[發明專利]基于柔性基板的三維多芯片存儲系統封裝結構及制作方法

在審

• 申請號: 201310721105.1
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103715184A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 徐健;陸原;孫鵬
• 申請（專利權）人: 華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司
• 主分類號: H01L25/065
• 分類號: H01L25/065;H01L23/13;H01L23/31;H01L21/98
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 任益

技術領域

本發明涉及微電子行業基板封裝技術領域，具體涉及一種基于柔性基板的三維多芯片存儲系統封裝結構及其制作方法。

背景技術

隨著微電子技術的發展，微電子處理功能的復雜、多樣化，使得微電子中基板中的電子元件的集成密度越來越大，勢必增加微組裝密度和集成度的驟然提高，在有限的空間內成倍提高封裝密度，或實現電子設計功能，解決空間、互連受限問題，是當前封裝的主流。在成本允許的條件下，采用SIP的封裝技術可以提升存儲容量，或者拓展產品的內存位寬，適應新一代高位寬、高速、大容量存儲芯片的需求。

????各種器件如Flash，CPU等與DRAM相配合后形成的多晶片SIP的封裝形式，其單顆器件就獨立構成一個系統，如MCP，eMCP。這樣的系統，其發展主要是朝著滿足高容量和高效能兩個方向，封裝形式一般采用FBGA或者PBGA形式。而在有限的空間實現高容量的要求，業界對其內部結構發展出各種堆疊技術，比如，引線鍵合（Stack?by?wire?bond）、層疊封裝（Package-on-package）、線路重布技術（RDL-Wire?bond），垂直式連接工藝技術(Vertical?interconnection?process)，金線-金線內連接技術(Gold?to?Gold?interconnection;?GGI)與PIP(Package?in??Package)工藝技術。這些技術雖然在空間上提高了封裝體的容量或功能，但是對產品的成本和信號方面產生了較大的影響。往往會發現某些產品的封裝成本高居不下，而產品的信號完整性也得不到保證，嚴重影響產品的性能及可靠性。

因此，SIP產品的封裝結構設計，對整個產品制造成本、性能、可靠性等各個方面都具有舉足輕重的作用，從而決定了產品的市場競爭力。

一般基于多晶片封裝存儲系統，采用的是FBGA的封裝形式。?見圖1，以eMCP的封裝外形結構為例：

其內部結構包括LPDDR2晶片1，閃存晶片2和控制晶片3以及若干顆電阻電容4。將晶片依次堆疊在PCB板子5上，通過引線6和PCB板將信號連接到封裝體外面的錫球7上面。

現有技術方案的缺點：

1）.封裝加工成本高：

FBGA封裝由于采用在PCB單面打線，且堆疊層數較多，線弧的跨度比較大，導致金線用量比較大，且在塑封的時候，線弧之間容易發生短路，增加了加工成本。

2）.信號網絡數量多，基板設計困難且成本高，信號完整性不理想?：

系統在信號網絡較多的時候，各個網絡之間的走線相對較密，傳統的FBGA由于在結構上的限制，往往封裝基板需要設計4層以上，其成本會大大增加。且由于信號過密，信號之間容易發生串擾，影響信號的完整性，特別對于高速信號。?

另外傳統的WB工藝，為提高產品制成能力，需要對基板進行電鍍處理，基板上面需要有電鍍導線來導通電流進行電鍍。而傳統FBGA封裝，由于結構上的限制，拉出電鍍導線比較困難，所以往往需要采用NPL工藝，導致封裝基板成本的進一步上升。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種基于柔性基板的三維多芯片存儲系統封裝結構，有效保證高速信號線的信號完整性，同時大大降低了晶片材料和封裝的成本，從而提高了市場競爭能力。本發明同時還提供了一種基于柔性基板的三維多芯片存儲系統封裝結構的制造方法。

其技術方案如下：?

一種基于柔性基板的三維多芯片存儲系統封裝結構，其包括柔性基板，所述柔性基板上連接第一芯片、第二芯片、電容或者電阻，所述第一芯片和所述第二芯片分別通過金屬引線連接所述柔性基板背面，其特征在于：所述柔性基板彎曲成型，所述第一芯片連接所述第二芯片，成型所述第一芯片和所述第二芯片的疊加，所述第一芯片和所述第二芯片與所述柔性基板間的空隙處設置有灌封料。

其進一步地：所述第一芯片和所述第二芯片與所述柔性基板通過焊接連接，所述第一芯片通過焊接連接所述第二芯片；所述柔性基板上設置有植球；所述柔性基板上對應所述第一芯片和所述第二芯片分別設置有開槽口，所述金屬引線一端分別通過所述開槽口連接所述第一芯片和所述第二芯片上的焊盤（pad），所述金屬引線另一端分別連接所述柔性基板。

一種基于柔性基板的三維多芯片存儲系統封裝結構的制造方法，包括以下步驟：

（1）、在柔性基板設計制造中預先制作多個開槽口；

（2）、將電阻電容與柔性基板上面的焊盤互聯，以達到信號聯通，將多塊芯片的焊盤（pad）面對準柔性基板的開槽口，并將芯片與柔性基板進行物理焊接在一起；