[實用新型]一種多芯片圓片級封裝結構

有效

• 申請號: 201220371003.2
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN202695427U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 張黎;賴志明;陳棟;陳錦輝;徐虹
• 申請（專利權）人: 江陰長電先進封裝有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L23/29
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓然

技術領域

本實用新型涉及一種多芯片圓片級封裝結構，屬于半導體芯片封裝技術領域。

背景技術

在當前的半導體行業中，電子封裝已經成為行業發展的一個重要方面。幾十年的封裝技術的發展，使高密度、小尺寸的封裝要求成為封裝的主流方向。

隨著電子產品向更薄、更輕、更高引腳密度、更低成本方面發展，采用單顆芯片封裝技術已經逐漸無法滿足產業需求，一種新的封裝技術——圓片級封裝技術的出現為封裝行業向低成本封裝發展提供了契機。傳統多芯片封裝技術中，芯片與芯片之間的對話通過基板實現，即芯片信號傳輸必須在基板上傳輸一圈才能到達另外的一個芯片，甚至需要到印刷電路板上傳輸才能實現信號的交流，這大大損失了信號的傳輸速度和增加了封裝模塊的功率消耗，與提倡綠色能源的現代社會理念矛盾。

多芯片圓片級封裝方法，其將多個芯片通過重構圓片和圓片級再布線的方式，實現多芯片結構封裝，最終切割成單顆封裝體。但其仍存在如下不足：

1）、目前的多芯片圓片級封裝多采用二維平面排布模式，實現的芯片數量和封裝體積受到限制；

2）、芯片外面包覆塑封料，塑封料為環氧類樹脂材料，其強度偏低，使封裝結構的支撐強度不夠，在薄型封裝中難以應用；

3）、現有結構在封裝工藝中由于重構晶圓熱膨脹系數較硅片大很多，工藝過程中產品翹曲較大，設備可加工能力較低，產品封裝良率損失較大；

4）、現有工藝為滿足低的熱膨脹系數，所使用的塑封料如環氧類樹脂材料較為昂貴，不利于產品的低成本化。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種封裝成本低、封裝結構支撐強度高、封裝良率高、實現多個芯片在三維空間面對面排布、適用于薄型封裝的圓片級芯片封裝結構。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種多芯片圓片級封裝結構，它包括帶有芯片電極Ⅰ的IC芯片Ⅰ、帶有芯片電極Ⅱ的IC芯片Ⅱ、金屬微結構、高密度布線層、硅腔體、鍵合層和焊球凸點，所述金屬微結構包括金屬柱和設置在金屬柱頂部的金屬微凸點，所述高密度布線層包括介電層和設置在介電層內部的再布線金屬走線，所述硅腔體包括硅本體，所述硅本體正面設有硅腔，

所述再布線金屬走線的上下端設置有金屬電極，所述金屬電極包括金屬電極Ⅰ、金屬電極Ⅱ和金屬電極Ⅲ，所述金屬電極Ⅰ設置在再布線金屬走線的上端，金屬電極Ⅱ和金屬電極Ⅲ設置在再布線金屬走線的下端；

所述IC芯片Ⅰ和IC芯片Ⅱ分別通過金屬微結構設置在高密度布線層的上表面和下表面，所述IC芯片Ⅰ扣置在硅腔內，所述IC芯片Ⅰ與IC芯片Ⅱ為同質芯片或異質芯片，IC芯片Ⅰ包括一個或一個以上同質芯片或異質芯片，IC芯片Ⅱ包括一個或一個以上同質芯片或異質芯片，所述高密度布線層與硅腔體通過鍵合層鍵合；

所述焊球凸點與金屬電極Ⅲ的下端面連接。

所述IC芯片Ⅰ與IC芯片Ⅱ在高密度布線層的上下表面面對面排列。

所述IC芯片Ⅰ與IC芯片Ⅱ在高密度布線層的上下表面面對面交錯排列。

所述芯片電極Ⅰ通過金屬微結構與金屬電極Ⅰ的上端面連接。

所述芯片電極Ⅱ通過金屬微結構與金屬電極Ⅱ的下端面連接。

所述封裝結構還包括填充料。

所述填充料設置在金屬微結構與金屬微結構之間以及金屬微結構的外圍空間。

所述填充料設置在芯片、高密度布線層和硅腔之間的空間。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的特點是多個芯片不僅可以在二維平面布局，在三維空間也可以實現多個芯片的面對面的排布，最大限度的減小了信號傳輸的路線，同時降低了封裝體積。

在芯片的外層不僅包覆有由包封樹脂形成的包封料層，而且還有一帶有硅腔的硅腔體，包覆有包封樹脂的芯片扣置在硅腔內，質地堅硬的硅腔體給多芯片結構一牢固的支撐，有利于圓片級封裝中的薄型封裝的推進。

硅腔體取代原有結構的包封樹脂，克服了傳統圓片級多芯片封裝結構在封裝工藝中由于重構圓片產生的翹曲，提高了產品的良率。

同時，低熱膨脹系數的硅取代較為昂貴的包封樹脂，有利于降低產品生產成本，適合現代產業的發展需求。

附圖說明

圖1為本實用新型一種多芯片圓片級封裝結構的實施例一的示意圖。?

圖2為本實用新型一種多芯片圓片級封裝結構的實施例二的示意圖。?

圖3為本實用新型一種多芯片圓片級封裝結構的實施例三的示意圖。?

圖中：?

IC芯片Ⅰ1

IC芯片Ⅰa1101