù)層后的側(cè)面剖視圖；

圖9為在圖8上添加上載板并移除下載板后的側(cè)面剖視圖；

圖10為在圖9上進(jìn)行鉆孔并填充金屬后的側(cè)面剖視圖；

圖11為在圖10上貼裝第一金屬層和第一保護(hù)層后的側(cè)面剖視圖；

圖12為圖11上焊接焊球并去除上載板后的側(cè)面剖視圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-第一保護(hù)層；2-第二保護(hù)層；3-第一芯片；4-第二芯片；5-第一金屬層；6-第二金屬層；7-孔；8-封裝層；9-第一硅轉(zhuǎn)接板；10-下載板；100-上載板；11-預(yù)留孔；31-金屬凸點(diǎn)；91-上轉(zhuǎn)接層；92-下轉(zhuǎn)接層；93-中間轉(zhuǎn)接層；111-焊球。

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所示的雙面扇出系統(tǒng)級封裝結(jié)構(gòu)的一種具體實(shí)施方式，包括相向間隔設(shè)置的第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2；封裝在所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2之間的若干個(gè)芯片；設(shè)置在所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2之間、用于將所述若干個(gè)芯片的信號分別輸出的信號輸出層。

若干個(gè)芯片的信號分別通過設(shè)置在第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2之間的若干個(gè)信號輸出層輸出，降低了信號傳輸時(shí)相互之間的干擾，且若其中的某一個(gè)或多個(gè)信號輸出層出現(xiàn)問題，并不會影響其他信號輸出層傳輸信號的能力，克服了現(xiàn)有技術(shù)的封裝結(jié)構(gòu)信號傳輸通道單一的缺陷。另外，若干個(gè)信號輸出層為了避免相互干擾，必定設(shè)置在封裝結(jié)構(gòu)的不同位置處，這就合理利用了封裝結(jié)構(gòu)的空間，提高了封裝結(jié)構(gòu)局部區(qū)域單位面積的IO數(shù)量，使得封裝結(jié)構(gòu)的集成度更高。

具體地，第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2可以為樹脂等可以對芯片起到保護(hù)作用的高分子材料。對若干個(gè)芯片的封裝可以采用晶圓級塑封，若干個(gè)芯片相互之間可以采用粘合劑貼裝在一起，只要裸露出芯片的金屬凸點(diǎn)或金屬引線的連接位置均可。信號輸出層的數(shù)量與芯片的數(shù)量相匹配，保證每一芯片都有相應(yīng)的信號輸出層用于信號的輸出，信號輸出層的設(shè)置位置以盡可能多地利用封裝結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間為宜。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖11和12所示，所述若干個(gè)芯片包括第一芯片3和第二芯片4，所述第一芯片3的功能面向下與所述第一保護(hù)層1連接設(shè)置，所述第二芯片4的功能面向上與所述第二保護(hù)層2連接設(shè)置。第一芯片3與功能面相對的一面和第二芯片4與功能面相對的一面通過粘合劑貼合，如圖5和6所示，第一芯片3的功能面和第二芯片4的功能面上均設(shè)置有兩個(gè)金屬凸點(diǎn)31，用于信號的傳輸，當(dāng)然也可以在金屬凸點(diǎn)31的位置設(shè)置金屬引線。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖11和12所示，所述信號輸出層包括分別設(shè)置在所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2的內(nèi)表面的第一金屬層5和第二金屬層6，以及連通所述第一金屬層5和第二金屬層6且填充有金屬的至少一個(gè)孔7。在本實(shí)施例中，孔7為相對設(shè)置的兩個(gè)，且孔7為利用激光在第一芯片3和第二芯片4的塑封料上進(jìn)行激光鉆孔得到，內(nèi)部填充金屬，用于將第二芯片4向上輸送至第二金屬層6的信號通過填充有金屬的孔7傳輸至第一金屬層5。與此同時(shí)，第一芯片3的信號直接向下傳輸至第一金屬層5輸出，由此，形成了兩條相互獨(dú)立的信號傳輸通道，即使一條信號傳輸通道出現(xiàn)問題，也不會影響另一條信號傳輸通道的正常工作，提高了封裝結(jié)構(gòu)的整體性能。

作為另一種具體實(shí)施方式，如圖6～12所示，還包括用于封裝所述第一芯片3和第二芯片4的封裝層8，所述至少一個(gè)孔7設(shè)置在所述封裝層8中。封裝層8的大小以將第一芯片3和第二芯片4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；封裝層8在豎直方向上以將第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2完全封裝，且裸露第一金屬層5的信號輸出位置為宜，可以通過封裝后再進(jìn)行打磨減薄的方式實(shí)現(xiàn)。

作為另一種具體實(shí)施方式，如圖11和12所示，所述第一保護(hù)層1上設(shè)置有若干個(gè)用于將輸送至所述第一金屬層5的信號輸出的預(yù)留孔11，所述預(yù)留孔11中安裝有焊球111。預(yù)留孔11可以正對第一金屬層5，或者僅裸露一部分第一金屬層5，本實(shí)施例中預(yù)留孔11為兩個(gè)；焊球111可以為錫焊球。

作為一種具體實(shí)施方式，還包括一設(shè)置在所述第一保護(hù)層1和所述第一芯片3之間的、用于將所述第一芯片3的線寬進(jìn)行放大的第一硅轉(zhuǎn)接板9，和/或設(shè)置在所述第二保護(hù)層2和所述第二芯片4之間的、用于將所述第二芯片4的線寬進(jìn)行放大的第二硅轉(zhuǎn)接板。在實(shí)際使用時(shí)，一般只在第一保護(hù)層1和第一芯片3之間設(shè)置第一硅轉(zhuǎn)接板9即可滿足需求。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖3所示，所述第一硅轉(zhuǎn)接板9和第二硅轉(zhuǎn)接板均包括上轉(zhuǎn)接層91、下轉(zhuǎn)接層92和連通所述上轉(zhuǎn)接層91與下轉(zhuǎn)接層92的中間轉(zhuǎn)接層93，上轉(zhuǎn)接層91、下轉(zhuǎn)接層92和中間轉(zhuǎn)接層93均為可以進(jìn)行信號傳輸?shù)慕饘賹印Ｋ龅谝还柁D(zhuǎn)接板9的上轉(zhuǎn)接層上91開設(shè)有若干個(gè)與所述第一芯片3連接的第一引腳，第一芯片3的信號通過第一引腳傳輸至第一硅轉(zhuǎn)接板9的上轉(zhuǎn)接層91，并依次通過中間轉(zhuǎn)接層93、下轉(zhuǎn)接層92傳輸至第一金屬層5，再通過第一保護(hù)層1的預(yù)留孔11和焊球111輸出；所述第二硅轉(zhuǎn)接板的下轉(zhuǎn)接層上開設(shè)有若干個(gè)與所述第二芯片4連接的第二引腳，第二芯片4的信號通過第二引腳傳輸至第二硅轉(zhuǎn)接板的下轉(zhuǎn)接層，并依次通過中間轉(zhuǎn)接層、上轉(zhuǎn)接層傳輸至第二金屬層6，再通過填充有金屬的孔7、第一金屬層5、第一保護(hù)層1的預(yù)留孔11和焊球111輸出。

實(shí)施例2

如圖1～12所述的雙面扇出系統(tǒng)級封裝方法的一種具體實(shí)施方式，包括以下步驟：相向間隔設(shè)置第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2，將若干個(gè)芯片封裝，將封裝后的若干個(gè)芯片置于所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2之間，在所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2之間設(shè)置用于將所述若干個(gè)芯片的信號分別輸出的信號輸出層。

具體地，如圖1所示，首先將下載板10按照晶圓級的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于后期的切分。然后將若干個(gè)芯片依次貼裝在下載板10上，相鄰兩個(gè)芯片直接通過粘合劑相互貼裝。再將若干個(gè)芯片進(jìn)行晶圓級塑封，并將塑封料打磨減薄至裸露最上面芯片的金屬凸點(diǎn)。然后在打磨后的封裝結(jié)構(gòu)上貼裝第二保護(hù)層2，并添加上載板100，同時(shí)移出下載板10。最后在封裝結(jié)構(gòu)的下表面貼裝第一保護(hù)層1，焊接焊球111，去除上載板100，切分各個(gè)器件。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖11和12所示，所述若干個(gè)芯片包括第一芯片3和第二芯片4，在封裝時(shí)將所述第一芯片3和第二芯片4的功能面分別向下和向上與所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2進(jìn)行封裝連接。即先將第一芯片3與下載板10進(jìn)行貼裝，再將第二芯片4貼合在與第一芯片3的功能面相對的一面上，最后將第二保護(hù)層2貼裝在第二芯片4的功能面上。

作為一種具體實(shí)施方式，如圖11和12所示，在所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2的內(nèi)表面分別設(shè)置第一金屬層5和第二金屬層6，以及在所述第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2之間設(shè)置連通所述第一金屬層5和第二金屬層6且填充有金屬的孔7。在貼裝第一保護(hù)層1和第二保護(hù)層2之前分別貼裝第一金屬層5和第二金屬層6，在添加上載板100、移出下載板10之后，貼裝第一金屬層5之前，在塑封料上自下而上進(jìn)行激光鉆孔，并在孔7中填充金屬，當(dāng)然也可以在貼裝第二金屬層6前，在塑封料上自上而下進(jìn)行激光鉆孔，只要不破壞第一金屬層5和第二金屬層6即可。

作為另一種具體實(shí)施方式，還包括在所述第一保護(hù)層1和所述第一芯片3之間設(shè)置用于將所述第一芯片3的線寬進(jìn)行放大的第一硅轉(zhuǎn)接板9，第一硅轉(zhuǎn)接板9可以直接貼裝在下載板10上，再進(jìn)行其他部件的貼裝；和/或在所述第二保護(hù)層2和所述第二芯片4之間設(shè)置用于將所述第二芯片4的線寬進(jìn)行放大的第二硅轉(zhuǎn)接板，第二硅轉(zhuǎn)接板貼裝在第二芯片4和第二金屬層6之間。

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。