基板上通过引线键合互叠凸块实现小间距凸点及PoP互叠的方法技术

本发明专利技术提供了一种基板上通过引线键合互叠凸块实现小间距凸点及PoP互叠的方法，首先通过引线键合工艺，在基板上制作堆叠的金属凸块至所需高度，形成互叠凸块；采用丝网印刷工艺，在互叠凸块顶部印刷焊料膏，再进行回流工艺，使焊料膏形成焊帽形状覆盖在互叠凸块的顶部；在基板上贴装芯片并完成与基板的互连；通过塑封工艺完成整个封装体的塑封，再通过植球工艺完成整个封装体底面的植球；最后将封装体进行PoP互连，上、下封装体通过底面焊球和上方凸点对准并回流的方式连接。本发明专利技术的优点是：整个方式完全使用传统的封装设备及工艺。凸点间距可根据需要选用不同粗细的金属线并控制凸点尺寸来决定，作业方式相对简单。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，首先通过引线键合工艺，在基板上制作堆叠的金属凸块至所需高度，形成互叠凸块；采用丝网印刷工艺，在互叠凸块顶部印刷焊料膏，再进行回流工艺，使焊料膏形成焊帽形状覆盖在互叠凸块的顶部；在基板上贴装芯片并完成与基板的互连；通过塑封工艺完成整个封装体的塑封，再通过植球工艺完成整个封装体底面的植球；最后将封装体进行PoP互连，上、下封装体通过底面焊球和上方凸点对准并回流的方式连接。本专利技术的优点是：整个方式完全使用传统的封装设备及工艺。凸点间距可根据需要选用不同粗细的金属线并控制凸点尺寸来决定，作业方式相对简单。【专利说明】
本专利技术涉及一种，属于集成电路芯片封装
。
技术介绍
I)传统PoP( Package on Package)封装体结构如图1所示，上层封装体的焊球10 (Solder Ball)与底层封装体基板I上的焊盘互连。互连焊球10需要确保一定高度，并且回流时候凸点(指焊球10)变形及位置移动等风险(容易造成短路风险)，凸点间距难以做小。 2)互连凸点埋入塑封胶(In Mold)方式封装体结构如图2所示，焊球10与凸出塑封胶的互连锡凸点14互连，可以有效避免回流时焊球10凸点变形及位置移动导致短路，但凸点间距及大小一定程度受塑封厚度影响。 3)如图3所示,塑封通孔(Through Mold Via)方式实现PoP上下封装体互叠时凸点互连，焊球10与塑封胶中的互连锡凸点14互连，互连凸点间距限制可以减小，但需要单独的塑封胶钻孔设备，同时钻孔效率也比较低，相对而言实现PoP封装成本较高。 4)专利CN 102325431 A中，通过电镀方式在基板pad上形成铜柱来克服焊球节距的限制，但电镀铜柱的费用投入很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种，更好的实现PoP封装互连的凸点小间距。 按照本专利技术提供的技术方案，所述，包括以下步骤:(1)通过引线键合工艺，在基板上制作金属凸块(可以采用Au/ Ag合金)；(2)通过引线键合工艺，在金属凸块上堆叠金属凸块至所需高度，形成互叠凸块；(3)采用丝网印刷工艺，在互叠凸块顶部印刷焊料膏(可以采用锡或金属合金)；(4)经过丝网印刷后，再进行回流工艺，使焊料膏形成焊帽形状覆盖在互叠凸块的顶部，互叠凸块和焊帽形成基板上的凸点；(5)在基板上贴装芯片并完成与基板的互连；(6)通过塑封工艺完成整个封装体的塑封，再通过植球工艺完成整个封装体底面的植球，制作出焊球；(7 )将完成步骤(6 )的封装体进行PoP互连，上、下封装体通过底面焊球和上方凸点对准并回流的方式连接。 步骤(5)中，如是倒装芯片，通过倒装贴片后进行回流，并在芯片底面凸点区域进行底填材料填充；如是正贴芯片工艺，需要通过引线键合工艺进行芯片与基板之间的互连。 本专利技术的优点是:通过引线键合(Wire bond)作业方式在基板上互叠凸块(凸块互叠个数根据需要的互连高度决定)；之后再通过锡膏钢网印刷方式在凸块上印刷焊料膏，并回流形成帽状的锡膏顶部，最后实现PoP上、下封装体互连。整个方式完全使用传统的封装设备及工艺。凸点间距可根据需要选用不同粗细的金属线并控制凸点尺寸来决定，作业方式相对简单。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有技术一结构示意图。 图2是现有技术二结构示意图。 图3是现有技术三结构示意图。 图4是制作好导电图形的初始基板。 图5是通过引线键合工艺在基板上制作金属凸块的示意图。 图6是通过引线键合工艺在基板上堆叠金属凸块的示意图。 图7是印刷焊料膏示意图。 图8是制作焊帽覆盖在互叠凸块顶部构成凸点的示意图。 图9是贴装芯片不意图。 图10是塑封和底面植球得到的封装体结构。 图11是将完成组装的封装体进行PoP互连的示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。 本专利技术的流程如下:I) WB Stack Bumps方法基板上制备小间距互连凸点。 (I)图4提供了制作好导电图形2的基板I。图5通过引线键合(Wire Bond)工艺，在基板I上进行Bump (凸块)3制作,材料可以是Au / Ag合金线等金属。 (2)如图6所示，使用引线键合工艺，在Bump 3上进行堆叠，堆叠的数量根据单个Bump高度及需要的总高度来决定，形成互叠的凸块结构。 (3)如图7所示，采用丝网印刷工艺，覆盖上丝网印刷版5，在Bump 3相应的位置印刷焊料膏4，材料可以是锡或其他的金属合金。 (4)经过丝网印刷后，再进行回流工艺，使焊料膏4形成焊帽6形状覆盖在互叠凸块的顶部，如图8。通过以上工艺，整个基板上的凸点制备完成。 2)贴片、塑封及基板植球作业完成整个封装体(Package)的封装流程。 (I)倒装芯片通过倒装贴片后进行回流，并在芯片7底面凸点(chip凸点)11区域进行底填材料8填充，如图9所示。如果是正贴芯片工艺，需要通过引线键合工艺进行芯片与基板之间的互连。 (2)通过塑封工艺完成整个封装体的塑封。塑封胶9可以是树脂等绝缘材料。通过封装体底面植球工艺，完成整个封装体底面的焊球10制作，最终得到的封装体结构如10所示。 3)将完成组装的封装体进行PoP互连。 上、下封装体通过小间距互连凸点对准并回流等方式连接形成如图11所示的PoP封装体。图11中的上层封装体为正贴芯片，包括:基板1、芯片7、塑封胶9，芯片7通过贴片胶12贴装在基板I上并通过金线13与基板I上的焊盘互连，然后由塑封胶9进行封装。类似的实现小间距凸点方法可推广到上层封装体，从而可实现多层封装体互连。 由于采用引线键合互叠金属凸点，通过焊线粗细及凸点大小控制，并结合互叠凸点数目来有效控制凸点高度，本方法可以制作小间距互连凸点，且凸点间距不受Mold厚度影响，PoP上、下封装体回流互连时，不会造成凸点变形及位置移动产生Short。【权利要求】1.，其特征是，包括以下步骤: (1)通过引线键合工艺，在基板(I)上制作金属凸块(3); (2)通过引线键合工艺，在金属凸块(3)上堆叠金属凸块(3)至所需高度，形成互叠凸块； (3)采用丝网印刷工艺，在互叠凸块顶部印刷焊料膏(4)； (4)经过丝网印刷后，再进行回流工艺，使焊料膏(4)形成焊帽(6)形状覆盖在互叠凸块的顶部，互叠凸块和焊帽(6 )形成基板(I)上的凸点； (5)在基板(I)上贴装芯片(7)并完成与基板(I)的互连； (6)通过塑封工艺完成整个封装体的塑封，再通过植球工艺完成整个封装体底面的植球，制作出焊球(10)； (7 )将完成步骤(6 )的封装体进行PoP互连，上、下封装体通过底面焊球(10 )和上方凸点对准并回流的方式连接。2.如权利要求1所述，其特征是，步骤(5)中，如是倒装芯片，通过倒装贴片后进行回流，并在芯片(7)底面凸点区域进行底填材料(8)填充；如是正贴芯片工艺，需要通过引线键合工艺进行芯片(7)与基板(I)之间的互连。3.如权利要求1所述，其特征是，所述金属凸块(3)采用Au / Ag合金。4.如权利要求1所述，所述焊料膏(4)材料是锡或金属合金。【文档编号】H01L21/60GK1本文档来自技高网...

【技术保护点】
基板上通过引线键合互叠凸块实现小间距凸点及PoP互叠的方法，其特征是，包括以下步骤：（1）通过引线键合工艺，在基板（1）上制作金属凸块（3）；（2）通过引线键合工艺，在金属凸块（3）上堆叠金属凸块（3）至所需高度，形成互叠凸块；（3）采用丝网印刷工艺，在互叠凸块顶部印刷焊料膏（4）；（4）经过丝网印刷后，再进行回流工艺，使焊料膏（4）形成焊帽（6）形状覆盖在互叠凸块的顶部，互叠凸块和焊帽（6）形成基板（1）上的凸点；（5）在基板（1）上贴装芯片（7）并完成与基板（1）的互连；（6）通过塑封工艺完成整个封装体的塑封，再通过植球工艺完成整个封装体底面的植球，制作出焊球（10）；（7）将完成步骤（6）的封装体进行PoP互连，上、下封装体通过底面焊球（10）和上方凸点对准并回流的方式连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪民，王宏杰，刘军，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32