1.本发明涉及半导体封装领域,尤其涉及一种底部封装体及其制作方法以及堆叠封装结构及其制作方法。
背景技术:2.在现代芯片封装技术中,一个广泛应用的芯片封装技术就是堆叠封装(packageon package,pop),其主要思路就是逻辑芯片顶部堆叠封装(或倒装)一个存储芯片,当然,也可以进一步在逻辑芯片顶部贴装被动元件。
3.芯片堆叠封装最大的一个技术挑战是底部封装体与顶部封装体的互连问题。目前,底部封装体与顶部封装体的互连主要采用三类方法:
4.第一类方法是基于传统封装技术,即在封装基板上塑封好芯片后,作为底部封装体,然后在底部封装体的塑封层钻孔,通过在孔内填塞导电膏来实现互连,然后在底部封装体的顶部倒装已经封装好的顶部封装体。该方案的最大劣势是激光开孔或锡球尺寸较大,因此三维互连结构的密度低。
5.第二类方法是基于先进封装技术,首先,在一个临时载体上制作种子层,然后贴干膜电镀出铜柱,并蚀刻种子层,这样就得到了一个三维互连结构,进一步地贴装芯片,最后塑封芯片,研磨露出铜柱,这样就得到了三维互连结构。该方案的优势是三维互连结构的密度高,但制作成本也较高。在芯片塑封时,塑封料流动距离较大,对芯片的贴装精度有不利影响。除此之外,由于塑封料的模量不高,因此对于大尺寸如板级封装,该方案会存在转运难度,即临时载体移除后,会存在样品碎裂风险。
6.第三类方法也是基于先进封装技术,首先,在一个印制电路板用的有机树脂芯板上加工通孔,然后电镀实现有机树脂芯板的两侧互连,然后在指定位置加工通槽,然后在依次贴胶带,并把芯片贴附在通槽内的胶带上,最后塑封芯片,这样得到了一个三维互连结构。该方案的最大优势是成本低,而且有通槽的限制,塑封料流动距离短,可以减少对芯片位置精度的影响。还有一个优点是有机树脂芯板由于采用了玻纤布增强,因此模量更大,加工过程转运难度低,产品抗翘曲能力强。但缺点也很明显,那就是胶带的热膨胀系数比有机树脂芯板和塑封料都大,这种热膨胀系数的不匹配导致在塑封过程中芯片的位置偏移非常大,而且由于受热可能不均匀,因此也难以通过热膨胀系数差异来预先补偿的方式完全规避芯片不规则偏移。由于有机树脂芯板的平整度比专用临时载体如玻璃差,因此,其表面线路的精细程度也受到影响。
7.综上所述,现有封装技术中存在的三维互连结构的密度低、制作成本高、芯片表面线路精细度不高等问题。
技术实现要素:8.基于此,提供一种底部封装体及其制作方法以及堆叠封装结构及其制作方法,以解决现有技术中三维互连结构的密度低、制作成本高、芯片表面线路精细度不高等问题。
9.本发明实施例提供了一种底部封装体的制作方法,所述方法包括:
10.在有机树脂芯板上加工通孔,并进行电镀,在所述通孔内形成互连金属柱;
11.在电镀后的所述有机树脂芯板上加工通槽,将加工通槽过后的所述有机树脂芯板固定于硬质临时载体上;
12.在所述硬质临时载体上方的所述通槽内放置预设芯片,使所述预设芯片的焊盘侧远离所述硬质临时载体;
13.从所述预设芯片的焊盘侧塑封所述通槽内的所述预设芯片,并对塑封后的有机树脂芯板的焊盘侧进行研磨,以露出所述预设芯片的焊盘;
14.在研磨后的有机树脂芯板的焊盘侧制作形成第一连接线路;
15.解除所述硬质临时载体,在所述预设芯片的非焊盘侧制作形成第二连接线路,形成所述底部封装体。
16.可选地,所述将加工通槽过后的所述有机树脂芯板固定于硬质临时载体上包括:
17.在加工通槽过后的所述有机树脂芯板的一侧粘贴粘结胶;
18.切割掉所述通槽处的所述粘结胶;
19.将所述有机树脂芯板贴有所述粘结胶的一侧贴附于所述硬质临时载体上。
20.可选地,在所述硬质临时载体上方的所述通槽内放置预设芯片,使所述预设芯片的焊盘侧远离所述硬质临时载体具体包括:
21.将所述预设芯片的非焊盘侧贴附芯片贴附膜;
22.通过所述芯片贴附膜将所述预设芯片贴附于所述硬质临时载体上方的所述通槽内。
23.可选地,所述硬质临时载体靠近所述有机树脂芯板的一侧有离型层,所述粘结胶和所述芯片贴附膜贴附于所述离型层上。
24.可选地,还包括:解除所述硬质临时载体后,去除部分所述芯片贴附膜,使剩余部分的所述芯片贴附膜的表面低于或平齐于所述预设芯片的非焊盘侧处有机树脂芯板表面。
25.可选地,所述在研磨后的有机树脂芯板的焊盘侧制作形成第一连接线路具体包括:
26.采用积层法在所述预设芯片的焊盘侧进行若干次循环导电线路制作,每次均采用半加成法进行制作,得到预设层数的第一连接线路。
27.可选地,所述在所述预设芯片的非焊盘侧制作形成第二连接线路具体包括:
28.通过减成法在所述有机树脂芯板的非焊盘侧表面的互连金属柱位置处制作连接盘;所述连接盘的直径大于所述互连金属柱的直径;
29.采用积层法在所述有机树脂芯板的非焊盘侧表面多次循环制作得到目标层数的第二连接线路。
30.可选地,还包括在所述第一连接线路和所述第二连接线路表面制作表面处理层的步骤。
31.本发明提供的底部封装体的制作方法,采用有机树脂芯板辅助芯片塑封,既可以低成本、高良率制作互连金属柱,又可以提高芯片塑封层的机械强度,尤其适用于大尺寸先进封装,还可以减少塑封料的用量,降低塑封的材料成本。除此之外,采用有机树脂芯板辅助芯片塑封,可以提高封装体的抗翘曲能力,有利于实现更大尺寸的封装体以及提高封装
产品的集成度。采用硬质临时载体辅助塑封芯片,具体而言,选择热膨胀系数较小且各向同性的硬质临时载体,可以显著提高芯片塑封时芯片位置偏移的可预测性以及芯片塑封后的位置精度,还有利于提高芯片焊盘侧导电线路与芯片的对位精度。采用硬质临时载体辅助线路制作,具体而言,选择高平整度硬质临时载体,结合研磨技术,可以在芯片焊盘侧得到高平整度的表面,有利于在芯片焊盘侧制作高精度导电线路,提高芯片封装密度。
32.本发明实施例提供了一种堆叠封装结构的制作方法,所述方法包括:
33.获取根据上述底部封装体的制作方法所制作的底部封装体;
34.将所述底部封装体的一侧焊接到印制电路板上,在所述底部封装体的另一侧贴装顶部封装体。
35.本发明提供的堆叠封装结构的制作方法,与常规堆叠封装技术相比,同时具备了线路精细、芯片漂移小以及可预测性好的优点。采用有机树脂芯板制作三维互连结构具有制作成本低、塑封料流胶距离短、加工转运难度低以及抗翘曲能力好的优点,从而规避了常规堆叠封装方案的缺点。
36.本发明实施例提供了一种底部封装体,所述底部封装体包括:
37.有机树脂材料的有机树脂芯板,所述有机树脂芯板具有通孔,所述通孔内电镀有互连金属柱;
38.所述有机树脂芯板上开有通槽,所述通槽内塑封有预设芯片;塑封的所述预设芯片的焊盘从中露出;
39.所述有机树脂芯板的焊盘侧形成有第一连接线路;所述有机树脂芯板的非焊盘侧形成有第二连接线路。
40.本发明提供的底部封装体,芯片被嵌入在一个有机树脂芯板中,三维互连结构由有机树脂芯板制作,因此,三维互连结构的密度高,效率高、成本低,除此之外,芯板结构的有机树脂具有流动距离短的特点,有利于提高芯片的贴装精度。该底部封装体线路精细,也规避了芯片大幅度漂移的问题,封装结构密度也更高。
41.本发明实施例提供了一种堆叠封装结构,所述堆叠封装结构包括:
42.上述底部封装体、印制电路板以及顶部封装体,所述顶部封装体包括:顶部封装芯片以及被动元件;
43.所述底部封装体通过第二连接线路或第一连接线路安装在所述印制电路板上,所述顶部封装体中的所述顶部封装芯片和所述被动元件安装在所述底部封装体的所述第一连接线路或所述第二连接线路上。
44.本发明提供的堆叠封装结构,与常规堆叠封装结构相比,同时具备了线路精细、芯片漂移小以及可预测性好的优点。采用有机树脂芯板制作三维互连结构具有制作成本低、塑封料流胶距离短、加工转运难度低以及抗翘曲能力好的优点,从而规避了常规堆叠封装方案的缺点。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图
获得其他的附图。
46.图1是本发明一实施例提供的底部封装体的制作方法的流程图;
47.图2是本发明一实施例提供的堆叠封装结构的制作方法的流程图;
48.图3-1是本发明一实施例提供的在芯板上加工通孔示意图;
49.图3-2是本发明一实施例提供的在芯板上通孔电镀示意图;
50.图3-3是本发明一实施例提供的在芯板上加工通槽示意图;
51.图3-4是本发明一实施例提供的在芯板上粘贴粘结胶示意图;
52.图3-5是本发明一实施例提供的将芯板上通槽内粘结胶去除后的示意图;
53.图3-6是本发明一实施例提供的将芯板上通过粘结胶粘贴硬质临时载体的示意图;
54.图3-7是本发明一实施例提供的将预设芯片粘贴在硬质临时载体上通槽内的示意图;
55.图3-8是本发明一实施例提供的将预设芯片塑封在通槽内的示意图;
56.图3-9是本发明一实施例提供的将预设芯片塑封层研磨的示意图;
57.图3-10是本发明一实施例提供的将芯板表面形成第一连接线路的示意图;
58.图3-11是本发明一实施例提供的移除硬质临时载体并对芯板移除硬质临时载体侧进行研磨的示意图;
59.图3-12是本发明一实施例提供的芯板非焊盘侧制作连接盘的示意图;
60.图3-13是本发明一实施例提供的芯板非焊盘侧制作第二连接线路的示意图;
61.图3-14是本发明一实施例提供的第一连接线路植球的示意图;
62.图3-15是本发明一实施例提供的底部封装体焊接至印制电路板的示意图;
63.图3-16是本发明一实施例提供的底部封装体贴装顶部封装体的示意图;
64.图4-1是本发明另一实施例提供的第二连接线路植球的示意图;
65.图4-2是本发明另一实施例提供的底部封装体焊接至印制电路板的示意图;
66.图4-3是本发明另一实施例提供的底部封装体贴装顶部封装体的示意图;
67.图5是本发明一实施例提供的堆叠封装结构的示意图;
68.图6是本发明另一实施例提供的堆叠封装结构的示意图;
69.其中,1为有机树脂芯板,2为通孔,3为互连金属柱,4为通槽,5为粘结胶,6为硬质临时载体,7为芯片,8为塑封料,9为连接盘,10为第一连接线路,11为第二连接线路,12为bga锡球,13为印制电路板,14为被动元件,15为顶部封装芯片,16为芯片贴附膜,17为顶部封装体,18为底部封装体,19为印制电路板。
具体实施方式
70.以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
71.应当理解,当在本发明说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、
步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
72.还应当理解,在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
73.如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0074]
另外,在本发明说明书和所附权利要求书的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0075]
在本发明说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本发明的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例,而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”,除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
[0076]
应理解,以下实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0077]
为了说明本发明的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
[0078]
参见图1,是本发明一实施例提供的底部封装体的制作方法的流程图,所述方法包括:
[0079]
s101、在有机树脂芯板上加工通孔,并进行电镀,在通孔内形成互连金属柱。
[0080]
参见图3-1和图3-2,选取有机树脂芯板1一张,作为优选地,有机树脂芯板1可以为表面覆盖铜箔的有机树脂芯板1,在有机树脂芯板1需要制作互连金属柱3的预设位置处加工通孔2。在有机树脂芯板1上加工通孔2的方法可以选用机械钻在有机树脂芯板1上钻取通孔2,也可以采用激光来对有机树脂芯板1进行加工出通孔2。进行电镀是将有机树脂芯板1的上下表面以及通孔2进行电镀,电镀材料可以为金属铜,电镀方式为:采用现有技术中的溅射、蒸发或化学镀铜、吸附导电物等方法来使得通孔孔壁覆盖有导电种子层,然后采用电镀使得有机树脂芯板1的通孔2内填充有金属即铜,来形成互连金属柱3也称三维互连结构。
[0081]
s102、在电镀后的有机树脂芯板上加工通槽,将加工通槽过后的有机树脂芯板固定于硬质临时载体上。
[0082]
参见图3-3,在有机树脂芯板1需要埋入预设芯片的位置加工通槽4,通槽4的尺寸大于预设芯片的尺寸。可选地,通槽4的空间可以容纳一个预设芯片或两个及以上数量的预设芯片。在有机树脂芯板1上加工通槽4的方式可以为采用激光对有机树脂芯板1进行加工,使得有机树脂芯板1露出通槽4;还可以采用机械加工的方式使得有机树脂芯板1露出通槽4。
[0083]
在一示例中,将加工通槽4过后的有机树脂芯板1固定于硬质临时载体6上包括:
[0084]
如图3-4所示,在加工通槽4过后的有机树脂芯板1的一侧粘贴粘结胶;
[0085]
如图3-5所示,切割掉通槽处的粘结胶;
[0086]
如图3-6所示,将有机树脂芯板1贴有粘结胶的一侧贴附于硬质临时载体6上。
[0087]
在一示例中,粘结胶可以为双面粘结胶,一面用于贴附于有机树脂芯板1的一侧,另一面用于贴附于硬质临时载体6上。粘结胶的作用为将有机树脂芯板更好的固定于硬质临时载体6上。切割上述通槽内的粘结胶时,可以采用本领域技术人员所公知的技术,比如可以采用激光加工的方式进行切割。
[0088]
硬质临时载体6可以为玻璃载体、不锈钢载体或硅片载体中的一种。当使用硅片作为硬质临时载体6时,硬质临时载体6一定为圆形,而使用玻璃或不锈钢作为硬质临时载体6时,硬质临时载体6可以是圆形,也可以是方形。
[0089]
s103、在硬质临时载体上方的通槽内放置预设芯片,使预设芯片的焊盘侧远离硬质临时载体。
[0090]
参见图3-7,硬质临时载体6上方的通槽可容纳预设芯片7的数量不做限制,可以为一个、两个或两个以上。
[0091]
在一示例中,在硬质临时载体6上方的通槽内放置预设芯片7,使预设芯片7的焊盘侧远离硬质临时载体具体包括:
[0092]
将预设芯片7的非焊盘侧贴附芯片贴附膜16;
[0093]
通过芯片贴附膜16将预设芯片贴附于硬质临时载体6上方的通槽4内。
[0094]
在预设芯片7的非焊盘侧采用芯片贴附膜16来替代原本的胶带,将预设芯片7贴装到热膨胀系数匹配性好、均一性好的硬质临时载体6上,规避了原有技术方案中因胶带热膨胀系数差异大带来的预设芯片7大幅度漂移的问题,而且采用树脂固化固定方式的芯片贴附膜的固定效果也比粘度受温度影响大的胶带的固定效果更好。
[0095]
在一示例中,硬质临时载体6靠近有机树脂芯板1的一侧设有离型层,粘结胶和芯片贴附膜贴附于离型层上。
[0096]
离型层可以为光敏解键合离型层,还可以是热敏解键合离型层,优选光敏解键合离型层。
[0097]
离型层的设置是为了方便有机树脂芯板1和芯片贴附膜16与硬质临时载体剥离,离型层可以保证粘结胶和固化的芯片贴附膜16从硬质临时载体上剥离,不会因为剥离时巨大的应力而导致硬质临时载体碎裂、粘结胶残留、芯片贴附膜碎裂等。
[0098]
s104、从预设芯片的焊盘侧塑封通槽内的预设芯片,并对塑封后的有机树脂芯板的焊盘侧进行研磨,以露出预设芯片的焊盘。
[0099]
特别说明的是,文中焊盘侧均指的是预设芯片焊盘侧,文中非焊盘侧也均指的是预设芯片的非焊盘侧。
[0100]
参见图3-8,从预设芯片7的焊盘侧塑封通槽4内的预设芯片7,是将塑封料8填充于有机树脂芯板1通槽槽壁与预设芯片7之间的缝隙且覆盖有机树脂芯板1的上表面。当一个通槽4内放置两个以上预设芯片7时,塑封料8还要填充预设芯片7之间的缝隙。
[0101]
塑封料8也称环氧塑封料,是电子元器件的封装材料,它是以环氧树脂、酚醛树脂为基体树脂,硅微粉为填料配合多种助剂加工制成的,为现有技术。
[0102]
塑封料8可以为颗粒型、液态型或者薄膜型,塑封方式可以为压缩成型或真空贴膜,当采用真空贴膜塑封时,只能使用薄膜型环氧塑封料。
[0103]
参见图3-9,对塑封后的有机树脂芯板1的焊盘侧进行研磨,以露出预设芯片7的焊
盘。其中,研磨可以采用机械研磨的方式,研磨掉预设芯片7焊盘侧上表面的塑封料8以及金属层,使得有机树脂芯板1焊盘侧表面金属层全部被研磨掉且露出预设芯片7表面的焊盘。因为硬质临时载体表面的平整度高,因此,有机树脂芯板1研磨过后可以得到高平整度的表面,这有利于制作精细的线路。
[0104]
s105、在研磨后的有机树脂芯板的焊盘侧制作形成第一连接线路。
[0105]
参见图3-10,在一示例中,在研磨后的有机树脂芯板1的焊盘侧制作形成第一连接线路10具体包括:
[0106]
采用积层法在预设芯片7的焊盘侧进行若干次循环导电线路制作,每次均采用半加成法进行制作,得到预设层数的第一连接线路10。
[0107]
采用积层法在预设芯片7的焊盘侧进行若干次循环制作得到目标层数导电线路层,导电线路层包括导电线路、绝缘介质。导电线路的制作优选半加成法,根据导电线路精细程度选择光阻材料,8μm以下线路优选液态感光胶,8μm及以上线路优选干膜;根据导电线路精细程度选择绝缘介质,8μm以下线路优选感光聚酰亚胺,8μm及以上线路优选abf(ajinomoto build-up film,味之素堆积膜),50μm及以上线路可以选择玻璃纤维布增强的环氧树脂。
[0108]
制作形成第一连接线路10的过程为现有技术,在此不再赘述。
[0109]
s106、解除硬质临时载体,在预设芯片的非焊盘侧制作形成第二连接线路,形成底部封装体。
[0110]
参见图3-11,解除硬质临时载体的方式可以根据离型层类型决定,为现有技术,在此不再赘述。除去有机树脂芯板1非焊盘侧的粘结层即粘结胶,采用plasma的方式咬蚀除去部分突出的芯片贴附膜16,使芯片贴附膜16表面与有机树脂芯板1非焊盘侧表面金属层平齐或略微凹陷即解除硬质临时载体6后,去除部分芯片贴附膜16,使剩余部分的芯片贴附膜16的表面低于或平齐于预设芯片7的非焊盘侧处有机树脂芯板1表面。
[0111]
可选地,在预设芯片7的非焊盘侧制作形成第二连接线路11具体包括:
[0112]
参见图3-12,通过减成法在有机树脂芯板1的非焊盘侧表面的互连金属柱3位置处制作连接盘9;连接盘9的直径大于互连金属柱3的直径;
[0113]
在一示例中,通过减成法在有机树脂芯板的非焊盘侧表面的互连金属柱位置处制作连接盘,也可以在步骤s101电镀得到互连金属柱3后,直接采用减成法在有机树脂芯板两侧的金属柱位置制作连接盘;该方案的优势是连接盘可以作为芯片贴装的位置参考点,而且减少步骤s104中对塑封后的有机树脂芯板的焊盘侧进行研磨中研磨有机树脂芯板的焊盘侧的金属层的研磨量。除此之外,在该示例中,可以省去步骤s106中解除硬质临时载体当中采用plasma的方式咬蚀除去部分突出的芯片贴附膜这一步骤,但缺点是该示例中芯片非焊盘侧有机树脂芯板表面连接盘会嵌入到粘结胶中,而且粘结胶直接与有机树脂芯板表面无金属层部分粘结,因此,贴附有机树脂芯板与硬质临时载体时凸起连接盘局部压强更大,且有机树脂芯板表面金属层蚀刻后留下了多孔结构,会增加硬质临时载体解键合后粘结胶去除时的粘结胶残留风险,粘结胶残留会增加封装体分层风险,降低封装体可靠性。
[0114]
在一示例中,在有机树脂芯板1的非焊盘侧表面的互连金属柱3位置处也可以不制作连接盘,用于制作更精细的线路,从而获得更高密度的封装结构。
[0115]
参见图3-13,采用积层法在有机树脂芯板1的非焊盘侧表面若干次循环制作得到
目标层数的第二连接线路11。
[0116]
采用积层法在预设芯片7非焊盘侧多次循环制作得到目标层数导电线路层,导电线路层包括导电线路、绝缘介质;导电线路的制作优选半加成法,也可以使用减成法;根据导电线路精细程度选择光阻材料,光阻材料优选干膜。根据导电线路精细程度选择绝缘介质,绝缘介质层优选abf,也可以使用玻璃纤维布增强的环氧树脂。
[0117]
制作形成第二连接线路11的过程为现有技术,在此不再赘述。
[0118]
可选地,还包括在第一连接线路和第二连接线路表面制作表面处理层的步骤。
[0119]
在本发明提供的底部封装体的制作方法中,采用有机树脂芯板辅助芯片塑封,既可以低成本、高良率制作互连金属柱,又可以提高芯片塑封层的机械强度,尤其适用于大尺寸先进封装,还可以减少塑封料的用量,降低塑封的材料成本。除此之外,采用有机树脂芯板辅助芯片塑封,可以提高封装体的抗翘曲能力,有利于实现更大尺寸的封装体以及提高封装产品的集成度。采用硬质临时载体辅助塑封芯片,具体而言,选择热膨胀较小且各向同性的硬质临时载体,可以显著提高芯片塑封时芯片位置偏移的可预测性以及芯片塑封后的位置精度,还有利于提高芯片焊盘侧导电线路与芯片的对位精度。采用硬质临时载体辅助线路制作,具体而言,选择高平整度硬质临时载体,结合研磨技术,可以在芯片焊盘侧得到高平整度的表面,有利于在芯片焊盘侧制作高精度导电线路,提高芯片封装密度。
[0120]
参见图2,是本发明一实施例提供的堆叠封装结构的制作方法的流程,所述方法包括:
[0121]
s201、获取根据上述底部封装体的制作方法所制作的底部封装体;
[0122]
参见前实施例中图3-1至图3-13,根据上述底部封装体制作方法来制作底部封装体,在此不再赘述。
[0123]
s202、在底部封装体的上侧贴装顶部封装体,将底部封装体的下侧焊接到印制电路板上。
[0124]
在一示例中,参见图3-14,在底部封装体的预设芯片焊盘侧的第一连接线路表面植球,形成bga(ball gird array,球栅阵列封装)锡球12,参见图3-15,将底部封装体焊接至印制电路板13上,并点胶实现封装体底部填充。参见图3-16,在底部封装体的芯片非焊盘侧导电线路表面贴装顶部封装芯片15和被动元件14,其中,如果顶部封装芯片是倒装焊接,那么还需要点胶实现顶部封装体底部填充。
[0125]
点胶所使用的填充剂为非导电胶或毛细管底部填充胶。
[0126]
在一示例中,顶部封装体倒装在埋入芯片的焊盘侧,参见图4-1,即在底部封装体的预设芯片7非焊盘侧的第二连接线路11表面植球,形成bga锡球12,参见图4-2,将底部封装体焊接至印制电路板13上,并点胶实现封装体底部填充。参见图4-3,在底部封装体的芯片7焊盘侧导电线路表面贴装顶部封装芯片15和被动元件14,这样的好处是缩短了埋入芯片7与顶部封装体间的互连距离,有利于降低信号传输损耗,但缺点是芯片扇出线路密度即与印制电路板互连焊球数量受限于互连金属柱的密度,因此只能适合输入输出数较少的芯片。
[0127]
在本发明提供的堆叠封装结构的制作方法中,与常规堆叠封装技术相比,同时具备了线路精细、芯片漂移小以及可预测性好的优点。采用有机树脂芯板制作三维互连结构具有制作成本低、塑封料流胶距离短、加工转运难度低以及抗翘曲能力好的优点,规避了常
规堆叠封装方案的缺点。
[0128]
参见图3-13,是本发明一实施例提供的底部封装体的示意图,底部封装体包括:
[0129]
有机树脂材料的有机树脂芯板1,有机树脂芯板1具有通孔,通孔内电镀有互连金属柱3;
[0130]
有机树脂芯板1上开有通槽,通槽内塑封有预设芯片7;塑封的预设芯片7的焊盘从中露出;
[0131]
有机树脂芯板1的焊盘侧形成有第一连接线路10;有机树脂芯板1的非焊盘侧形成有第二连接线路11。
[0132]
在一示例中,预设芯片7非焊盘侧与有机树脂芯板1之间还设置有芯片贴附膜16。
[0133]
本发明提供的底部封装体,芯片被嵌入在一个有机树脂芯板中,三维互连结构由有机树脂芯板制作,因此,三维互连结构的密度低,效率高、成本低,除此之外,芯板结构的有机树脂具有流动距离短的特点,有利于提高芯片的贴装精度。本发明采用硬质临时载体,芯片焊盘侧经过研磨,表面平整度高,因此可以制作更精细的线路。
[0134]
参见图5,是本发明一实施例提供的堆叠封装结构的示意图,堆叠封装结构包括:
[0135]
上述底部封装体18、印制电路板19以及顶部封装体17,顶部封装体17包括:顶部封装芯片以及被动元件;
[0136]
底部封装体18通过第二连接线路安装在印制电路板19上,顶部封装体17中的顶部封装芯片和被动元件安装在底部封装体18的第一连接线路上。
[0137]
参见图6,是本发明一实施例提供的堆叠封装结构的示意图,堆叠封装结构包括:
[0138]
上述底部封装体18、印制电路板19以及顶部封装体17,顶部封装体17包括:顶部封装芯片以及被动元件;
[0139]
底部封装体18通过第一连接线路安装在印制电路板19上,顶部封装体17中的顶部封装芯片和被动元件安装在底部封装体18的第二连接线路上。
[0140]
本发明提供的堆叠封装结构,与常规堆叠封装结构相比,同时具备了线路精细、芯片漂移小以及可预测性好的优点。采用有机树脂芯板制作三维互连结构具有制作成本低、塑封料流胶距离短、加工转运难度低以及抗翘曲能力好的优点,规避了常规堆叠封装方案的缺点。
[0141]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征:1.一种底部封装体的制作方法,其特征在于,包括:在有机树脂芯板上加工通孔,并进行电镀,在所述通孔内形成互连金属柱;在电镀后的所述有机树脂芯板上加工通槽,将加工通槽过后的所述有机树脂芯板固定于硬质临时载体上;在所述硬质临时载体上方的所述通槽内放置预设芯片,使所述预设芯片的焊盘侧远离所述硬质临时载体;从所述预设芯片的焊盘侧塑封所述通槽内的所述预设芯片,并对塑封后的有机树脂芯板的焊盘侧进行研磨,以露出所述预设芯片的焊盘;在研磨后的有机树脂芯板的焊盘侧制作形成第一连接线路;解除所述硬质临时载体,在所述预设芯片的非焊盘侧制作形成第二连接线路,形成所述底部封装体。2.如权利要求1所述的底部封装体的制作方法,其特征在于,所述将加工通槽过后的所述有机树脂芯板固定于硬质临时载体上包括:在加工通槽过后的所述有机树脂芯板的一侧粘贴粘结胶;切割掉所述通槽处的所述粘结胶;将所述有机树脂芯板贴有所述粘结胶的一侧贴附于所述硬质临时载体上。3.如权利要求1所述的底部封装体的制作方法,其特征在于,在所述硬质临时载体上方的所述通槽内放置预设芯片,使所述预设芯片的焊盘侧远离所述硬质临时载体具体包括:将所述预设芯片的非焊盘侧贴附芯片贴附膜;通过所述芯片贴附膜将所述预设芯片贴附于所述硬质临时载体上方的所述通槽内。4.如权利要求2和3所述的底部封装体的制作方法,其特征在于,所述硬质临时载体靠近所述有机树脂芯板的一侧有离型层,所述粘结胶和所述芯片贴附膜贴附于所述离型层上。5.如权利要求3所述的底部封装体的制作方法,其特征在于,还包括:解除所述硬质临时载体后,去除部分所述芯片贴附膜,使剩余部分的所述芯片贴附膜的表面低于或平齐于所述预设芯片的非焊盘侧处有机树脂芯板表面。6.如权利要求1所述的底部封装体的制作方法,其特征在于,所述在研磨后的有机树脂芯板的焊盘侧制作形成第一连接线路具体包括:采用积层法在所述预设芯片的焊盘侧进行若干次循环导电线路制作,每次均采用半加成法进行制作,得到预设层数的第一连接线路。7.如权利要求1所述的底部封装体的制作方法,其特征在于,所述在所述预设芯片的非焊盘侧制作形成第二连接线路具体包括:通过减成法在所述有机树脂芯板的非焊盘侧表面的互连金属柱位置处制作连接盘;所述连接盘的直径大于所述互连金属柱的直径;采用积层法在所述有机树脂芯板的非焊盘侧表面多次循环制作得到目标层数的第二连接线路。8.如权利要求1所述的底部封装体的制作方法,其特征在于,还包括在所述第一连接线路和所述第二连接线路表面制作表面处理层的步骤。9.一种堆叠封装结构的制作方法,其特征在于,包括:
获取根据权利要求1-8任意一项所述底部封装体的制作方法所制作的底部封装体;将所述底部封装体的一侧焊接到印制电路板上,在所述底部封装体的另一侧贴装顶部封装体。10.一种底部封装体,其特征在于,包括:有机树脂材料的有机树脂芯板,所述有机树脂芯板具有通孔,所述通孔内电镀有互连金属柱;所述有机树脂芯板上开有通槽,所述通槽内塑封有预设芯片;塑封的所述预设芯片的焊盘从中露出;所述有机树脂芯板的焊盘侧形成有第一连接线路;所述有机树脂芯板的非焊盘侧形成有第二连接线路。11.一种堆叠封装结构,其特征在于,包括:权利要求9所述的底部封装体、印制电路板以及顶部封装体,所述顶部封装体包括:顶部封装芯片以及被动元件;所述底部封装体通过第二连接线路或第一连接线路安装在所述印制电路板上,所述顶部封装体中的所述顶部封装芯片和所述被动元件安装在所述底部封装体的所述第一连接线路或所述第二连接线路上。
技术总结本发明公开了一种底部封装体及其制作方法以及堆叠封装结构及其制作方法,底部封装体的制作方法包括:在有机树脂芯板上加工通孔,并进行电镀,在通孔内形成互连金属柱;在电镀后的有机树脂芯板上加工通槽,将加工通槽过后的有机树脂芯板固定于硬质临时载体上;在硬质临时载体上方的通槽内放置预设芯片,使预设芯片的焊盘侧远离硬质临时载体;从预设芯片的焊盘侧塑封通槽内的预设芯片,并对塑封后的有机树脂芯板的焊盘侧进行研磨,以露出预设芯片的焊盘;在研磨后的有机树脂芯板的焊盘侧制作形成第一连接线路;解除硬质临时载体,在预设芯片的非焊盘侧制作形成第二连接线路。采用本发明,三维互连结构的密度高、制作成本低、芯片表面线路更精细。面线路更精细。面线路更精细。
技术研发人员:朱凯 黄立湘 缪桦
受保护的技术使用者:深南电路股份有限公司
技术研发日:2022.07.21
技术公布日:2022/11/1