一种微模组、封装体制作方法及工装与流程

    专利查询2025-04-09  11


    本发明涉及半导体集成电路应用领域,尤其涉及一种微模组、封装体制作方法及工装。


    背景技术:

    1、随着集成电路器件和模块对外引出端口数量和端口密度的激增,器件工作时产生的热量也急剧增加,而多个器件集成过程中由于尺寸以及连接需求的差异,导致封装后难以保障整体具有足够的机械强度。如何在保证高集成度的情况下,在保障器件高集成度的同时保障机械强度和散热性是当前集成电路领域的一大难题。


    技术实现思路

    1、鉴于以上现有技术存在的问题,本发明提出一种微模组、封装体制作方法及工装,主要解决器件散热性以及机械强度不足的问题。

    2、为了实现上述目的及其他目的,本发明采用的技术方案如下。

    3、本申请提供一种微模组,包括:一个或多个封装体,多个所述封装体之间通过凸点和第一连接件建立电性连接,并通过所述第一连接件进行热传导;所述封装体包括金属布线层、有源芯片、无源芯片、连接器芯片以及塑封料结构,其中所述金属布线层分别设置于所述塑封料结构顶面和底面,所述有源芯片、所述无源芯片以及所述连接器芯片设置于顶面和底面的所述金属布线层之间,所述塑封料结构部分或全部覆盖所述有源芯片、所述无源芯片以及所述连接器芯片;所述有源芯片包括背面需要接地的第一类有源芯片、背面不需要接地的第二类有源芯片、背面不需要接地的第一类有源芯片以及背面需要接地的第二类有源芯片,其中所述第一类和所述第二类基于芯片功率确定;所述背面需要接地的第一类有源芯片的正面焊盘与所述塑封料结构底面的金属布线层电性连接,所述背面需要接地的第一类有源芯片的背面通过第二连接件与同一塑封料结构顶面的金属布线层电性连接,并通过设置于顶面的金属布线层上的所述第一连接件与另一封装体电性连接,其中,所述背面需要接地的第一类有源芯片与所述第二连接件的厚度之和等于对应塑封料结构的总厚度;所述背面不需要接地的第一类有源芯片的正面焊盘与所述封装体底面的金属布线层电性连接;所述背面不需要接地的第一类有源芯片的背面与第三连接件热学接触;所述背面需要接地的第二类有源芯片的正面焊盘与对应封装体底面的金属布线层电性连接,所述背面需要接地的第二类有源芯片的背面通过贯穿模制的金属通孔与对应塑封料结构顶面的金属布线层电性连接;所述背面不需要接地的第二类有源芯片直接封装在所述塑封料结构内。

    4、在本申请一实施例中,所述第三连接件背离所述背面不需要接地的第一类有源芯片的一侧露出塑封料结构时,与同一封装体顶面的金属布线层电性连接。

    5、在本申请一实施例中,所述无源芯片由衬底基板、相对设置的第一布线层和第二布线层、和/或金属过孔或金属槽道组成,其中,所述过孔贯穿所述衬底基板,所述槽道设置于所述衬底基板上,所述过孔或槽道设置于所述第一布线层和所述第二布线层之间,所述无源芯片包括电感器、电容器、滤波器、巴伦或耦合器。

    6、在本申请一实施例中,所述电容器通过对应的第一布线层和第二布线层形成平板电容,或者通过对应的第一布线层、第二布线层以及金属槽道形成三维电容器,其中形成所述三维电容器的金属槽道包括交错设置的多个第一槽道和第二槽道,其中各所述第一槽道相互电性连接,且各所述第二槽道相互电性连接,并分别连接至对应的第一布线层和或第二布线层。

    7、在本申请一实施例中,所述连接器芯片包括衬底层以及贯穿所述衬底层的金属孔,所述连接器芯片的厚度与所述塑封料结构厚度相等时,所述连接器芯片的顶部焊盘露出所述塑封料结构并与对应的金属布线层电性连接;所述连接器芯片的厚度小于所述塑封料结构厚度时,所述连接器芯片的顶部焊盘通过贯穿模制的金属通孔与所述塑封料结构顶层的金属布线层电性连接。

    8、在本申请一实施例中,所述连接器芯片包括导热连接器芯片,所述导热连接器芯片设置于所述第一类有源芯片的正上方,所述第一连接件设置于所述导热连接器与所述第一类有源芯片之间,使得多个封装体堆叠后,位于下层封装体内的第一类有源芯片释放的热量通过所述第一连接件传递至位于上层的封装体中的导热连接器芯片,其中所述导热连接器芯片的厚度与对应塑封料结构的厚度相等。

    9、本申请还提供一种封装体的制作方法,包括:提供有源芯片、无源芯片以及连接器芯片;为所述有源芯片、无源芯片、连接器芯片装配第二连接件或第三连接件,并在完成装配后将对应芯片贴装在临时载板上;对所述临时载板上的芯片进行注塑封装后解键合,得到塑封料结构;在所述塑封料结构的底层和顶层分别制作金属布线层;通过防护再封装工装遮挡所述金属布线层上的焊盘,并涂覆防护材料以包裹所述塑封料结构和所述金属布线层,露出被遮挡所述焊盘;在所述焊盘的基础上制作引出焊盘,得到封装体。

    10、本申请还提供一种封装体的制作方法,包括:提供有源芯片、无源芯片以及连接器芯片;为所述有源芯片、无源芯片、连接器芯片装配第二连接件或第三连接件;制作多层电路板,将装配完成的各芯片置于所述多层电路板上,并进行注塑封装,得到塑封料结构;在所述塑封料结构的底层和顶层分别制作金属布线层;通过防护再封装工装遮挡所述金属布线层上的焊盘,并涂覆防护材料以包裹所述塑封料结构和所述金属布线层,露出被遮挡所述焊盘;在所述焊盘的基础上制作引出焊盘,得到封装体。

    11、本申请还提供一种利用所述的封装体的制作方法的微模组的制作方法,包括:在所述引出焊盘上制作凸点和/或装配第一连接件;通过所述凸点和/或第一连接件与另一封装体的焊盘焊接,以此形成由多个封装体依次堆叠的微模组。

    12、本申请还提供一种用于所述的封装体的制备方法的防护再封装工装,包括:底板和并排设置的多个阻挡柱,所述阻挡柱设置于所述底座的一侧平面,通过所述阻挡柱与对应封装体的焊盘位对接,以遮挡对应焊盘并支撑对应封装体。

    13、如上所述,本申请提出的微模组、封装体制作方法及工装具有以下有益效果。

    14、通过将有源芯片、无源芯片和连接器芯片封装在一起组成微模组,提高整体集成度,同时封装体之间设置第一连接件,增强微模组结构的散热能力。



    技术特征:

    1.一种微模组,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的微模组,其特征在于,所述第三连接件背离所述背面不需要接地的第一类有源芯片的一侧露出塑封料结构时,与同一封装体顶面的金属布线层电性连接。

    3.根据权利要求1所述的微模组,其特征在于,所述无源芯片由衬底基板、相对设置的第一布线层和第二布线层、和/或金属过孔或金属槽道组成,其中,所述过孔贯穿所述衬底基板,所述槽道设置于所述衬底基板上,所述过孔或槽道设置于所述第一布线层和所述第二布线层之间,所述无源芯片包括电感器、电容器、滤波器、巴伦或耦合器。

    4.根据权利要求3所述的微模组,其特征在于,所述电容器通过对应的第一布线层和第二布线层形成平板电容,或者通过对应的第一布线层、第二布线层以及金属槽道形成三维电容器,其中形成所述三维电容器的金属槽道包括交错设置的多个第一槽道和第二槽道,其中各所述第一槽道相互电性连接,且各所述第二槽道相互电性连接,并分别连接至对应的第一布线层和或第二布线层。

    5.根据权利要求1所述的微模组,其特征在于,所述连接器芯片包括衬底层以及贯穿所述衬底层的金属孔,所述连接器芯片的厚度与所述塑封料结构厚度相等时,所述连接器芯片的顶部焊盘露出所述塑封料结构并与对应的金属布线层电性连接;所述连接器芯片的厚度小于所述塑封料结构厚度时,所述连接器芯片的顶部焊盘通过贯穿模制的金属通孔与所述塑封料结构顶层的金属布线层电性连接。

    6.根据权利要求5所述的微模组,其特征在于,所述连接器芯片包括导热连接器芯片,所述导热连接器芯片设置于所述第一类有源芯片的正上方,所述第一连接件设置于所述导热连接器与所述第一类有源芯片之间,使得多个封装体堆叠后,位于下层封装体内的第一类有源芯片释放的热量通过所述第一连接件传递至位于上层的封装体中的导热连接器芯片,其中所述导热连接器芯片的厚度与对应塑封料结构的厚度相等。

    7.一种封装体的制作方法,其特征在于,包括:

    8.一种封装体的制作方法,其特征在于,包括:

    9.一种利用权利要求7或8所述的封装体的制作方法的微模组的制作方法,其特征在于,包括:

    10.一种用于权利要求7或8所述的封装体的制备方法防护再封装工装,其特征在于,包括:底板和并排设置的多个阻挡柱,所述阻挡柱设置于所述底座的一侧平面,通过所述阻挡柱与对应封装体的焊盘位对接,以遮挡对应焊盘并支撑对应封装体。所述防护材料可以为薄膜材料,可以保形覆盖在所述单层封装体的除与所述防护再封装接触面以外的表面。


    技术总结
    本申请提供一种微模组、封装体制作方法及工装,该微模组包括:一个或多个封装体,多个所述封装体之间通过凸点和第一连接件互连;所述封装体包括金属布线层、有源芯片、无源芯片、连接器芯片以及塑封料结构,其中所述金属布线层分别设置于所述塑封料结构顶面和底面,所述有源芯片、所述无源芯片以及所述连接器芯片设置于顶面和底面的所述金属布线层之间,所述塑封料结构部分或全部覆盖所述有源芯片、所述无源芯片以及所述连接器芯片。通过将有源芯片、无源芯片和连接器芯片封装在提高整体集成度,同时封装体之间设置第一连接件,增强微模组结构的散热能力。

    技术研发人员:余怀强,赵怡,邓立科,毛世平,毛繁
    受保护的技术使用者:中国电子科技集团公司第二十六研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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