一种基于可塑性基板的芯片3D堆叠的封装结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种基于可塑性基板的芯片3D封装结构，包括：可塑性基板，包括一层或多层信号互联层及柔性介质层，所述信号互连层互相电连接与所述柔性介质层集成；及多个芯片，安装于所述可塑性基板上；其中，所述可塑性基板具有至少两个弯折处，多个芯片通过所述可塑性基板弯折后呈多向堆叠弯折，绝缘填充材料填充于所述可塑性基板在弯折边角处形成的空腔中以及所述可塑性基板的弯折开口处。本发明专利技术提供一种基于可塑性基板的芯片3D封装结构及制作方法，以解决现有堆叠方式高难度，高成本，层数少的问题，以及能解决特殊的贴装角度要求。以及能解决特殊的贴装角度要求。以及能解决特殊的贴装角度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可塑性基板的芯片3D堆叠的封装结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及微电子及半导体封装领域，尤其是涉及一种基于可塑性基板的芯片3D堆叠封装结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着半导体封装的发展，芯片的平面封装发展方式受限，2.5D乃至3D堆叠也在芯片封装中广泛使用。随着系统集成（SiP）封装、堆叠封装（PiP、PoP）等被广泛使用，越来越多的3D封装结构被创造和设计出来。3D封装结构是在每个芯片的顶部再安装芯片，从而形成立体芯片，上芯片和下芯片通过硅通孔来实现连接。
[0003]芯片3D堆叠通常有下列几种方式: (1)芯片先堆叠，然后通过引线键合的方式，实现芯片的互连互通，这种方式，要么是上层芯片尺寸比下层芯片小，呈现金字塔状的叠层结构；要么是芯片都存在一定的位移，确保上层芯片不会遮挡下层芯片的I/O位置；(2)三维TSV技术，通过通孔的方式实现芯片间的互联互通，其可实现相同尺寸芯片的无位移的堆叠，但是技术难度较大，工艺比较复杂，故制造成本较高；(3)通过垫片或凸块，增加了芯片间的距离，而实现的引线键合；(4)结合上述几种方式的混合堆叠方式。然而，非TSV的堆叠方式，堆叠层数受限明显。
[0004]因此，亟需一种封装结构，既能实现3D堆叠封装，又能解决现有堆叠方式高难度，高成本，层数少的问题。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于可塑性基板的芯片3D封装结构及制作方法，以解决现有堆叠方式高难度，高成本，层数少的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种基于可塑性基板的芯片3D封装结构，包括：可塑性基板，包括一层或多层信号互联层及柔性介质层，所述信号互连层互相电连接与所述柔性介质层集成；及多个芯片，安装于所述可塑性基板上；其中，所述可塑性基板具有至少两个弯折处，多个芯片通过所述可塑性基板弯折后呈多向堆叠，绝缘填充材料填充于所述可塑性基板在弯折边角处形成的空腔中以及所述可塑性基板的弯折开口处。
[0007]当可塑性基板包括多层所述信号互联层时，每相邻的两层所述信号互联层之间至少有一层所述柔性介质层，且每相邻的两层所述信号互联层之间可以通过他们之间的所述柔性介质层中的过孔电连接。
[0008]可选地，封装结构包括支柱，支柱两端安装于可塑性基板上，用于结构支撑。
[0009]可选地，封装结构包括焊盘及焊球，焊盘自信号互连层延伸到可塑性基板表面，与焊球两侧电连接。
[0010]可选地，在封装结构外侧更具有焊盘与外部芯片电连接。
[0011]可选地，可塑性基板朝同一方向弯折而将多个芯片包覆于可塑性基板内。
[0012]可选地，绝缘填充材料填充于可塑性基板外侧。
[0013]可选地，可塑性基板在弯折处没有柔性介质层。
[0014]本专利技术还提供一种基于可塑性基板的芯片3D堆叠的封装结构制造方法，其特征在于，包括：形成可塑性基板；将焊球和支柱安装于可塑性基板；将芯片安装于可塑性基板；弯折可塑性基板使多个芯片呈多向堆叠；填充绝缘填充物；在封装结构外侧的焊盘上，安装上芯片。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例提供的一种可塑性基板封装结构的示意图。
[0016]图2为本专利技术实施例提供的一种可塑性基板封装结构的示意图。
[0017]图3为本专利技术实施例提供的一种可塑性基板封装结构的示意图。
[0018]图4为本专利技术实施例提供的一种可塑性基板封装结构的示意图。
[0019]图5是本专利技术实施例提供的一种可塑性基板封装结构的制造方法的流程图。
[0020]图6(a)～图6(e)为本专利技术实施例提供的可塑性基板封装结构的封装示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的一种可塑性基板封装结构的示意图，如图1所示，本专利技术实施例提供的可塑性基板封装结构1包括：可塑性基板103、多个芯片101和绝缘填充材料104。其中，多个芯片101与可塑性基板103电连接，多个芯片101通过可塑性基板103弯折后呈多向堆叠。其中，多向意指至少一个芯片101具有不同堆叠方向，芯片101堆叠方向包括横向、纵向等两种以上方向或互相垂直，以达到最佳堆叠效益和空间利用。本实施例中，可塑性基板103弯折角度大致成90度角，剖面形成2字型或倒S型。但本专利技术不在此限，可依实际需求进行设计，使可塑性基板103弯折于不同角度形成芯片101的3D堆叠，特別是最外侧部分，可以根据芯片101的特殊贴装角度调整可塑性基板103弯折角度，形成適合的形状。此外，封装或折弯后的基板侧面也可贴装芯片，增加设计的灵活度和提高装片密度。
[0023]可塑性基板103可以包括一层或多层信号互联层11，信号互连层11互相电连接，与柔性介质层12集成(即，设置其上、其中或穿过)。当可塑性基板103包括多层信号互联层11时，每相邻的两层信号互联层11之间至少有一层柔性介质层12，且每相邻的两层信号互联层11之间可以通过他们之间的柔性介质层12中的过孔电连接。柔性介质层12由可弯折的柔性绝缘材料制成，起到保护信号互联层 11的作用。要注意的是，柔性介质层12不一定需要全部分布在可塑性基板103上，在部分区域，特别是弯折处，可以没有柔性介质层12，有些在上部不需要贴片的基板上，内部金属可以是全部裸露的，用于特殊散热需求。
[0024]绝缘填充材料104填充于可塑性基板103在弯折边角处(图1中可塑性基板103形成的外S形弯折)形成的空腔中以及可塑性基板103的弯折开口处，甚至是可塑性基板103外表面或外侧以保护芯片和金属线。绝缘填充材料104可以为氧化硅、碳化硅等无机材料，也可以为环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺（PI）等有机材料，在本专利技术中并不对此进行限制。
[0025]可选地，如图1所示，芯片101透过凸块102与可塑性基板103电连接。
[0026]可选地，如图1所示，可塑性基板封装结构1还包括焊锡球105，焊锡球形成于可塑性基板封装结构1的外侧表面且与可塑性基板103电连接。
[0027]可选地，如图2所示，可塑性基板封装结构1还包括支柱106，支柱106两端安装于可塑性基板103的第一表面103a，用于结构支撑。
[0028]可选地，如图2所示，可塑性基板封装结构2还包括焊盘107。焊盘107形成于可塑性基板103表面，与焊球108连接。信号互连层11和焊盘107优选是金属，例如铜、铝、金、银其合金等，也可以由导电聚合物构成，如填充铜的环氧树脂等。透过可塑性基板103弯折，焊盘107可与焊球108两端电连接，依照电路设计的实际需求，实现不同层之间的电连接。焊球108具有一定的硬度和形狀，比如可以是铜核球，塑核球等，确保回流后，除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可塑性基板的芯片3D堆叠的封装结构，其特征在于，包括：可塑性基板，包括一层或多层信号互联层及柔性介质层，所述信号互连层互相电连接与所述柔性介质层集成；及多个芯片，安装于所述可塑性基板上；其中，所述可塑性基板具有至少两个弯折处，多个芯片通过所述可塑性基板弯折后呈多向堆叠，绝缘填充材料填充于所述可塑性基板在弯折边角处形成的空腔中以及所述可塑性基板的弯折开口处。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，当可塑性基板包括多层所述信号互联层时，每相邻的两层所述信号互联层之间至少有一层所述柔性介质层，且每相邻的两层所述信号互联层之间可以通过他们之间的所述柔性介质层中的过孔电连接。3.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述绝缘填充材料填充于所述可塑性基板外侧。4.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，包括支柱，两端安装于所述可塑性基板上，用于结构支撑。5.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，包括焊盘及焊球，所述焊盘自信号互连层延伸到所述可塑性基板表面，与所述焊球两侧电连接。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国江，于世珩，高军明，
申请(专利权)人：江苏长晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：