一種通用封裝基板、封裝結構和封裝方法

2023-07-13 17:18:16

專利名稱：一種通用封裝基板、封裝結構和封裝方法
技術領域：
本發明涉及半導體封裝領域，尤其涉及一種通用封裝基板、封裝結構和封裝方法。
背景技術：
焊球陣列(Ball Grid Array,BGA)封裝技術是20世紀90年代以後發展起來的一種先進的高性能面陣列封裝技術，其因I/O埠數多、節距大、可靠性高、引腳很短和共面性好等優點而在輕、小、高性能器件中應用迅速增長，並發展成為一門成熟的高密度封裝技術。其中，圖1示出了現有的倒裝BGA封裝示意圖。但是，目前的BGA封裝處於晶片設計和封裝設計相脫離的階段，這使得基板設計會因晶片的不同而不同，即獨立開發的晶片需要配以單獨設計的封裝基板，因此，無論是樣片還是產品都需要前期封裝的研發，這不僅花費了大量的費用而且還會因基板的設計和製備而延長封裝周期。對於大批量晶片封裝而言，前期封裝設計費用可以分攤到產品成本中， 影響不大，但對於小批量晶片封裝而言，由於其產品規模不大並且成本較高，如果還要進行新的封裝設計的話會更進一步增加成本。因此，迫切需要一種新的封裝設計來滿足小批量晶片封裝的要求。

發明內容
本發明針對現有小批量集成電路產品及其樣品驗證中封裝成本高、時間周期長的缺陷，提供一種能夠克服上述缺陷的通用封裝基板、封裝結構和封裝方法。本發明提供一種通用封裝基板，該通用封裝基板包括第一基板和矽插入層，所述第一基板的上表面與所述矽插入層的下表面之間形成有將所述第一基板的上表面與所述矽插入層的下表面電連接在一起的多個凸點，所述矽插入層的上表面上形成有多個打線焊盤，所述多個打線焊盤分別通過矽通孔與所述多個凸點電連接。本發明還提供一種封裝結構，該封裝結構包括如上所述的通用封裝基板和至少一個晶片，所述至少一個晶片位於所述通用封裝基板的所述矽插入層的上表面上，並且所述至少一個晶片的焊盤分別通過打線的方式電連接到形成於所述矽插入層的上表面上的所述打線焊盤。本發明還提供一種採用上述的通用封裝基板對晶片進行的封裝的方法，該方法包括將至少一個晶片粘貼到所述通用封裝基板的所述矽插入層的上表面上；通過打線的方式將所述至少一個晶片的焊盤電連接到形成於所述矽插入層的上表面上的所述打線焊盤；將打線後的所述至少一個晶片進行塑封；在所述第一基板的下表面上進行植球以實現所述至少一個晶片的電信號的引出。由於在根據本發明的通用封裝基板和封裝結構中，位於矽插入層上表面上的打線焊盤通過矽插入層中的矽通孔與位於矽插入層下表面上的凸點電連接，而晶片的焊盤則通
3過打線的方式與矽插入層上表面上的打線焊盤電連接，這樣就能夠通過矽插入層將不同的晶片設計整合為同規格的倒裝晶片，使得同一款根據本發明的通用封裝基板能夠適用於不同種類和尺寸的晶片的封裝，從而降低了封裝成本和封裝周期。另外，根據本發明的通用封裝基板和封裝結構還能夠增加基板凸點之間的尺寸，並放大凸點，而且其還能夠通過打線的方式連接到晶片上的任意焊盤，使得連接方式更為靈活，並可實現MCM模塊封裝。


圖1是現有技術中的BGA封裝結構的截面圖；圖2是根據本發明的通用封裝基板的截面圖；圖3是根據本發明的封裝結構的一種截面示意圖；圖4是根據本發明的封裝結構的另一截面示意圖；圖5是根據本發明的封裝結構的再一截面示意圖；圖6是根據本發明的封裝結構的又一截面示意圖；圖7是採用本發明的通用封裝基板對晶片進行封裝的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖來詳細描述根據本發明的通用封裝基板、封裝結構和封裝方法。
如圖2所示，根據本發明的通用封裝基板10包括第一基板102和矽插入層103，所述第一基板102的上表面與所述矽插入層103的下表面之間形成有將所述第一基板102的上表面與所述矽插入層103的下表面電連接在一起的多個凸點106，所述矽插入層103的上表面上形成有多個打線焊盤，所述多個打線焊盤分別通過矽通孔105與所述多個凸點106 電連接。其中，第一基板102可以為有機基板、矽基板或者陶瓷基板，並且第一基板102的結構、層數、內部互連結構等參數的設計可以類似於現有技術中BGA封裝基板的設計，因此此處不再贅述。另外，在矽插入層103的上表面上形成的打線焊盤可以由鋁、銅、金等各種材料形成，其實現工藝為本領域技術人員所熟知，此處不再贅述，而且形成打線焊盤所採用的材料可以根據打線所採用材料的不同而不同。圖3示出了根據本發明的封裝結構1的截面圖，其中，該封裝結構1包括至少一個晶片20和根據本發明的通用封裝基板10。其中通用封裝基板10用於承載至少一個晶片 20，並且至少一個晶片20位於根據本發明的通用封裝基板10的矽插入層103的上表面上， 並且所述至少一個晶片20的焊盤分別通過打線的方式電連接到形成於所述矽插入層103 的上表面上的所述打線焊盤。應當說明的是，圖3至圖6中的標號101表示焊球，其用於引出被封裝的晶片20 的電信號並實現最終的封裝體與其他電子元器件之間的電氣連接。在根據本發明的一個優選實施方式中，晶片20的焊盤通過打金線、打銅線和打鋁線中的一種或多種方式連接到根據本發明的通用封裝基板10的相應打線焊盤上。在根據本發明的再一優選實施方式中，所述晶片20的焊盤通過正向打線和/或反向打線的方式連接到根據本發明的通用封裝基板的相應打線焊盤上。其中圖3和圖4示出的正向打線方式，圖5示出的是反向打線方式。由於上述的正向打線、反向打線工藝是本領域技術人員公知的，所以此處不再贅述。圖3中所示的通用封裝基板10的結構與圖4中所示的通用封裝基板10的結構相同，區別在於圖3中的晶片20的設計與圖2中的晶片20的設計不同，但是圖3和圖4中的設計不同的晶片20都能夠通過打線的方式連接到根據本發明的通用封裝基板10上，而不需對根據本發明的通用封裝基板10的結構進行重新設計，從而節省了封裝成本並降低了製作時間。在根據本發明的又一優選實施方式中，還可以通過使用根據本發明的通用封裝基板10來實現多晶片組件(MCM)封裝，如圖6所示。圖7示出了採用根據本發明的通用封裝基板10進行封裝的方法，該方法包括S71、將至少一個晶片20粘貼到所述通用封裝基板20的所述矽插入層103的上表面上。其中，所述至少一個晶片20可以通過銀漿或者其他粘結劑粘貼到矽插入層103的
上表面上。S72、通過打線的方式將所述至少一個晶片20的焊盤電連接到形成於所述矽插入層103的上表面上的所述打線焊盤。其中，所述至少一個晶片20的焊盤可以通過打金線、打銅線和打鋁線中的一種或多種方式連接到所述通用封裝基板10的相應打線焊盤上，並且打線的方式可以是正向打線和/或反向打線。S73、將打線後的所述至少一個晶片20進行塑封；S74、在所述第一基板102的下表面上進行植球以實現所述至少一個晶片20的電信號的引出。以上提到採用根據本發明的通用封裝基板可以實現MCM封裝，其中在實現MCM封裝時，多個晶片可以層疊在一起，也可以都粘貼到矽插入層的上表面上(即，沒有層疊情況出現)。以上僅結合本發明的優選實施方式對本發明進行了詳細描述，但是應當理解，在不背離本發明精神和範圍的情況下，可以對本發明進行各種變形和修改。
權利要求
1.一種通用封裝基板，該通用封裝基板包括第一基板(10 和矽插入層(103)，所述第一基板(102)的上表面與所述矽插入層(10 的下表面之間形成有將所述第一基板(102) 的上表面與所述矽插入層(10 的下表面電連接在一起的多個凸點(106)，所述矽插入層 (103)的上表面上形成有多個打線焊盤，所述多個打線焊盤分別通過矽通孔(10 與所述多個凸點(106)電連接。
2.根據權利要求1所述的通用封裝基板，其中，所述第一基板(10 為有機基板、矽基板或者陶瓷基板。
3.一種封裝結構，該封裝結構包括根據權利要求1至2中任一項權利要求所述的通用封裝基板和至少一個晶片，所述至少一個晶片位於所述通用封裝基板的所述矽插入層 (103)的上表面上，並且所述至少一個晶片的焊盤分別通過打線的方式電連接到形成於所述矽插入層(10 的上表面上的所述打線焊盤。
4.根據權利要求3所述的封裝結構，其中，所述至少一個晶片的焊盤通過打金線和/或打銅線和/或打鋁線的方式連接到相應的打線焊盤上。
5.根據權利要求3所述的封裝結構，其中，所述至少一個晶片的焊盤通過正向打線和/ 或反向打線的方式連接到相應的打線焊盤上。
6.一種採用權利要求1或2所述的通用封裝基板對晶片進行的封裝的方法，該方法包括將至少一個晶片粘貼到所述通用封裝基板的所述矽插入層(10 的上表面上；通過打線的方式將所述至少一個晶片的焊盤電連接到形成於所述矽插入層(103)的上表面上的所述打線焊盤；將打線後的所述至少一個晶片進行塑封；在所述第一基板的下表面上進行植球以實現所述至少一個晶片的電信號的引出。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述至少一個晶片通過銀漿粘貼到所述矽插入層(103)的上表面上。
8.根據權利要求6所述的方法，其中，所述至少一個晶片的焊盤通過打金線和/或打銅線和/或打鋁線的方式連接到所述通用封裝基板的相應打線焊盤上。
9.根據權利要求6所述的方法，其中，所述至少一個晶片的焊盤通過正向打線和/或反向打線的方式連接到所述通用封裝基板的相應打線焊盤上。
全文摘要
本發明針對現有小批量集成電路產品及其樣品驗證中封裝成本高、時間周期長的缺陷，提供一種能夠克服上述缺陷的封裝基板和封裝結構。本發明提供一種通用封裝基板，該通用封裝基板包括第一基板(102)和矽插入層(103)，所述第一基板(102)的上表面與所述矽插入層(103)的下表面之間形成有將所述第一基板(102)的上表面與所述矽插入層(103)的下表面電連接在一起的多個凸點(106)，所述矽插入層(103)的上表面上形成有多個打線焊盤，所述多個打線焊盤分別通過矽通孔(105)與所述多個凸點(106)電連接。
文檔編號H01L23/492GK102446883SQ20111041296
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者浦園園, 王謙, 蔡堅, 郭函 申請人:清華大學