【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及芯片封装，特别是涉及一种立体芯片封装结构及方法。
技术介绍
1、随着集成电路技术的飞速发展，器件集成度日益提高而线宽尺寸日益缩小，给芯片封装带来的挑战越来越大。现有的晶圆级芯片封装技术中，裸晶圆贴装在承载体上进行封装，裸晶圆均贴装于承载体表面，占用的承载体面积较大；承载体仅一面贴装裸晶圆，另一面在封装完成后贴装在pcb上，集成度较低；裸晶圆封装到承载体上只能有一种封装方式，如引线键合，或倒装焊，不同工艺难以在同一个承载体上实现封装，限制了不同工艺的裸晶圆的应用。
2、因此，有必要提供一种立体芯片封装结构及方法，以有效解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种立体芯片封装结构及方法，通过改变非焊球裸晶圆在载体上的封装方式，实现非焊球裸晶圆与焊球裸晶圆的立体叠放封装，减小裸晶圆占用面积，提高芯片集成度。
2、本专利技术实施例提供一种立体芯片封装结构，包括：
3、晶圆承载体，所述晶圆承载体用以承载裸晶圆；
4、裸晶圆，包括焊球裸晶圆和非焊球裸晶圆，所述焊球裸晶圆焊接贴装于所述晶圆承载体表面，所述非焊球裸晶圆粘接贴装于所述焊球裸晶圆表面或者粘接贴装于所述晶圆承载体表面；
5、外部承载体，所述外部承载体设置于承载有所述裸晶圆的所述晶圆承载体的两侧；
6、金属支柱，所述金属支柱设置于所述晶圆承载体与所述外部承载体之间连接所述晶圆承载体与所述外部承载体；
7、其中，所述晶圆承载体两侧表面均
8、所述焊球裸晶圆具有第一侧和第二侧，所述焊球裸晶圆的所述第一侧设置有晶圆焊球，所述晶圆焊球适于与所述功能焊盘焊接贴装；
9、所述非焊球裸晶圆具有第三侧和第四侧，所述非焊球裸晶圆的所述第三侧设置有第一晶圆焊盘，所述第一晶圆焊盘适于通过金属引线与所述功能焊盘焊接连接；
10、所述非焊球裸晶圆的第四侧粘接贴装于所述焊球裸晶圆的第二侧或者贴装于所述晶圆承载体表面；
11、所述晶圆承载体上设置有第一导通结构，所述外部承载体上设置有第二导通结构，所述功能焊盘通过所述第一导通结构、所述金属支柱与所述第二导通结构电性导通连接。
12、优选地，所述第一导通结构包括第一导通孔和第一金属线路，所述第一导通孔贯穿所述晶圆承载体设置，所述第一导通孔在所述晶圆承载体的两侧表面均形成有第一孔环，所述第一孔环与所述第一导通孔的内壁均镀有金属层，所述第一金属线路设置在所述晶圆承载体的两侧表面，所述第一金属线路电性连通所述第一孔环与所述功能焊盘。
13、优选地，所述第一导通结构还包括设置在所述晶圆承载体两侧表面的晶圆载体焊球，所述晶圆载体焊球设置于所述第一导通孔处，所述晶圆载体焊球适于与所述第一孔环以及所述金属支柱焊接连接，电性连通所述第一孔环与所述金属支柱。
14、优选地，所述第二导通结构包括第二导通孔和第二金属线路，所述第二导通孔贯穿所述外部承载体设置，所述第二导通孔在所述外部承载体的两侧表面均形成有第二孔环，所述第二孔环与所述第二导通孔的内壁均镀有金属层，所述第二金属线路设置在所述外部承载体的表面，所述第二金属线路与所述第二孔环电性连通。
15、优选地，所述第二导通结构还包括设置在所述外部承载体两侧表面的外部载体焊球，设置于所述外部承载体上靠近所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球适于与所述第二金属线路以及所述金属支柱焊接连接，电性连通所述第二金属线路与所述金属支柱；设置于所述外部承载体上远离所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球适于与所述第二孔环焊接连接并电性导通。
16、优选地，所述焊球裸晶圆的第一侧设置有第二晶圆焊盘，所述第二晶圆焊盘上设置有金属柱，所述晶圆焊球包覆所述第二晶圆焊盘和所述金属柱。
17、优选地，所述晶圆承载体的材质为硅，所述第一金属线路溅射于所述晶圆承载体表面；或者，所述晶圆承载体的材质为pi、fr4、pet或g10，所述第一金属线路敷设于所述晶圆承载体表面；所述第一金属线路的材质为铜、镍、金、铜合金、镍合金或者金合金；
18、所述外部承载体的材质为硅，所述第二金属线路溅射于所述外部承载体表面；或者，所述外部承载体的材质为pi、fr4、pet或g10，所述第二金属线路敷设于所述外部承载体表面；所述第二金属线路的材质为铜、镍、金、铜合金、镍合金或者金合金。
19、优选地，所述晶圆焊球的材质为锡、金、银、铜、镍、锡合金、金合金、银合金、铜合金或镍合金；所述金属支柱的材质为铜或者铜合金。
20、基于同一构思，本专利技术实施例还提供一种立体芯片封装方法，所述封装结构包括晶圆承载体、裸晶圆、外部承载体和金属支柱，所述晶圆承载体设置有功能焊盘和第一导通结构，所述第一导通结构与所述功能焊盘电性导通；所述裸晶圆包括焊球裸晶圆和非焊球裸晶圆，所述焊球裸晶圆设置有晶圆焊球，所述非焊球裸晶圆设置有第一晶圆焊盘；所述外部承载体设置有第二导通结构；所述封装方法包括如下步骤：
21、提供所述晶圆承载体，提供所述焊球裸晶圆和所述非焊球裸晶圆；
22、将所述晶圆焊球与所述功能焊盘焊接连接并电性导通，使所述焊球裸晶圆焊接贴装于所述晶圆承载体表面；
23、将所述非焊球裸晶圆未设置所述第一晶圆焊盘的一侧通过导电胶粘接贴装于所述焊球裸晶圆表面或者粘接贴装于所述晶圆承载体表面；
24、将所述非焊球裸晶圆的所述第一晶圆焊盘通过金属引线与所述功能焊盘焊接连接并电性导通；
25、将所述外部承载体设置于所述晶圆承载体的两侧，所述金属支柱设置于所述晶圆承载体与所述外部承载体之间；
26、将所述金属支柱的一端与所述第一导通结构焊接连接并电性导通，另一端与所述第二导通结构焊接连接并电性导通，使得所述功能焊盘与所述第二导通结构电性导通。
27、优选地，所述第一导通结构包括第一导通孔、第一金属线路和晶圆载体焊球，所述第一导通孔贯穿所述晶圆承载体设置，所述第一导通孔在所述晶圆承载体的两侧表面均形成有第一孔环，所述第一孔环与所述第一导通孔的内壁均镀有金属层，所述第一金属线路设置在所述晶圆承载体的两侧表面，所述金属线路电性连通所述第一孔环与所述功能焊盘；所述晶圆载体焊球与所述第一孔环电性连接；
28、所述第二导通结构包括第二导通孔、第二金属线路和外部载体焊球，所述第二导通孔贯穿所述外部承载体设置，所述第二导通孔在所述外部承载体的两侧表面均形成有第二孔环，所述第二孔环与所述第二导通孔的内壁均镀有金属层，所述第二金属线路设置在所述外部承载体的表面，所述第二金属线路与所述第二孔环电性连通；所述外部载体焊球设置于所述外部承载体两侧表面，设置于所述外部承载体上靠近所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球与所述第二金属线路电性连接，设置于所述外部承载体上远离所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球与所述第二孔环电性连接，所述封装方法还包括：
29、将所述金属支柱的一端与所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种立体芯片封装结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第一导通结构包括第一导通孔和第一金属线路，所述第一导通孔贯穿所述晶圆承载体设置，所述第一导通孔在所述晶圆承载体的两侧表面均形成有第一孔环，所述第一孔环与所述第一导通孔的内壁均镀有金属层，所述第一金属线路设置在所述晶圆承载体的两侧表面，所述第一金属线路电性连通所述第一孔环与所述功能焊盘。
3.根据权利要求2所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第一导通结构还包括设置在所述晶圆承载体两侧表面的晶圆载体焊球，所述晶圆载体焊球设置于所述第一导通孔处，所述晶圆载体焊球适于与所述第一孔环以及所述金属支柱焊接连接，电性连通所述第一孔环与所述金属支柱。
4.根据权利要求1所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第二导通结构包括第二导通孔和第二金属线路，所述第二导通孔贯穿所述外部承载体设置，所述第二导通孔在所述外部承载体的两侧表面均形成有第二孔环，所述第二孔环与所述第二导通孔的内壁均镀有金属层，所述第二金属线路设置在所述外部承载体的表面，所述第二金属线路与所
5.根据权利要求4所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第二导通结构还包括设置在所述外部承载体两侧表面的外部载体焊球，设置于所述外部承载体上靠近所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球适于与所述第二金属线路以及所述金属支柱焊接连接，电性连通所述第二金属线路与所述金属支柱；设置于所述外部承载体上远离所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球适于与所述第二孔环焊接连接并电性导通。
6.根据权利要求1所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述焊球裸晶圆的第一侧设置有第二晶圆焊盘，所述第二晶圆焊盘上设置有金属柱，所述晶圆焊球包覆所述第二晶圆焊盘和所述金属柱。
7.根据权利要求2或者4所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述晶圆承载体的材质为硅，所述第一金属线路溅射于所述晶圆承载体表面；或者，所述晶圆承载体的材质为PI、FR4、PET或G10，所述第一金属线路敷设于所述晶圆承载体表面；所述第一金属线路的材质为铜、镍、金、铜合金、镍合金或者金合金；
8.根据权利要求1所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述晶圆焊球的材质为锡、金、银、铜、镍、锡合金、金合金、银合金、铜合金或镍合金；所述金属支柱的材质为铜或者铜合金。
9.一种立体芯片封装方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的立体芯片封装结构；所述封装结构包括晶圆承载体、裸晶圆、外部承载体和金属支柱，所述晶圆承载体设置有功能焊盘和第一导通结构，所述第一导通结构与所述功能焊盘电性导通；所述裸晶圆包括焊球裸晶圆和非焊球裸晶圆，所述焊球裸晶圆设置有晶圆焊球，所述非焊球裸晶圆设置有第一晶圆焊盘；所述外部承载体设置有第二导通结构；所述封装方法包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的立体芯片封装方法，其特征在于，所述第一导通结构包括第一导通孔、第一金属线路和晶圆载体焊球，所述第一导通孔贯穿所述晶圆承载体设置，所述第一导通孔在所述晶圆承载体的两侧表面均形成有第一孔环，所述第一孔环与所述第一导通孔的内壁均镀有金属层，所述第一金属线路设置在所述晶圆承载体的两侧表面，所述金属线路电性连通所述第一孔环与所述功能焊盘；所述晶圆载体焊球与所述第一孔环电性连接；
...【技术特征摘要】
1.一种立体芯片封装结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第一导通结构包括第一导通孔和第一金属线路，所述第一导通孔贯穿所述晶圆承载体设置，所述第一导通孔在所述晶圆承载体的两侧表面均形成有第一孔环，所述第一孔环与所述第一导通孔的内壁均镀有金属层，所述第一金属线路设置在所述晶圆承载体的两侧表面，所述第一金属线路电性连通所述第一孔环与所述功能焊盘。
3.根据权利要求2所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第一导通结构还包括设置在所述晶圆承载体两侧表面的晶圆载体焊球，所述晶圆载体焊球设置于所述第一导通孔处，所述晶圆载体焊球适于与所述第一孔环以及所述金属支柱焊接连接，电性连通所述第一孔环与所述金属支柱。
4.根据权利要求1所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第二导通结构包括第二导通孔和第二金属线路，所述第二导通孔贯穿所述外部承载体设置，所述第二导通孔在所述外部承载体的两侧表面均形成有第二孔环，所述第二孔环与所述第二导通孔的内壁均镀有金属层，所述第二金属线路设置在所述外部承载体的表面，所述第二金属线路与所述第二孔环电性连通。
5.根据权利要求4所述的立体芯片封装结构，其特征在于，所述第二导通结构还包括设置在所述外部承载体两侧表面的外部载体焊球，设置于所述外部承载体上靠近所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球适于与所述第二金属线路以及所述金属支柱焊接连接，电性连通所述第二金属线路与所述金属支柱；设置于所述外部承载体上远离所述晶圆载体一侧的所述外部载体焊球适于与所述第二孔环焊接连接并电性导通。
6.根据权利要求1所述的立体芯片封装结...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐荣烨，高朕，
申请(专利权)人：传周半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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