一种板级三维芯片封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种板级三维芯片封装结构的制备方法，包括：制备芯片封装用基底，并使其具有外露的第一重布线层；提供若干第一芯片组，倒装于第一重布线层上并进行塑封，形成第一塑封层；对第一塑封层开孔，形成位于每相邻两个第一芯片组之间的锥形槽以及位于其中一个第一芯片组远离另一个第一芯片组一侧的若干过孔，并使锥形槽和过孔分别延伸至第一重布线层；在第一塑封层表面、锥形槽的槽壁以及过孔的孔壁制作第二重布线层；提供若干第二芯片组，倒装于第二重布线层上并进行塑封，形成第二塑封层；制作电连接结构，将第一芯片组和第二芯片组电性引出。本发明专利技术有利于板级三维芯片封装结构的四周拓展及三维结构的导通，并能有效降低翘曲。

【技术实现步骤摘要】
一种板级三维芯片封装结构及其制备方法
本专利技术涉及集成电路封装
，具体涉及一种板级三维芯片封装结构及其制备方法。
技术介绍
随着电子产品小型化和集成化的潮流，微电子封装技术的高密度化已在新一代电子产品上逐渐成为主流。为了顺应新一代电子产品的发展，尤其是手机、笔记本、智能穿戴设备等产品的发展，芯片向密度更高、速度更快、尺寸更小、成本更低等方向发展。在封装过程中，由于塑胶、硅及金属等材料的热膨胀系数的差别，导致这几种材料的体积变化不同步，从而产生应力并导致翘曲。其中，芯片与注塑材料热膨胀系数的差别使注塑材料冷却过程中产生的应力是封装技术中翘曲产生的最主要原因。此外，在芯片扇出型封装过程中，通常需要对包覆的倒装芯片的塑封层钻孔处理再电镀制作导电柱，从而实现将倒转芯片电性引出。然而，采用该工艺方法时不利于芯片封装结构的四周拓展及后续三维结构的导通。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种板级三维芯片封装结构的制备方法及采用该制备方法制得的板级三维芯片封装结构，采用该制备方法有利于板级三维芯片封装结构的四周拓展及三维结构的导通，并且可以有效降低翘曲。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，提供一种板级三维芯片封装结构的制备方法，包括以下步骤：制备芯片封装用基底，并使所述芯片封装用基底的一面具有外露的第一重布线层；提供若干第一芯片组，将所述第一芯片组倒装于所述第一重布线层上并进行塑封，形成第一塑封层；对所述第一塑封层进行激光开孔处理，形成位于每相邻两个所述第一芯片组之间的锥形槽以及位于其中一个所述第一芯片组远离另一个所述第一芯片组一侧的若干过孔，并使所述锥形槽和所述过孔分别延伸至所述第一重布线层；在所述第一塑封层表面、所述锥形槽的槽壁以及所述过孔内制作第二重布线层；提供若干第二芯片组，将所述第二芯片组倒装于所述第二重布线层上并进行塑封，形成第二塑封层；通过制作电连接结构，将所述第一芯片组和所述第二芯片组的I/O口电性引出。本专利技术通过对包覆倒装于第一重布线层上的第一芯片组的第一塑封层进行开孔处理，形成位于每相邻两个所述第一芯片组之间的锥形槽以及位于其中一个所述第一芯片组远离另一个所述第一芯片组一侧的若干过孔，并在锥形槽的两侧槽壁以及第一塑封层上制作第二重布线层以及在过孔内制作导电柱，使第二重布线层直接与第一重布线层电连接，便于芯片封装结构的四周拓展及后续贴装的第二芯片组的导通；同时，锥形槽的开设有利于释放应力、降低翘曲。作为板级三维芯片封装结构的制备方法的一种优选方案，提供玻璃载板，于所述玻璃载板的一侧贴覆临时键合胶，并在所述临时键合胶上制作第一种子层和第一重布线层，制得所述芯片封装用基底；具体地，通过真空溅射制作第一种子层之后贴装感光干膜，曝光显影后电镀制作第一重布线层，然后去除残留的感光干膜，制得第一重布线层，通过第一种子层可以提高第一重布线层的附着力；将所述第一芯片组沾上纳米金属粉末并倒装于所述第一重布线层上之后，采用激光由所述玻璃载板远离所述第一芯片组的一面进行烧结，形成使所述第一芯片组的I/O口与所述第一重布线层固定连接的金属连接层，然后再进行塑封。本专利技术采用玻璃载板制作芯片封装用基底，后续无需拆键合去除玻璃载板时，可进一步降低了板级三维芯片封装结构的翘曲现象；同时，采用玻璃载板的另一个目的在于可以利用玻璃载板的特性从玻璃载板的背面进行烧结，使沾上纳米金属粉末的第一芯片组倒装于第一重布线层上之后稳定地固定于第一重布线层上，避免第一芯片组在后续塑封过程中发生偏移而影响封装效果，并且芯片烧结固定过程中不会损伤第一重布线层，提高了产品良率。其中，纳米金属粉末可以为纳米铜粉末或者纳米钛合金粉末等，优选为纳米铜粉末，纳米金属粉末可以通过静电吸附于芯片I/O口上，激光烧结过程中纳米金属粉末熔融后填充于芯片I/O口与第一重布线层之间，从而实现第一芯片组的倒装固定。进一步地，在制作第二重布线层之前还包括通过真空溅射制备第二种子层，第二种子层位于第一塑封层的表面、锥形槽的两侧槽壁及过孔的孔壁上，制作完第二种子层之后贴感光干膜，曝光显影后电镀制作第二重布线层，然后去除残留的感光干膜，制得第二重布线层，通过第一种子层可以提高第二重布线层的附着力。作为板级三维芯片封装结构的制备方法的一种优选方案，所述电连接结构采用以下步骤制得：采用激光对所述第二塑封层进行开孔处理，并在开孔位置处制作导电柱以及在第二塑封层的表面制作与该导电柱连接的第三重布线层；在所述第三重布线层上制作阻焊层，并对所述阻焊层开孔，使所述第三重布线层的焊盘区外露；提供若干金属凸块，将所述金属凸块植入所述焊盘区。进一步地，采用激光对所述第二塑封层进行开孔处理，并通过真空溅射在第二塑封层的表面以及开孔位置的孔壁制作第三种子层，在第二塑封层表面的第三种子层上制作感光油墨后，曝光显影，然后通过电镀在开孔位置制作导电柱以及在第二塑封层的表面制作与该导电柱连接的第三重布线层，去除残留的感光干膜即可。作为板级三维芯片封装结构的制备方法的另一种优选方案，所述电连接结构采用以下步骤制得：拆键合，移除所述玻璃载板和所述临时键合胶；在所述第一重布线层上制作阻焊层，并对所述阻焊层开孔，使所述第一重布线层的焊盘区外露；提供若干金属凸块，将所述金属凸块植入所述焊盘区。上述两种优选方案中，植入金属凸块后可以对板级三维芯片封装结构进行切割，制得三维芯片封装单元。其中，切割位置可以位于第一芯片组的过孔位置附近的第一塑封层和第二塑封层处，不会损伤线路。本专利技术中，第一种子层、第二种子层和第三种子层可以为单一金属层例如铜金属层，或者钛金属层上覆盖一层铜金属层；第一种子层、第二种子层和第三种子层以及第一重布线层、第二重布线层和第三重布线层的制备方法均为本领域常规技术，具体不再赘述。另一方面，提供一种板级三维芯片封装结构，采用所述的制备方法制得，包括：芯片封装用基底，所述芯片封装用基底的一侧具有外露的第一重布线层；若干第一芯片组，倒装于所述芯片封装用基底上并与所述第一重布线层电连接；第一塑封层，位于所述第一重布线层外露的一侧并包覆所述第一芯片组，所述第一塑封层上且位于每相邻两个所述第一芯片组之间开设有一道延伸至所述第一重布线层的锥形槽，且所述第一塑封层上邻近相邻两个所述第一芯片组的外周间隔开设有若干延伸至所述第一重布线层的过孔；第二重布线层，位于所述第一塑封层上并延伸至所述锥形槽的槽壁和所述过孔的孔壁并与所述第一重布线层电连接；若干第二芯片组，倒装于所述第二重布线层上；第二塑封层，位于所述第二塑封层上并包覆所述第二芯片组；电连接结构，与所述第一重布线层或所述第二重布线层电连接，用以将所述第一芯片组和所述第二芯片组电性引出。本专利技术中，锥形槽的开设可以有效降低板级三维芯片封装结构的翘曲现象，并且有利于芯片封装结构的四周拓展及后续封装的第二芯片组的导通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板级三维芯片封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n制备芯片封装用基底，并使所述芯片封装用基底的一面具有外露的第一重布线层；/n提供若干第一芯片组，将所述第一芯片组倒装于所述第一重布线层上并进行塑封，形成第一塑封层；/n对所述第一塑封层进行开孔处理，形成位于每相邻两个所述第一芯片组之间的锥形槽以及位于其中一个所述第一芯片组远离另一个所述第一芯片组一侧的若干过孔，并使所述锥形槽和所述过孔分别延伸至所述第一重布线层；/n在所述第一塑封层表面、所述锥形槽的槽壁以及所述过孔内制作第二重布线层；/n提供若干第二芯片组，将所述第二芯片组倒装于所述第二重布线层上并进行塑封，形成第二塑封层；/n通过制作电连接结构，将所述第一芯片组和所述第二芯片组的I/O口电性引出。/n

【技术特征摘要】
1.一种板级三维芯片封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备芯片封装用基底，并使所述芯片封装用基底的一面具有外露的第一重布线层；
提供若干第一芯片组，将所述第一芯片组倒装于所述第一重布线层上并进行塑封，形成第一塑封层；
对所述第一塑封层进行开孔处理，形成位于每相邻两个所述第一芯片组之间的锥形槽以及位于其中一个所述第一芯片组远离另一个所述第一芯片组一侧的若干过孔，并使所述锥形槽和所述过孔分别延伸至所述第一重布线层；
在所述第一塑封层表面、所述锥形槽的槽壁以及所述过孔内制作第二重布线层；
提供若干第二芯片组，将所述第二芯片组倒装于所述第二重布线层上并进行塑封，形成第二塑封层；
通过制作电连接结构，将所述第一芯片组和所述第二芯片组的I/O口电性引出。


2.根据权利要求1所述的板级三维芯片封装结构的制备方法，其特征在于，提供玻璃载板，于所述玻璃载板的一侧贴覆临时键合胶，并在所述临时键合胶上制作第一种子层和第一重布线层，制得所述芯片封装用基底；
将所述第一芯片组沾上纳米金属粉末并倒装于所述第一重布线层上之后，采用激光由所述玻璃载板远离所述第一芯片组的一面进行烧结，形成使所述第一芯片组的I/O口与所述第一重布线层固定连接的金属连接层，然后再进行塑封。


3.根据权利要求1所述的板级三维芯片封装结构的制备方法，其特征在于，所述电连接结构采用以下步骤制得：
对所述第二塑封层进行开孔处理，并在开孔位置处制作导电柱以及在第二塑封层的表面依次制作与该导电柱连接的第三种子层和第三重布线层；
在所述第三重布线层上制作阻焊层，并对所述阻焊层开孔，使所述第三重布线层的焊盘区外露；
提供若干金属凸块，将所述金属凸块植入所述焊盘区。


4.根据权利要求1所述的板级三维芯片封装结构的制备方法，其特征在于，所述电连接结构采用以下步骤制得：
拆键合，移除所述玻璃载板和所述临时键合胶；
在所述第一重布线层上制作阻焊层，并对所述阻焊层开孔，使所述第一重布线层的焊盘区外露；
提供若干金属凸块，将所述金属凸块植入所述焊盘区。


5.一种板级三维芯片封装结构，采用权利要求1-4任一项所述的制备方法制得，其特征在于，包括：
芯片封装用基底，所述芯片封装用基底的一侧具有外露的第一重布线层；
若干第一芯片组，倒装于所述芯片封装用基底上并与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔成强，杨斌，罗绍根，匡自亮，
申请(专利权)人：广东佛智芯微电子技术研究有限公司，广东芯华微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44