[實用新型]一種芯片嵌入式垂直封裝結構

有效

• 申請號: 201520928587.2
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN205194692U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 張黎;龍欣江;賴志明;陳棟;陳錦輝
• 申請（專利權）人: 江陰長電先進封裝有限公司
• 主分類號: H01L23/49
• 分類號: H01L23/49;H01L23/538;H01L23/31;H01L23/373
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 趙華

技術領域

本實用新型涉及一種芯片嵌入式垂直封裝結構，屬于半導體封裝技術領域。

背景技術

隨著半導體硅工藝的發展，芯片的關鍵尺寸越來越小，為了降低成本，在進行芯片制作時傾向于選擇較先進的集成度更高的芯片制作工藝，這就使得芯片的尺寸越來越小，芯片表面的I/O密度也越來越高。但是，與此同時印刷電路板的制造工藝和表面貼裝技術并沒有很大的提升。對于這種I/O密度比較高的芯片，如若進行圓片級封裝，為了確保待封裝芯片與印刷線路板能夠形成互連必須將高密度的I/O扇出為低密度的封裝引腳，亦即進行圓片級芯片扇出封裝，如圖1所示，其待封裝芯片（1-1）通過基板（1-6）實現扇出連接。但隨著便攜式電子設備的進一步發展，像移動電話一類的電子裝置已從單一的通訊工具轉化為綜合多種特性的集成系統，成為有多種用途的精巧工具，現有圓片級芯片扇出封裝結構的不足日益凸顯，具體表現在：

1、現有圓片級芯片扇出封裝結構需要基板（1-6）實現扇出，而對于具有高引腳數的小芯片則需要多層基板（1-6）多次扇出才能與印刷線路板完成互連，不僅增加了不斷增長的互連間距的失配概率和散熱困難，降低了產品的可靠性，而且基板（1-6）的存在使整個封裝結構的厚度無法減小，一般現有圓片級芯片扇出封裝結構的體厚度在700～1500微米；

2、現有圓片級芯片扇出封裝結構需要基板（1-6）實現扇出，往往限制了具有不同功能的各種芯片的加入，不利于便攜式電子設備的集成發展。

發明內容

本實用新型的目的在于克服當前芯片封裝結構的不足，提供一種減薄產品厚度、提高產品可靠性、實現多芯片封裝的芯片嵌入式垂直封裝結構。

本實用新型的目的是這樣實現的：

本實用新型一種芯片嵌入式垂直封裝結構，其包括上表面附有芯片電極及相應電路布局的芯片單體，所述芯片單體的芯片本體的上表面覆蓋芯片表面鈍化層15并開設有芯片表面鈍化層開口，芯片電極的上表面露出芯片表面鈍化層開口151，

還包括薄膜包封體，一個或一個以上所述芯片單體由背面嵌入薄膜包封體內，在所述芯片單體的上表面和薄膜包封體的上表面覆蓋絕緣薄膜層，并于所述芯片電極的上表面開設絕緣薄膜層開口，

在絕緣薄膜層開口內形成凸點下金屬塊，所述凸點下金屬塊的縱截面呈T字狀，所述凸點下金屬塊與芯片電極實現電性連接，在凸點下金屬塊的最外層設有輸入/輸出端，在所述輸入/輸出端處設置連接件，

所述薄膜包封體的背面設置硅基加強板，所述硅基加強板面向薄膜包封體的一面設置結合結構。

進一步地，所述凸點下金屬塊是依次形成銅層、鎳層、金層的銅/鎳/金凸塊。

可選地，在所述芯片表面鈍化層開口內填充先形成鎳層再形成金層的鎳/金層，所述凸點下金屬塊通過鎳/金層與芯片電極實現電性連接。

進一步地，所述結合結構為復數個凸出或者凹陷于所述硅基加強板面向薄膜包封體的那面的紋理結構。

可選地，所述結合結構為棱狀結構、點狀結構、波紋狀結構的一種或任意幾種的組合。

進一步地，所述輸入/輸出端設置于芯片單體的垂直區域之內。

進一步地，所述硅基加強板的厚度范圍為不大于200微米。

可選地，所述硅基加強板的厚度范圍為50～100微米。

可選地，所述硅基加強板的厚度為0微米。

進一步地，所述連接件為焊球、焊塊或金屬凸塊。

相比與現有方案，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型通過薄膜技術結合圓片級再布線金屬層技術和芯片倒裝技術實現單層或多層的扇出封裝結構，以確保待封裝芯片尤其是高引腳數的小芯片或超小芯片與印刷線路板能夠實現高密度的I/O扇出為低密度的封裝引腳，不需要基板、插入件或底部填充，減薄了整個封裝結構；

2、本實用新型采用芯片封裝系統協同設計以及先進的重組晶圓封裝技術和可靠的互連技術，實現了不同功能的多芯片封裝結構，有利于便攜式電子設備的集成發展，同時實現了封裝結構的小型化、薄型化和輕量化；

3、本實用新型運用材料學，采用薄膜材料將待封裝芯片嵌入在其中，使待封裝芯片的前后左右四個面及背面均得到物理和電氣保護，防止外界干擾，提高了封裝產品的可靠性；