一种堆叠式封装结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种堆叠式封装结构，它包括第一封装体（1）和第二封装体（2），所述第一封装体（1）包括第一基板（14）和第一芯片（16），所述第一基板（14）包括第一线路图案（15）和第一铜柱（11），所述第一基板上方设置有第一塑封料（17），所述第一塑封料（17）上表面对应第一铜柱（11）的位置设置有开孔（18），所述第一铜柱（11）顶部暴露在第一塑封料（17）上表面的开孔（18）内，所述第一铜柱（11）顶部设置有锡球（13），所述第二封装体（2）包括第二基板（19）、第二芯片（20）和第二塑封料（21），所述第二基板（19）下表面上设置有第二铜柱（12），所述第二铜柱（12）插装于第一塑封料（17）上的开孔（18）中，并通过锡球（13）与第一铜柱（11）形成电性连接。本实用新型一种堆叠式封装结构及其工艺方法，使回焊时的锡球能避免发生桥接现象，以提升产品的良率，且能满足细间距的需求。
【专利说明】
一种堆叠式封装结构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种堆叠式封装结构，属于半导体封装技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着近年来可携式电子产品的蓬勃发展，各类相关产品逐渐朝向高密度、高性能以及轻、薄、短、小的趋势而走，各式样封装层叠（package on package，PoP)也因而配合推陈出新，以期能符合轻薄短小与高密度的要求。
[0003] 如图1所示，其为现有POP封装结构的剖视示意图。该封装堆栈装置包括两相叠的封装结构1〇〇与另一封装结构200。在形成第一封装体100后，对第一封装体上表面进行减薄，露出铜柱101，第二封装200借助其基板背面的锡球201堆叠且电性联接到下封装体100。
[0004] 上述的堆叠结构存在以下的缺陷：
[0005] 1、随着电子组件的小型化，封装体内的线路间距变小，各焊接锡球间的间距需缩小，致使相邻的锡球容易发生桥接(bridge)的现象；
[0006] 2、锡球于回焊后的体积及高度的公差大，回焊时，锡球会先变成软塌状态，同时于承受上方封装体200的重量后，容易塌扁变形，发生桥接；
[0007] 3、锡球所排列成的栅状数组(grid array)容易产生共面性不良，导致接点应力不平衡而容易造成堆叠结构倾斜。
【实用新型内容】
[0008] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种堆叠式封装结构， 使回焊时的锡球能避免发生桥接现象，以提升产品的良率，且能满足细间距的需求。
[0009] 本实用新型的另一目的在于提供一种堆叠式封装结构，共面性(coplanarity)良好，易于控制广品尚度，不倾斜；
[0010] 本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为:一种堆叠式封装结构，它包括第一封装体和第二封装体，所述第一封装体包括第一基板和第一芯片，所述第一基板包括第一线路图案和第一铜柱，所述第一基板上方设置有第一塑封料，所述第一塑封料上表面对应第一铜柱的位置设置有开孔，所述第一铜柱顶部暴露在第一塑封料上表面的开孔内，所述第一铜柱顶部设置有锡球，所述第二封装体包括第二基板、第二芯片和第二塑封料，所述第二基板下表面上设置有第二铜柱，所述第二铜柱插装于第一塑封料上的开孔中，并通过锡球与第一铜柱形成电性连接。
[〇〇11]所述第一芯片与第一基板中的第一线路图案实现电性连接，所述第一芯片和第一线路图案的上表面位于第一塑封料内部。
[0012] 所述第一铜柱和第二铜柱顶部呈凸形结构。
[0013] 所述第一塑封料和第二塑封料采用有填料或无填料的环氧树脂。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
[0015] 1、本实用新型第一封装体的铜柱11和第二封装体的铜柱12在开孔内通过锡球形成电性连接，金属柱接触金属球，使回焊时的融接处仅发生于开孔中金属柱接触端，融接处位于开孔中，所以能避免发生桥接现象，以提升产品的良率，且能满足细间距的需求；
[0016] 2、本实用新型在回焊时由于金属柱的支撑，封装高度的公差小，接点不易产生缺陷，共面性(coplanarity)良好，易于控制产品高度，不倾斜。
【附图说明】
[0017] 图1为现有POP封装结构的示意图。
[0018] 图2为本实用新型一种堆叠式封装结构的示意图。
[0019] 图3?图13为本实用新型一种堆叠式封装结构的工艺流程图。
[0020] 图14、图15为本实用新型一种堆叠式封装结构另一实施例的示意图。
[0021] 其中：
[0022] 第一封装体1
[0023] 第二封装体2
[〇〇24] 第一铜柱11
[〇〇25] 第二铜柱12
[0026] 锡球 13
[0027] 第一基板14
[〇〇28] 第一线路图案15
[0029] 第一芯片16
[〇〇3〇] 第一塑封料17
[〇〇31]开孔 18
[〇〇32] 第二基板19
[0033] 第二芯片20
[0034] 第二塑封料21。
【具体实施方式】
[0035] 以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0036] 如图2所示，本实施例中的一种堆叠式封装结构，它包括第一封装体1和第二封装体2,所述第一封装体1包括第一基板14和第一芯片16,所述第一基板14包括第一线路图案 15和第一铜柱11，所述第一线路图案15上设置有第一芯片16,所述第一芯片16与第一线路图案15实现电性连接，所述第一基板14上方设置有第一塑封料17,所述第一塑封料17上表面对应第一铜柱11的位置设置有开孔18,所述第一铜柱11顶部暴露在第一塑封料17上表面的开孔18内，所述第一铜柱11顶部设置有锡球13,所述第二封装体2包括第二基板19、第二芯片20和第二塑封料21，所述第二基板19下表面上设置有第二铜柱12,所述第二铜柱12插装于第一塑封料17上的开孔18中，并通过锡球13与第一铜柱11形成电性连接。
[〇〇37] 其工艺步骤如下：
[〇〇38] 步骤一、参见图3,取第一金属基板；
[〇〇39]步骤二、参见图4,在第一金属基板正面及背面分别贴上可进行曝光显影的光阻膜，利用曝光显影设备将金属基板正面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜，以露出第一金属基板正面后续需要进行蚀刻的区域图形，对第一金属基板进行蚀刻，形成第一铜柱；
[0040] 步骤三、参见图5,在步骤二的第一金属基板正面贴上可进行曝光显影的光阻膜， 利用曝光显影设备将第一金属基板正面再次进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜， 以露出第一金属基板正面后续需要进行蚀刻的区域图形，对第一金属基板进行蚀刻，形成第一线路图案，去除第一金属基板表面的光阻膜；
[0041] 步骤四、参见图6,将芯片设置于步骤三中完成蚀刻的第一金属基板上，芯片与第一线路图案实现电性连接，再对第一金属基板正面进行环氧树脂塑封保护，形成第一塑封料，第一塑封料上表面高出第一铜柱的上表面，环氧树脂材料可以依据产品特性选择有填料或是没有填料的种类；
[0042] 步骤五、参见图7,在第一塑封料对应第一铜柱的位置进行开孔，目的是暴露出第一铜柱；
[0043] 步骤六、参见图8,对第一金属基板的下表面进行减薄，目的是为了实现第一线路图案与第一铜柱的分离，从而形成第一封装体；
[0044] 步骤七、参见图9,取第二金属基板；
[0045] 步骤八、参见图10,在步骤七的第二金属基板上设置第二芯片，第二芯片与第二金属基板实现电性连接，再对第二金属基板正面进行环氧树脂塑封保护，形成第二塑封料，环氧树脂材料可以依据产品特性选择有填料或是没有填料的种类；
[0046] 步骤九、参见图11，对步骤八完成包封的第二金属基板背面贴上可进行曝光显影的光阻膜，利用曝光显影设备将第二金属基板背面进行图形曝光、显影与去除部分图形光阻膜，以露出第二金属基板背面后续需要进行蚀刻的区域图形，对第二金属基板进行蚀刻， 形成第二铜柱；
[0047] 步骤十、参见图12,在步骤六形成的第一封装体的第一塑封料的开孔内放置锡球， 将步骤九中形成的第二封装体和第一封装体合在一起，使第二封装体下表面的第二铜柱插入第一封装体的第一塑封料上表面的开孔内；
[0048] 步骤十一、参见图13,进行回流焊，使第二封装体下表面的第二铜柱通过锡球与第一封装体的第一铜柱形成电性连接；
[0049] 步骤十二、将步骤十一完成封装体堆叠的半成品进行切割作业，制得堆叠式封装结构。
[0050] 如图14、图15所示，为本发明一种堆叠式封装结构的另一实施例，它包括第一封装体1和第二封装体2,所述第一封装体1内的第一铜柱11顶部呈凸形结构，所述第二封装体2 下表面第二铜柱12顶部呈凸形结构，所述第二铜柱12插装于第一塑封料17上的开孔18中， 并通过锡球13与第一铜柱11形成电性连接，由于第一铜柱顶部和第二铜柱顶部呈凸形结构，在回流焊时，焊料会完全包覆住铜柱上的凸点，通过焊料对其包覆的凸点的抓附力，可以进一步加强第一封装体和第二封装体之间的结合力。
[0051] 除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种堆叠式封装结构，其特征在于:它包括第一封装体（1)和第二封装体(2)，所述第 一封装体（1)包括第一基板（14)和第一芯片（16)，所述第一基板（14)包括第一线路图案 (15)和第一铜柱（11)，所述第一基板上方设置有第一塑封料（17)，所述第一塑封料（17)上 表面对应第一铜柱（11)的位置设置有开孔(18)，所述第一铜柱（11)顶部暴露在第一塑封料 (17)上表面的开孔(18)内，所述第一铜柱（11)顶部设置有锡球(13)，所述第二封装体(2)包 括第二基板（19)、第二芯片（20)和第二塑封料(21)，所述第二基板（19)下表面上设置有第 二铜柱（12)，所述第二铜柱（12)插装于第一塑封料（17)上的开孔（18)中，并通过锡球（13) 与第一铜柱(11)形成电性连接。2. 根据权利要求1所述的一种堆叠式封装结构，其特征在于:所述第一芯片（16)与第一 基板(14)中的第一线路图案（15)实现电性连接，所述第一芯片（16)和第一线路图案（15)上 表面位于第一塑封料(17)内部。3. 根据权利要求1所述的一种堆叠式封装结构，其特征在于:所述第一铜柱（11)和第二 铜柱（12)顶部呈凸形结构。4. 根据权利要求1所述的一种堆叠式封装结构，其特征在于:所述第一塑封料（17)和第 二塑封料(21)采用有填料或无填料的环氧树脂。
【文档编号】H01L21/60GK205609513SQ201620257369
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】王亚琴, 刘恺
【申请人】江苏长电科技股份有限公司