一种半导体的堆叠封装结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种半导体的堆叠封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。其包括芯片Ⅰ（100）、一个或一个以上芯片Ⅱ（200）和硅基转接板（300）和底填料（400），此三者由上而下依次通过阵列排布的带有锡帽的金属凸点堆叠连接，包封区域包封在硅基载体的四周，包封区域内设置通孔，通孔内填充的金属连接正面再布线金属层与背面再布线金属层，所述背面保护层开口Ⅲ（324）内设置阵列排布的锡球（325）或阵列排布的金属柱（326），所述金属柱（326）的顶端设置锡帽（327）。本实用新型专利技术利用芯片和硅基转接板四周的包封区域内形成的通孔结构，实现了芯片之间以及芯片和硅基转接板之间电讯号传递与热传递，封装结构简单、封装成本低、产品成品率高。?（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体的堆叠封装结构，属于半导体封装

技术介绍
随着半导体技术的发展，堆叠封装结构在减小封装尺寸，实现高密度封装中的作用越来越大，是全球半导体封装企业在先进封装
必备的封装技术之一。目前的堆叠封装结构主要有两类:一类是以引线键合为主要链接方式，将堆叠的芯片以引线键合的方式实现芯片与芯片之间、芯片与基板之间的通讯；另一类是新出现的硅通孔技术，其特征是改引线键合方式为倒装方式，即在硅芯片上形成硅通孔互联结构，利用凸点倒转的方式将芯片进行堆叠，该技术的优势是缩短了芯片与芯片之间的通讯距离，降低了系统功耗，同时减小了封装体积，该技术为半导体业所青睐。但采用硅通孔互联技术存在工艺成本高、半导体产品存在产品良率低等不利于量产的因素。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种封装结构简单、封装成本低、产品成品率高的半导体的堆叠封装结构。本技术是这样实现的:一种半导体的堆叠封装结构，包括芯片和硅基转接板，所述芯片包括芯片I和芯片II，所述芯片1、芯片II和硅基转接板上下依次连接，所述芯片I包括芯片本体I和设置在芯片本体I背面的带有锡帽I的金属凸点I ,所述芯片II包括硅基载体、正面绝缘层I1、正面再布线金属层I1、正面保护层I1、背面绝缘层I1、背面再布线金属层I1、背面保护层II，所述硅基载体的四周设置包封区域II，所述包封区域II内设置填充金属的通孔II，所述正面绝缘层II设置在硅基载体和包封区域II的正面，所述正面再布线金属层II设置在正面绝缘层II上，所述正面保护层II设置在正面绝缘层II和正面再布线金属层II上，并于正面再布线金属层II上形成若干个正面保护层开口 II，所述正面再布线金属层II与芯片I通过带有锡帽I的金属凸点I连接，所述锡帽I设置在正面保护层开口 II内，所述背面绝缘层II设置在硅基载体和包封区域II的背面，所述背面再布线金属层II设置在背面绝缘层II下，所述背面保护层II设置在背面绝缘层II和背面再布线金属层II下，并于背面再布线金属层II下形成若干个背面保护层开口 II，所述背面保护层开口 II内设置带有锡帽II的金属凸点II，所述正面再布线金属层II与背面再布线金属层II通过通孔II内的金属连接，所述硅基转接板包括硅基载体、正面绝缘层II1、正面再布线金属层II1、正面保护层II1、背面绝缘层II1、背面再布线金属层II1、背面保护层III，所述硅基载体的四周设置包封区域III，所述包封区域III内设置填充金属的通孔III，所述 正面绝缘层III设置在硅基载体和包封区域III的正面，所述正面再布线金属层III设置在正面绝缘层III上，所述正面保护层III设置在正面绝缘层III和正面再布线金属层III上，并于正面再布线金属层III上形成若干个正面保护层开口 III，所述正面再布线金属层III与芯片II通过带有锡帽II的金属凸点II连接，所述锡帽II设置在正面保护层开口III内，所述背面绝缘层III设置在硅基载体和包封区域III的背面，所述背面再布线金属层III设置在背面绝缘层III下，所述背面保护层III设置在背面绝缘层III和背面再布线金属层III下，并于背面再布线金属层III下形成若干个背面保护层开口 III，所述正面再布线金属层III与背面再布线金属层III通过通孔III内的金属连接。所述金属凸点I阵列排布。所述芯片II有数个，上下依次通过带有锡帽II的金属凸点II堆叠连接。所述金属凸点II阵列排布。所述背面保护层开口 III内设置阵列排布的锡球III。所述锡球III阵列排布。所述背面保护层开口 III内设置阵列排布的金属柱III，所述金属柱III的顶端设置锡帽 III。所述金属柱III阵列排布。还包括底填料，所述底填料填充芯片I与芯片II之间、芯片II与硅基转接板之间的空间。还包括 底填料，所述底填料填充上下相邻芯片II之间的空间。本技术的有益效果是:1、利用芯片和硅基转接板四周的包封区域内形成的通孔结构，实现了芯片之间以及芯片和硅基转接板之间电讯号传递与热传递，很好地解决了硅通孔结构的工艺问题及加工成本问题；2、在包封区域上采用激光开孔结合化学镀铜的方式形成通孔及通孔内金属填充，既降低了工艺操作的复杂性，也降低了产品成本，提升了产品良率和可靠性；3、通孔内的金属在芯片II为单颗的情况下可实现芯片I与转接板之间的连接，芯片II为多颗的情况下还可以实现上下芯片之间的互联。附图说明图1为本技术一种半导体的堆叠封装结构的实施例一的示意图。图2为图1中芯片I的示意图。图3为图1中芯片II的示意图。图4为图1中硅基转接板的示意图。图5为本技术一种半导体的堆叠封装结构的实施例二的示意图。图中:芯片I 100芯片本体I 101金属凸点I 102锡帽I 103芯片II 200硅基载体201半导体工艺与布线区域202包封区域II 203通孔II 204正面绝缘层II 211正面再布线金属层II 212正面保护层II 213正面保护层开口 II 214背面绝缘层II 221背面再布线金属层II 222背面保护层II 223背面保护层开口 II 224金属凸点II 225锡帽II 226硅基转接板300硅基载体301高密度布线层302包封区域III 303通孔III304正面绝缘层III 311正面再布线金属层III 312正面保护层III 313正面保护层开口III 314背面绝缘层III 321背面再布线金属层III 322背面保护层III 323背面保护层开口 III 324锡球III325金属柱III326锡帽III327底填料400。具体实施方式参见图1至图4，本技术一种半导体的堆叠封装结构，包括芯片、硅基转接板300和底填料400，所述芯片包括芯片I 100和芯片II 200，所述芯片II 200的上表面设置半导体工艺与布线区域202。所述硅基转接板300的上表面设置高密度布线层302，所述芯片I 100、芯片II 200和硅基转接板300上下依次堆叠连接。所述芯片I 100包括芯片本体I101和设置在芯片本体I 101背面的带有锡帽I 103的金属凸点I 102。所述芯片II 200包括硅基载体201、正面绝缘层II 211、正面再布线金属层II 212、正面保护层II 213、背面绝缘层II 221、背面再布线金属层II 222、背面保护层II 223，所述硅基载体201的四周设置包封区域II 203，所述包封区域II 203内设置填充金属的通孔II204。所述正面绝缘层II 211设置在硅基载体201和包封区域II 203的正面，所述正面再布线金属层II 212设置在正面绝缘层II 211上，所述正面保护层II 213设置在正面绝缘层II 211和正面再布线金属层II 212上,并于正面再布线金属层II 212上形成若干个正面保护层开口 II 214，正面再布线金属层II 212与正面保护层开口 II 214的整体构成焊盘。所述正面再布线金属层II 212与芯片I 100通过带有锡帽I 103的金属凸点I 102连接，所述金属凸点I 102阵列排布，所述锡帽I 103与焊盘连接，并利用底填料400填充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体的堆叠封装结构，包括芯片和硅基转接板（300），所述芯片包括芯片Ⅰ（100）和芯片Ⅱ（200），所述芯片Ⅰ（100）、芯片Ⅱ（200）和硅基转接板（300）上下依次连接，所述芯片Ⅰ（100）包括芯片本体Ⅰ（101）和设置在芯片本体Ⅰ（101）背面的带有锡帽Ⅰ（103）的金属凸点Ⅰ（102），其特征在于：所述芯片Ⅱ（200）包括硅基载体（201）、正面绝缘层Ⅱ（211）、正面再布线金属层Ⅱ（212）、正面保护层Ⅱ（213）、背面绝缘层Ⅱ（221）、背面再布线金属层Ⅱ（222）、背面保护层Ⅱ（223），所述硅基载体（201）的四周设置包封区域Ⅱ（203），所述包封区域Ⅱ（203）内设置填充金属的通孔Ⅱ（204），所述正面绝缘层Ⅱ（211）设置在硅基载体（201）和包封区域Ⅱ（203）的正面，所述正面再布线金属层Ⅱ（212）设置在正面绝缘层Ⅱ（211）上，所述正面保护层Ⅱ（213）设置在正面绝缘层Ⅱ（211）和正面再布线金属层Ⅱ（212）上，并于正面再布线金属层Ⅱ（212）上形成若干个正面保护层开口Ⅱ（214），所述正面再布线金属层Ⅱ（212）与芯片Ⅰ（100）通过带有锡帽Ⅰ（103）的金属凸点Ⅰ（102）连接，所述锡帽Ⅰ（103）设置在正面保护层开口Ⅱ（214）内，所述背面绝缘层Ⅱ（221）设置在硅基载体（201）和包封区域Ⅱ（203）的背面，所述背面再布线金属层Ⅱ（222）设置在背面绝缘层Ⅱ（221）下，所述背面保护层Ⅱ（223）设置在背面绝缘层Ⅱ（221）和背面再布线金属层Ⅱ（222）下，并于背面再布线金属层Ⅱ（222）下形成若干个背面保护层开口Ⅱ（224），所述背面保护层开口Ⅱ（224）内设置带有锡帽Ⅱ（226）的金属凸点Ⅱ（225），所述正面再布线金属层Ⅱ（212）与背面再布线金属层Ⅱ（222）通过通孔Ⅱ（204）内的金属连接，所述硅基转接板（300）包括硅基载体（301）、正面绝缘层Ⅲ（311）、正面再布线金属层Ⅲ（312）、正面保护层Ⅲ（313）、背面绝缘层Ⅲ（321）、背面再布线金属层Ⅲ（322）、背面保护层Ⅲ（323），所述硅基载体（301）的四周设置包封区域Ⅲ（303），所述包封区域Ⅲ（303）内设置填充金属的通孔Ⅲ（304），所述正面绝缘层Ⅲ（311）设置在硅基载体（301）和包封区域Ⅲ（303）的正面，所述正面再布线金属层Ⅲ（312）设置在正面绝缘层Ⅲ（311）上，所述正面保护层Ⅲ（313）设置在正面绝缘层Ⅲ（311）和正面再布线金属层Ⅲ（312）上，并于正面再布线金属层Ⅲ（312）上形成若干个正面保护层开口Ⅲ（314），所述正面再布线金属层Ⅲ（312）与芯片Ⅱ（200）通过带有锡帽Ⅱ（226）的金属凸点Ⅱ（225）连接，所述锡帽Ⅱ（226）设置在正面保护层开口Ⅲ（314）内，所述背面绝缘层Ⅲ（321）设置在硅基载体（301）和包封区域Ⅲ（303）的背面，所述背面再布线金属层Ⅲ（322）设置在背面绝缘层Ⅲ（321）下，所述背面保护层Ⅲ（323）设置在背面绝缘层Ⅲ（321）和背面再布线金属层Ⅲ（322）下，并于背面再布线金属层Ⅲ（322）下形成若干个背面保护层开口Ⅲ（324），?所述正面再布线金属层Ⅲ（312）与背面再布线金属层Ⅲ（322）通过通孔Ⅲ（304）内的金属连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎，赖志明，陈栋，陈锦辉，
申请(专利权)人：江阴长电先进封装有限公司，
类型：实用新型
国别省市：