[发明专利]集成电路MCM-3D封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路MCM-3D封装结构及封装方法，属于半导体封装技术领域。

背景技术

直流转直流集成电路（DC-DC电路）是指将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压的电路。

随着电子产品应用方面对电源的要求变化，如电压更高，电流更大，体积更小，效率更高，传统的直流转直流类集成电路方式有些应用已不能满足要求。

市场上传统的直流转直流集成电路以BCD工艺的单片集成电路为主，芯片较小，MOS管集成在单芯片里，其功率和效率都受单芯片工艺结构的限制；还有少量的直流转直流集成电路采用在一个封装体内平面封装一个控制电路和外置MOS管。因封装体内部空间有限，这两种方式都很难做到高效率及大电流（3~5A以上）。

如图1所示为以BCD工艺制成的单芯片直流转直流集成电路，采用传统的单芯片封装模式。

如图2所示为以BCD工艺制成的单芯片直流转直流集成电路的工作原理框图。

传统的单芯片封装模式的流程如下：

晶圆进厂检查→晶圆正面贴膜→晶圆减薄→揭膜→晶圆背面贴膜→晶圆划片→上芯→上芯烘烤→键合压焊→塑封→塑封后固化→激光打印→电镀→电镀后烘→切筋成型→外观检查→测试→包装出货。

图3所示是一个封装体内平面封装一个控制电路和外置MOS管。具体的封装流程如下：

晶圆进厂检查→晶圆正面贴膜→晶圆减薄→揭膜→晶圆背面贴膜→晶圆划片→上芯→二次上芯→上芯烘烤→键合压焊→塑封→塑封后固化→激光打印→电镀→电镀后烘→切筋成型→外观检查→测试→包装出货。

传统的直流转直流集成电路不能满足电子产品市场对于高电压、大电流、体积小、效率高的需求。

随着电子产品日趋小型化，在满足产品多项功能的基础上，对现有的半导体封装提出了更小、更薄的要求，集成电路MCM（multi-chip module）-3D封装应运而生。MCM-3D封装的集成电路是指将多个芯片（控制芯片和功率器件芯片）组装在同一块基板上，形成的高密度和高可靠性微电子组件。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种直流转直流集成电路能满足电子产品市场对于高电压、大电流、体积小、效率高的需求的集成电路MCM-3D封装结构及封装方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种集成电路MCM-3D封装结构，它包括框架，框架的框架载体的一个位置上依次堆叠放置第一芯片以及第二芯片，在框架载体的另一个位置上放置第三芯片，第二芯片的背面设置有装片膜，第一芯片、第二芯片、第三芯片和框架引脚之间通过铜线或金线键合，塑封料将第一芯片、第二芯片、第三芯片和框架包裹起来而构成集成电路整体。

一种集成电路MCM-3D封装结构的封装方法，其特征在于其具体的封装流程如下：

晶圆进厂检查→晶圆正面贴膜→晶圆减薄→揭膜→晶圆背面贴膜（第二芯片背面贴装片膜）→晶圆划片→两次上芯（包括第一芯片的上芯和第三芯片的上芯）→上芯烘烤→三次装片（第二芯片的上芯）→上芯烘烤→键合压焊→塑封→塑封后固化→激光打印→电镀→电镀后烘→切筋成型→外观检查→测试→包装出货。

晶圆减薄的厚度要求为150~200um。

第一芯片的上芯和第三芯片的上芯后的烘烤的条件是175℃，恒温1小时。

第二芯片的上芯后的烘烤条件为150℃，恒温15分钟。。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、从电路设计方面的优越性从先天上提高了电路的输出电流等性能参数。采用MOS管外置的方式，摆脱内置元器件先天的缺陷，可以采用更大功率的MOS管。

2、从封装设计方面，采用先进的MCM-3D封装，在圆片磨片工序，使用超薄减薄技术减薄芯片，将芯片厚度减薄到200um以下，一方面有利于封装的需要，另一方面也提高了元器件的散热性能。在装片工序，使用装片膜在芯片上叠装芯片（3D），大大提高了装片的效率。装片完成后，相比较平面多芯片封装，3D封装因芯片间的距离较短，可以节省键合材料，同时因键合丝的距离更短，整个封装体的内阻等更小，提高了产品的使用性能。

因此该集成电路MCM-3D封装结构及封装方法用于直流转直流集成电路能满足电子产品市场对于高电压、大电流、体积小、效率高的优点。

附图说明

图1为以BCD工艺制成的单芯片直流转直流集成电路的单芯片封装模式示意图。

图2为图1的工作原理框图。