集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法技术

本发明专利技术提供一种集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法，所述封装结构包括用电芯片及连接于所述用电芯片下方的功率传输芯片；所述功率传输芯片用于将外部电源的电压转换成所述用电芯片所需的多个电压，并提供多条对接所述用电芯片的供电轨道。本发明专利技术的封装方法利用所述功率传输芯片3作为有源2.5D中介板，通过微凸块或其它凸块结构将用电芯片5集成在有源2.5D中介板上，得到三维堆叠芯片结构。整个系统电路板的功率传输系统由所述功率传输芯片实现，可以消除封装基板上的寄生电阻，从而提高功率传输效率，改善功率控制的响应时间，提高保真度。

Packaging method of packaging structure integrated with power transmission chip

The invention provides a packaging method for packaging structure of integrated power transmission chip, the package structure comprises electricity chip and connected to the power transmission power below the chip chip; the power transmission chip for a plurality of voltage the voltage of the external power supply into the electricity chip required the power supply rail, and provide a plurality of docking the power chip. The method of using the power transmission chip 3 as the active 2.5D medium plate, through micro bumps or other bump structure will power chip 5 is integrated in the active 2.5D medium plate, three-dimensional stacked chip structure. The power transmission system of the whole system of the circuit board is realized by the power transmission chip, can eliminate the parasitic resistance of the package substrate, so as to improve the power transmission efficiency, improving the response time of power control, improve the fidelity.

【技术实现步骤摘要】
集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法
本专利技术属于半导体封装
，涉及一种集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法。
技术介绍
所有的计算和通信系统都需要功率传输系统。功率传输系统会将电源的高电压转换成系统中离散器件所需的许多不同的低电压。功率传输系统的效率决定了向下转换的电力损失，而功率传输轨数决定了可支持的离散电压供应或器件的数量。目前的功率传输技术面临着如下挑战：一、随着工艺节点的收缩，器件电压减小，功率传输的效率会随之降低，使功率消耗更大。二、添加更多的功率传输轨道需要复制更多的功率传输组件，会增加元件数量、增大电路板尺寸、增加电路板的层数、加大系统体积、成本和重量。三、由于再布线层的线距、线宽的限制，需要增加封装尺寸。因此，如何提高功率传输效率，增加不同电压轨道的可用数量，已成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法，用于解决现有功率传输系统的功率传输效率低，不同电压轨道的可用数量少的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法，所述封装结构包括用电芯片及连接于所述用电芯片下方的功率传输芯片；所述功率传输芯片用于将外部电源的电压转换成所述用电芯片所需的多个电压，并提供多条对接所述用电芯片的供电轨道；所述封装方法包括如下步骤：提供一载体，并在所述载体上形成粘附层；将所述功率传输芯片的有源元件与无源元件放置于所述粘附层上，其中，所述有源元件及无源元件具有焊盘的一面朝上；在所述粘附层上形成覆盖所述有源元件与无源元件的塑封层，并对所述塑封层进行研磨，以暴露出所述焊盘；形成多个上下贯穿所述塑封层的通孔，并在所述通孔中填充导电材料，得到导电柱；在所述塑封层上形成所述功率传输芯片的再布线层；所述再布线层的导电部分与所述导电柱及所述焊盘连接，实现所述有源元件与无源元件之间的电连接，并提供多条对接所述用电芯片的供电轨道；通过多个第一凸块结构将所述用电芯片与所述再布线层连接，实现所述用电芯片与多条所述供电轨道的对接；去除所述载体及粘附层，暴露出所述导电柱下表面；形成多个与所述导电柱连接的第二凸块结构。可选地，所述外部电源的电压高于所述用电芯片所需的电压。可选地，所述有源元件包括控制器及降压变换器；所述无源元件包括电容、电感和电阻。可选地，通过多个第一凸块结构将所述用电芯片与所述再布线层连接之后，还包括通过底部填充胶填满所述用电芯片与所述在布线层之间间隙的步骤，以及通过塑封材料将所述用电芯片周围包裹的步骤。可选地，所述再布线层包括介电层及形成于所述介电层中的至少一层金属连线及至少一层导电栓；所述金属连线通过所述导电栓实现与所述有源元件、无源元件及导电柱的电连接，且当所述介电层中形成有多层金属连线时，多层金属连线之间通过所述导电栓实现层间电连接。可选地，所述第一凸块结构包括微凸块。可选地，所述第二凸块结构包括球栅阵列焊球。可选地，所述用电芯片为专用集成电路。可选地，形成所述塑封层的方法包括压缩成型、传递模塑、液封成型、真空层压、旋涂中的任意一种或多种。可选地，形成所述通孔的方法包括激光打孔、机械钻孔、反应离子刻蚀、纳米压印中的任意一种或多种。可选地，形成所述导电柱的方法包括电镀、化学镀、丝印、引线键合中的一种或多种。如上所述，本专利技术提供了一种新的封装方法，使用三维芯片堆叠技术将用电芯片与功率传输芯片集成在一个封装结构内，具有以下有益效果：(1)采用现有的有源元件和无源元件形成有源2.5D中介板，然后通过微凸块或其它凸块结构将用电芯片集成在有源2.5D中介板上，得到三维堆叠结构；其中，所述用电芯片可以是专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)。(2)在三维堆叠结构中，有源2.5D中介板作为功率传输功率芯片，紧密集成于在用电芯片下方，解决了功率传输的问题。(3)整个系统电路板的功率传输系统由所述功率传输芯片实现，所述功率传输芯片包括控制器、降压变换器(buckconverter)、电容器(CAP(3T))，电感(L(2T))和电阻，从而消除了系统板上所有的无源元件。(4)所述功率传输芯片中的降压变换器可以产生成千上万低电压功率传输轨道(供电轨道)，这些低电压功率传输轨道通过微凸块对接用电芯片。(5)本专利技术的封装结构由于集成了包含无源元件的功率传输芯片，可以消除封装基板例如PCB板上的寄生电阻，从而提高了功率传输效率，改善了功率控制的响应时间。(6)通过减少压降和噪声提高了保真度，从而改善了响应时间。由于需要更少的设计余量，可以获得更好的保真度性能改善。附图说明图1显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法的工艺流程图。图2显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法提供一载体的示意图。图3显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法在所述载体上形成粘附层的示意图。图4显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法将所述功率传输芯片的有源元件与无源元件放置于所述粘附层上的示意图。图5显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法在所述粘附层上形成塑封层的示意图。图6显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法在所述塑封层中形成导电柱的示意图。图7显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法形成所述功率传输芯片的再布线层的示意图。图8显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法通过多个第一凸块结构将所述用电芯片与所述再布线层连接，并通过底部填充胶填满所述用电芯片与所述在布线层之间间隙的示意图。图9显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法通过塑封材料将所述用电芯片周围包裹的示意图。图10显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法去除所述载体及粘附层的示意图。图11显示为本专利技术的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法形成多个与所述导电柱连接的第二凸块结构的示意图。元件标号说明S1～S8步骤1载体2粘附层3功率传输芯片301有源元件302无源元件3021电容3022电感303焊盘304塑封层305导电柱306再布线层3061介电层3062金属连线3063导电栓4第一凸块结构5用电芯片6底部填充胶7塑封材料8第二凸块结构具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图1至图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法。请参阅图11，所述封装结构包括用电芯片5及连接于所述用电芯片5下方的功率传输芯片3；所述功率传输芯片3用于将外部电源的电压转换成所述用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法，其特征在于，所述封装结构包括用电芯片及连接于所述用电芯片下方的功率传输芯片；所述功率传输芯片用于将外部电源的电压转换成所述用电芯片所需的多个电压，并提供多条对接所述用电芯片的供电轨道；所述封装方法包括如下步骤：提供一载体，并在所述载体上形成粘附层；将所述功率传输芯片的有源元件与无源元件放置于所述粘附层上，其中，所述有源元件及无源元件具有焊盘的一面朝上；在所述粘附层上形成覆盖所述有源元件与无源元件的塑封层，并对所述塑封层进行研磨，以暴露出所述焊盘；形成多个上下贯穿所述塑封层的通孔，并在所述通孔中填充导电材料，得到导电柱；在所述塑封层上形成所述功率传输芯片的再布线层；所述再布线层的导电部分与所述导电柱及所述焊盘连接，实现所述有源元件与无源元件之间的电连接，并提供多条对接所述用电芯片的供电轨道；通过多个第一凸块结构将所述用电芯片与所述再布线层连接，实现所述用电芯片与多条所述供电轨道的对接；去除所述载体及粘附层，暴露出所述导电柱下表面；形成多个与所述导电柱连接的第二凸块结构。

【技术特征摘要】
1.一种集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法，其特征在于，所述封装结构包括用电芯片及连接于所述用电芯片下方的功率传输芯片；所述功率传输芯片用于将外部电源的电压转换成所述用电芯片所需的多个电压，并提供多条对接所述用电芯片的供电轨道；所述封装方法包括如下步骤：提供一载体，并在所述载体上形成粘附层；将所述功率传输芯片的有源元件与无源元件放置于所述粘附层上，其中，所述有源元件及无源元件具有焊盘的一面朝上；在所述粘附层上形成覆盖所述有源元件与无源元件的塑封层，并对所述塑封层进行研磨，以暴露出所述焊盘；形成多个上下贯穿所述塑封层的通孔，并在所述通孔中填充导电材料，得到导电柱；在所述塑封层上形成所述功率传输芯片的再布线层；所述再布线层的导电部分与所述导电柱及所述焊盘连接，实现所述有源元件与无源元件之间的电连接，并提供多条对接所述用电芯片的供电轨道；通过多个第一凸块结构将所述用电芯片与所述再布线层连接，实现所述用电芯片与多条所述供电轨道的对接；去除所述载体及粘附层，暴露出所述导电柱下表面；形成多个与所述导电柱连接的第二凸块结构。2.根据权利要求1所述的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法，其特征在于：所述外部电源的电压高于所述用电芯片所需的电压。3.根据权利要求1所述的集成有功率传输芯片的封装结构的封装方法，其特征在于：所述有源元件包括控制器及降压变换器；所述无源元件包括电容、电感和电阻。4.根据权利要求1所述的集成有功率传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：林章申，林正忠，何志宏，汤红，
申请(专利权)人：中芯长电半导体江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32