一种三维I/O芯片封装结构的制作方法

本实用新型涉及一种三维i/o芯片封装结构，属于半导体封装技术领域。

背景技术：

目前半导体封装行业中，应用最广泛的是引脚封装，然而引脚封装的尺寸偏大，不能满足市场上终端微型化的需求。四周扁平无引脚封装技术qfn具有尺寸小的优点，但是电极触点数量少。焊球阵列封装技术bga的锡球数量可以做到过百，电性能优越，但是只能在封装体的底部植球，封装芯片贴合方式单一、灵活性较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种微型化、灵活性高、电气性能卓越、高可靠性的三维i/o封装技术。

本实用新型的目的实现方式：

本实用新型一种三维i/o芯片封装结构，其包括芯片、基板、引线、芯片顶部重布线和顶部输入/输出触点，所述芯片的底部固定于基板的上表面，所述芯片顶部重布线设置在芯片上表面，所述顶部输入/输出触点与芯片顶部重布线固连，将芯片的部分电信号向上传导；

所述基板的上表面、芯片的外围设置侧部输入/输出触点，所述侧部输入/输出触点与基板固连，呈一维阵列分布于芯片的外围；

包封料覆盖基板的上方部件，将芯片、引线、芯片顶部重布线、顶部输入/输出触点和侧部输入/输出触点包封，形成包封层，并露出顶部输入/输出触点和侧部输入/输出触点；

所述基板的下表面设置底部输入/输出触点，所述底部输入/输出触点与基板固连。

可选地，本实用新型所述顶部输入/输出触点包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，所述侧部输入/输出触点包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，所述底部输入/输出触点包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体。

可选地，本实用新型所述侧部输入/输出触点分布于芯片的外围的一侧、两侧、三侧或四周；

可选地，本实用新型所述芯片为两个或两个以上，其平铺且固定于基板上表面。

可选地，本实用新型所述芯片为两个或两个以上，其叠加且固定于基板上表面，所述芯片上下之间通过焊球或粘结剂固连。

可选地，本实用新型所述引线直接或间接连接芯片与基板。

有益效果

（1）本实用新型采用三维i/o封装技术，可根据需要，在封装体的多面分布i/o脚（触点），增强了封装体的可焊性，提高了元器件的电气性能，提供了一种封装灵活性高、电气性能卓越、高可靠性的芯片封装结构；

（2）本实用新型的封装体多面均排布i/o脚（触点），贴装方式具有灵活性，可以满足封装体与基板之间、封装体与封装体之间、封装体与模座安装槽之间的导通，减少了信号传输路程，极大提高产品、模组的集成密度，满足终端微型化、高速化、高稳定性和可靠性要求；

（3）本实用新型通过封装体的平铺或堆叠方式实现器件的多功能特性，多种安装方式可充分利用器件的空间利用率，减少闲置空间，从而实现封装体终端尺寸的微型化。

附图说明

图1为本实用新型一种三维i/o芯片封装结构实施例一的顶部示意图；

图2为图1的a-a剖面示意图；

图3为图1的底部示意图；

图4为图1的使用示意图；

图5为本实用新型一种三维i/o芯片封装结构实施例二的顶部示意图；

图6是图5的b-b剖视图；

如图7和图8均为图1的a-a剖视图；

图中：

芯片10

芯片ⅰ11

芯片ⅱ12

芯片电极13

钝化层15

图案化金属层16

输入/输出端ⅰ17

输入/输出端ⅱ18

顶部输入/输出触点20

引线40、41、42

基板60

基板焊盘63

侧部输入/输出触点70

底部输入/输出触点80。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。为了易于说明，可以使用空间相对术语(诸如“在…下方”、“之下”、“下部”、“在…上方”、“上部”等)以描述图中所示一个元件或部件与另一个元件或部件的关系。除图中所示的定向之外，空间相对术语还包括使用或操作中设备的不同定向。装置可以以其他方式定向（旋转90度或处于其他定向），本文所使用的空间相对描述可因此进行类似的解释。

实施例1

本实用新型一种三维i/o芯片封装结构，图1为其顶部示意图；图2为图1的a-a剖面示意图；图3为图1的底部示意图；图4为图1的使用示意图。

所述三维i/o芯片封装结构包括芯片10、基板60、引线40和芯片顶部重布线，所述芯片10的底部固定于基板60的上表面，如图1所示。所述芯片顶部重布线设置在芯片10表面，其包括至少一层钝化层15和至少一层图案化金属层16，并将芯片电极13的电信号引出，形成若干个输入/输出端。输入/输出端根据功能不同，分为两部分。一部分与顶部焊球连接的输入/输出端ⅰ17，主要设置于芯片10的顶部，形成顶部输入/输出触点20，将芯片10的部分电信号向上传导，如图2所示，顶部输入/输出触点20包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，呈阵列排布。另一部分通过引线40，连接位于芯片电极13边侧的输入/输出端ⅱ18和基板焊盘63，将芯片10的部分电信号向下传导。

所述基板60的上表面设置侧部输入/输出触点70，侧部输入/输出触点70与基板60的上表面的焊盘（图中未示出）固连，如图1所示，呈一维阵列分布于芯片10的四周，侧部输入/输出触点70包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体。因基板60具有导电线路，芯片10贴在基板60的上表面，在芯片10的侧面、位于基板60的上方位置设置侧部输入/输出触点70，可以增加与其他封装体之间或与模座安装槽之间的导通，减少信号传输路程，可以极大提高产品、模组的集成密度，满足终端微型化、高速化、高稳定性和可靠性要求。

包封料覆盖基板60的上方部件，将芯片10、引线40、芯片顶部重布线和顶部输入/输出触点20包封，形成包封层30，且通过研磨工艺或切割工艺露出顶部输入/输出触点20和侧部输入/输出触点70，使得触点可以与外电路接通。

所述基板60的下表面设置底部输入/输出触点80，底部输入/输出触点80与基板60的下表面的焊盘（图中未示出）固连，如图3所示，底部输入/输出触点80包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，呈阵列排布。底部输入/输出触点80可以外露式，如bga的锡球；也可以是内嵌式，如lga的焊盘。

使用时，顶部输入/输出触点20和/或侧部输入/输出触点70和/或底部输入/输出触点80均可连接另一封装体，如图4所示，可侧面对模组进行贴合，提高模组的灵活性。多模组叠加贴合，灵活性高，稳固组件，增加器件的空间利用率。

使用时，顶部输入/输出触点20和/或侧部输入/输出触点70和/或底部输入/输出触点80均还可以连接另一基板或模座。

实施例2

本实用新型一种三维i/o芯片封装结构，所述三维i/o芯片封装结构包括芯片10、基板60、引线40和芯片顶部重布线，所述芯片10的底部固定于基板60的上表面，此处所述芯片10可以是两个或两个以上，其可以平铺于基板60上表面，如图5和图6所示，示意了2个芯片的封装结构，其中，图6是图5的b-b剖视图。所述芯片顶部重布线设置在芯片10表面，并将芯片电极13的电信号引出，形成若干个输入/输出端。输入/输出端根据功能不同，分为两部分。一部分与顶部焊球连接的输入/输出端，主要设置于芯片10顶部，形成顶部输入/输出触点20，将芯片10的部分电信号向上传导，顶部输入/输出触点20包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，呈阵列排布。另一部分通过引线40，连接位于芯片电极13边侧的输入/输出端和基板焊盘63，将芯片10的部分电信号向下传导。

所述基板60的上表面设置侧部输入/输出触点70，侧部输入/输出触点70与基板60的上表面的焊盘固连，呈一维阵列分布于芯片10的四周。侧部输入/输出触点70包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体。因基板60具有导电线路，芯片10贴在基板60的上表面，在芯片10的侧面、位于基板60的上方位置设置侧部输入/输出触点70，可以增加与其他封装体之间或与模座安装槽之间的导通，减少信号传输路程，可以极大提高产品、模组的集成密度，满足终端微型化、高速化、高稳定性和可靠性要求。

包封料覆盖基板60的上方部件，将芯片10、引线40、芯片顶部重布线和焊球包封，形成包封层30，且通过研磨工艺或切割工艺露出顶部输入/输出触点20和侧部输入/输出触点70，使得触点可以与外电路接通。

所述基板60的下表面设置底部输入/输出触点80，底部输入/输出触点80与基板60的下表面的焊盘固连，底部输入/输出触点80包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，呈阵列排布。底部输入/输出触点80可以外露式，如bga的锡球；也可以是内嵌式，如lga的焊盘。

其使用方式同实施例一。

实施例3

本实用新型一种三维i/o芯片封装结构，所述三维i/o芯片封装结构包括芯片、基板60、引线40和芯片顶部重布线，此处所述芯片10可以是两个或两个以上，如图7和图8所示，均为图1的a-a剖视图，芯片ⅰ11的底部固定于基板60的上表面，芯片ⅱ12通过焊球31或粘结剂32设置在芯片ⅰ11的上方。顶部输入/输出触点20设置于芯片ⅱ12，将芯片ⅰ11和/或芯片ⅱ12的部分电信号向上传导，顶部输入/输出触点20包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，呈阵列排布。另一部分通过焊球31或引线41与引线42向下传导部分电信号。

所述基板60的上表面设置侧部输入/输出触点70，侧部输入/输出触点70与基板60的上表面的焊盘固连,呈一维阵列分布于芯片10的四周。侧部输入/输出触点70可以增加与其他封装体之间或与模座安装槽之间的导通，减少信号传输路程，可以极大提高产品、模组的集成密度，满足终端微型化、高速化、高稳定性和可靠性要求。

包封料覆盖基板60的上方部件，将芯片ⅰ11和芯片ⅱ12、引线41与引线42、芯片顶部重布线和焊球等包封，形成包封层30，且通过研磨工艺或切割工艺露出顶部输入/输出触点20和侧部输入/输出触点70，使得触点可以与外电路接通。

所述基板60的下表面设置底部输入/输出触点80，底部输入/输出触点80与基板60的下表面的焊盘固连，底部输入/输出触点80包括引脚、焊球、平面金属或金属柱体，呈阵列排布。底部输入/输出触点80可以外露式，如bga的锡球；也可以是内嵌式，如lga的焊盘。

其使用方式同实施例一。

上述实施例以其六面均设置输入/输出触点为例阐述本实用新型，在实际使用时，可以根据产品设计需要，选择在其芯片10的外围的一侧、两侧、三侧或四周设置侧面输入/输出触点，结合设置顶面输入/输出触点和/或底面输入/输出触点，以达到最佳性价比。

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