[发明专利]一种三维柔性封装结构及其注塑成型方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种三维柔性封装结构，本发明还公开了一种三维柔性封装结构的注塑成型方法，本发明属于半导体封装技术领域。

背景技术

当前，半导体封装发展的趋势是越来越多的向高频、多芯片模块(MCM)方向发展。集成不同芯片堆叠而成的3D IC将成为主流发展趋势，系统集成(SiP)封装，堆叠封装(PiP、PoP)所占的市场份额也逐年增加，2.5D/3D TSV技术也处于准备量产阶段。由于封装外形尺寸的限制，在一个封装体内放入不同功能模块的封装体（芯片或者塑封好的package），封装体外形尺寸不可能做的很大，因此，芯片在高度方向的堆叠是一个大的趋势，而柔性基板通过折叠后将芯片之间堆叠起来是技术发展的一大趋势。为保护芯片不受外部机械应力及湿气的影响，柔性基板在折叠堆叠之后往往要进行塑封，将芯片包裹在塑封胶体内。但由于柔性封装结构的限制，注塑封胶的工艺往往比较困难，良率也较难保证。

传统的柔性封装堆叠结构采用的是侧面注胶的技术，将封胶体从侧面注入到封装体内部，待芯片完全包围后，经过烘烤冷却工艺后将胶体固化，完成将整个芯片体的塑封过程。

传统注塑采用侧面注塑的方式，注塑时注塑料固化后的形状难以保证，很可能产生注塑料外溢和芯片未覆盖的情况，从而影响到产品的最终外观和产品的可靠性。

此外，由于注塑料需要流经的路程较远，传统塑封材料往往不能直接将这些芯片填充满，容易产生气孔，影响后期整个封装可靠性。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种使用可靠性高、结构简单的三维柔性封装结构。

本发明的另一目的克服现有技术中存在的不足，提供一种可以提高整个封装结构的可塑封性能、工艺简单且操作方便的一种三维柔性封装结构的注塑成型方法。

按照本发明提供的技术方案，所述三维柔性封装结构，包括柔性基板，在柔性基板内具有金属导通层，柔性基板由基板上层段、第一连接段、基板中层段、第二连接段与基板下层段一体连接构成，基板上层段位于基板中层段的上方，基板中层段位于基板下层段的上方，基板上层段通过第一连接段与基板下层段相连，基板中层段通过第二连接段与基板下层段相连；

在柔性基板的基板上层段的下表面通过底填料固定有第三芯片，第三芯片与柔性基板的基板中层段的上表面焊接在一起，在柔性基板的基板中层段的下表面通过底填料固定有第一芯片，在柔性基板的基板下层段下表面固定有锡球，在柔性基板的基板下层段上表面通过底填料固定有第二芯片，第二芯片与第一芯片焊接在一起，在柔性基板的基板上层段上开设有注塑用孔，在柔性基板的基板上层段、第一连接段、基板中层段、第二连接段与基板下层段所围成的空腔内填充有注塑料。

所述三维柔性封装结构的注塑成型方法包括以下步骤：

a、取已经具有金属导通层的柔性基板，在柔性基板的对应位置开设注塑用孔，注塑用孔穿透所述的金属导通层；

b、取第一芯片、第二芯片与第三芯片，将第一芯片、第二芯片与第三芯片上的凸点与柔性基板上面的焊盘焊接互联，以达到信号联通，第一芯片与第二芯片间隔焊接在注塑用孔左侧的柔性基板上，第三芯片焊接在注塑用孔右侧的柔性基板上，焊接完第一芯片、第二芯片与第三芯片后，在第一芯片、第二芯片与第三芯片的下部填充底填料，以排除气体；

c、将第二芯片左侧的柔性基板折弯并将第一芯片的上表面与第二芯片的上表面焊接在一起，堆叠结构；

d、将第二芯片右侧的的柔性基板折弯并将第三芯片的上表面与第一芯片位置的柔性基板的下表面焊接在一起，得到封装体半成品；

e、从注塑用孔向注塑料注入到封装体半成品中，将堆叠后的第一芯片、第二芯片与第三芯片完全覆盖起来，然后进行烘烤，烘烤温度控制在155~195℃，烘烤时间控制在2~4小时，使注塑料完全固化，完成注塑工艺；

f、在第二芯片位置的柔性基板的下表面焊接上锡球，信号回路通过锡球引出到外界端口。

本发明的封装结构具有使用可靠性高、结构简单等优点。

本发明的注塑成型方法具有以下优点：

1、本发明只需在柔性基板制造过程中加入开孔，工艺简单，操作方便；

2、本发明由于减少了塑封料的流动距离，提高了整个结构的可塑封性能；

3、本方案的开孔设置在封装体的中心位置，在进行注塑胶体的时候，胶体向两面对称流动，可以更好的控制胶体固化成型后的形状以及保证芯片的完全覆盖。

附图说明

图1是本发明开孔后的柔性基板结构示意图。

图2是本发明焊接完芯片的柔性基板结构示意图。