一种双面扇出系统级封装结构及封装方法技术方案

本发明专利技术涉及系统级封装技术领域，具体涉及一种双面扇出系统级封装结构，包括：相向间隔设置的第一保护层(1)和第二保护层(2)；封装在第一保护层和第二保护层之间的若干个芯片；设置在第一保护层(1)和第二保护层(2)之间、用于将若干个芯片的信号分别输出的信号输出层。还提供了一种封装方法，包括：相向间隔设置第一保护层(1)和第二保护层(2)，将若干个芯片封装，并将封装后的若干个芯片置于第一保护层和第二保护层之间，在第一保护层(1)和第二保护层(2)之间设置用于将若干个芯片的信号分别输出的信号输出层。本发明专利技术提供了一种单位面积的IO数量较多，多个信号传输互不干扰的双面扇出系统级封装结构及封装方法。

【技术实现步骤摘要】
一种双面扇出系统级封装结构及封装方法
本专利技术涉及系统级封装
，具体涉及一种双面扇出系统级封装结构及封装方法。
技术介绍
伴随着芯片技术的不断提升，单位面积下容纳的信号数量不断增加，芯片的IO数量不断上升，从而导致芯片的信号IO之间的间距不断减小。而印刷电路板(PCB)行业相对芯片行业发展比较滞后，基于PCB的封装技术受限于PCB的制程能力，线宽/线距无法太小，因此无法满足现在高密度芯片的系统级设计需求。与在PCB上进行系统集成相比，系统级封装(SIP)能最大限度地优化系统性能、避免重复封装、缩短开发周期、降低成本、提高集成度，解决芯片的信号IO间距和PCB的线宽/线距不能很好匹配的问题。但是现有的扇出系统级封装结构均是单面封装，封装结构局部区域的单位面积的IO数量较少。另外，单面封装中不同的芯片的信号互联是通过设置在相邻两个芯片之间的布线层或焊料凸点实现的，且布线层或焊料凸点为一种串联的连接方式，若中间任一层的布线层或焊料凸点出现问题，整个封装结构将不能正常使用。例如，中国专利文献CN102157393A公开了一种扇出高密度封装方法，包括至少两层保护层和至少两组布线封装层，布线封装层通过布线层与形成在保护层表面的再布线金属层导通，即不同贴装层中的芯片是通过相互导通的多层布线层将信号互联并最终通过最下层的再布线金属层由上至下依次输出的，封装结构上层单位面积的IO数量较少，且若中间的任一层布线层出现问题，整个封装结构将不能正常使用。另外，由于PCB的线宽/线距相比于芯片的信号IO间距要大得多，仅仅依靠扇出系统级封装并不能使二者完全地匹配，满足实际需求。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的扇出系统级封装结构单位面积的IO数量较少，且信号传输通道单一的缺陷，从而提供一种单位面积的IO数量较多，多个信号传输互不干扰的双面扇出系统级封装结构。本专利技术要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的芯片的信号IO间距与PCB的线宽/线距不能完全匹配的缺陷，从而提供一种芯片的信号IO间距能够与PCB的线宽/线距完全匹配的双面扇出系统级封装结构。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种双面扇出系统级封装结构，包括：相向间隔设置的第一保护层和第二保护层；封装在所述第一保护层和第二保护层之间的若干个芯片；设置在所述第一保护层和第二保护层之间、用于将所述若干个芯片的信号分别输出的信号输出层。所述的双面扇出系统级封装结构，所述若干个芯片包括第一芯片和第二芯片，所述第一芯片的功能面向下与所述第一保护层连接设置，所述第二芯片的功能面向上与所述第二保护层连接设置。所述的双面扇出系统级封装结构，所述信号输出层包括分别设置在所述第一保护层和第二保护层的内表面的第一金属层和第二金属层，以及连通所述第一金属层和第二金属层且填充有金属的至少一个孔。所述的双面扇出系统级封装结构，还包括用于封装所述第一芯片和第二芯片的封装层，所述至少一个孔设置在所述封装层中。所述的双面扇出系统级封装结构，所述第一保护层上设置有若干个用于将输送至所述第一金属层的信号输出的预留孔，所述预留孔中安装有焊球。所述的双面扇出系统级封装结构，还包括一设置在所述第一保护层和所述第一芯片之间的、用于将所述第一芯片的线宽进行放大的第一硅转接板，和/或设置在所述第二保护层和所述第二芯片之间的、用于将所述第二芯片的线宽进行放大的第二硅转接板。所述的双面扇出系统级封装结构，所述第一硅转接板和第二硅转接板均包括上转接层、下转接层和连通所述上转接层与下转接层的中间转接层。所述的双面扇出系统级封装结构，所述第一硅转接板的上转接层上开设有若干个与所述第一芯片连接的第一引脚，所述第二硅转接板的下转接层上开设有若干个与所述第二芯片连接的第二引脚。本专利技术还提供了一种双面扇出系统级封装方法，包括以下步骤：相向间隔设置第一保护层和第二保护层，将若干个芯片封装，并将封装后的若干个芯片置于所述第一保护层和第二保护层之间，在所述第一保护层和第二保护层之间设置用于将所述若干个芯片的信号分别输出的信号输出层。所述的双面扇出系统级封装方法，所述若干个芯片包括第一芯片和第二芯片，在封装时将所述第一芯片和第二芯片的功能面分别向下和向上与所述第一保护层和第二保护层进行封装连接。所述的双面扇出系统级封装方法，在所述第一保护层和第二保护层的内表面分别设置第一金属层和第二金属层，以及在所述第一保护层和第二保护层之间设置连通所述第一金属层和第二金属层且填充有金属的孔。所述的双面扇出系统级封装方法，还包括在所述第一保护层和所述第一芯片之间设置用于将所述第一芯片的线宽进行放大的第一硅转接板，和/或在所述第二保护层和所述第二芯片之间设置用于将所述第二芯片的线宽进行放大的第二硅转接板。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的双面扇出系统级封装结构，封装在第一保护层和第二保护层之间的若干个芯片通过设置在第一保护层和第二保护层之间的信号输出层将不同的信号经不同的信号传输通道输出，不仅使得不同的信号之间相互隔离，避免产生干扰，还提高了封装结构局部区域单位面积的IO数量，使得封装结构的集成度更高。2.本专利技术提供的双面扇出系统级封装结构，第一芯片和第二芯片分别通过设置在下的第一金属层和设置在上的第二金属层将信号分别向下、向上传输，由于两个信号传输通道的位置及传输方向均不同，从而避免了信号传输过程中的相互干扰，且第二芯片的信号依次通过第二金属层、孔和第一金属层输出，合理利用了封装结构上部的空间，提高了封装结构的局部区域中单位面积的IO的数量。3.本专利技术提供的双面扇出系统级封装结构，第一保护层和第一芯片之间第一硅转接板，以及第二保护层和第二芯片之间第二硅转接板的设置，在芯片和PCB之间起到了一定的过渡作用，使得第一芯片和第二芯片的信号IO间距能够完全地与PCB的线宽/线距进行匹配，满足了实际需求。4.本专利技术提供的双面扇出系统级封装方法，将第一保护层、第一金属层、第一芯片、第二芯片、第二金属层和第二保护层依次安装，即可完成封装，生产工艺简单，生产效率高，市场前景较好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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。图1为本专利技术的双面扇出系统级封装结构的下载板的俯视图；图2为本专利技术的双面扇出系统级封装结构的下载板的侧面剖视图；图3为在下载板上贴装硅转接板后的侧面剖视图；图4为在图3上贴装第一芯片后的侧面剖视图；图5为在图4上贴装第二芯片后的侧面剖视图；图6为将图5封装后的侧面剖视图；图7为将图6的塑封料打磨减薄后的侧面剖视图；图8为在图7上贴装第二金属层和第二保护层后的侧面剖视图；图9为在图8上添加上载板并移除下载板后的侧面剖视图；图10为在图9上进行钻孔并填充金属后的侧面剖视图；图11为在图10上贴装第一金属层和第一保护层后的侧面剖视图；图12为图11上焊接焊球并去除上载板后的侧面剖视图。附图标记说明：1-第一保护层；2-第二保护层；3-第一芯片；4-第二芯片；5-第一金属层；6-第二金属层；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面扇出系统级封装结构，其特征在于，包括：相向间隔设置的第一保护层(1)和第二保护层(2)；封装在所述第一保护层(1)和第二保护层(2)之间的若干个芯片；设置在所述第一保护层(1)和第二保护层(2)之间、用于将所述若干个芯片的信号分别输出的信号输出层。

【技术特征摘要】
1.一种双面扇出系统级封装结构，其特征在于，包括：相向间隔设置的第一保护层(1)和第二保护层(2)；封装在所述第一保护层(1)和第二保护层(2)之间的若干个芯片；设置在所述第一保护层(1)和第二保护层(2)之间、用于将所述若干个芯片的信号分别输出的信号输出层。2.根据权利要求1所述的双面扇出系统级封装结构，其特征在于，所述若干个芯片包括第一芯片(3)和第二芯片(4)，所述第一芯片(3)的功能面向下与所述第一保护层(1)连接设置，所述第二芯片(4)的功能面向上与所述第二保护层(2)连接设置。3.根据权利要求1或2所述的双面扇出系统级封装结构，其特征在于，所述信号输出层包括分别设置在所述第一保护层(1)和第二保护层(2)的内表面的第一金属层(5)和第二金属层(6)，以及连通所述第一金属层(5)和第二金属层(6)且填充有金属的至少一个孔(7)。4.根据权利要求3所述的双面扇出系统级封装结构，其特征在于，还包括用于封装所述第一芯片(3)和第二芯片(4)的封装层(8)，所述至少一个孔(7)设置在所述封装层(8)中。5.根据权利要求3所述的双面扇出系统级封装结构，其特征在于，所述第一保护层(1)上设置有若干个用于将输送至所述第一金属层(5)的信号输出的预留孔(11)，所述预留孔(11)中安装有焊球(111)。6.根据权利要求1～5中任一项所述的双面扇出系统级封装结构，其特征在于，还包括一设置在所述第一保护层(1)和所述第一芯片(3)之间的、用于将所述第一芯片(3)的线宽进行放大的第一硅转接板(9)，和/或设置在所述第二保护层(2)和所述第二芯片(4)之间的、用于将所述第二芯片(4)的线宽进行放大的第二硅转接板。7.根据权利要求6所述的双面扇出系统级封装结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，
申请(专利权)人：华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32