三维立体封装结构及其制作方法技术

本发明专利技术的目的是提供准积木堆迭式的三维立体封装结构、半导体封装结构、与三维立体封装结构的制作方法，以解决现有封装的体积利用率低，响应时间长等问题。三维立体封装结构包含：N层，每一层包含至少一个半导体封装结构，该半导体封装结构还包含：基板；多个金属凸块；至少一个微电子元器件装贴至该基板；在该基板之上的填充料层，用于封装包覆该至少一个微电子元器件；在该填充料层之上的多个金属焊垫与多个上表面对位结构，其中上一层的该金属凸块与下一层的该金属焊垫相连接，其中上一层的至少一个该下表面对位结构与该下一层的至少一个该上表面对位结构相连接。个该上表面对位结构相连接。个该上表面对位结构相连接。

【技术实现步骤摘要】
三维立体封装结构及其制作方法


[0001]本专利技术属于微电子与半导体领域，涉及三维堆迭的封装结构及其封装方法。

技术介绍

[0002]传统封装以单面贴装为主，占据了较大的贴装面积。不管有没有引脚，封装的连接处都集中在封装结构的边缘或外侧，不能有效利用封装的整个底部区域与顶部区域。
[0003]近来引入了集成电路的三维立体封装，使得芯片可以立体地堆迭起来，增加单位体积内的电路密度。然而，每一层芯片的连接必须以客制化的方式连接，无法如堆迭积木一样将多层芯片组合起来。设计层与层之间的特定链接接口耗费大量时间与制作成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决现有技术中的不足而提出的一种三维封装，目的是提供标准积木堆迭式的三维立体封装结构、半导体封装结构、与三维立体封装结构的制作方法，以解决现有封装的体积利用率低，响应时间长等问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：根据本申请的一实施例，提供一种三维立体封装结构，其特征在于，包含：第一层，该第一层包含至少一个第一半导体封装结构，该第一半导体封装结构还包含：第一基板，其中该第一基板之中包含第一互连结构；多个第一金属凸块，分别连接至该第一互连结构所包含的电路；至少一个第一微电子元器件，该至少一个第一微电子元器件装贴至该第一基板，该至少一个第一微电子元器件的电路连接至该第一互连结构所包含的电路；在该第一基板之上的第一填充料层，用于封装包覆该至少一个第一微电子元器件；在该第一填充料层之上的多个第一金属焊垫与多个第一上表面对位结构；以及在该第一填充料层之中的多个第一垂直穿孔与其中的金属，用于连接该多个第一金属焊垫与该第一互连结构所包含的电路；以及第二层，该第二层包含至少一个第二半导体封装结构，该第二半导体封装结构还包含：第二基板，其中该第二基板之中包含第二互连结构与多个第二下表面对位结构；多个第二金属凸块，分别连接至该第二互连结构所包含的电路；至少一个第二微电子元器件，该至少一个第二微电子元器件装贴至该第二基板，该至少一个第二微电子元器件的电路连接至该第二互连结构所包含的电路；在该第二基板之上的第二填充料层，用于封装包覆该至少一个第二微电子元器件；在该第二填充料层之上的多个第二金属焊垫与多个第二上表面对位结构；以及在该第二填充料层之中的多个第二垂直穿孔与其中的金属，用于连接该多个第二金属焊垫与该第二互连结构所包含的电路，其中该第二层的至少一个该第二金属凸块与该第一层的至少一个该第一金属焊垫相连接，其中该第二层的至少一个该第二下表面对位结构与该第一层的至少一个该第一上表面对位结构相连接。
[0006]较佳地，为了提供更高的面积利用率与封装密度，所述的三维立体封装结构，其特征在于，还包含：第三层至第N层，其中N为大于或等于3的正整数，其中该第三层至该第N层当中的第i层，包含至少一个该第二半导体封装结构，i为3至N之间的正整数，其中该第i层
的至少一个该第二金属凸块与第i
‑
1层的至少一个该第二金属焊垫相连接，其中该第i层的至少一个该第二下表面对位结构与该第i
‑
1层的至少一个该第二上表面对位结构相连接。
[0007]较佳地，为了让微电子元器件的电路无须再绕经底下的互连结构才能连接到上方的金属焊垫，至少一个该第一垂直穿孔与其中的金属用于连接该第一金属焊垫与该至少一个第一微电子元器件的上面的电路。
[0008]较佳地，为了让微电子元器件的电路无须再绕经底下的互连结构才能连接到上方的金属焊垫，其中至少一个该第二垂直穿孔与其中的金属用于连接该第二金属焊垫与该至少一个第二微电子元器件的上面的电路。
[0009]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，该多个第一金属焊垫的数量等于该多个第一金属凸块的数量。
[0010]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，该多个第二金属焊垫的数量等于该多个第二金属凸块的数量。
[0011]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，在第一轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的第一金属焊垫距离等于在第二轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的第二金属焊垫距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔。
[0012]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，在第一轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的第一金属凸块距离等于在第二轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔。
[0013]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，在第一轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的第一金属焊垫距离等于在该第一轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的第一金属凸块距离。
[0014]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，在第二轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的第二金属焊垫距离等于在该第二轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔。
[0015]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，在第一轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的第一金属凸块距离等于在第二轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔。
[0016]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，在第一轴相邻的任两个该第二金属焊垫之间的第一金属焊垫距离等于在该第一轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的第一金属凸块距离。
[0017]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，在第二轴相邻的任两个该第二金属焊垫之间的第二金属焊垫距离等于在该第二轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔。
[0018]较佳地，为了丰富三维立体封装结构与半导体封装结构的设计弹性，该多个第二金属焊垫的数量不同于该多个第二金属凸块的数量。
[0019]较佳地，为了让上下层的结合更为紧固，相邻的任两个该第一上表面对位结构的形状或指向不同。
[0020]较佳地，为了让上下层的结合更为紧固，相邻的任两个该第二下表面对位结构的形状或指向不同。
[0021]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，该多个第二上表面对位结构的数量与该多个第二下表面对位结构的数量相同。
[0022]较佳地，为了丰富三维立体封装结构与半导体封装结构的设计弹性，该多个第二上表面对位结构的数量与该多个第二下表面对位结构的数量不同。
[0023]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，该多个第一金属焊垫与该多个第一上表面对位结构具有一对一的对应关系。
[0024]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封装结构的设计，该多个第二金属焊垫与该多个第二上表面对位结构具有一对一的对应关系。
[0025]较佳地，为了简化三维立体封装结构与半导体封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维立体封装结构，其特征在于，包含：第一层，该第一层包含至少一个第一半导体封装结构，该第一半导体封装结构还包含：第一基板，其中该第一基板之中包含第一互连结构；多个第一金属凸块，分别连接至该第一互连结构所包含的电路；至少一个第一微电子元器件，该至少一个第一微电子元器件装贴至该第一基板，该至少一个第一微电子元器件的电路连接至该第一互连结构所包含的电路；在该第一基板之上的第一填充料层，用于封装包覆该至少一个第一微电子元器件；在该第一填充料层之上的多个第一金属焊垫与多个第一上表面对位结构；以及在该第一填充料层之中的多个第一垂直穿孔与其中的金属，用于连接该多个第一金属焊垫与该第一互连结构所包含的电路；以及第二层，该第二层包含至少一个第二半导体封装结构，该第二半导体封装结构还包含：第二基板，其中该第二基板之中包含第二互连结构与多个第二下表面对位结构；多个第二金属凸块，分别连接至该第二互连结构所包含的电路；至少一个第二微电子元器件，该至少一个第二微电子元器件装贴至该第二基板，该至少一个第二微电子元器件的电路连接至该第二互连结构所包含的电路；在该第二基板之上的第二填充料层，用于封装包覆该至少一个第二微电子元器件；在该第二填充料层之上的多个第二金属焊垫与多个第二上表面对位结构；以及在该第二填充料层之中的多个第二垂直穿孔与其中的金属，用于连接该多个第二金属焊垫与该第二互连结构所包含的电路，其中该第二层的至少一个该第二金属凸块与该第一层的至少一个该第一金属焊垫相连接，其中该第二层的至少一个该第二下表面对位结构与该第一层的至少一个该第一上表面对位结构相连接。2.如权利要求1所述的三维立体封装结构，其特征在于，还包含：第三层至第N层，其中N为大于或等于3的正整数，其中该第三层至该第N层当中的第i层，包含至少一个该第二半导体封装结构，i为3至N之间的正整数，其中该第i层的至少一个该第二金属凸块与第i
‑
1层的至少一个该第二金属焊垫相连接，其中该第i层的至少一个该第二下表面对位结构与该第i
‑
1层的至少一个该第二上表面对位结构相连接。3.如权利要求1所述的三维立体封装结构，其特征在于，满足下列条件其中之一：其中至少一个该第一垂直穿孔与其中的金属用于连接该第一金属焊垫与该至少一个第一微电子元器件的上面的电路；其中至少一个该第二垂直穿孔与其中的金属用于连接该第二金属焊垫与该至少一个第二微电子元器件的上面的电路；其中该多个第一金属焊垫的数量等于该多个第一金属凸块的数量；其中该多个第二金属焊垫的数量等于该多个第二金属凸块的数量；其中在第一轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的第一金属焊垫距离等于在第二轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的第二金属焊垫距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与
该第一垂直穿孔；其中在该第一轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的第一金属凸块距离等于在该第二轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔；其中在该第一轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的该第一金属焊垫距离等于在该第一轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的该第一金属凸块距离，在该第二轴相邻的任两个该第一金属焊垫之间的该第二金属焊垫距离等于在该第二轴相邻的任两个该第一金属凸块之间的该第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔；其中在该第一轴相邻的任两个该第二金属焊垫之间的该第一金属焊垫距离等于在该第二轴相邻的任两个该第二金属焊垫之间的该第二金属焊垫距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔；其中在该第一轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的该第一金属凸块距离等于在该第二轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的该第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔；其中在该第一轴相邻的任两个该第二金属焊垫之间的该第一金属焊垫距离等于在该第一轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的该第一金属凸块距离，在该第二轴相邻的任两个该第二金属焊垫之间的该第二金属焊垫距离等于在该第二轴相邻的任两个该第二金属凸块之间的该第二金属凸块距离，其中该第一轴垂直于该第二轴与该第一垂直穿孔；其中该多个第二金属焊垫的数量不同于该多个第二金属凸块的数量；其中相邻的任两个该第一上表面对位结构的形状或指向不同；其中相邻的任两个该第二下表面对位结构的形状或指向不同；其中该多个第二上表面对位结构的数量与该多个第二下表面对位结构的数量相同；其中该多个第二上表面对位结构的数量与该多个第二下表面对位结构的数量不...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国江，高军明，于世珩，
申请(专利权)人：江苏长晶浦联功率半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：