三维封装结构及封装方法技术

本发明专利技术提供了一种三维封装结构，包括第一基板、第二基板以及盖板，所述第一基板与盖板围合形成第一腔室，于所述第一基板上设置有芯片且所述芯片位于第一腔室内，所述第一基板背离第一腔室一侧通过互连桥连接至第二基板，于所述第一基板的相对两侧均设置有再布线层，所述芯片位于对应侧的再布线层上，且所述第一基板上设置有散热块以及连接两再布线层的连接线，所述散热块具有至少两块且对称布置于第一基板内，所述连接线位于内侧两散热块之间；还提供一种三维封装方法。本发明专利技术中，通过在第一基板上埋设散热块，且优化散热块的埋设位置，可以大大降低第一基板的翘曲度，同时也提高了封装结构整体的散热性能。封装结构整体的散热性能。封装结构整体的散热性能。

【技术实现步骤摘要】
三维封装结构及封装方法


[0001]本专利技术涉及集成电路封装，尤其涉及一种三维封装结构及封装方法。

技术介绍

[0002]集成电路在当今信息社会的发展中起着极其重要的作用，20世纪末，伴随着信息产业的飞速发展，芯片制作工艺细微化，促使集成电路封装技术不断发展，并逐渐形成一门相对独立的科技产业。三维封装自上世纪末以来发展迅速，被认为是未来集成电路封装的发展趋势。
[0003]然而采用三维封装制造器件，电路密度越高，功率密度也随之增加，热量管理将会遇到越多的问题，因此要具有较好的散热方法；采用三维封装制作器件，所用材料较多，其热膨胀系数的不同会导致应力及翘曲的产生，对整体封装不利；三维封装的设计较二维封装技术复杂，由于技术复杂，在设计、制造、测试等多个环节都会使成本提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种三维封装结构及封装方法，用于解决现有三维封装技术中容易翘曲的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的：本专利技术实施例提供一种三维封装结构，包括第一基板、第二基板以及盖板，所述第一基板与盖板围合形成第一腔室，于所述第一基板上设置有芯片且所述芯片位于第一腔室内，所述第一基板背离第一腔室一侧通过互连桥连接至第二基板，于所述第一基板的相对两侧均设置有再布线层，所述芯片位于对应侧的再布线层上，且所述第一基板上设置有散热块以及连接两再布线层的连接线，所述散热块具有至少两块且对称布置于第一基板内，所述连接线位于内侧两散热块之间。
[0006]进一步地，所述散热块为梯形块且贯穿所述第一基板，且沿所述盖板至互连桥的方向所述散热块呈渐缩状。
[0007]进一步地，所述连接线包括多根，其中部分为粗连接柱，另一部分为细连接柱，且根据所述连接线的疏密布置粗连接柱与细连接柱，且所述粗连接柱布置于连接线疏区，所述细连接柱布置于连接线密区。
[0008]进一步地，所述互连桥、第一基板以及第二基板围合形成第二腔室，所述第一基板对应第二腔室一侧的再布线层上设置有芯片。
[0009]进一步地，所述第一腔室内的芯片与第二腔室内的芯片均分别对称布置。
[0010]进一步地，所述盖板的内侧面与芯片之间通过热界面材料连接。
[0011]进一步地，所述互连桥内设置有多条通道，每一所述通道内填充有电性材料，所述电性材料电连接第一基板与第二基板。
[0012]进一步地，所述电性材料朝向第二基板的端部通过焊球倒置焊接于第二基板上，且相邻的所述焊球之间填充底料密封。
[0013]进一步地，所述再布线层通过焊球固定于第一基板上，所述芯片贴装于再布线层上，且相邻的两个所述芯片之间的塑封材料加工形成多孔介质。
[0014]本专利技术实施例还提供一种三维封装方法，包括以下步骤：于第一基板上铺设再布线层、植球工艺贴装芯片、刻蚀形成通孔，所述通孔内部电镀填充铜；制作盖板，将所述盖板扣合于第一基板的其中一侧，所述芯片与盖板之间设置热界面材料，且所述第一基板和盖板边缘设置密封材料；于第一基板另一侧通过凸点工艺制作电性材料凸点，并通过模塑工艺对所述凸点进行塑封，减薄后将电性材料露出；根据所述凸点的尺寸，将焊球放置于所述凸点的顶端；将所述第一基板连同凸点、焊球一起熔化，通过将所述焊球熔化后再冷却，所述焊球于每个凸点的顶端形成外凸形焊料；将所述外凸形焊料的凸点连同所述第一基板倒置于待植球的第二基板上，焊接后获得无微细气泡的焊接面；焊接结束，通过底填充工艺将底料填充于相邻所述焊球之间的间隙中，实现所述第一基板与第二基板之间的密封。
[0015]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中，于第一基板上设置有散热块，散热块可以采用铜块，通过散热块能够改变第一基板的翘曲变化，而将散热块设置于第一基板靠近两侧的位置且对称设置，即将散热块优化布置于第一基板内，可以大大降低第一基板的翘曲度，同时也提高了封装结构整体的散热性能。
附图说明
[0016]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它的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的三维封装结构一种实施例结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的三维封装结构另一种实施例结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的三维封装结构的最大翘曲值与铜柱梯度的关系图；图4为本专利技术实施例提供的三维封装结构的第一基板贴装芯片的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的三维封装结构的芯片的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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做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。
[0019]参见图1以及图2，本专利技术实施例提供一种三维封装结构，包括第一基板1、第二基
板2以及盖板3，其中第一基板1与盖板3围合形成第一腔室4，当然该第一腔室4应为密封空间，于第一基板1上贴装有芯片5，且芯片5位于第一腔室4内，由此通过盖板3实现对第一腔室4内芯片5的封装；第一基板1背离第一腔室4的一侧通过互连桥6连接至第二基板2，第二基板2为基础，一方面通过互连桥6可以形成对第一基板1的支撑，另一方面通过互连桥6可以实现第一基板1与第二基板2之间的电性连接。
[0020]本专利技术中，于第一基板1的相对两侧均设置有再布线层7，通常第一基板1为扁平的板状结构，可以采用高密度基板或陶瓷基板，于第一基板1的相对两侧均铺设有再布线层7，其中一侧对应盖板3，另一侧对应互连桥6。于对应盖板3一侧，再布线层7先铺设于第一基板1上，再将芯片5贴装于再布线层7上，盖板3用于实现对该侧再布线层7的封装；而对于互连桥6一侧，第一基板1、互连桥6以及第二基板2围合形成第二腔室8，且该第二腔室8也为密封空间，第一基板1该侧的再布线层7也位于第二腔室8内，进而实现对其的封装。通过对再布线层7的设计代替一部分芯片5内部线路的设计，从而降低设计成本，采用再布线层7能够支持更多的引脚数量，可以使I/O触点间距更灵活、凸点面积更大，从而使基板与元件之间的应力更小、元件可靠性更高。
[0021]由于第一基板1的两侧均铺设有再布线层7，由此第一基板1上设置有连接线9，该连接线9能够电性连接两再布线层7。根据再布线层7的线路特性，于第一基板1上加工有若干通孔，通过TSV技术向各通孔内填充电性材料，进而形成再布线层7之间的连接线9，对于电性材料可以为铜，即连接线9采用铜柱的形式。另外，于第一基板1内埋设有散热块10，散热块10也可以采用TSV技术制备，对于散热块10可以具有多块，且靠近第一基板1的外侧设置，上述的各连接线9位于内侧的两块散热块10之间。具体地，散热块10采用对称的方式分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维封装结构，包括第一基板、第二基板以及盖板，所述第一基板与盖板围合形成第一腔室，于所述第一基板上设置有芯片且所述芯片位于第一腔室内，所述第一基板背离第一腔室一侧通过互连桥连接至第二基板，其特征在于，于所述第一基板的相对两侧均设置有再布线层，所述芯片位于对应侧的再布线层上，且所述第一基板上设置有散热块以及连接两再布线层的连接线，所述散热块具有至少两块且对称布置于第一基板内，所述连接线位于内侧两散热块之间。2.如权利要求1所述的三维封装结构，其特征在于，所述散热块为梯形块且贯穿所述第一基板，且沿所述盖板至互连桥的方向所述散热块呈渐缩状。3.如权利要求1所述的三维封装结构，其特征在于，所述连接线包括多根，其中部分为粗连接柱，另一部分为细连接柱，且根据所述连接线的疏密布置粗连接柱与细连接柱，且所述粗连接柱布置于连接线疏区，所述细连接柱布置于连接线密区。4.如权利要求1所述的三维封装结构，其特征在于，所述互连桥、第一基板以及第二基板围合形成第二腔室，所述第一基板对应第二腔室一侧的再布线层上设置有芯片。5.如权利要求4所述的三维封装结构，其特征在于，所述第一腔室内的芯片与第二腔室内的芯片均分别对称布置。6.如权利要求1所述的三维封装结构，其特征在于，所述盖板的内侧面与芯片之间通过热界面材料连接。7.如权利要求1所述的三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：王诗兆，
申请(专利权)人：湖北芯研投资合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：