一種多晶片封裝結構及其封裝方法
2023-06-20 17:37:56
專利名稱：一種多晶片封裝結構及其封裝方法
技術領域：
本發明涉及一種多晶片封裝結構及其封裝方法，尤其涉及一種以引線框 架為晶片載體的多晶片封裝結構及其封裝方法。
背景技術：
在現今的資訊時代，電子產品充斥於社會的各個領域中，人類的生活方 式和生產方式有了前所未有的大變革。隨著電子科技的不斷演進，更人性化、 功能更強的電子產品隨之應運而生。為了滿足電子產品的小型化、低成本、高 密度和多功能的要求，就晶片封裝而言，出現了在一個封裝體內包覆多個晶片，
比如多晶片模塊(Multi-chip-module)技術、堆疊晶片(StackDie)技術等。 請參見圖1，圖1是現有技術的多晶片模塊封裝的結構示意圖。如圖所示， 本封裝結構包括基片110、多個晶片120、多個導線130、錫球150和塑封材 料160。其中，基板n0具有一基板表面lll及對應的一基板背面112，在基 板111面具有多個晶片座113及多個導線焊墊114;在基板110背面112有多 個錫球焊墊115;每個晶片120具有主動表面121及對應的背面122，在其主 動面121上配備有多個導線焊墊123。晶片120以其背面122通過晶片粘接劑 140粘接在基板110的晶片座113上。導線130的一端與基板110正面111上 的導線焊墊114電連接，而另一端則與晶片120的導線焊墊123電連接。塑封 材料160包覆基片110、晶片120和導線130。錫球150配置於基板110背面 112的錫球焊墊115上。
以基板為晶片載體的多晶片封裝雖然滿足了小型化、高密度的要求，但 是由於基板的成本較高，不適合要求低成本、高密度的產品，例如一些存儲芯 片。因此，如何實現低成本高密度的封裝結構己是重要課題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本、高密度的晶片封裝結 構，其包括引線框架，包括晶片座、內引腳和外引腳；分別置於所述晶片
座兩面的至少兩個晶片，所述晶片與所述內引腳用導線電性連接；包覆所述芯 片座第一面上的晶片、導線以及部分內引腳的第一塑封材料；以及包覆所述第 一塑封材料、所述晶片座第二面上的晶片和導線以及所述引線框架的內引腳的 第二塑封材料。
在上述的多晶片封裝結構中，所述晶片座兩面分別放置一個晶片。 在上述的多晶片封裝結構中，所述至少一個晶片上堆疊有至少一個晶片。 在上述的多晶片封裝結構中，所述第一塑封材料為液態塑封材料。 在上述的多晶片封裝結構中，所述第二塑封材料為注塑型塑封材料。
本發明還提供了一種多晶片封裝結構的封裝方法，所述封裝結構包括
引線框架、至少兩個晶片、導線、第一塑封材料以及第二塑封材料，所述方法
包括
(1) 在所述引線框架的一面覆蓋一層不與所述第一塑封材料結合的 薄膜；
(2) 在所述引線框架的另一面上通過粘結劑將所述第一晶片粘貼在 所述引線框架的晶片座上；
(3) 用所述導線進行引線鍵合，完成第一晶片和所述引線框架的電 性連接；
(4) 用所述第一塑封材料包覆所述第一晶片、第一晶片所在面的導 線和部分內引腳；
(5) 固化所述第一塑封材料；
(6) 揭去所述覆蓋在引線框架上的薄膜；
(7) 用步驟(2)的方法在引線框架的一面上進行第二晶片的粘貼；
(8) 用步驟(3)的方法完成所述第二晶片和所述引線框架的電性連 接；
(9) 用第二塑封材料包覆所述第一塑封材料、第二晶片、第二晶片 所在面的導線以及所述引線框架內的內引腳；
(10) 固化所述第二塑封材料；
(11) 對整個封裝結構進行切割和引腳加工。 在上述的多晶片封裝結構的封裝方法中，所述第一塑封材料為液態塑封
材料。
在上述的多晶片封裝結構的封裝方法中，所述第二塑封材料為注塑型塑 封材料。
在上述的多晶片封裝結構的封裝方法中，在步驟(2)之後步驟(4)之 前添加以下步驟使用晶片堆疊技術在所述第一晶片上放置至少一個晶片；用 所述導線進行引線鍵合，完成這些晶片和所述引線框架的電性連接。
在上述的多晶片封裝結構的封裝方法中，在步驟(7)之後步驟(9)之 前添加以下步驟使用晶片堆疊技術在所述第二晶片上放置至少一個晶片；用 所述導線進行引線鍵合，完成這些晶片和所述引線框架的電性連接。
本發明提供一種以引線框架為晶片載體的多晶片封裝結構。因引線框 架的成本將比基板低很多，從而可實現低成本、高密度的晶片封裝結構。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細說明，其中: 圖l是現有技術的多晶片模塊封裝的結構示意圖； 圖2是本發明的多晶片封裝結構的一個實施例的結構示意圖； 圖3是本發明的多晶片封裝結構的另一個實施例的結構示意圖； 圖4-圖8示出本發明的多晶片封裝結構的一個實施例的製作步驟。
具體實施例方式
請參見圖2，圖2是本發明的多晶片封裝結構的一個實施例的結構示意 圖。如圖所示，本發明的封裝結構包括引線框架210、第一晶片220和第 二晶片230、液態塑封材料260和注塑型塑封材料270。
其中，引線框架210包括晶片座213、內引腳214以及外引腳215。第一 晶片220通過晶片粘接劑240粘在引線框架210的晶片座213的211面上。兩根 金屬導線250—端與引線框架210的內引腳214相連，另一端與第一晶片220 的焊墊221相連，從而實現第一晶片220和引線框架210的電性連接。第二芯 片230通過相同的方式粘貼在引線框架210的晶片座23的212面上，同時用 相同的方法電性連接。液態塑封材料260 (其特點為常溫下為液態，加熱後
呈固態)包覆第一晶片220、在引線框架210的211面的導線250以及部分內 引腳214的一面。注塑型塑封材料270 (其特點為常溫下為固態，加熱後先 轉化成液態，再呈固態)包覆液態型塑封材料260、第二晶片230、導線250 以及引線框架210的內引腳214和晶片座213，形成最終的塑封體。
接下來介紹本實施例的封裝結構的具體封裝方法。請看圖4-圖8，圖4-圖8示出本發明的多晶片封裝結構的一個實施例的製作步驟。
封裝方法包括
(1) 如圖4所示，在引線框架210的212面上覆蓋膠帶280。
(2) 接著如圖5所示，在引線框架210的211面上，通過晶片粘結劑240 把第一晶片220粘貼在晶片座213上。晶片粘結劑240可包括銀漿(添加銀填 充料的環氧樹脂)等。
(3) 然後進行引線鍵合(Wire Bonding)，完成第一晶片220和引線 框架210的電性連接。
(4) 接著如圖6所示，用液態塑封材料260包覆第一晶片220和在211 面的金屬導線250和部分內引腳210。液態塑封材料260可包括液態環氧樹脂 塑封材料，例如樂泰公司的FP4450HF。由於有膠帶280的覆蓋，在引線框 架210的212面上將不會有液體塑封材料。
(5) 隨後加熱使液態塑封材料260固化。不同的材料固化條件不同， 例如樂泰公司的FP4450HF的固化溫度為150度，需加熱2小時。
(6) 接著如圖7所示，揭去覆蓋212面的膠帶280。
(7) 然後用相同的方法在這一面進行第二晶片230的粘貼。
(8) 進行引線鍵合，完成第二晶片230與引線框架210的電性連接。
(9) 接著如圖8所示，用注塑的方法用注塑型塑封材料270包覆液態 型塑封材料260、第二晶片230、導線250以及引線框架210的內引腳，形成 最終的塑封體。注塑型塑封材料270可包括環氧塑封材料，例如日東公司的 7470。
(10) 之後加熱固化塑封材料270。不同的材料固化條件不同，例 如日東公司的7470的固化溫度為175度，需加熱4小時。
(11) 最後對整個封裝結構進行切割和引腳加工。
應理解，本發明所採用的塑封材料並不局限於上述實施例中的液態塑封 材料260和注塑型塑封材料270，只要是兩種塑封條件不同的塑封材料且第
二種塑封材料的塑封條件不會破壞第一種塑封材料的塑封效果即可。同樣，
膠帶280也可用其它薄膜材料代替，只要此種薄膜不和第一塑封材料結合即可。
最後根據圖3介紹本發明的另一個實施例。圖3是本發明的多晶片封裝 結構的另一個實施例的結構示意圖。如圖3所示，可以在晶片座兩面同時使 用堆疊技術(StackDie)放置多個晶片。其封裝方法與上個實施例相比，在步 驟(2)之後步驟(4)之前和/或步驟(7)之後步驟(9)之前添加以下步驟 使用晶片堆疊技術在第一或第二晶片上放置至少一個晶片；用導線進行引線鍵 合，完成這些晶片和引線框架的電性連接。
在上述實施例中，在晶片座313兩面各堆疊兩個晶片。應理解，本發明理 論上可根據需要堆疊任意多個晶片。
上述實施例僅為了方便說明而舉例而已，並不是對本發明的範圍的限 制。對於本技術領域的一般人員來說，可以在不脫離本發明的精神的情況 下，做出種種變化。因此，本發明所主張的範圍應以權利要求書中的權利 要求所述的為準。
權利要求
1.一種多晶片封裝結構，包括引線框架，包括晶片座、內引腳和外引腳；分別置於所述晶片座兩面的至少兩個晶片，所述晶片與所述內引腳用導線電性連接；包覆所述晶片座第一面上的晶片、導線以及部分內引腳的第一塑封材料；以及包覆所述第一塑封材料、所述晶片座第二面上的晶片和導線以及所述引線框架的內引腳的第二塑封材料。
2. 如權利要求l所述的多晶片封裝結構，其特徵在於，所述晶片座兩面分 別放置一個晶片。
3. 如權利要求2所述的多晶片封裝結構，其特徵在於，所述至少一個晶片 上堆疊有至少一個晶片。
4. 如權利要求l-3所述的多晶片封裝結構，其特徵在於，所述第一塑封材 料為液態塑封材料。
5. 如權利要求l-3所述的多晶片封裝結構，其特徵在於，所述第二塑封材 料為注塑型塑封材料。
6. —種多晶片封裝結構的封裝方法，所述封裝結構包括引線框架、至 少兩個晶片、導線、第一塑封材料以及第二塑封材料，所述方法包括(1) 在所述引線框架的一面覆蓋一層不與所述第一塑封材料結合的薄膜(2) 在所述引線框架的另一面上通過粘結劑將所述第一晶片粘貼在所述引線框架的晶片座上；(3) 用所述導線進行引線鍵合，完成第一晶片和所述引線框架的電性連 接；(4) 用所述第一塑封材料包覆所述第一晶片、第一晶片所在面的導線和 部分內引腳；(5) 固化所述第一塑封材料；(6) 揭去所述覆蓋在引線框架上的薄膜；(7) 用步驟(2)的方法在引線框架的一面上進行第二晶片的粘貼；(8) 用步驟(3)的方法完成所述第二晶片和所述引線框架的電性連接；(9) 用第二塑封材料包覆所述第一塑封材料、第二晶片、第二晶片所在 面的導線以及所述引線框架內的內引腳；(10) 固化所述第二塑封材料；(11) 對整個封裝結構進行切割和引腳加工。
7. 如權利要求6所述的多晶片封裝結構的封裝方法，其特徵在於，所述第 一塑封材料為液態塑封材料。
8. 如權利要求6所述的多晶片封裝結構的封裝方法，其特徵在於，所述第 二塑封材料為注塑型塑封材料。
9. 如權利要求6所述的多晶片封裝結構的封裝方法，其特徵在於，在步驟 (2)之後步驟(4)之前添加以下步驟使用晶片堆疊技術在所述第一晶片上放置至少一個晶片；用所述導線進行引線鍵合，完成這些晶片和所述引線框架 的電性連接。
10. 如權利要求6所述的多晶片封裝結構的封裝方法，其特徵在於，在步驟 (7)之後步驟(9)之前添加以下步驟使用晶片堆疊技術在所述第二晶片上放置至少一個晶片；用所述導線進行引線鍵合，完成這些晶片和所述引線框架 的電性連接。
全文摘要
本發明涉及一種多晶片封裝結構及其封裝方法，尤其涉及一種以引線框架為晶片載體的多晶片封裝結構及其封裝方法。本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本、高密度的晶片封裝結構，其包括引線框架，包括晶片座、內引腳和外引腳；分別置於晶片座兩面的至少兩個晶片，晶片與內引腳用導線電性連接；包覆晶片座第一面上的晶片、導線以及部分內引腳的第一塑封材料；以及包覆第一塑封材料、晶片座第二面上的晶片和導線以及引線框架的內引腳的第二塑封材料。本發明還提供了上述封裝結構的封裝方法。本發明提供一種以引線框架為晶片載體的多晶片封裝結構。因引線框架的成本將比基板低很多，從而可實現低成本、高密度的晶片封裝結構。
文檔編號H01L23/495GK101110406SQ20061002915
公開日2008年1月23日 申請日期2006年7月20日 優先權日2006年7月20日
發明者鄭清毅 申請人:威宇科技測試封裝有限公司