一种堆叠封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种堆叠封装结构及其制备方法，该方法包括：将半导体管芯安装在第一载体基板上，在半导体管芯上形成多个间隔设置的凹槽，在多个所述凹槽中分别形成多个导热柱，接着形成第一模塑封装层，在所述半导体管芯上形成一重布线电路层以及多个焊球，以形成第一封装组件，接着将两个所述第一封装组件分别设置在散热器的上表面和下表面的两个凹腔中，以形成堆叠封装件；接着在电路基板上堆叠设置多个所述堆叠封装件，接着在所述电路基板上形成一第二模塑封装层，所述第二模塑封装层覆盖多个所述堆叠封装件、所述电路基板的上表面和所述电路基板的侧面。电路基板的侧面。电路基板的侧面。

【技术实现步骤摘要】
一种堆叠封装结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装
，特别是涉及一种堆叠封装结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]在现有的堆叠封装结构中，元器件内芯片的堆叠大部分是采用金线键合的方式, 堆叠层数可以从2 层到8 层。堆叠封装结构包括PIP封装结构以及POP堆叠结构，其中，在PIP封装结构中，封装内芯片通过金线键合堆叠到基板上,同样的堆叠通过金线再将两个堆叠之间的基板键合,然后整个封装成一个元件便是PIP封装结构。PiP 封装结构的外形高度较低，可以采用标准的SMT 电路板装配工艺，单个器件的装配成本较低。但由于在封装之前单个芯片不可以单独测试，所以总成本会高；在POP堆叠结构中，在底部封装结构上面再放置封装结构，外形高度会稍微高些，但是装配前各个封装结构可以单独测试，保障了更高的良品率，总的堆叠装配成本可降至最低。如何改善现有的堆叠封装结构，以提高堆叠封装结构的综合性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种堆叠封装结构及其制备方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种堆叠封装结构的制备方法，包括以下步骤：（1）提供一第一载体基板以及一半导体管芯，所述半导体管芯具有有源面和非有源面，所述半导体管芯的所述有源面具有导电焊盘，接着以所述半导体管芯的有源面朝向所述第一载体基板的方式将所述半导体管芯安装在所述第一载体基板上；（2）接着在所述第一载体基板上设置一掩膜层，所述掩膜层具有间隔设置多个开口，所述开口暴露所述半导体管芯的非有源面，接着利用所述掩膜层刻蚀所述半导体管芯以形成多个间隔设置的凹槽，其中，多个所述凹槽排列成一行，位于所述行的中间位置的所述凹槽的深度最大，而位于所述行的两端部的所述凹槽的深度最小，且从所述中间位置到每个所述端部的多个所述凹槽的深度逐渐减小；（3）接着在多个所述凹槽中分别形成多个导热柱，多个所述导热柱的顶面位于同一水平面；（4）接着在所述第一载体基板上设置第一模塑封装层，多个所述导热柱突出于所述第一模塑封装层的上表面；（5）接着提供一第二载体基板，将所述第二载体基板接合至所述第一模塑封装层的上表面，接着去除所述第一载体基板，接着在所述半导体管芯上形成一重布线电路层，所述重布线电路层电连接至所述半导体管芯，接着在所述重布线电路层上多个焊球，接着去除所述第二载体基板，以形成第一封装组件；（6）接着提供一散热器，所述散热器的上表面和下表面均设置有一凹腔，在每个所述凹
腔的底面均设置有一行盲孔，接着将两个所述第一封装组件分别设置在所述所述散热器的上表面和下表面的两个所述凹腔中，进而使得所述导热柱嵌入到相应的所述盲孔中，以形成堆叠封装件；（7）提供一电路基板，在所述电路基板上堆叠设置多个所述堆叠封装件，接着在所述电路基板上形成一第二模塑封装层，所述第二模塑封装层覆盖多个所述堆叠封装件、所述电路基板的上表面和所述电路基板的侧面。
[0005]作为优选，在所述步骤1）中，首先在所述第一载体基板的中心区域形成一有机功能层，接着在所述第一载体基板以及所述有机功能层表面形成粘合胶层，所述粘合胶层与所述有机功能层的之间粘附力小于所述粘合胶层与所述第一载体基板之间的粘附力，接着在所述粘合胶层上粘结设置所述半导体管芯。
[0006]作为优选，在所述步骤2）中，所述掩膜层为光刻胶掩膜层，所述凹槽通过湿法刻蚀或干法刻蚀形成，位于所述行的中间位置的所述凹槽的深度为30-50微米，位于所述行的两端部的所述凹槽的深度为10-20微米。
[0007]作为优选，在所述步骤3）中，所述导热柱的材料为银、铜、铝、铁、锡、铅中的一种或多种，所述导热柱通过化学气相沉积、物理气相沉积、电镀以及化学镀中的一种或多种工艺形成。
[0008]作为优选，在所述步骤4）中，所述第一模塑封装层的材料为环氧树脂，所述导热柱的突出部分的高度与所述导热柱的高度的比值为0.3-0.5。
[0009]作为优选，在所述步骤5）中，所述第二载体基板的中间区域具有贯穿所述第二载体基板的开口，以便于多个所述导热柱穿过所述第二载体基板，所述重布线电路层包括介质层以及位于所述介质层中的一层或多层金属层。
[0010]作为优选，在所述步骤6）中，将所述导热柱嵌入到相应的所述盲孔中之前，在所述导热柱上涂覆导热粘结层，进而将所述导热柱嵌入到相应的所述盲孔的过程中，消除所述导热柱与所述盲孔之间的空隙。
[0011]作为优选，在所述步骤7）中，多个所述堆叠封装件包括第一堆叠封装件和第二堆叠封装件，所述第一堆叠封装件的下表面的所述第一封装组件直接通过焊球电连接至所述电路板，所述第一堆叠封装件的上表面的所述第一封装组件与所述第二堆叠封装件的下表面的所述第一封装组件通过焊球电连接且通过金属引线电连接至所述电路板，所述第二堆叠封装件的上表面的所述第一封装组件通过金属引线电连接至所述电路板。
[0012]本专利技术还提出一种堆叠封装结构，其采用上述方法制备形成的。
[0013]本专利技术与现有技术相比具有下列优点：在本专利技术的堆叠封装结构的制备过程中，利用所述掩膜层刻蚀所述半导体管芯以形成多个间隔设置的凹槽，其中，多个所述凹槽排列成一行，位于所述行的中间位置的所述凹槽的深度最大，而位于所述行的两端部的所述凹槽的深度最小，且从所述中间位置到每个所述端部的多个所述凹槽的深度逐渐减小，接着在多个所述凹槽中分别形成多个导热柱，多个所述导热柱的顶面位于同一水平面，上述结构的设置可以便于所述半导体管芯散热，进而通过在两个第一封装组件之间设置一散热器，所述散热器的上表面和下表面均设置有一凹腔，在每个所述凹腔的底面均设置有一行盲孔，接着将两个所述第一封装组件分别设置在所述所述散热器的上表面和下表面的两个所述凹腔中，进而使得所述导热柱嵌入到相应
的所述盲孔中，进而使得该堆叠封装结构的散热性能优异，进而使得该堆叠封装结构的稳定性优异且使用寿命长，同时上述结构的设置，可以确保其具有较小的厚度和体积，且综合性能优异。
附图说明
[0014]图1-图7为本专利技术的堆叠封装结构的制备过程中的结构示意图。
具体实施方式
[0015]为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描 述。
[0016]应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其 它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、
ꢀ“
所述”和“该
”ꢀ
也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0018]应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示 可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）提供一第一载体基板以及一半导体管芯，所述半导体管芯具有有源面和非有源面，所述半导体管芯的所述有源面具有导电焊盘，接着以所述半导体管芯的有源面朝向所述第一载体基板的方式将所述半导体管芯安装在所述第一载体基板上；（2）接着在所述第一载体基板上设置一掩膜层，所述掩膜层具有间隔设置多个开口，所述开口暴露所述半导体管芯的非有源面，接着利用所述掩膜层刻蚀所述半导体管芯以形成多个间隔设置的凹槽，其中，多个所述凹槽排列成一行，位于所述行的中间位置的所述凹槽的深度最大，而位于所述行的两端部的所述凹槽的深度最小，且从所述中间位置到每个所述端部的多个所述凹槽的深度逐渐减小；（3）接着在多个所述凹槽中分别形成多个导热柱，多个所述导热柱的顶面位于同一水平面；（4）接着在所述第一载体基板上设置第一模塑封装层，多个所述导热柱突出于所述第一模塑封装层的上表面；（5）接着提供一第二载体基板，将所述第二载体基板接合至所述第一模塑封装层的上表面，接着去除所述第一载体基板，接着在所述半导体管芯上形成一重布线电路层，所述重布线电路层电连接至所述半导体管芯，接着在所述重布线电路层上多个焊球，接着去除所述第二载体基板，以形成第一封装组件；（6）接着提供一散热器，所述散热器的上表面和下表面均设置有一凹腔，在每个所述凹腔的底面均设置有一行盲孔，接着将两个所述第一封装组件分别设置在所述所述散热器的上表面和下表面的两个所述凹腔中，进而使得所述导热柱嵌入到相应的所述盲孔中，以形成堆叠封装件；（7）提供一电路基板，在所述电路基板上堆叠设置多个所述堆叠封装件，接着在所述电路基板上形成一第二模塑封装层，所述第二模塑封装层覆盖多个所述堆叠封装件、所述电路基板的上表面和所述电路基板的侧面。2.根据权利要求1所述的堆叠封装结构的制备方法，其特征在于：在所述步骤1）中，首先在所述第一载体基板的中心区域形成一有机功能层，接着在所述第一载体基板以及所述有机功能层表面形成粘合胶层，所述粘合胶层与所述有机功能层的之间粘附力...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈旭，冯仁国，王宏晨，
申请(专利权)人：苏州矽锡谷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：