半導體疊層封裝結構的製作方法
2023-05-03 14:11:21
半導體疊層封裝結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公布了一種半導體疊層封裝結構，至少包括疊層設置的上封裝體和封裝有晶片的下封裝體，所述封裝有晶片的下封裝體包括：基板，金屬凸點，塑封體，晶片和焊球；所述金屬凸點形成於所述基板上表面，用於連接上封裝體和下封裝體；所述晶片通過倒裝方式連接在所述基板上表面，所述塑封體包覆所述晶片；所述焊球設置在所述基板的下表面。本實用新型提供的半導體封裝結構，解除了現有封裝技術中錫球互聯的體積等限制，減少了傳統疊層封裝中封裝體翹曲的問題，對較薄的下封裝體晶片的封裝有很大的優勢和適用性。
【專利說明】半導體疊層封裝結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種半導體封裝結構，尤其涉及一種半導體疊層封裝結構。
【背景技術】
[0002]POP (Package on Package疊層裝配)技術的出現模糊了一級封裝與二級裝配之間的界線，在大大提高邏輯運算功能和存儲空間的同時，也為終端用戶提供了自由選擇器件組合的可能，生產成本也得以更有效的控制。
[0003]在POP結構中，記憶晶片通常以鍵合方式連接於基板，而應用處理器晶片以倒裝方式連接於基板，記憶晶片封裝體是直接疊在應用處理器封裝體上，相互往往以錫球焊接連接。這樣上下結構以減少兩個晶片的互連距離來達到節省空間和獲得較好的信號完整性。由於記憶晶片與邏輯晶片的連接趨於更高密度，傳統封裝的POP結構已經很有局限，在進行傳統封裝過程中，常常會遇到封裝體翹曲等問題。
實用新型內容
[0004]在下文中給出關於本實用新型的簡要概述，以便提供關於本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述並不是關於本實用新型的窮舉性概述。它並不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的範圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍後論述的更詳細描述的前序。
[0005]本實用新型提供一種半導體疊層封裝結構，至少包括疊層設置的上封裝體和封裝有晶片的下封裝體，所述封裝有晶片的下封裝體包括:基板，金屬凸點，塑封體，晶片和焊球；所述金屬凸點形成於所述基板上表面，用於連接上封裝體和下封裝體；所述晶片通過倒裝方式連接在所述基板上表面，所述塑封體包覆所述晶片；所述焊球設置在所述基板的下表面。
[0006]本實用新型提供的半導體封裝結構，通過在基板上形成金屬凸點實現互聯，解除了現有封裝技術中錫球互聯的體積等限制；同時，下封裝體的晶片封裝採用模塑底部填充技術，固定晶片，減少了傳統疊層封裝中封裝體翹曲的問題，對較薄的下封裝體晶片的封裝有很大的優勢和適用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0008]圖1為本實用新型疊層封裝結構示意圖。
[0009]附圖標記:
[0010]1-基板； 2-金屬凸點；3-晶片；[0011 ] 4-塑封體；5-焊球； 6-上封裝體；
【具體實施方式】
[0012]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。在本實用新型的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特徵可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特徵相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本實用新型無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0013]圖1為本實用新型提供的一種半導體疊層封裝結構的示意圖，如圖1所示，所述結構至少包括疊層設置的上封裝體和封裝有晶片的下封裝體，所述封裝有晶片的下封裝體包括:基板1，金屬凸點2，塑封體4，晶片3和焊球5 ;所述金屬凸點2形成於所述基板I上表面，用於連接上封裝體和下封裝體；所述晶片3通過倒裝方式連接在所述基板上表面，所述塑封體4包覆所述晶片3 ;所述焊球5設置在所述基板的下表面。
[0014]可選的，所述金屬凸點2為平頭凸點。平頭凸點可以避免在將晶片通過模塑底部填充技術連接在基板上時，塑封料的流入，而影響金屬凸點後續封裝的焊接性能。
[0015]可選的，凸點材料為具有聞導電和聞溶點的金屬材料，如銅等，例如，金屬凸點可為銅柱，銅柱的高度根據下封裝體上封裝的晶片厚度或者塑封體的厚度而定。可選的，所述金屬凸點與晶片或者塑封體兩者中較高的一方等高或者比其略高。
[0016]晶片的封裝採用模塑底部填充技術，將晶片以塑封底填料固定於基板上並且包封在塑封體內部，因此在基板上存在塑封體，金屬凸點2的高度需要高於所述塑封體4的高度。所述金屬凸點的高度高於所述塑封體的高度是為了接下來的步驟中與上封裝體進行連接時使用。
[0017]可選的，為了滿足晶片封裝高密度的要求，可以減少銅柱的高度，將銅柱的高度與晶片的厚度設計的相當。在這種情況下，晶片未完全包在塑封體內部，露出所述晶片的頂部，控制所述金屬凸點2的高度與晶片3頂部齊高或略高。此時的晶片的頂部露出所述塑封體，對於晶片的散熱性能有更好的效果，一方面減薄了封裝體的厚度，使得封裝更加的趨於高密度，另一方面還增加了晶片的散熱性能。
[0018]在基板上表面形成金屬凸點實現互聯，解除了現有封裝技術中錫球互聯的體積等限制，同時，使用銅柱作為金屬凸點相對於錫球有更好的電性能。
[0019]可選的，所述晶片3通過底填塑封料固定包封在基板上，所述模塑底部填充技術是將成型化合物填充晶片的間隙並同時完成塑封，使得在晶片底部填充膠和成型一步完成，減少了製造的時間，並且提高了機械穩定性；模塑底部填充技術能夠降低成本，提高可靠性。
[0020]上述用於模塑底部填充技術的膠為一種塑封料，主要成分可為環氧樹脂，將晶片與下封裝體上表面之間的空隙填滿，並且包裹所述晶片，對填充膠進行加熱固話，即可達到加固的目的，有保證了焊接工藝的電氣安全性。[0021]上述塑封體包覆所述晶片，可選的，所述晶片的頂部也可以露出所述塑封體。
[0022]在基板下表面設置有焊球，也可以為可焊接膜層，在基板下表面形成焊球為了便於以後焊接於印刷電路板上，除了布置焊球之外，還可以形成可焊接膜層，效果與焊球類似。
[0023]本實用新型提供的半導體疊層封裝結構中的上封裝體和封裝有晶片的下封裝體通過連接柱實現電互連，所述連接柱為金屬凸點2。
[0024]本實施例中提出的上封裝體基板底部沒有金屬凸點，但是本方法仍然適用上封裝層下表面有焊球蓋在金屬凸點上的情況。同時，本方案提出的疊層封裝為上下兩個封裝體的連接，根據實際的需要，疊層封裝的封裝體個數可以根據實際情況決定，可以在上封裝體上表面疊層封裝更多的晶片封裝層，增加疊層封裝的結構。
[0025]可選的，所述上封裝體上表面還可以設有一個或者多個封裝體，封裝體的個數根據實際應用的需要決定，所述上封裝體上表面設有的多個封裝體的結構可以是與上封裝體或者是與下封裝體相似的結構。
[0026]本實用新型提供的結構中通過在基板上形成金屬凸點實現互聯，解除了現有封裝技術中錫球互聯的體積等限制，所述金屬凸點為銅柱，相比較單純的焊球互聯具有更好的電性能；同時，下封裝體的晶片用模塑底填封裝固定在基板上，減少了傳統疊層封裝中封裝體翹曲的問題，對較薄的下封裝體晶片的封裝有很大的優勢和適用性。
[0027]在本實用新型的裝置和方法等實施例中，顯然，各部件或各步驟是可以分解、組合和/或分解後重新組合的。這些分解和/或重新組合應視為本實用新型的等效方案。同時，在上面對本實用新型具體實施例的描述中，針對一種實施方式描述和/或示出的特徵可以以相同或類似的方式在一個或更多個其它實施方式中使用，與其它實施方式中的特徵相組合，或替代其它實施方式中的特徵。
[0028]最後應說明的是:雖然以上已經詳細說明了本實用新型及其優點，但是應當理解在不超出由所附的權利要求所限定的本實用新型的精神和範圍的情況下可以進行各種改變、替代和變換。而且，本實用新型的範圍不僅限於說明書所描述的過程、設備、手段、方法和步驟的具體實施例。本領域內的普通技術人員從本實用新型的公開內容將容易理解，根據本實用新型可以使用執行與在此所述的相應實施例基本相同的功能或者獲得與其基本相同的結果的、現有和將來要被開發的過程、設備、手段、方法或者步驟。因此，所附的權利要求旨在在它們的範圍內包括這樣的過程、設備、手段、方法或者步驟。
【權利要求】
1.一種半導體疊層封裝結構，至少包括疊層設置的上封裝體和封裝有晶片的下封裝體，其特徵在於，所述封裝有晶片的下封裝體包括:基板，金屬凸點，塑封體，晶片和焊球；所述金屬凸點形成於所述基板上表面，用於連接上封裝體和下封裝體；所述晶片通過倒裝方式連接在所述基板上表面，所述塑封體包覆所述晶片；所述焊球設置在所述基板的下表面。
2.根據權利要求1所述的半導體疊層封裝結構，其特徵在於，所述上封裝體和所述下封裝體通過連接柱實現電互連；所述連接柱為金屬凸點。
3.根據權利要求1所述的半導體疊層封裝結構，其特徵在於，所述金屬凸點為平頭凸點。
4.根據權利要求1所述的半導體疊層封裝結構，其特徵在於，所述金屬凸點為銅柱。
5.根據權利要求4所述的半導體疊層封裝結構，其特徵在於，所述金屬凸點與晶片或者塑封體兩者中較高的一方等高或者比其略高。
6.根據權利要求1所述的半導體疊層封裝結構，其特徵在於，所述晶片通過底填塑封料方式固定在基板上表面。
7.根據權利要求1所述的半導體疊層封裝結構，其特徵在於，所述晶片的頂部露出所述的塑封體或者所述晶片包封在塑封體內部。
8.根據權利要求1-7任一所述的半導體疊層封裝結構，其特徵在於，所述上封裝體上表面還設有一個或者多個封裝體。
【文檔編號】H01L23/538GK203733791SQ201320851318
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】張衛紅, 張童龍 申請人:南通富士通微電子股份有限公司