一种系统级封装结构及封装方法技术方案

本发明专利技术提供一种系统级封装结构及封装方法，封装结构包括：PCB板，PCB板包括相对的正面和背面，正面形成有多个第一凹槽和裸露的第一焊垫，第一焊垫设在第一凹槽的周围的PCB板上；第一芯片，第一芯片的顶端形成有多个裸露的第二焊垫，第一芯片形成有第二焊垫的一侧键合在PCB板的正面，且第一芯片遮盖第一凹槽，第一焊垫和第二焊垫隔空垂直相对；第一导电凸块，设置于第一焊垫和第二焊垫之间，用于电连接第一焊垫和第二焊垫。本发明专利技术通过电镀工艺形成第一导电凸块，以实现第一芯片与PCB板的第一焊垫的电连接，第一开口和第一凹槽被第一芯片和PCB板围成第一空腔，第一空腔为第一芯片提供工作的空腔环境，简化工艺，提高了空间利用率和器件的集成度。和器件的集成度。和器件的集成度。

【技术实现步骤摘要】
一种系统级封装结构及封装方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种系统级封装结构及封装方法。

技术介绍

[0002]随着5G通讯和人工智能(AI)时代的到来，应用于此类相关领域的芯片所要传输和高速交互处理的数据量非常巨大，移动互联网以及物联网方面的需求越来越强劲，电子终端产品的小型化和多功能化成为产业发展的大趋势。如何将不同种类的高密度芯片集成封装在一起构成一个功能强大且体积功耗又比较小的系统或者子系统，成为半导体芯片先进封装领域的一大挑战。
[0003]现有的系统级封装，存在以下缺点：a、工艺复杂，造成封装效率低；b、需要先将芯片与器件晶圆实现电连接，最后才能实现与PCB电连接，使得封装尺寸大，集成度低，工艺复杂，成本高等问题。
[0004]因此，亟待一种新的系统级封装方法及封装结构，可以解决工艺难度大、封装尺寸大、集成度低以及封装效果差等技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种系统级封装结构及封装方法，至少能够解决工艺难度大、封装尺寸大、集成度低以及封装效果差等技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供一种系统级封装结构，包括：
[0007]PCB板，所述PCB板包括相对的正面和背面，所述正面形成有若干第一凹槽和裸露的第一焊垫，所述第一焊垫设在所述第一凹槽的周围的所述PCB板上；
[0008]第一芯片，所述第一芯片的顶端形成有多个裸露的第二焊垫，所述第一芯片形成有所述第二焊垫的一侧键合在所述PCB板的正面，且所述第一芯片遮盖所述第一凹槽，所述第一焊垫和所述第二焊垫隔空垂直相对；
[0009]第一导电凸块，设置于所述第一焊垫和所述第二焊垫之间，用于电连接所述第一焊垫和所述第二焊垫。
[0010]本专利技术还提供一种系统级封装方法，包括：
[0011]提供PCB板，所述PCB板包括相对的正面和背面，所述PCB板正面形成有若干第一凹槽和裸露的第一焊垫，所述第一焊垫设在所述第一凹槽的周围的所述PCB板上；
[0012]提供第一器件晶圆，所述第一器件晶圆上形成有第一芯片，所述第一芯片的顶端形成有多个裸露的第二焊垫；
[0013]将所述第一芯片形成有所述第二焊垫的一侧键合在所述PCB板的正面，所述第一芯片遮盖所述第一凹槽，且所述第一焊垫和所述第二焊垫隔空垂直相对，且在所述第一焊垫和所述第二焊垫之间形成第一空隙；
[0014]对所述第一器件晶圆进行切割，形成独立的芯片结构；
[0015]通过电镀工艺在所述第一空隙内形成第一导电凸块用于电连接所述第一焊垫和
所述第二焊垫。
[0016]本专利技术的有益效果在于：
[0017]本专利技术通过键合工艺将第一芯片键合在PCB板的正面，并且使得第一芯片遮盖住第一凹槽，实现第一芯片与PCB板的键合连接，简化工艺，降低工艺难度，提高了空间利用率和器件的集成度。
[0018]进一步地，通过电镀工艺形成第一导电凸块，以实现第一芯片与PCB板的第一焊垫的电连接，与传统工艺利用焊接实现芯片与PCB板电连接的封装工艺相比，简化工艺流程，提高了封装效率，降低工艺难度，提高了封装结构的可靠性和导电性能。
[0019]进一步的，通过刻蚀第一键合层形成第一开口，第一开口和第一凹槽被第一芯片和PCB板围成第一空腔，第一空腔为第一芯片提供工作的空腔环境，不需再另外做封盖，简化了工艺，同时还扩展了第一芯片和第二芯片的应用功能类型。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1
‑
图7为本专利技术实施例1的系统级封装方法各步骤对应的结构示意图；
[0022]图8为本专利技术实施例3的系统级封装结构的结构示意图。
[0023]附图标记：100、PCB板；100a、基板；101、导电互连结构；102、第一凹槽；103、第一焊垫；200、第一器件晶圆；201、第一芯片；202、第二焊垫；300、第一导电凸块；301、第一空隙；500、第一键合层；501、第一开口；502、第一空腔；600、第二芯片；601、第五焊垫；602、第二导电凸块；603、第四焊垫；604、第二键合层；605、第二空腔。
具体实施方式
[0024]以下结合附图和具体实施例对本专利技术的系统级封装结构及封装方法作进一步详细说明。根据下面的说明和附图，本专利技术的优点和特征将更清楚，然而，需说明的是，本专利技术技术方案的构思可按照多种不同的形式实施，并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0025]在说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换，例如可使得本文所述的本专利技术实施例能够以不同于本文所述的或所示的其他顺序来操作。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。若某附图中的构件与其他附图中的构件相同，虽然在所有附图中都可轻易辨认出这些构件，但为了使附图的说明更为清楚，本说明书不会将所有相同构件的标号标于每一图中。
[0026]实施例1
[0027]本实施例1提供了一种系统级封装方法，包括以下步骤：
[0028]S01：提供PCB板，所述PCB板包括相对的正面和背面，所述PCB板正面形成有多个第一凹槽和裸露的第一焊垫，所述第一焊垫设在所述第一凹槽的周围的所述PCB板上；
[0029]S02：提供第一器件晶圆，所述第一器件晶圆上形成有第一芯片，所述第一芯片的顶端形成有多个裸露的第二焊垫；
[0030]S03：将所述第一芯片形成有所述第二焊垫的一侧键合在所述PCB板的正面，所述第一芯片遮盖所述第一凹槽，且所述第一焊垫和所述第二焊垫隔空垂直相对，且在所述第一焊垫和所述第二焊垫之间形成第一空隙；
[0031]S04：对所述第一器件晶圆进行切割，形成独立的芯片结构；
[0032]S05：通过电镀工艺在所述第一空隙内形成第一导电凸块用于电连接所述第一焊垫和所述第二焊垫。
[0033]需要说明的是，步骤S0N不代表先后顺序。
[0034]参考图1至图7，根据本专利技术实施例1的一种系统级封装方法的各步骤对应的结构示意图详细说明。
[0035]参考图1，执行步骤S01，提供PCB板100，所述PCB板100包括相对的正面和背面，所述PCB板100正面形成有多个第一凹槽102和裸露的第一焊垫103，所述第一焊垫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统级封装封装结构，其特征在于，包括：PCB板，所述PCB板包括相对的正面和背面，所述正面形成有多个第一凹槽和裸露的第一焊垫，所述第一焊垫设在所述第一凹槽的周围的所述PCB板上；第一芯片，所述第一芯片的顶端形成有多个裸露的第二焊垫，所述第一芯片形成有所述第二焊垫的一侧键合在所述PCB板的正面，且所述第一芯片遮盖所述第一凹槽，所述第一焊垫和所述第二焊垫隔空垂直相对；第一导电凸块，设置于所述第一焊垫和所述第二焊垫之间，用于电连接所述第一焊垫和所述第二焊垫。2.根据权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，所述第一芯片形成有所述第二焊垫的一侧和所述PCB板的正面之间还设有第一键合层，所述第一键合层位于所述第一导电凸块的内侧，覆盖所述第一凹槽外围与所述第一导电凸块之间的所述PCB板区域。3.根据权利要求2所述的系统级封装结构，其特征在于，所述第一键合层具有第一开口，所述第一开口与所述第一凹槽相对设置，所述第一芯片、所述第一凹槽、所述第一键合层共同围成第一空腔。4.根据权利要求3所述的系统级封装结构，其特征在于，所述第一空腔贯穿所述第一键合层或者贯穿部分所述第一键合层。5.根据权利要求2所述的系统级封装结构，其特征在于，所述第一键合层的材料包括可光刻键合材料。6.根据权利要求2所述的系统级封装结构，其特征在于，所述可光刻键合材料的厚度为60
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160μm。7.根据权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，所述第一导电凸块通过电镀工艺形成。8.根据权利要求7所述的系统级封装结构，其特征在于，所述第一导电凸块的横截面的面积大于10平方微米。9.根据权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，所述PCB板包括：至少一层电路板，每层所述电路板包括基板以及贯穿所述基板的导电互连结构。10.根据权利要求1所述的系统级封装结构，其特征在于，还包括：第二芯片，所述第二芯片的表面具有多个裸露的第五焊垫，所述第二芯片形成有所述第五焊垫的一侧通过第二连接层键合于所述第一芯片与所述第二焊垫相背的一侧；所述第一芯片与所述第二焊垫相背的一侧具有多个裸露的第四焊垫，所述第四焊垫和所述第五焊垫隔空垂直相对；第二导电凸块，设置于所述第四焊垫与所述第五焊垫之间，用于电连接所述第四焊垫与所述第五焊垫。11.一种系统级封装方法，其特征在于，包括：提供PCB板，所述PCB板包括相对的正面和背面，所述PCB板正面形成有多个第一凹槽和裸...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔺光磊，
申请(专利权)人：芯知微上海电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：