[實用新型]一種半導體器件的系統級封裝結構

有效

• 申請號: 201020107008.5
• 申請日: 2010-02-03
• 公開（公告）號: CN201608174U
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 吳曉純;王洪輝;施建根;沈海軍;朱海青;高國華;楊國繼
• 申請（專利權）人: 南通富士通微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本實用新型涉及半導體封裝技術領域中的一種半導體器件的系統級封裝結構，特別是涉及一種應用于半導體器件系統級塑料封裝時可以把大尺寸芯片懸空放置在小尺寸芯片正上方的技術。

背景技術

目前半導體集成電路和半導體器件是所有電子產品最重要的組成部分，其中數量最大的是采用塑料封裝的集成電路和分立器件。為了使得塑料封裝后的半導體器件具有更強大的功能，把多種功能芯片，包括如處理器、存儲器等功能芯片甚至還可以是電容等被動元件集成在一個封裝體內，從而實現一個基本完整的功能，通常稱這種封裝型式為系統級封裝。

在系統級封裝中，如果需要把不同尺寸的芯片和被動元件封裝在一個封裝體內，通常的封裝方法是把不同尺寸的芯片并排裝配在基板上，如圖1。其塑料封裝的主要流程如下：先把被動元件1用焊膏2安裝在基板4上的焊盤3上，接著分別把第一芯片5用第一絕緣膠膜6裝在基板4上，把第二芯片8用第二絕緣膠膜9裝在基板4上，再把第一芯片5與第二芯片8分別用第一焊線7和第二焊線10與基板4上的對應焊盤3進行電氣連接，最后用塑封料11把第一芯片5、第二芯片8、被動元件1、第一焊線7與第二焊線10、第一絕緣膠膜6與第二絕緣膠膜9以及焊膏2等全部器件和材料包封，其中，第一芯片5的尺寸小于第二芯片8。基板4中的焊盤3通過與基板4中的銅布線12與基板4中的焊墊13聯接，從而實現被塑封料11包封的器件與外界的電氣連接，其中，焊墊13可以直接作為整個系統級封裝體的輸入輸出端子，如圖1；也可以在焊墊13上再焊接焊球14，焊球14作為整個系統級封裝體的輸入輸出端子，其封裝形式如圖2。這種半導體器件的系統級封裝結構和制造方法的不足之處是封裝體積大和封裝密度低。

另外一種公知的方法如圖3與圖4所示。其塑封封裝主要流程如下：先把被動元件1用焊膏2安裝在基板4上的焊盤3上，接著把第二芯片8用第二絕緣膠膜9裝在基板4上，再把第一芯片5用第一絕緣膠膜6裝在第二芯片8上，然后先用第二焊線10把第二芯片8與基板4上對應的焊盤3連接，再用第一焊線7把第一芯片5與基板4上對應的焊盤3連接，最后用塑封料11把第一芯片5、第二芯片8、被動元件1、第一焊線7與第二焊線10、第一絕緣膠膜6與第二絕緣膠膜9以及焊膏2等全部器件和材料包封，其中，第一芯片5的尺寸小于第二芯片8。基板4中的焊盤3通過與基板4中的銅布線12與基板4中的焊墊13聯接，從而實現被塑封料11包封的器件與外界的電氣連接，其中焊墊13可以直接作為整個系統級封裝體的輸入輸出端子，如圖3；也可以在焊墊13上再焊接焊球14，焊球14作為整個系統級封裝體的輸入輸出端子，其封裝形式如圖4。這種半導體器件的系統級封裝結構和制造方法的不足之處是封裝密度低，更大的不足是當第一芯片5是射頻電路時，連接基板4上的焊盤3的第一焊線7太長會導致頻率響應差，無法滿足系統級封裝的電氣性能要求。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種半導體器件的系統級封裝結構，使得半導體器件的系統級封裝結構封裝尺寸小，封裝密度高，并且頻率響應好。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種半導體器件的系統級封裝結構，包括被動元件、基板、焊盤、第一芯片、第二芯片和塑封料，其中，所述的第一芯片的尺寸小于所述的第二芯片，所述的被動元件安裝在所述的基板上的焊盤上，所述的第一芯片安裝在所述的基板上，并與基板上的焊盤通過第一焊線實現電氣連接；所述的第一芯片周圍有所述的被動元件；所述的第二芯片懸空放置在所述的第一芯片的正上方；所述的第二芯片安裝在所述的被動元件上或在高導熱材料制成的幾何體上，并與基板上的焊盤通過第二焊線實現電氣連接；所述的塑封料把所述的第一芯片、第二芯片、被動元件、第一焊線和第二焊線包封，形成封裝結構單元；所述的半導體器件的系統級封裝結構由至少一個所述的封裝結構單元組成；所述的基板上的焊盤通過與基板中的銅布線與基板中的焊墊連接。

所述的半導體器件的系統級封裝結構的焊墊上焊有焊球。

所述的半導體器件的系統級封裝結構的第二芯片利用不導電粘結物安裝在所述的被動元件上或在高導熱材料制成的幾何體上；所述的第一芯片利用不導電粘結物安裝在所述的基板上。

所述的半導體器件的系統級封裝結構的不導電粘結物為絕緣膠或絕緣膠膜。

所述的半導體器件的系統級封裝結構的被動元件用焊膏安裝在所述的基板上的焊盤上。

所述的半導體器件的系統級封裝結構的封裝結構單元以矩陣形式排列。

有益效果