芯片封装结构及其制备方法与流程

本发明涉及半导体领域，具体涉及芯片封装结构及其制备方法。

背景技术：

1、具有桥接芯片的扇出型封装结构中，如图12所示，传统桥接芯片贴装工艺是需要先将未减薄桥接芯片1a的背面减薄，得到减薄后桥接芯片1b，然后再通过芯片粘结胶1c把将减薄后桥接芯片1b的背面与pi层1d贴合，该工艺的缺点是桥接芯片的厚度会受到限制，因为桥接芯片过薄在研磨和贴装过程中均极易碎裂，影响产品良率。

技术实现思路

1、本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了芯片封装结构及其制备方法。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、一种芯片封装结构，包括：

4、金属布线层，金属布线层具有第一表面和第二表面；

5、多个第一芯片，第一芯片的正面倒装在所述金属布线层的第一表面；

6、第一塑封层，第一塑封层包覆所述第一芯片，第一塑封层的远离金属布线层的一侧与所述第一芯片的背面齐平；

7、第二芯片，第二芯片的正面倒装在所述金属布线层的第二表面；

8、第一金属柱，第一金属柱形成在所述金属布线层的第二表面；

9、第二塑封层，第二塑封层包覆所述第二芯片和第一金属柱，第二塑封层的远离金属布线层的一侧与所述第二芯片的背面以及第一金属柱的端面齐平；

10、第二金属柱，第二金属柱形成在所述第二塑封层远离金属布线层的一侧，至少有部分第二金属柱与对应的第一金属柱连接。

11、本申请芯片封装结构使得第一芯片和第二芯片在倒装在金属布线层前不用研磨，在倒装并塑封完后再研磨，此时研磨可确保芯片不碎裂的情况下尽可能使芯片厚度达到最薄，从而使整个芯片封装结构的厚度大大减薄，迎合市场轻薄的便利需求；极薄的第二芯片(桥接芯片)可使第一金属柱的设计高度随之降低，减小了电镀第一金属柱的工艺难度。

12、本发明芯片倒装在金属布线层的方式可以为多种，在本发明其中一实施例中，芯片通过焊锡焊接在金属布线层上。

13、于本发明其中一实施例中，所述第一芯片的正面与所述金属布线层之间具有填充物。

14、于本发明其中一实施例中，所述第二芯片的正面与所述金属布线层之间具有填充物。

15、现有技术中，通过芯片粘结胶与pi层贴合产品的可靠性得不到保证。本申请第二芯片由原来的正贴变更为倒装，取消了晶圆粘结胶固定，取而代之的是底部填充物固定，使封装体的结构更加牢固，可靠性更强。

16、于本发明其中一实施例中，芯片封装结构还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述第二塑封层远离金属布线层的一侧，所述第二金属柱穿过所述绝缘层。

17、于本发明其中一实施例中，所述绝缘层为pi膜。

18、本申请还公开了一种芯片封装结构的制备方法，包括以下步骤：

19、s1、准备载板，在载板的上表面制备分离层；

20、s2、在分离层的表面制备出金属布线层；

21、s3、将多个第一芯片的正面倒装在所述金属布线层的表面；

22、s4、对第一芯片进行塑封操作，形成第一封装体，所述第一封装体包括所述第一芯片以及包覆所述第一芯片的第一塑封层；

23、s5、对第一封装体远离所述金属布线层的一面进行减薄处理，减薄第一塑封层或者同时减薄第一塑封层以及第一芯片；

24、s6、通过去除分离层来去除载板；

25、s7、翻转第一封装体和金属布线层的组合体，使金属布线层朝上布置，在金属布线层上加工出与金属布线层连接的第一金属柱；

26、s8、将第二芯片的正面倒装在所述金属布线层的表面；

27、s9、对第二芯片和第一金属柱进行塑封操作，形成第二封装体，所述第二封装体包括所述第二芯片、第一金属柱以及包覆所述第二芯片和金属柱的第二塑封层；

28、s10、对第二封装体远离所述金属布线层的一面进行减薄处理，减薄第二芯片、第一金属柱以及第二塑封层，且使第一金属柱和第二芯片露出；

29、s11、在第二封装体远离所述金属布线层的一面加工得到第二金属柱，在第二金属柱的端面加工出焊锡球，至少有部分第二金属柱与对应的第一金属柱连接。

30、本申请芯片封装结构使得第一芯片和第二芯片在倒装在金属布线层前不用研磨，在倒装并塑封完后再研磨，此时研磨可确保第一芯片和第二芯片不碎裂的情况下尽可能使厚度达到最薄，从而使整个芯片封装结构的厚度大大减薄，迎合市场轻薄的便利需求；极薄的第二芯片(桥接芯片)可使第一金属柱的设计高度随之降低，减小了电镀第一金属柱的工艺难度。

31、实际运用时，第一封装体和第二封装体的研磨厚度根据产品实际需求确定。

32、实际运用时，可以通过打磨等方式进行减薄。

33、于本发明其中一实施例中，所述步骤s4中，在对对第一芯片进行塑封操作前，还包括在第一芯片的正面与金属布线层之间设置填充物的步骤。

34、于本发明其中一实施例中，所述步骤s9中，在对对第二芯片和第一金属柱进行塑封操作前，还包括在第二芯片的正面与金属布线层之间设置填充物的步骤。

35、于本发明其中一实施例中，步骤s11中，还包括在第二封装体远离所述金属布线层的一面加工出绝缘层的步骤，所述第二金属柱穿过所述绝缘层。

36、于本发明其中一实施例中，所述绝缘层为pi膜。

37、本发明的有益效果是：本申请芯片封装结构中，第一芯片和第二芯片在倒装前不用研磨，倒装并塑封完后再研磨，此时研磨可确保芯片不碎裂的情况下尽可能使芯片厚度达到最薄，从而使整个芯片封装结构的厚度大大减薄，迎合市场轻薄的便利需求；极薄的第二芯片可使第一金属柱的设计高度随之降低，减小了电镀第一金属柱的工艺难度。

技术特征：

1.一种芯片封装结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第一芯片的正面与所述金属布线层之间具有填充物。

3.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，所述第二芯片的正面与所述金属布线层之间具有填充物。

4.如权利要求1所述的芯片封装结构，其特征在于，芯片封装结构还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述第二塑封层远离金属布线层的一侧，所述第二金属柱穿过所述绝缘层。

5.如权利要求4所述的芯片封装结构，其特征在于，所述绝缘层为pi膜。

6.一种芯片封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的芯片封装结构的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中，在对对第一芯片进行塑封操作前，还包括在第一芯片的正面与金属布线层之间设置填充物的步骤。

8.如权利要求6所述的芯片封装结构的制备方法，其特征在于，所述步骤s9中，在对对第二芯片和第一金属柱进行塑封操作前，还包括在第二芯片的正面与金属布线层之间设置填充物的步骤。

9.如权利要求6所述的芯片封装结构的制备方法，其特征在于，步骤s11中，还包括在第二封装体远离所述金属布线层的一面加工出绝缘层的步骤，所述第二金属柱穿过所述绝缘层。

10.如权利要求9所述的芯片封装结构的制备方法，其特征在于，所述绝缘层为pi膜。

技术总结
本申请公开了芯片封装结构及其制备方法，其中，芯片封装结构包括：金属布线层；第一芯片，正面倒装在金属布线层的第一表面；第一塑封层，包覆第一芯片；第二芯片，正面倒装在金属布线层的第二表面；第一金属柱，形成在金属布线层的第二表面；第二塑封层，包覆第二芯片和第一金属柱；第二金属柱，形成在第二塑封层远离金属布线层的一侧，至少有部分第二金属柱与对应的第一金属柱连接。本申请芯片封装结构使得第一芯片和第二芯片在倒装在金属布线层前不用研磨，在倒装并塑封完后再研磨，此时研磨可确保芯片不碎裂的情况下尽可能使芯片厚度达到最薄，从而使整个芯片封装结构的厚度大大减薄，迎合市场轻薄的便利需求。

技术研发人员：余泽龙,袁欢欢,徐健,李铢元
受保护的技术使用者：星科金朋半导体(江阴)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14