本发明属于芯片封装,具体涉及一种芯片交错式堆叠封装工艺。
背景技术:
1、集成电路ic(integrated circuit)裸芯片在应用时,首先需要进行封装,其中,封装的功能主要有以下三点,分别为:(1)对芯片进行保护,因为硅芯片本身比较脆弱,细小的灰尘和水汽都会破坏它们的功能;(2)进行尺度放大,因为芯片本身都很小,通过封装后尺度放大,便于后续pcb板级系统的使用;(3)进行电气连接;即通过封装来实现芯片与外界的信息交换;同时,随着芯片复杂程度的提高及封装技术水平的提高,封装规模越来越大,引脚数目也随之快速增长,因此,单芯片封装已经不能满足系统设计的要求,封装产品也逐渐地由小规模、单片芯片封装向大规模、多芯片封装的方向发展。
2、目前,在dsa(领域专用架构)芯片封装布局领域中,传统芯片通常采用并排方式进行封装,其存在以下不足:占用面积过大,无法进行芯片的合封(合封是将多个芯片通过引线相互连接,形成一个更大的芯片结构),同时,即使解决了合封问题,但是,基板上剩余的空间也不足以摆放其余电子元件(如电容等);由此,基于前述不足,如何提供一种全新的芯片封装工艺,以减少芯片合封时的占用面积,已成为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种芯片交错式堆叠封装工艺,用以解决现有封装工艺中采用并排方式进行封装所存在的占用面积过大的问题。
2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
3、第一方面,提供了一种芯片交错式堆叠封装工艺,包括:
4、在上基板和下基板之间以交错堆叠的方式设置若干芯片,并在上基板、下基板、第一目标芯片和第二目标芯片上设置若干焊盘,其中,所述第一目标芯片为所述若干芯片中位于最上方的芯片,且所述第二目标芯片为所述若干芯片中位于最下方的芯片;
5、对于若干芯片中各个相邻的两芯片,在各个相邻的两芯片的相对表面上设置多个微凸块;
6、在所述上基板面向所述下基板的表面上、所述第一目标芯片面向所述下基板的表面上以及所述第二目标芯片面向所述上基板的表面上分别设置多个c4凸块;
7、将所述第二目标芯片接合至所述下基板上,并在所述第二目标芯片上的多个焊盘与所述下基板上的多个焊盘之间建立金属引线,以通过金属引线键合的方式,电气连接所述第二目标芯片与所述下基板;
8、接合各个相邻两芯片的相对表面上的各个微凸块,以及将所述第一目标芯片上的各个c4凸块接合至所述下基板上;
9、对上基板与第二目标芯片上的各个c4凸块进行接合处理,得到第一初始封装芯片;
10、对所述第一初始封装芯片进行注塑封装处理,以在注塑封装处理后,得到封装芯片。
11、基于上述公开的内容,本发明在进行芯片封装时,采用上下交错堆叠的方式,在上基板和下基板之间进行多个芯片的布置;而后,再在上下基板、最上方和最下方的芯片上设置若干焊盘,以便后续基于焊盘来进行芯片与基板间的连接;接着,本发明则在各个相邻的两芯片的相对表面上设置微凸块,在上基板面向下基板的表面、最上方的芯片面向下基板的表面以及最下方的芯片面向上基板的表面上设置c4凸块;然后,在最下方的芯片与下基板上的多个焊盘上设置金属引线,以通过引线键合的方式实现二者的电气连接;接下来,本发明则进行微凸块的接合,以及c4凸块的接合,从而在c4凸块接合后,得到第一初始封装芯片;最后,对第一初始封装芯片进行注塑封装,则可得到封装芯片。
12、通过上述设计,本发明采用上下交错堆叠的方式,在上下基板间进行芯片的封装;如此,将芯片进行上下交错堆叠封装,可减少其在基板上的占用面积;基于此,采用前述工艺进行芯片的封装,更便于多个芯片的合封,同时,在合封后也不会占用基板过大的面积,从而能够为电容等其余封装所需的电子元件提供更大的摆放空间;因此,本发明非常适用于在芯片封装领域的大规模应用与推广。
13、在一个可能的设计中,对上基板与第二目标芯片上的各个c4凸块进行接合处理,包括:
14、直接接合所述上基板和所述第二目标芯片上的各个c4凸块,得到第一预处理封装芯片;
15、在所述第一预处理封装芯片中的第一目标芯片上的多个焊盘与所述上基板上的多个焊盘之间建立金属引线,以通过金属引线键合的方式,电气连接所述第一目标芯片与所述上基板,得到所述第一初始封装芯片。
16、在一个可能的设计中,对上基板与第二目标芯片上的各个c4凸块进行接合处理,包括:
17、对所述第二目标芯片上的各个c4凸块进行拉高处理,得到第二预处理封装芯片;
18、按照预设高度,对所述第二预处理封装芯片中的若干芯片进行第一注塑成型处理,得到第三预处理封装芯片,其中,所述预设高度小于所述第二目标芯片上的各个c4凸块拉高后的高度以及小于所述第一目标芯片所处的高度;
19、接合所述第三预处理封装芯片中的第二目标芯片与上基板上的各个c4凸块,得到第四预处理封装芯片;
20、对所述第四预处理封装芯片中的所述若干芯片进行第二注塑成型处理,以将所述若干芯片封装,得到所述第一初始封装芯片。
21、在一个可能的设计中,对所述第一初始封装芯片进行注塑封装处理,以在注塑封装处理后,得到封装芯片,包括:
22、对所述第一初始封装芯片进行第三注塑成型处理,得到第二初始封装芯片;
23、在所述第二初始封装芯片的上表面和下表面上进行植球处理,以在植球处理后,得到所述封装芯片。
24、在一个可能的设计中,还包括:对所述第一初始封装芯片进行注塑封装处理,以在注塑封装处理后,得到封装芯片,包括:
25、对所述第一初始封装芯片中的所有芯片进行第四注塑成型处理,得到第三初始封装芯片;
26、从所述第三初始封装芯片中去除所述上基板和所述下基板,得到第四初始封装芯片;
27、对所述第四初始封装芯片进行植球处理,以在植球处理后,得到所述封装芯片。
28、在一个可能的设计中,所述若干芯片中除去所述第一目标芯片和所述第二目标芯片之外的各个芯片上也设置有多个焊盘,其中,在各个相邻的两芯片的相对表面上设置多个微凸块,包括:
29、在各个相邻的两芯片的相对表面上的多个焊盘上设置所述微凸块;
30、相应的,在所述上基板面向所述下基板的表面上、所述第一目标芯片面向所述下基板的表面上以及所述第二目标芯片面向所述上基板的表面上分别设置多个c4凸块,则包括:
31、在所述上基板面向下基板的表面的多个焊盘上、所述第一目标芯片面向所述下基板的表面的多个焊盘上以及所述第二目标芯片面向所述上基板的表面的多个焊盘上分别设置c4凸块。
32、在一个可能的设计中,多个微凸块中的任一微凸块包括到导电块和连接块,其中,所述导电块的表面设置有所述连接块,且所述导电块为柱形结构,所述连接块为弧形结构。
33、在一个可能的设计中,所述导电块采用铜块,且所述连接块的材质为锡银合金。
34、在一个可能的设计中,所述导电块采用圆柱形结构,且所述导电块的直径介于50~100μm之间。
35、在一个可能的设计中,多个c4凸块中的任一c4凸块呈球形结构,且所述任一c4凸块的直径介于75~150μm之间。
36、有益效果:
37、(1)本发明采用上下交错堆叠的方式,在上下基板间进行芯片的封装;如此,将芯片进行上下交错堆叠封装,可减少其在基板上的占用面积;基于此,采用前述工艺进行芯片的封装,更便于多个芯片的合封,同时,在合封后也不会占用基板过大的面积,从而能够为电容等其余封装所需的电子元件提供更大的摆放空间;因此,本发明非常适用于在芯片封装领域的大规模应用与推广。
38、(2)本发明还提供了另一种封装工艺,即在对所述第一初始封装芯片进行第三注塑成型处理后,先去除上基板和下基板,然后再进行植球处理;如此,该种封装工艺减少了封装中的上下基板,可降低封装后芯片的厚度,从而更具实用性。
1.一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,对上基板与第二目标芯片上的各个c4凸块进行接合处理,包括:
3.根据权利要求1所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,对上基板与第二目标芯片上的各个c4凸块进行接合处理,包括:
4.根据权利要求1所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,对所述第一初始封装芯片进行注塑封装处理,以在注塑封装处理后,得到封装芯片,包括:
5.根据权利要求1所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,对所述第一初始封装芯片进行注塑封装处理,以在注塑封装处理后,得到封装芯片,包括:
6.根据权利要求1所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,所述若干芯片中除去所述第一目标芯片和所述第二目标芯片之外的各个芯片上也设置有多个焊盘,其中,在各个相邻的两芯片的相对表面上设置多个微凸块,包括:
7.根据权利要求1所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,多个微凸块中的任一微凸块包括到导电块和连接块,其中,所述导电块的表面设置有所述连接块,且所述导电块为柱形结构,所述连接块为弧形结构。
8.根据权利要求7所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,所述导电块采用铜块,且所述连接块的材质为锡银合金。
9.根据权利要求7所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,所述导电块采用圆柱形结构,且所述导电块的直径介于50~100μm之间。
10.根据权利要求1所述的一种芯片交错式堆叠封装工艺,其特征在于,多个c4凸块中的任一c4凸块呈球形结构,且所述任一c4凸块的直径介于75~150μm之间。
