[發明專利]一種雙面開窗封裝結構及其制造方法

有效

• 申請號: 202011258854.1
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112103258B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 陳先明;黃本霞;馮磊;洪業杰
• 申請（專利權）人: 珠海越亞半導體股份有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/498;H01L21/48;H01L21/52
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李翔;鮑勝如

本發明公開了一種雙面開窗封裝結構，包括中間介質層及在中間介質層上下表面對稱設置的第一介質層和第二介質層，中間介質層內設置有沿高度方向貫穿中間介質層的中間散熱銅柱和中間導電銅柱，第一介質層和第二介質層與中間介質層接觸的內表面分別設置有第一散熱線路層和第一導電線路層及第二散熱線路層和第二導電線路層，第一導電線路層和第二導電線路層通過中間導電銅柱導通連接，第一散熱線路層和第二散熱線路層通過中間散熱銅柱導通連接，第一散熱線路層和第二散熱線路層的外表面上分別設置有第一凹槽和第二凹槽，在第一凹槽和第二凹槽內分別貼裝第一芯片和第二芯片。還公開了一種雙面開窗封裝結構的制造方法。

技術領域

本發明涉及電子器件封裝結構，具體涉及雙面開窗封裝結構及其制造方法。

背景技術

隨著電子技術的發展，電子產品的性能要求越來越高，這就使得電子元件及線路板基板線路越來越復雜；同時電子產品尺寸要求越來越小，越來越薄。從而使得電子元件及線路板基板線路集成化、小型化、多功能化是必然趨勢。而集成電路和IC的更有效封裝在增強這些產品的功能和進一步小型化方面發揮了關鍵作用，從而芯片等元器件嵌埋到基板，形成嵌入式封裝基板成為一個趨勢。現有技術中，實現封裝的幾種廣泛實施的鍵合方式是引線鍵合(Wire Bonding)、倒裝鍵合(Flip Chip Bonding)和載帶鍵合(TAB—TapeAutomatic Bonding)。

對于引線鍵合(Wire Bonding)封裝技術，目前已經非常成熟而且應用廣泛，但由于封裝基板結構的制約，引線鍵合的發展受到一定的限制，主要體現為封裝體結構龐大，占據比較大的空間，不利于小型化的趨勢；同時不合理的封裝結構導致打線距離較長，影響封裝體的性能以及可靠性。

對于引線鍵合封裝技術，現有的封裝結構主要為器件固定在基板或者PCB板上，然后從器件引線到基板或者PCB板預設的打線凸塊（pad）。中國專利公報CN207743214U公開了一種多芯片并排式封裝結構，如圖1 所示，包括硅基多芯片封裝體10、金屬框架20和塑封體30，通過將多顆芯片12排布在硅基體11上預設的槽體13內，可使多芯片12之間距離排布更近，通過在硅基體11及芯片12上形成金屬布線層15，實現了所有芯片12的信號互聯，從而解決多芯片并排式BGA封裝結構體積大問題及打線鍵合工藝復雜問題；通過將硅基多芯片封裝體10整體貼裝到金屬框架20上，對整個硅基多芯片封裝體10進行塑封，實現了硅基多芯片封裝體10與金屬框架20牢固結合，且塑封體30將硅基多芯片封裝體10及其與金屬框架20之間的打線40包封在內，進一步改善了硅基多芯片封裝體10的邊緣分層問題，提高了芯片封裝的可靠性。

為實現電子產品的多功能、高性能，將多顆功能不同的芯片封裝在一起實現更強功能的芯片模組是現在以及未來一段時期發展趨勢。這不只可以縮小體積，還可以縮小不同IC間的距離，提升芯片的計算速度。將多顆功能不同的芯片封裝在一起形成的芯片模組，業內有所研究，目前的研究方向有：將多顆芯片水平鋪開封裝在一起和將多顆芯片在垂直方向3D堆疊封裝的封裝方式。在封裝材料和封裝工藝上則是根據芯片的不同和產品設計要求進行合理選擇。

其中一個方向是將多顆芯片水平鋪開封裝在一起能較大程度縮小芯片間距，但當芯片數量較多時，平鋪面積較大，封裝體水平方向占用面積大，限制了封裝體的小型化發展趨勢。

另外一個方向是將多顆芯片在垂直方向3D堆疊封裝，3D堆疊封裝很大程度上提升了封裝體的集成程度，壓縮了封裝體的空間，但芯片堆疊封裝結構嚴重影響散熱，目前沒有很好的散熱解決方案。

但是，首先，現有技術中器件的打線凸塊與基板的打線凸塊垂直距離比較遠，打線距離長，帶來額外的寄生電阻和寄生電感，影響性能；同時打線距離長，影響打線的可靠性。其次，采用單面封裝，對于多顆器件封裝的結構，占用面積大，限制封裝體小型化、高度集成化的發展趨勢。再次，對于電源器件、濾波器件等元器件的封裝體，封裝體的發熱量比較大，現有封裝結構無法很好的解決散熱問題。

發明內容