半导体封装结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半导体封装结构，包括基板，基板的底端面上设置有焊球，基板的顶端面上设置有塑封体，塑封体内置有与基板电连接的层叠式多芯片互联结构；基板设置塑封体的顶端面上开设有嵌装电源控制模块的凹槽，嵌装在凹槽内的电源控制模块底端面与基板内的RDL布线电连接，电源控制模块的顶端面与多芯片互联结构底端面的焊垫电连接；凹槽不设置电源控制模块的其余空腔以及电源控制模块与多芯片互联结构之间均通过由填充剂形成的填充层定位。本实用新型专利技术解决了功能模块与电源控制模块制作工艺不兼容的问题，使得晶圆表面的利用率得到了最大化，同时还有效提高了电源控制模块的工作效率，减小了封装厚度，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
半导体封装结构
本技术涉及涉及导体芯片封装
，特别是一种半导体封装结构。
技术介绍
随着电子工程的发展，人们对于集成电路(IntegratedCircuit，简称IC)芯片小型化、轻量化及功能化的需求日渐增加，从最开始的单一组件的开发阶段，逐渐进入到了集结多个组件的系统开发阶段，与此同时在产品高效能及外观轻薄的要求下，不同功能的芯片开始迈向整合的阶段，因此封装技术的不断发展和突破，成为推动整合的力量之一。特别是移动消费电子设备的出现，增加了对紧凑高性能存储装置的需求，对封装的要求也越来越高，要尽可能的在电学性能上达到相对高的需求。在半导体封装结构的芯片布局设计过程中，每颗颗粒都需要设计电源控制芯片来控制芯片的电源供应。传统半导体封装结构如图1和图2所示，图1的封装结构是多芯片层叠封装，每个芯片上分别设置一个功能模块P和一个电源控制芯片8，然后通过打线的方式将功能模块和电源控制芯片分别连接到基板上；图2的封装结构液位多芯片曾得封装，每个芯片上分别设置一个功能模块和一个电源控制芯片，然后采用TSV穿过芯片，将功能模块和电源控制芯片连接到基板上，TSV会缩短通过装置的堆叠的某些信号路径的总长度，加快了某些信号的传输速度，有助于在封装体积上有一定程度的减小。虽然上述两种方式都可以实现芯片的层叠封装，但是随着芯片制造技术的快速发展，目前很多高级芯片(如NAND芯片)都采用纳米级的制程工艺，而电源控制芯片一般只需要采用微米级的制程工艺就可以形成，两者在制程工艺上相差上千倍，如果将电源控制芯片集成于高级芯片内，会出现以下问题：1)由于高级芯片工艺制程不适合于电源控制芯片的形成，会导致电源控制芯片的效率降低，例如从通常的80％效率下降至50％左右；2)高级芯片制程工艺昂贵，而电源控制芯片的制程工艺成本相对便宜，将电源控制芯片集成于高级芯片内，会占用晶片面积，提高高级芯片的制造成本；3)过多的电源控制芯片设置，造成芯片表面面积浪费，降低了晶圆的利用率。
技术实现思路
本技术需要解决的技术问题是提供一种半导体封装结构，在解决功能模块与电源控制芯片工艺不兼容的基础上，提高晶圆利用率以及电源控制芯片的工作效率。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案如下。半导体封装结构，包括基板，基板的底端面上设置有焊球，基板的顶端面上设置有塑封体，塑封体内置有与基板电连接的层叠式多芯片互联结构；其特征在于：所述基板设置塑封体的顶端面上开设有嵌装电源控制芯片的凹槽，嵌装在凹槽内的电源控制芯片底端面与基板内的RDL布线电连接，电源控制芯片的顶端面与多芯片互联结构底端面的焊垫电连接；所述凹槽不设置电源控制芯片的其余空腔以及电源控制芯片与多芯片互联结构之间均通过由填充剂形成的填充层定位。上述半导体封装结构，所述多芯片互联结构包括多个独立的芯片，上下相邻的芯片间通过粘接层连接，粘接层内设置有放置用于连接上下相邻芯片电连接结构的硅穿孔。上述半导体封装结构，上下相邻芯片间的电连接结构为铜互连或者焊球与焊垫的连接。上述半导体封装结构，所述基板中设置凹槽处的RDL布线低于基板其他位置的RDL布线高度。上述半导体封装结构，所述多芯片互联结构垂直堆叠于所述电源控制芯片上。由于采用了以上技术方案，本技术所取得技术进步如下。本技术通过在层叠的封装体中将以前的独立电源控制芯片改为统一的电源控制芯片，并将其埋入基板中，改变了工艺上的繁琐制程，解决了功能模块与电源控制芯片制作工艺不兼容的问题，使得晶圆表面的利用率得到了最大化，同时还有效提高了电源控制芯片的工作效率，减小了封装厚度，降低了成本。附图说明图1为传统半导体封装的结构示意图；图2为另一种传统半导体封装的结构示意图；图3为本技术所述步骤一形成的结构图；图4为本技术所述步骤二形成的结构图；图5为本技术所述步骤三形成的结构图；图6为本技术所述步骤四形成的结构图；图7为本技术所述半导体封装结构的结构示意图。其中：1.塑封体，2.焊垫，3.粘接层，4.硅穿孔，5.RDL布线，6.基板，7.焊球，8.电源控制芯片，9.填充层，P.功能模块。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例对本技术进行进一步详细说明。一种半导体封装结构，其结构如图7所示，包括基板6，基板内设置有RDL布线，基板的底端面上设置有焊球，基板的顶端面上设置有塑封体1，塑封体内置有与基板电连接的层叠式多芯片互联结构。本技术所述基板设置塑封体的顶端面上开设有凹槽，凹槽内嵌装有电源控制芯片，电源控制芯片8的底端面与基板内的RDL布线电连接，电源控制芯片的顶端面与多芯片互联结构底端面的焊垫电连接。本技术为满足电源控制芯片的嵌装，将设置有凹槽处的RDL布线低于基板其他位置的RDL布线高度；为保证电源控制芯片与多芯片互联结构连接的牢固性，在凹槽不设置电源控制芯片的其余空腔以及电源控制芯片与多芯片互联结构之间均通过由填充剂形成的填充层定位。多芯片互联结构包括多个独立的芯片，上下相邻的芯片间通过粘接层3连接，粘接层内设置有放置用于连接上下相邻芯片电连接结构的硅穿孔4；所述上下相邻芯片间的电连接结构为铜互连或者焊球与焊垫的连接。本技术中，多芯片互联结构中的芯片规格型号可相同也可不同。本技术的制备方法如下所述。步骤一，在按照设计要求内置有RDL布线的基板上开设比电源控制芯片体积稍大的凹槽；凹槽的深度与电源控制芯片的厚度相同，以保证电源控制芯片安装好后，其顶端面与基板的顶端面位于同一高度，如图3所示。步骤二，将已经形成TSV的电源控制芯片放入基板的凹槽中，TSV孔的底端与基板电连接；如图4所示。步骤三，采用焊接方式将层叠好的多芯片互联结构与电源控制芯片电连接；使多芯片垂直堆叠于电源控制芯片上，如图5所示。步骤四，对凹槽内的空腔以及多芯片互联结构与电源控制芯片之间的空隙进行填充形成填充层；如图6所示。本实施例中，采用毛细血管的方式将环氧树脂填充到凹槽内的空腔以及多芯片互联结构与电源控制芯片之间的空隙中。步骤五，对整体进行塑封，并在基板底端面植入焊球，如图7所示，从而完成半导体的封装。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.半导体封装结构，包括基板(6)，基板的底端面上设置有焊球，基板的顶端面上设置有塑封体(1)，塑封体内置有与基板电连接的层叠式多芯片互联结构；其特征在于：所述基板设置塑封体的顶端面上开设有嵌装电源控制芯片(8)的凹槽，嵌装在凹槽内的电源控制芯片(8)底端面与基板内的RDL布线电连接，电源控制芯片的顶端面与多芯片互联结构底端面的焊垫电连接；所述凹槽不设置电源控制芯片的其余空腔以及电源控制芯片与多芯片互联结构之间均通过由填充剂形成的填充层定位。

【技术特征摘要】
1.半导体封装结构，包括基板(6)，基板的底端面上设置有焊球，基板的顶端面上设置有塑封体(1)，塑封体内置有与基板电连接的层叠式多芯片互联结构；其特征在于：所述基板设置塑封体的顶端面上开设有嵌装电源控制芯片(8)的凹槽，嵌装在凹槽内的电源控制芯片(8)底端面与基板内的RDL布线电连接，电源控制芯片的顶端面与多芯片互联结构底端面的焊垫电连接；所述凹槽不设置电源控制芯片的其余空腔以及电源控制芯片与多芯片互联结构之间均通过由填充剂形成的填充层定位。2.根据权利要求1所述的半导体封装结...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱耀明，江子标，
申请(专利权)人：深圳铨力半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44