[發明專利]半導體芯片堆疊封裝結構及其工藝

無效

• 申請號: 201110458191.2
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103187404A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 劉勝;陳潤;陳照輝;劉孝剛;李操
• 申請（專利權）人: 劉勝
• 主分類號: H01L25/00
• 分類號: H01L25/00;H01L23/31;H01L21/50
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 李平

1.一種半導體芯片堆疊封裝結構，包括數個半導體芯片，封裝基板、塑封材料，其特征在于按上下次序最底下的半導體芯片A有源表面朝下，經焊球陣列將半導體芯片A連接到封裝基板的電路層上，半導體芯片A下表面充填底部填充料，借助粘合層將半導體芯片B粘合在半導體芯片A背面，半導體芯片C、半導體芯片D以及以上的半導體芯片呈層狀堆疊在半導體芯片B上方，經焊線將半導體芯片B、半導體芯片C、半導體芯片D及以上的半導體芯片上的焊盤與封裝基板上電路層相連，堆疊封裝結構的封裝芯片呈層狀堆疊布置。

2.根據權利要求1所述的一種半導體芯片堆疊封裝結構，其特征在于所述半導體芯片A為倒裝結構，半導體芯片B、半導體芯片C、半導體芯片D及以上的半導體芯片為正裝結構。

3.根據權利要求1所述的一種半導體芯片堆疊封裝結構，其特征在于所述半導體芯片A通過焊料球陣列與封裝基板連接，焊球陣列的間距為0.050～0.500mm，焊球直徑為0.050～0.500mm，焊球的成份為Pb/Sn，SnAgCu，SnAg，焊球陣列可以呈完全分布或部分分布。

4.根據權利要求1所述的一種半導體芯片堆疊封裝結構，其特征在于所述半導體芯片B的上方可以選擇性的堆疊一層或者多層半導體芯片，半導體芯片之間經粘合層與間隔層固定，通過間隔層預留出焊線的空間。

5.根據權利要求1所述的一種半導體芯片堆疊封裝結構，其特征在于所述塑封材料將所有半導體芯片以及焊線密封在封裝基板上。

6.根據權利要求1所述的一種半導體芯片堆疊封裝結構，其特征在于所述所有的半導體芯片表面的焊盤、焊線材料可采用金、銅或鋁等金屬。

7.根據權利要求1所述的一種半導體芯片堆疊封裝結構，其特征在于所述粘合層采用有機高分子銀膠，或者無機高分子銀膠。

8.根據權利要求1所述的一種半導體芯片堆疊封裝結構，其特征在于所述封裝基板采用硅基板，陶瓷基板，塑料基板。

9.一種半導體芯片堆疊封裝結構的封裝工藝，其特征在于依次包含以下步驟：

(1)制備封裝用的封裝基板；

(2)制備半導體芯片A下表面的凸點焊球，采用焊料焊接、熱壓焊接，或者熱聲焊接方式將半導體芯片A下表面凸點焊球焊接在封裝基板上表面的焊盤上，半導體芯片A經焊料球陣列與封裝基板上焊盤相連；

(3)在半導體芯片A下表面外圍注射底部填充料并完成固化；

(4)通過粘合層將半導體芯片B固定在半導體芯片A的上表面；

(5)通過粘合層和間隔層將半導體芯片C固定在半導體芯片B的上表面，并在間隔層為焊線預留空間；

(6)通過粘合層和間隔層將半導體芯片D固定在半導體芯片C的上表面，并在間隔層為焊線預留空間；

(7)通過粘合層和間隔層將半導體芯片E固定在半導體芯片D的上表面，并在間隔層為焊線預留空間；

(8)在半導體芯片B、半導體芯片C、半導體芯片D以及半導體芯片E上表面的焊盤和封裝基板上焊盤之間采用超聲鍵合、熱壓鍵合，或熱超聲鍵合工藝焊接焊線，實現電連接；

(9)通過塑封工藝將所有半導體芯片和焊線密封封裝；

(10)在封裝基板下表面的焊盤上通過絲網印刷工藝、電鍍或者蒸鍍工藝涂布焊料，再通過回流制備焊球，通過封裝基板內部電路與封裝基板下表面的焊球連接。