一种新型PoP封装结构及其制作方法与流程

本发明涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种新型pop封装结构及其制作方法。

背景技术：

当今半导体集成电路(integratedcircuit,ic)已从传统的计算机及通讯产业转向便携式移动设备及新一代的可穿戴设备。集成电路封装技术随之出现了新的趋势，以应对移动设备产业的特殊要求，如增加功能灵活性，降低成本和快速面世等；层叠封装(packageonpackage,pop)就是针对移动设备的ic封装而发展起来的可用于系统集成的非常受欢迎的三维叠加技术之一。层叠封装的底层封装一般是基带元件或应用处理器等，而上层封装可以是存储器等。

传统pop采用锡球作为上下层互联，依靠焊锡球液态下自身的表面张力形成焊球高度。这一高度必须大于底层封装芯片和塑封厚度，否则就会出现焊点开路缺陷。在间距缩小，焊球直径减小的情况下，这一高度要求难以满足，必须开发新的技术。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术中存在的采用锡球作为互联结构，焊球高度难以大于底层封装芯片和塑封厚度，导致焊点开路缺陷技术问题，提出一种电镀金属柱代替传统锡球的芯片封装结构及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供一种新型pop封装结构，包括：表面处理的塑封体8，所述表面处理的塑封体8包括基板1、电镀在基板1上的n个金属柱3、贴合在所述基板1上的芯片本体4、从芯片本体4顶部引出的若干与所述基板1键合的引线7及焊接在所述基板1上的倒装芯片本体5，其中n≥1，所述n个金属柱3顶部与所述塑封体8同高；

焊接在所述表面处理的塑封体8上表面和m个金属柱3顶部的锡球9和焊接在所述锡球9顶部的顶层芯片本体10，其中m≤n。

优选的，所述基板1为图案化基板；所述表面处理的塑封体8为表面图案化塑封体。

优选的，所述n个金属柱3的材料为铜、镍、银及其合金任一种。

一种如权利要求1所述的新型pop封装结构及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s101、提供图案化基板1；

s102、在所述图案化基板1上制作干膜2；

s103、对所述干膜2进行图案化和显影，形成与干膜2同高的n个通孔，所述n个通孔制作到所述图案化基板1的上表面；对所述n个通孔进行电镀，形成n个金属柱3，其中n≥1；

s104、去除所述干膜2，使所述n个金属柱3突出设置在所述图案化基板1上；

s105、将芯片本体4贴合在所述图形化基板1上，并从芯片顶部引出若干引线7与所述图案化基板1进行键合；

s106、将倒装芯片本体5焊接在所述图案化基板1上；

s107、使用塑封料6对所述图案化基板1和所述n个金属柱3进行塑封，形成塑封体8；

s108、对所述塑封体8上表面进行研磨，露出所述n个金属柱3顶部；

s109、所述塑封体8上表面进行图案化，并进行表面处理；

s110、在露出的m个金属柱3顶部和表面处理的塑封体8上表面焊接n个锡球9，其中m≤n；

s111、在所述n个锡球9顶部焊接顶层芯片本体10。

优选的，其中所述s108露出所述n个金属柱3顶部方式为激光钻孔。

优选的，其中所述s103形成的所述n个金属柱3与所述干膜2高度相同。

优选的，其中所述s101、s103或s109中所述图案化通过化学刻蚀方法完成。

优选的，所述n个金属柱3的材料为铜、镍、银及其合金任一种。

本发明的有益效果：通过电镀金属柱的方式替代传统的锡球工艺，避免了焊点开路缺陷，增加了连接可靠性；电镀金属柱的位置选择性更多，对于大量引脚的pop封装同样满足要求；同时，底层产品的封装方式选择更加灵活，适用于高度集成化的封装方式。

附图说明

图1-8是本发明施例1提供的新型pop封装结构制备方法的步骤示意图。

基板1，干膜2，铜柱3，芯片本体4，倒装芯片本体5，塑封料6，引线7，塑封体8，锡球9，顶层芯片本体10。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。

鉴于现有技术中存在的采用锡球作为互联结构，焊球高度难以大于底层封装芯片和塑封厚度，导致焊点开路缺陷技术问题，提出一种电镀金属柱代替传统锡球的芯片封装结构及其制备方法。

以下结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例提供一种新型pop封装结构，如图8所示，包括：表面处理的塑封体8，所述表面处理的塑封体8包括基板1、电镀在基板1上的n个金属柱3、贴合在所述基板1上的芯片本体4、从芯片本体4顶部引出的若干与所述基板1键合的引线7及焊接在所述基板1上的倒装芯片本体5，其中n≥1，所述n个金属柱3顶部与所述塑封体8同高；

焊接在所述表面处理的塑封体8上表面和m个金属柱3顶部的锡球9和焊接在所述锡球9顶部的顶层芯片本体10，其中m≤n。

在一些优选的实施例中，基板1为图案化基板；表面处理的塑封体8为表面图案化塑封体。

在一些优选的实施例中，n个金属柱3的材料为铜、镍、银及其合金任一种。

实施例2

本实施例提供一种新型pop封装结构制备方法，如图1-8所示，包括以下步骤：

s101、提供图案化基板1；在图案化基板1上制作干膜2，如图1所示；

s102、对干膜2进行图案化和显影，形成与干膜2同高的n个通孔，n个通孔制作到图案化基板1的上表面；对n个通孔进行电镀，形成n个金属柱3，其中n≥1，如图2所示；

s103、去除干膜2，使n个金属柱3突出设置在图案化基板1上，如图3所示；

s104、将芯片本体4贴合在图案化基板1上，并从芯片顶部引出若干引线7与图案化基板1进行键合，将倒装芯片本体5焊接在图案化基板1上，如图4所示；

s105、使用塑封料6对图案化基板1和n个金属柱3上表面位置进行塑封，形成塑封体8，如图5所示；

s106、对塑封体8上表面进行研磨，露出n个金属柱3顶部，如图6所示；

s107、塑封体8上表面进行图案化，并进行表面处理，如图7所示；

s108、在露出的m个金属柱3顶部和表面处理的塑封体8上表面焊接n个锡球9，其中m≤n；在n个锡球9顶部焊接顶层芯片本体10，如图8所示。

具体地，步骤s108露出n个金属柱3顶部方式为激光钻孔。

具体地，步骤s103形成的n个金属柱3与干膜2高度相同。

具体地，步骤s101、s103或s109中图案化通过化学刻蚀方法完成。

具体地，n个金属柱3的材料为铜、镍、银及其合金任一种。

本发明的实施例1-2提供的新型的芯片封装结构，具有以下有益效果：

(1)本发明的新型pop封装结构，与传统工艺结构相比，避免了焊点开路缺陷，增加了连接可靠性；

(2)本发明的新型pop封装结构的制作方法，通过电镀金属柱的方式替代传统的锡球工艺，电镀金属柱的位置选择性多，对于大量引脚的pop封装同样满足要求；

(3)本发明的新型pop封装结构底层产品的封装方式灵活，适用于系统级封装(systeminpackage,sip)等高度集成化的封装方式。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的，技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。