[實(shí)用新型]一種三維疊層封裝結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520176383.8
• 申請(qǐng)日: 2015-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204464262U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張黎;賴志明;陳棟;陳錦輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰長(zhǎng)電先進(jìn)封裝有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/485
• 分類號(hào): H01L23/485;H01L23/535;H01L21/60;H01L21/768
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 彭英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種三維疊層封裝結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體封裝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在當(dāng)前的半導(dǎo)體行業(yè)中，電子封裝已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方面。幾十年的封裝技術(shù)的發(fā)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(chǎn)品向更薄、更輕、更高引腳密度、更低成本方面發(fā)展，采用單顆芯片封裝技術(shù)已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足產(chǎn)業(yè)需求，傳統(tǒng)多芯片封裝技術(shù)中，芯片與芯片之間的對(duì)話通過(guò)基板實(shí)現(xiàn)，即芯片信號(hào)傳輸必須在基板上傳輸一圈才能到達(dá)另外的一個(gè)芯片，甚至需要到印刷電路板上傳輸才能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的交流，這大大損失了信號(hào)的傳輸速度，增加了封裝模塊的功率消耗，尤其是在多種芯片封裝形成模塊的時(shí)候，與現(xiàn)代社會(huì)提倡的綠色能源的理念矛盾。另一方面，多芯片封裝采用在同一基板上肩并肩排列或者現(xiàn)有的三維堆疊的連接均會(huì)因基板而導(dǎo)致較大的封裝面積，無(wú)法因應(yīng)微電子封裝發(fā)展的長(zhǎng)期趨勢(shì)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述工藝結(jié)構(gòu)的不足，提供一種不依賴封裝基板、實(shí)現(xiàn)多芯片疊層封裝且實(shí)現(xiàn)封裝尺寸小型化、并提升封裝密度和封裝性能的三維疊層封裝結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本實(shí)用新型一種三維疊層封裝結(jié)構(gòu)，其包括面對(duì)面設(shè)置的芯片Ⅰ和芯片Ⅱ，所述芯片Ⅰ為兩個(gè)或兩個(gè)以上，且橫向和/或縱向分布，所述芯片Ⅱ?yàn)閮蓚€(gè)或兩個(gè)以上，且橫向和/或縱向分布，

所述芯片Ⅰ由背面嵌入包封體Ⅰ內(nèi)，所述包封體Ⅰ的上表面露出芯片Ⅰ的正面，所述芯片Ⅰ的正面和包封體Ⅰ的上表面設(shè)置再鈍化層，所述再鈍化層于芯片Ⅰ的芯片電極的上方形成再鈍化層開(kāi)口，所述再鈍化層開(kāi)口露出芯片Ⅰ的芯片電極的上表面，

所述再鈍化層的表面選擇性地設(shè)置再布線金屬層Ⅰ和包封體Ⅱ，所述再布線金屬層Ⅰ通過(guò)再鈍化層開(kāi)口與芯片Ⅰ的芯片電極連接，所述芯片Ⅱ倒裝至再布線金屬層Ⅰ的上表面，所述包封體Ⅱ包封芯片Ⅱ和再布線金屬層Ⅰ；

于所述包封體Ⅱ的上表面開(kāi)設(shè)通孔，所述通孔位于所述芯片Ⅰ的正面的垂直區(qū)域之外的芯片Ⅱ的四周，且直達(dá)芯片Ⅱ的四周的再布線金屬層Ⅰ的上表面，

所述包封體Ⅱ的上表面和通孔內(nèi)選擇性地設(shè)置再布線金屬層Ⅱ和表面保護(hù)層，所述再布線金屬層Ⅱ于該通孔的底部與再布線金屬層Ⅰ連接、并于該包封體Ⅱ的上表面選擇性地設(shè)置再布線金屬層Ⅱ的輸入/輸出端；

所述表面保護(hù)層覆蓋所述再布線金屬層Ⅱ的輸入/輸出端以外的再布線金屬層Ⅱ的表面和包封體Ⅱ裸露的上表面。

本實(shí)用新型還包括加強(qiáng)層，所述加強(qiáng)層設(shè)置于包封體Ⅰ的下表面，并與包封體Ⅰ之間設(shè)置粘附層。

本實(shí)用新型兩個(gè)相鄰所述芯片Ⅰ之間通過(guò)再布線金屬層連接。

本實(shí)用新型兩個(gè)相鄰所述芯片Ⅱ之間通過(guò)再布線金屬層連接。

本實(shí)用新型所述芯片Ⅱ通過(guò)連接件Ⅰ與再布線金屬層Ⅰ倒裝連接。

本實(shí)用新型所述連接件Ⅰ為焊球、焊塊和/或微金屬凸塊。

本實(shí)用新型所述再布線金屬層Ⅱ的輸入/輸出端設(shè)置焊球、焊塊和/或微金屬凸塊。

本實(shí)用新型所述包封體Ⅱ的上表面高于芯片Ⅱ的水平高度，其高度差h為20～50微米。

?本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三維疊層封裝結(jié)構(gòu)，其通過(guò)采用圓片級(jí)封裝技術(shù)成形的高密度再布線金屬層連接多個(gè)芯片Ⅰ與芯片Ⅱ，從而去除了傳統(tǒng)封裝中的封裝基板，縮短了芯片間的連接距離，再通過(guò)金屬柱和/或另一再布線金屬層將封裝體信號(hào)傳輸至整個(gè)封裝結(jié)構(gòu)的輸入/輸出端，加快了信號(hào)傳輸?shù)乃俣龋?/p>

同時(shí)，多個(gè)芯片Ⅰ與芯片Ⅱ面對(duì)面橫向分布和/或縱向分布連接，替代了傳統(tǒng)的較大的封裝面積的封裝方式，如多芯片采用在同一基板上肩并肩排列封裝方式或者采用基板連通的三維堆疊的連接封裝方式，降低了封裝體的封裝體積，實(shí)現(xiàn)了芯片封裝尺寸的小型化，提升了封裝密度和封裝性能，有利于圓片級(jí)封裝技術(shù)在薄型封裝結(jié)構(gòu)中的推進(jìn)，符合綠色能源的現(xiàn)代社會(huì)理念，從而因應(yīng)了微電子封裝發(fā)展的長(zhǎng)期趨勢(shì)。

為讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種三維疊層封裝結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的剖面示意圖；

圖2為圖1中芯片Ⅱ與通孔的橫向分布狀態(tài)示意圖；

圖3為圖1中芯片Ⅰ與芯片Ⅱ縱向分布狀態(tài)示意圖；

其中：

芯片Ⅰ1

芯片電極13

芯片電極開(kāi)口131

芯片表面鈍化層15

包封體Ⅰ2