[發明專利]一種DRAM雙芯片堆疊封裝結構和封裝工藝

有效

• 申請號: 201310142301.3
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103236425A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 戶俊華;劉昭麟;栗振超;孟新玲
• 申請（專利權）人: 山東華芯半導體有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L23/492;H01L21/60
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 丁修亭

技術領域

本發明涉及一種DRAM雙芯片堆疊封裝結構和封裝工藝，DRAM是Dynamic?Random?Access?Memory的縮略語，即動態隨機存取存儲器。

背景技術

現代社會信息量爆炸增長，離不開電子產品-尤其是消費類電子產品的快速發展及普及，?各式各樣的電子產品為人們的生活、學習、工作帶來了便利。

隨著科技的不斷發展以及消費者對電子產品要求的提高，手機及其他消費電子功能不斷多元化，性能快速提升、速度不斷提高，而尺寸向著輕、薄、短、小的趨勢邁進。為此，集成電路通過以下兩種途徑以縮小產品體積及減輕產品重量，第一種為SOC（System?On?Chip），即系統級芯片，將存儲器、處理器、模擬電路、數字電路、接口電路等集成在一個芯片上，以實現語音、圖像、數據處理等功能；第二種是SIP（System?in?package），即系統級封裝，將多種功能的集成電路芯片組合在一個封裝體中，以實現與SOC相同的功能。

就集成電路封裝技術而言，為滿足輕薄短小的設計理念，出現了以堆疊封裝、TSV、CSP及WLP為代表的先進封裝形式。芯片堆疊封裝作為3D封裝的一種，以其功能更強、性價比更高的特點逐漸取代傳統的單芯片封裝，順應了電子產品向高集成度、多功能及小型化發展的趨勢。最近的半導體設備與材料國際組織（SEMI）和TechSearch?International研究報告表明，從2008到2010年芯片堆疊封裝有望以年均12%的增長率發展，然而，制造方面卻面對一個挑戰，就是芯片去放與材料方面的挑戰，且日益突出，在于傳統的芯片裝片膠工藝已不能像裝片膜一樣為超薄芯片提供足夠的機械支撐、產能和良品率。

雙芯片封裝是一種簡單的堆疊封裝，傳統的一些封裝工藝勉強可用，對于此類型封裝來說，受每個芯片必須具有自己的數據傳輸通道（如輸入/輸出接口），且必須配備支撐其電路功能的電源線路的影響，使得其結構與傳統的封裝對象具有較為明顯的區別。

目前，傳統的DRAM雙芯片封裝結構主要有兩種：一為采用FOW（Film?Over?Wire）膜的雙芯片封裝，是一種與傳統裝片膜封裝工藝最接近的一種封裝工藝，FOW膜集裝片膜盒劃片膜的功能于一身，其封裝結構如圖2所示，該結構的主要特點是對于裝片后無需熱固化處理的FOW材料，圓片層粘到FOW膜13b上劃片，然后第一芯片12b和第二芯片11b裝片，接著進行引線鍵合和塑封。在圖2所示的結構中，作為鍵合線的金線15b用量比較大，導致成本偏高，且用于鍵合第二芯片11b的金線15b存在一定的金線弧高，如圖2中標號15b所直接指引的金線，導致塑封料16b用量大，并進一步導致封裝體整體偏厚。

另一種傳統的DRAM雙芯片封裝為晶圓進行RDL(Redistribution?layer)的雙芯片封裝，如圖3所示，該封裝結構與上一種封裝結構有一定的相似性，對比圖2與圖3，可以看出其金線15c較圖2中所示的金線15b要少。不過其主要缺點為晶圓RDL費用較高，導致封裝成本增加。同時其也存在與上一種封裝結構一樣的整體偏厚的缺陷。

綜合上述傳統DRAM兩種雙芯片封裝結構，兩者必須在底部和第二芯片中放置FOW膜或者spacer芯片以支撐第二芯片。同時，有些堆疊封裝采用具有導電通孔的中介層，如硅片中開通孔且通孔中灌入銅作為連接通道，此類技術不僅實現難度大，而且銅與中介材料熱膨脹系數不匹配可能導致銅加熱過程中脫離中介層致使封裝可靠性差。

發明內容

為改善傳統DRAM雙芯片堆疊封裝中成本高、封裝體厚度大、可靠性差及電性能差的問題，本發明的目的在于提供一種使用鍵合線較少的DRAM雙芯片堆疊封裝結構，并提供一種該封裝結構的封裝工藝。

本發明采用以下技術方案：

本發明一方面，提供一種DRAM雙芯片堆疊封裝結構，包括第一芯片、第二芯片和設有基板電路的基板，所述第一芯片貼裝在所述基板預定位置，且該第一芯片的有源面為貼裝面的相對面；通過鍵合線與所述基板電氣連接的中介基板的第一面與所述第一芯片電氣連接，而中介基板上與第一面相對的第二面則與所述第二芯片的有源面電氣連接。

上述DRAM雙芯片堆疊封裝結構，所述中介基板與第一芯片、第二芯片間留有填充間隙，從而在填充間隙填充填充劑并固化后形成填充層。

上述DRAM雙芯片堆疊封裝結構，所述中介基板基于倒裝芯片的線路板，相應地在所述第一面和第二面上形成有用于電氣和機械連接的第一面凸點和第二面凸點。

上述DRAM雙芯片堆疊封裝結構，所述第一面凸點和第二面凸點為在選定位置沉積形成的錫球。