[实用新型]一种多芯片圆片级封装结构有效

申请号：	201220372232.6	申请日：	2012-07-30
公开（公告）号：	CN202905686U	公开（公告）日：	2013-04-24
发明（设计）人：	张黎;赖志明;陈栋;陈锦辉;徐虹	申请（专利权）人：	江阴长电先进封装有限公司
主分类号：	H01L21/98	分类号：	H01L21/98;H01L21/56;H01L25/065;H01L23/31;H01L23/29
代理公司：	南京经纬专利商标代理有限公司 32200	代理人：	楼然
地址：	214429 江苏省无锡市江***	国省代码：	江苏;32
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摘要：
搜索关键词：	一种芯片圆片级封装结构
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【说明书】：

技术领域

本实用新型涉及一种多芯片圆片级封装结构，属于半导体芯片封装技术领域。

背景技术

在当前的半导体行业中，电子封装已经成为行业发展的一个重要方面。几十年的封装技术的发展，使高密度、小尺寸的封装要求成为封装的主流方向。

随着电子产品向更薄、更轻、更高引脚密度、更低成本方面发展，采用单颗芯片封装技术已经逐渐无法满足产业需求，一种新的封装技术——圆片级封装技术的出现为封装行业向低成本封装发展提供了契机。传统多芯片封装技术中，芯片与芯片之间的对话通过基板实现，即芯片信号传输必须在基板上传输一圈才能到达另外的一个芯片，甚至需要到印刷电路板上传输实现信号的交流，这大大损失了信号的传输速度和增加了封装模块的功率消耗，与提倡绿色能源的现代社会理念矛盾。

多芯片圆片级封装方法，其通过将多个芯片通过重构圆片和圆片级再布线的方式，实现多芯片结构封装，最终切割成单颗封装体。但其仍存在如下不足：

1）、目前的多芯片圆片级封装多采用二维平面排布模式，实现的芯片数量和封装体积受到限制；

2）、芯片外面包覆塑封料，塑封料为环氧类树脂材料，其强度偏低，使封装结构的支撑强度不够，在薄型封装中难以应用；

3）、现有结构在封装工艺中由于重构晶圆热膨胀系数较硅片大很多，工艺过程中，产品翘曲较大，设备可加工能力较低，产品良率损失较大；

4）、现有工艺为满足低的热膨胀系数，所使用的塑封料如环氧类树脂材料较为昂贵，不利于产品的低成本化。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种封装成本低、封装结构支撑强度高、封装良率高、实现多个芯片在三维空间面对面排布、适用于薄型封装的芯片圆片级封装结构。

本实用新型的目的是这样实现的：一种多芯片圆片级封装结构，所述封装结构包括带有芯片电极Ⅰ的IC芯片Ⅰ、带有芯片电极Ⅱ的IC芯片Ⅱ、金属微结构、高密度布线层、硅腔体、键合层、焊球凸点和填充料，所述金属微结构包括金属柱和设置在金属柱顶部的金属微凸点，所述高密度布线层包括介电层和设置在介电层内部的再布线金属走线，所述硅腔体包括硅本体，所述硅本体正面设有硅腔，

所述再布线金属走线的上下端设置有金属电极，所述金属电极包括金属电极Ⅰ、金属电极Ⅱ和金属电极Ⅲ，所述金属电极Ⅰ设置在再布线金属走线的上端，金属电极Ⅱ和金属电极Ⅲ设置在再布线金属走线的下端；

所述IC芯片Ⅰ和IC芯片Ⅱ分别通过金属微结构设置在高密度布线层的上表面和下表面，且面对面排列，所述IC芯片Ⅰ扣置在硅腔内，所述IC芯片Ⅰ与IC芯片Ⅱ为同质芯片或异质芯片，IC芯片Ⅰ包括一个或一个以上同质芯片或异质芯片，IC芯片Ⅱ包括一个或一个以上同质芯片或异质芯片，所述高密度布线层与硅腔体通过键合层键合，所述填充料设置在芯片、高密度布线层和硅腔之间的空间；

所述焊球凸点与金属电极Ⅲ的下端面连接。

所述芯片电极Ⅰ通过金属微结构与金属电极Ⅰ的上端面连接，所述芯片电极Ⅱ通过金属微结构与金属电极Ⅱ的下端面连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的特点是多个芯片不仅可以在二维平面布局，在三维空间也可以实现多个芯片的面对面的排布，最大限度的减小了信号传输的路线，同时降低了封装体积。

在芯片的外层不仅包覆有由包封树脂形成的包封料层，而且还有一带有硅腔的硅腔体，包覆有包封树脂的芯片扣置在硅腔内，质地坚硬的硅腔体给多芯片结构一牢固的支撑，有利于圆片级封装中的薄型封装的推进。

硅腔体取代原有结构的包封树脂，克服了传统多芯片圆片级封装结构在封装工艺中由于重构圆片产生的翘曲，提高了产品的良率。

同时，低热膨胀系数的硅取代较为昂贵的包封树脂，有利于降低产品生产成本，适合现代产业的发展需求。

附图说明

图1为本实用新型一种多芯片圆片级封装结构的示意图。

图2～图22为图1的多芯片圆片级封装结构的封装方法的示意图。

图中：

IC芯片Ⅰ1