一种嵌入式3D堆叠封装结构及其制造方法与流程

本发明涉及半导体封装，具体地说是一种嵌入式3d堆叠封装结构及其制造方法。

背景技术：

1、目前，传统的mems压力感应芯片封装还是将芯片通过直接贴装在基板(pcb，printed circuit board)的表面上实现电性能连接。基板作为芯片封装的核心材料之一，为了应对电子设备朝着小型化和功能化的方向发展，基板中的设计会越来越复杂，而且层数也会随之增加，导致基板的厚度增加，影响了总体的封装厚度。此外，现有的mems压力传感器封装形式主要以2d平铺为主，也会增加封装体的横向面积。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术的不足，提供一种嵌入式3d堆叠封装结构及其制造方法。

2、为实现上述目的，设计一种嵌入式3d堆叠封装结构，包括重新布线层，重新布线层上方设有第一芯片，第一芯片包裹在第一塑封体中，第一塑封体的上方开有槽体，槽体底部设有第二芯片，第一塑封体内设有导电结构，导电结构的一端与重新布线层连接，另一端通过引线与第二芯片连接，第二芯片包裹在第二塑封体中，第一塑封体的上方设有盖板，重新布线层的下方设有金属凸块。

3、所述重新布线层包括介质层和金属布线层，金属布线层的两端露出介质层使重新布线层的两端电连接。

4、所述介质层的材质为聚酰亚胺、环氧树脂、氧化硅、及硅胶中的一种或者多种，金属布线层的材质为铜、镍、金、银、钛中的一种或者多种。

5、所述第一芯片为功能芯片，第二芯片为传感器芯片。

6、所述传感器芯片为压力感应芯片，盖板的中间设有开口。

7、所述第一塑封体的材质为树脂，第二塑封体的材质为热固化型硅胶。

8、本发明还提供一种嵌入式3d堆叠封装结构的制造方法，包括以下步骤：

9、s1，提供一个载体，并在载体上形成一个分离层；

10、s2，在分离层上形成重新布线层；

11、s3，在重新布线层上贴装第一芯片；

12、s4，在第一芯片外形成第一塑封体；

13、s5，在第一塑封体的上方开槽，形成槽体；

14、s6，在第一塑封体内形成深孔，孔底落在重新布线层上；

15、s7，在深孔内形成导电结构；

16、s8，在槽体的底部贴装第二芯片，并通过打线的方式与导电结构电连接；

17、s9，在槽体内形成第二塑封体；

18、s10，在第一塑封体的上面贴合盖板；

19、s11，在盖板上贴上胶带一，并翻转整个塑封体；

20、s12，去除载体及分离层；

21、s13，在重新布线层的一侧形成金属凸块，翻转后去除胶带一。

22、所述步骤s6通过激光钻孔形成深孔，激光钻孔的横截面的形状可以是长方形或者倒梯形；所述步骤s7通过溅射工艺、电镀工艺或化学镀工艺在深孔内形成导电结构。

23、所述的步骤s4-s7由以下步骤替代：

24、s4’：在重新布线层上形成作为导电结构的金属柱；

25、s5’：在第一芯片及金属柱外形成第一塑封体，第一塑封体高于金属柱；

26、s6’：第一塑封体上方的开槽露出金属柱的上端面。

27、所述载体的材质为玻璃、金属或陶瓷，分离层的材质为胶带，导电结构的材质为铜、镍、金、银和钛中的一种或者多种。

28、本发明同现有技术相比，通过重新布线层代替基板，可以减薄封装体的厚度；同时采用开槽嵌入的方式进行堆叠，不仅可以提高产品的集成度，进一步减小封装体的横向面积，还可以提高嵌入的第二塑封体的可靠性，从而提高产品的综合性能。

技术特征：

1.一种嵌入式3d堆叠封装结构，其特征在于：包括重新布线层（3），重新布线层（3）上方设有第一芯片（4），第一芯片（4）包裹在第一塑封体（5）中，第一塑封体（5）的上方开有槽体（6），槽体（6）底部设有第二芯片（9），第一塑封体内设有导电结构（8），导电结构（8）的一端与重新布线层（3）连接，另一端通过引线与第二芯片（9）连接，第二芯片（9）包裹在第二塑封体（10）中，第一塑封体（5）的上方设有盖板（11），重新布线层（3）的下方设有金属凸块（303）。

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构，其特征在于：所述重新布线层（3）包括介质层（302）和金属布线层（301），金属布线层（301）的两端露出介质层（302）使重新布线层（3）的两端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构，其特征在于：所述介质层（302）的材质为聚酰亚胺、环氧树脂、氧化硅、及硅胶中的一种或者多种，金属布线层（301）的材质为括铜、镍、金、银、钛中的一种或者多种。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构，其特征在于：所述第一芯片（4）为功能芯片，第二芯片（9）为传感器芯片。

5.根据权利要求4所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构，其特征在于：所述传感器芯片为压力感应芯片，盖板（11）的中间设有开口。

6.根据权利要求1所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构，其特征在于：所述第一塑封体（5）的材质为树脂，第二塑封体（10）的材质为热固化型硅胶。

7.根据权利要求1所述的嵌入式3d堆叠封装结构的制造方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构的制造方法，其特征在于：所述步骤s6通过激光钻孔形成深孔（7），激光钻孔的横截面的形状可以是长方形或者倒梯形；所述步骤s7通过溅射工艺、电镀工艺或化学镀工艺在深孔内形成导电结构（8）。

9.根据权利要求7所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构的制造方法，其特征在于：

10.根据权利要求7或9所述的一种嵌入式3d堆叠封装结构的制造方法，其特征在于：所述载体（1）的材质为玻璃、金属或陶瓷，分离层（2）的材质为胶带，导电结构（8）的材质为铜、镍、金、银和钛中的一种或者多种。

技术总结
本发明涉及半导体封装技术领域，具体地说是一种嵌入式3D堆叠封装结构及其制造方法，包括重新布线层，重新布线层上方设有第一芯片，第一芯片包裹在第一塑封体中，第一塑封体的上方开有槽体，槽体底部设有第二芯片，第一塑封体内设有导电结构，导电结构的一端与重新布线层连接，另一端通过引线与第二芯片连接，第二芯片包裹在第二塑封体中，第一塑封体的上方设有盖板，重新布线层的下方设有金属凸块。同现有技术相比，通过重新布线层代替基板，可以减薄封装体的厚度；同时采用开槽嵌入的方式进行堆叠，不仅可以提高产品的集成度，进一步减小封装体的横向面积，还可以提高嵌入的第二塑封体的可靠性，从而提高产品的综合性能。

技术研发人员：汤茂友,徐刚,邵滋人
受保护的技术使用者：宏茂微电子（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12