[发明专利]一种面向PoP三维封装的垂直互连结构及制作方法

权利要求书

1.一种面向PoP三维封装的垂直互连结构，其特征在于，包括顶层模块(1)、底部模块(2)、第一BGA焊球(3)，所述顶层模块(1)与底部模块(2)通过第一BGA焊球(3)固定相连；其中，所述底部模块(2)包括第二基板(201)、第二塑封材料(202)、第二芯片(203)、第二引线(204)及金属柱(205)，所述第二基板(201)的顶部设置有第二焊盘，所述第二焊盘的顶部上设置有第二芯片(203)，所述第二芯片(203)的两端经过第二基板(201)与第二焊盘键合相连；

所述第二基板(201)的顶部于第二芯片(203)的两端设置有若干个通过锡膏连接的金属柱(205)，所述第二基板(201)的顶部还设置有与金属柱(205)高度相平齐的第二塑封材料(202)，同时金属柱(205)的顶部与第一BGA焊球(3)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连结构，其特征在于，所述金属柱(205)可以是铜基、镍基合金，或表面镀有UBM层的金属柱。

3.根据权利要求1所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连结构，其特征在于，所述顶层模块(1)包括第一基板(101)、第一塑封材料(102)、第一引线(103)及第一芯片(104)，所述第一基板(101)的顶部设置第一焊盘，所述第一焊盘的顶部设置有粘贴连接的第一芯片(104)，所述第一芯片(104)的两端通过第一引线(103)与第一焊盘键合相连，所述第一基板(101)的顶部与第一BGA焊球(3)的焊接。

4.根据权利要求1-3任意所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连结构，其特征在于，还包括第二BGA焊球(4)，所述底部模块(2)的底部还焊接有第二BGA焊球(4)，通过第二BGA焊球(4)与电路板电性连接。

5.一种基于权利要求1-4任一所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连结构的制作方法，其特征在于，步骤如下：

S1、首先制作底层模块(2)；

S2、制作顶层模块(1)；

S3、顶层模块(1)与底层模块(2)之间通过第一BGA焊球(3)相连；同时在底层模块(2)的底部还设置若干个第二BGA焊球(4)。

6.根据权利要求5所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连结构制作方法，其特征在于，所述步骤S1包括；

S11、封装第二基板(201)上印刷若干个锡膏；

S12、在锡膏印刷后的第二基板(201)上安装工装，所述工装为“凹”字形，所述工装的横向部分开设有若干个与锡膏位置相对应的通孔，通过通孔对金属柱(205)定位，然后将焊接金属柱(205)插入通孔并与锡膏位置相贴合，进行焊接；

S13、焊接完成后，移去工装；

S14、清洗、贴片和引线键合；

第二基板(201)上安装第一焊盘，使用点胶机在第一焊盘进行点胶，然后启动芯片拾取设备，将芯片(203)贴装于第一焊盘上，再放入烘箱进行烘烤，胶水固化后取出；然后将第二基板(201)表面清洗；最后通过引线键合方法，将芯片(203)的I/O端口与第二基板(201)上的第一焊盘通过引线(204)进行键合；

S15、塑封；

通过塑封设备，对金属柱(205)和芯片的第一基板(101)进行塑封；

S16、将塑封磨削减薄，露出金属柱(205)顶端；

所述减薄处理为粗磨和精磨工艺。

7.根据权利要求6所述的一种面向PoP三维封装的垂直结构制作方法，其特征在于，步骤S13中，所述焊接方法为回流焊接。

8.根据权利要求6所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连方法，其特征在于，所述塑封材料为环氧塑封料。

9.根据权利要求6所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连方法，其特征在于，塑封后的第二塑封材料(202)高度要高于金属柱高度100um以上。

10.根据权利要求6所述的一种面向PoP三维封装的垂直互连方法，其特征在于，制作顶层模块(1)的步骤依次为清洗、贴片和引线键合、塑封。