一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路封裝領(lǐng)域，具體是一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著IC封裝集成度越來越高，多芯片混合封裝是提高IC封裝高密度化的主要途徑之一。目前主流的FC+WB及POP等封裝，由于塑封料、樹脂基板、芯片的熱膨脹系數(shù)的不匹配，會存在封裝體的翹曲及可靠性不足的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]對于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法，其包括上下兩次塑封的塑封體及中間電路層，實現(xiàn)了多芯片三維混合封裝，實現(xiàn)工藝簡單，封裝集成度高，高可靠性，上下塑封體的結(jié)構(gòu)可有效改善產(chǎn)品翹曲，可以大幅度提升了表面貼裝良率。
[0004]一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)，主要由下層芯片、芯片凸點、下層塑封體、電路層、粘片膠、上層芯片、焊線、上層塑封體和電極組成；所述下層塑封體包封下層芯片，下層芯片正面朝上，下層芯片帶有的芯片凸點露出下層塑封體的表面；下層塑封體表面布線形成有電路層，電路層的走線區(qū)域通過粘片膠粘貼有上層芯片，焊線連接上層芯片與電路層，上層塑封體包封上層芯片、電路層和焊線；下層塑封體有通孔，通孔上部是電路層的電極金屬，通孔填充有金屬，形成電極。
[0005]下層芯片的上表面和芯片凸點之間由下層塑封體包封，芯片凸點通過貼膜塑封的方式露出下層塑封體表面10um。
[0006]下層芯片可以是一個或多個相同厚度的芯片。
[0007]上層芯片可以是一個或多個正裝打線焊接，也可以是倒裝熱壓焊鍵合或倒裝回流焊鍵合O
[0008]一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其按照以下步驟進行:
[0009]步驟一:在載具上涂貼片膠層，將帶有芯片凸點的下層芯片正面朝上貼于載具上;
[0010]載具可以是長方形，也可以是圓形，在結(jié)膜后可以加研磨工藝，進一步減小塑封體厚度；載具材質(zhì)可以為玻璃、有機膠膜(不需要粘片膠)、硅片或金屬片(二次塑封后不剔除，切割后可以直接做散熱片)。
[0011]步驟二:將下層芯片塑封于下層塑封體中，下層芯片的芯片凸點露出下層塑封體表面；
[0012]步驟三:在下層塑封體表面布線，可以選用電鍍、濺射或直接印刷銅箔等方式形成中間電路層；
[0013]步驟四:在電路層的走線區(qū)域涂粘片膠，將上層芯片貼于粘片膠上，通過焊線完成上層芯片與電路層的電氣連接；
[0014]上層芯片也可以是倒裝芯片鍵合。
[0015]步驟五:將上層芯片、電路層及焊線包封于上層塑封體中，同時通過研磨或蝕刻方式去除下層載具和貼片膠層；
[0016]若載具為金屬，也可以作為散熱片保留。
[0017]步驟六:在下層塑封體的相應位置開通孔，露出中間電路層的電極金屬區(qū)域；
[0018]開孔方式可以為機械開孔或激光開孔。
[0019]步驟七:在通孔通過注入金屬，引出相應電極；
[0020]通過植球、錫膏印刷、電鍍、化學鍍或濺射銅等方式引出電極。
【附圖說明】
[0021]圖1為載具貼片圖；
[0022]圖2為一次塑封圖；
[0023]圖3為塑封體表面布線圖；
[0024]圖4為上層芯片鍵合圖；
[0025]圖5為二次塑封并去除載具圖；
[0026]圖6為激光開孔圖；
[0027]圖7為引出電極圖；
[0028]I一載具，2—貼片膠層，3—下層芯片，4一芯片凸點(Bump)，5—下層塑封體，6—電路層，7—粘片Jj父，8—上層芯片，9—焊線，10—上層塑封體，11 —通孔，12 —電極。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做一詳細描述。
[0030]一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)，主要由下層芯片3、芯片凸點4、下層塑封體5、電路層6、粘片膠7、上層芯片8、焊線9、上層塑封體10和電極12組成；所述下層塑封體5包封下層芯片3，下層芯片3正面朝上，下層芯片3帶有的芯片凸點4露出下層塑封體5的表面；下層塑封體5表面布線形成有電路層6，電路層6的走線區(qū)域通過粘片膠7粘貼有上層芯片8，焊線9連接上層芯片8與電路層6，上層塑封體10包封上層芯片8、電路層6和焊線9 ;下層塑封體5有通孔11，通孔11上部是電路層6的電極金屬，通孔11填充有金屬，形成電極12。
[0031]下層芯片3的上表面和芯片凸點4之間由下層塑封體5包封，芯片凸點4通過貼膜塑封的方式露出下層塑封體5表面lOum。
[0032]下層芯片3可以是一個或多個相同厚度的芯片。
[0033]上層芯片8可以是一個或多個正裝芯片打線焊接，也可以是倒裝芯片熱壓焊鍵合或倒裝回流焊鍵合。
[0034]—種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其按照以下步驟進行:
[0035]步驟一:在載具I上涂貼片膠層2，將帶有芯片凸點4的下層芯片3正面朝上貼于載具I上，如圖1所示；
[0036]載具I可以是長方形，也可以是圓形，在結(jié)膜后可以加研磨工藝，進一步減小塑封體厚度；載具I材質(zhì)可以為玻璃、有機膠膜(不需要粘片膠)、硅片或金屬片(二次塑封后不剔除，切割后可以直接做散熱片)。
[0037]步驟二:將下層芯片3塑封于下層塑封體5中，下層芯片3的芯片凸點4露出下層塑封體5表面，如圖2所示；
[0038]步驟三:在下層塑封體5表面布線，可以選用電鍍、濺射或直接印刷銅箔等方式形成中間電路層6，如圖3所示；
[0039]步驟四:在電路層6的走線區(qū)域涂粘片膠7，將上層芯片8貼于粘片膠7上，通過焊線9完成上層芯片8與電路層6的電氣連接，如圖4所示；
[0040]上層芯片也可以是倒裝芯片鍵合。
[0041]步驟五:將上層芯片8、電路層6及焊線9包封于上層塑封體10中，同時通過研磨或蝕刻方式去除下層載具I和貼片膠層2，如圖5所示；
[0042]若載具I為金屬，也可以作為散熱片保留。
[0043]步驟六:在下層塑封體5的相應位置開通孔11，露出中間電路層6的電極金屬區(qū)域，如6所示；
[0044]開孔方式可以為機械開孔或激光開孔。
[0045]步驟七:在通孔11通過注入金屬，引出相應電極12，如圖7所示；
[0046]通過植球、錫膏印刷、電鍍、化學鍍或濺射銅等方式引出電極。
【主權(quán)項】
1.一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，主要由下層芯片(3)、芯片凸點(4)、下層塑封體(5)、電路層(6)、粘片膠(7)、上層芯片(8)、焊線(9)、上層塑封體(10)和電極(12)組成；所述下層塑封體(5)包封下層芯片(3)，下層芯片(3)正面朝上，下層芯片(3)帶有的芯片凸點(4)露出下層塑封體(5)的表面；下層塑封體(5)表面布線形成有電路層(6)，電路層(6)的走線區(qū)域通過粘片膠(7)粘貼有上層芯片(8)，焊線(9)連接上層芯片(8)與電路層(6)，上層塑封體(10)包封上層芯片(8)、電路層(6)和焊線(9);下層塑封體(5)有通孔(11)，通孔(11)上部是電路層(6)的電極金屬，通孔(11)填充有金屬，形成電極(12)ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，下層芯片(3)的上表面和芯片凸點(4)之間由下層塑封體(5)包封，芯片凸點(4)通過貼膜塑封的方式露出下層塑封體(5)表面lOum。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，下層芯片(3)是一個或多個相同厚度的芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，上層芯片(8)是一個或多個正裝芯片打線焊接，或者是倒裝芯片熱壓焊鍵合或倒裝回流焊鍵合。
5.一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，其按照以下步驟進行: 步驟一:在載具(I)上涂貼片膠層(2)，將帶有芯片凸點(4)的下層芯片(3)正面朝上貼于載具⑴上； 步驟二:將下層芯片(3)塑封于下層塑封體(5)中，下層芯片(3)的芯片凸點(4)露出下層塑封體(5)表面； 步驟三:在下層塑封體(5)表面布線，可以選用電鍍、濺射或直接印刷銅箔方式形成中間電路層(6)； 步驟四:在電路層(6)的走線區(qū)域涂粘片膠(7)，將上層芯片(8)貼于粘片膠(7)上，通過焊線(9)完成上層芯片⑶與電路層(6)的電氣連接； 步驟五:將上層芯片(8)、電路層(6)及焊線(9)包封于上層塑封體(10)中，同時通過研磨或蝕刻方式去除下層載具(I)和貼片膠層(2); 步驟六:在下層塑封體(5)的相應位置開通孔(11)，露出中間電路層(6)的電極金屬區(qū)域； 步驟七:在通孔(11)通過注入金屬，引出相應電極(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步驟一的載具(I)是長方形或者圓形；載具(I)材質(zhì)為玻璃、有機膠膜、硅片或金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或者6所述的一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步驟五的載具(I)若選用金屬，載具(I)可作為散熱片保留。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步驟六的開通孔(11)方式為機械開孔或激光開孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述步驟七通過植球、錫膏印刷、電鍍、化學鍍或濺射銅方式引出電極(12)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多芯片三維混合封裝結(jié)構(gòu)及其制備方法，主要由下層芯片、芯片凸點、下層塑封體、電路層、粘片膠、上層芯片、焊線、上層塑封體和電極組成；所述下層塑封體包封下層芯片，下層芯片正面朝上，下層芯片帶有的芯片凸點露出下層塑封體的表面；下層塑封體表面布線形成有電路層，電路層的走線區(qū)域通過粘片膠粘貼有上層芯片，焊線連接上層芯片與電路層，上層塑封體包封上層芯片、電路層和焊線；下層塑封體有通孔，通孔上部是電路層的電極金屬，通孔填充有金屬，形成電極。本發(fā)明工藝簡單，封裝集成度高，高可靠性，上下塑封體的結(jié)構(gòu)可有效改善產(chǎn)品翹曲，可以大幅度提升了表面貼裝良率。
【IPC分類】H01L23-498, H01L21-56, H01L21-60, H01L23-31
【公開號】CN104600056
【申請?zhí)枴緾N201410843215
【發(fā)明人】馬利, 王虎
【申請人】華天科技（西安）有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月30日