一种低翘曲的多芯片封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种低翘曲的多芯片封装结构，包括：转接板；转接板导电通孔，所述转接板导电通孔贯穿所述转接板；第一芯片，所述第一芯片倒装焊至所述转接板正面，且电连接至所述转接板导电通孔；底填胶层，所述底填胶层设置在所述第一芯片与所述转接板之间；塑封层，所述塑封层覆盖所述转接板的上部，包覆所述第一芯片和所述底填胶层；塑封层表面互连层，所述塑封层表面互连层设置在所述塑封层的上表面；层间导电互连结构，所述层间导电互连结构电连接所述转接板导电通孔至所述塑封层表面互连层；第二芯片，所述第二芯片设置在所述塑封层的上面，且电连接至所述塑封层表面互连层；以及外接焊球，所述外接焊球设置在所述转接板的背面，且电连接至所述转接板导电通孔。

A low warpage multichip packaging structure and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
一种低翘曲的多芯片封装结构及其制造方法
本专利技术涉及半导体封装
，尤其涉及一种低翘曲的多芯片封装结构及其制造方法。
技术介绍
随着微电子技术的不断发展，用户对系统的小型化、多功能、低功耗、高可靠性的要求越来越高，尤其是近年来便携式手持终端市场需求的井喷，如手提电脑、智能手机和平板电脑等，要求更高的集成度和互连能力。而三维堆叠封装是满足上述要求的一种非常有效的技术途径。在现有的三维堆叠封装结构，尤其是涉及三维扇出型封装结构中，通常为一面为硅基材料，另一面为塑封材料的封装结构。由于硅材料和塑封材料(例如树脂材料)的材料特性的不同，在塑封固化后，以及在温度变化时容易产生封装结构的翘曲。而翘曲会直接导致封装结构的良率、可靠性和使用寿命。针对现有的三维堆叠封装结构由于上下表面为不同材料导致的封装结构翘曲问题，本专利技术提出一种低翘曲的多芯片封装结构及其制造方法，通过在多种芯片倒装焊至晶圆级转接板上后进行塑封，然后对塑封好的晶圆采用晶圆级键合，实现晶圆结构为硅-塑封层-硅，有利于降低其翘曲值，改善塑封翘曲流片过程中的工艺难点，且实现多层芯片的互连结构。
技术实现思路
针对现有的三维堆叠封装结构由于上下表面为不同材料导致的封装结构翘曲问题，根据本专利技术的一个实施例，提供一种低翘曲的多芯片封装结构，包括：转接板；转接板导电通孔，所述转接板导电通孔贯穿所述转接板；第一芯片，所述第一芯片倒装焊至所述转接板正面，且电连接至所述转接板导电通孔；底填胶层，所述底填胶层设置在所述第一芯片与所述转接板之间；塑封层，所述塑封层覆盖所述转接板的上部，包覆所述第一芯片和所述底填胶层；塑封层表面互连层，所述塑封层表面互连层设置在所述塑封层的上表面；层间导电互连结构，所述层间导电互连结构电连接所述转接板导电通孔至所述塑封层表面互连层；第二芯片，所述第二芯片设置在所述塑封层的上面，且电连接至所述塑封层表面互连层；以及外接焊球，所述外接焊球设置在所述转接板的背面，且电连接至所述转接板导电通孔。在本专利技术的一个实施例中，所述转接板的正面还设置有正面布局布线层，所述正面布局布线层电连接至所述转接板导电通孔。在本专利技术的一个实施例中，所述第一芯片倒装焊接至所述正面布局布线层的芯片焊盘。在本专利技术的一个实施例中，所述第一芯片的数量为M，其中M≥2。在本专利技术的一个实施例中，所述层间导电互连结构为塑封层导电通孔。在本专利技术的一个实施例中，所述层间导电互连结构为键合引线。在本专利技术的一个实施例中，所述转接板的背面还设置有背面布局布线层，所述背面布局布线层电连接至所述转接板导电通孔，所述外接焊球电连接至所述背面布局布线层。根据本专利技术的另一个实施例，提供一种形成该低翘曲的多芯片封装结构的制造方法，包括：将第一芯片倒装焊至带盲孔TSV的转接板正面；在第一芯片的下方形成底填胶层；对转接板的正面进行整体塑封形成包覆第一芯片和底填胶层的塑封层；在塑封层内形成塑封层导电通孔；在塑封层的上表面形成布线层；将含第二芯片的晶圆与塑封层的布线层对准后进行晶圆级键合；进行转接板的背面减薄实现TSV背面露头；以及形成外接焊球。根据本专利技术的又一个实施例，提供一种形成该低翘曲的多芯片封装结构的制造方法，包括：将第一芯片倒装焊至带盲孔TSV的转接板正面；在第一芯片的下方形成底填胶层；对转接板的正面进行整体塑封形成包覆第一芯片和底填胶层的塑封层；在塑封层的上表面形成布线层；将含第二芯片的晶圆与塑封层上的布线层对准后进行晶圆级键合；进行含第二芯片的晶圆的刻蚀实现塑封层焊盘外露；进行塑封层烧蚀实现转接板TSV焊盘外露；形成电连接塑封层布线层焊盘至转接板TSV焊盘的互连结构；进行转接板的背面减薄实现TSV背面露头；以及形成外接焊球。在本专利技术的另一个实施例中，在完成转接板的背面减薄实现TSV背面露头后，形成转接板背面布线层；以及进行封装结构的分隔，形成独立的低翘曲多芯片封装结构。本专利技术提供一种低翘曲的多芯片封装结构及其制造方法，先将多种芯片倒装焊至含TSV的晶圆级转接板上，然后进行底填胶填充并形成塑封层，接下来在塑封层顶面形成布线层和电连接至TSV焊盘的导电结构，然后对塑封好的晶圆采用晶圆级键合实现晶圆级封装结构为硅-塑封层-硅，最后对晶圆级转接板进行背面减薄，实现TSV露头后形成外接焊球。基于本专利技术提供的该种低翘曲的多芯片封装结构及其制造方法具有如下优点：1)多芯片集成封装，体积小；2)封装结构上下两层硅，可以降低翘曲；3)改善了塑封翘曲流片工艺难点。附图说明为了进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。图1示出根据本专利技术的一个实施例的一种低翘曲的多芯片封装结构100的剖面示意图。图2A至图2D示出根据本专利技术的一个实施例形成该低翘曲的多芯片封装结构100的过程剖面示意图。图3示出根据本专利技术的一个实施例形成该低翘曲的多芯片封装结构100的流程图300。图4示出根据本专利技术的又一实施例的一种低翘曲的多芯片封装结构400的剖面示意图。图5A至图5G示出根据本专利技术的一个实施例形成该低翘曲的多芯片封装结构400的过程剖面示意图。图6示出根据本专利技术的一个实施例形成该低翘曲的多芯片封装结构400的流程图600。具体实施方式在以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法、材料或组件一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的结构、材料或操作以免使本专利技术的各实施例的诸方面晦涩。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量、材料和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术可在没有特定细节的情况下实施。此外，应理解附图中示出的各实施例是说明性表示且不一定按比例绘制。在本说明书中，对“一个实施例”或“该实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。需要说明的是，本专利技术的实施例以特定顺序对工艺步骤进行描述，然而这只是为了方便区分各步骤，而并不是限定各步骤的先后顺序，在本专利技术的不同实施例中，可根据工艺的调节来调整各步骤的先后顺序。本专利技术提供一种低翘曲的多芯片封装结构及其制造方法，先将多种芯片倒装焊至含TSV的晶圆级转接板上，然后进行底填胶填充并形成塑封层，接下来在塑封层顶面形成布线层和电连接至TSV焊盘的导电结构，然后对塑封本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低翘曲的多芯片封装结构，包括：/n转接板；/n转接板导电通孔，所述转接板导电通孔贯穿所述转接板；/n第一芯片，所述第一芯片倒装焊至所述转接板正面，且电连接至所述转接板导电通孔；/n底填胶层，所述底填胶层设置在所述第一芯片与所述转接板之间；/n塑封层，所述塑封层覆盖所述转接板的上部，包覆所述第一芯片和所述底填胶层；/n塑封层表面互连层，所述塑封层表面互连层设置在所述塑封层的上表面；/n层间导电互连结构，所述层间导电互连结构电连接所述转接板导电通孔至所述塑封层表面互连层；/n第二芯片，所述第二芯片设置在所述塑封层的上面，且电连接至所述塑封层表面互连层；以及/n外接焊球，所述外接焊球设置在所述转接板的背面，且电连接至所述转接板导电通孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种低翘曲的多芯片封装结构，包括：
转接板；
转接板导电通孔，所述转接板导电通孔贯穿所述转接板；
第一芯片，所述第一芯片倒装焊至所述转接板正面，且电连接至所述转接板导电通孔；
底填胶层，所述底填胶层设置在所述第一芯片与所述转接板之间；
塑封层，所述塑封层覆盖所述转接板的上部，包覆所述第一芯片和所述底填胶层；
塑封层表面互连层，所述塑封层表面互连层设置在所述塑封层的上表面；
层间导电互连结构，所述层间导电互连结构电连接所述转接板导电通孔至所述塑封层表面互连层；
第二芯片，所述第二芯片设置在所述塑封层的上面，且电连接至所述塑封层表面互连层；以及
外接焊球，所述外接焊球设置在所述转接板的背面，且电连接至所述转接板导电通孔。


2.如权利要求1所述的低翘曲的多芯片封装结构，其特征在于，所述转接板的正面还设置有正面布局布线层，所述正面布局布线层电连接至所述转接板导电通孔。


3.如权利要求2所述的低翘曲的多芯片封装结构，其特征在于，所述第一芯片倒装焊接至所述正面布局布线层的芯片焊盘。


4.如权利要求1或3所述的低翘曲的多芯片封装结构，其特征在于，所述第一芯片的数量为M，其中M≥2。


5.如权利要求1所述的低翘曲的多芯片封装结构，其特征在于，所述层间导电互连结构为塑封层导电通孔。


6.如权利要求1所述的低翘曲的多芯片封装结构，其特征在于，所述层间导电互连结构为键合引线。


7.如权利要求1所述的低翘曲的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任玉龙，孙鹏，曹立强，
申请(专利权)人：上海先方半导体有限公司，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：上海;31