一种PoP封装器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体是涉及一种pop封装器件及其制备方法。

背景技术：

1、随着电子技术的发展，半导体的使用越来越趋于高密度、小型化和低功耗，芯片的堆叠是提高电子封装高密化的主要途径之一，其中pop封装技术优势明显，具有良好的发展前景。

2、pop封装技术是近年来为适应系统模块化需求而出现的封装技术，目前已经成为系统小型化集成化发展的重要技术方向。pop混合封装利用已有的电子封装和微组装工艺，组合多种集成电路芯片与无源器件，封闭模块内部细节，降低系统开发难度，具有开发周期短、风险小和系统性能优良等特点，目前已经在消费电子领域和工业领域大规模使用。

3、但是现有的pop封装器件在使用时存在以下问题：

4、现有的pop封装模块在制备时，普遍采用小焊锡球进行连接和固定，焊锡球的焊接过程中需要采用梯度焊工艺，但是梯度焊工艺受限于焊料种类性能和设备温控精度以及封装器件耐温度等方面的因素，极大地缩减了可进行的焊接梯度的次数，很难做到多次焊接。因此，由于传统的pop封装结构和工艺方法严重限制了基板堆叠的数目，目前pop封装普遍采用两块基板堆叠设计。

技术实现思路

1、针对现有pop技术存在的不足，本发明提出了一种pop封装器件及其制备方法，该制备方法不但降低了半导体封装工艺对于半导体封装设备的依赖，同时也极大地提升了pop封装的集成密度。

2、为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

3、一种pop封装器件，包括：

4、由下至上依次连接的第一基板和数个第二基板，用于固定连接所述第一基板和数个所述第二基板的基板间信号传输支撑装置；第一基板、数个第二基板和所述基板间信号传输支撑装置通过灌胶封装。

5、进一步地，基板间信号传输支撑装置包括贯穿所述第一基板和所有所述第二基板的数个支撑柱；所述支撑柱与第一基板和所有第二基板通过焊锡固定。

6、进一步地，支撑柱为硬质导电材料。

7、说明：支撑柱可以为金属材料、导电高分子材料、导电陶瓷材料或其他硬质导电材料。

8、进一步地，第一基板底部设有焊盘，第一基板上设有用于固定所述基板间信号传输支撑装置的数个盲孔和数个元器件。

9、说明：第一基板上传输装置固定孔采用盲孔设计，可以防止在传输固定装置焊接过程中，焊料对底部焊盘造成污染，提高产品成品率。

10、更进一步地，第二基板上设有用于固定所述基板间信号传输支撑装置的数个通孔和数个元器件。

11、说明：数个通孔与数个盲孔一一对应，保证第一基板和第二基板之间的支撑柱垂直；通孔为金属化通孔；采用该设计方式，单个固定传输装置可以实现多次复用，缩减产品封装工艺步骤。

12、优选地，元器件为分立器件或裸芯片。

13、说明：该封装技术的固定传输装置主要分布在基板四周边缘，元器件分布在内部，因此可避免分立器件和裸芯片装配之间的互相污染。

14、优选地，第一基板和所述第二基板的材料为环氧树脂、聚酰亚胺及其衍生物、氧化硅、氮化硅、碳化硅、金属氧化物中的一种或两种以上的组合。

15、本发明还提供了上述pop封装器件的制备方法，包括以下步骤：

16、s1、根据实际需求确定第二基板的数量及第一基板和第二基板上的元器件的类型和数量；

17、s2、对第一基板和第二基板上的元器件进行布局，再对应布局将元器件通过表贴工艺或者键合工艺固定在第一基板和第二基板上；

18、s3、将基板间信号传输支撑装置焊接在第一基板上，在焊接过程中，保证基板间信号传输支撑装置垂直于第一基板；

19、s4、将所有第二基板按照安装次序进行堆叠组装，在组装过程中，保证第一基板与所有第二基板相互平行，得到组装后的pop封装器件；

20、s5、采用注塑设备对pop封装器件进行注塑。

21、说明：上述方法中，注塑材料一般指树脂类大分子材料，包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺和聚碳酸酯等材料。

22、进一步优选地，pop封装器件制备方法还包括以下步骤：

23、s6、对注塑完成的pop封装器件进行切割、打磨和编号；

24、s7、对编号后的pop封装器件进行目检和终测，剔除表面存在空洞和/或划痕的产品，将检验合格的产品进行封装和表面处理，并进行产品标记，将产品编号通过激光打印的方式印制在产品的上表面。

25、本发明的有益效果是：

26、（1）本发明利用封装基板制备技术成熟的优势，采用模块化设计思路，按照功能划分为不同的模块，并通过基板堆叠实现模块功能的完整化；

27、（2）本发明设计了独特的基板间信号传输支撑装置以及装配方式，极大地降低了该种封装的装配难度，提高了该种封装技术的适用性；

28、（3）本发明通过基板间信号传输支撑装置实现多块基板之间的信号传输，便于将单块基板面积缩小，改善了pop封装普遍采用两块基板堆叠设计的限制，实现多块基板堆叠。

技术特征：

1.一种pop封装器件，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种pop封装器件，其特征在于，所述基板间信号传输支撑装置包括贯穿所述第一基板（2）和所有所述第二基板（7）的数个支撑柱（5）；所述支撑柱（5）与第一基板（2）和所有第二基板（7）通过焊锡固定。

3.如权利要求2所述的一种pop封装器件，其特征在于，所述支撑柱（5）为硬质导电材料。

4.如权利要求2所述的一种pop封装器件，其特征在于，所述第一基板（2）底部设有焊盘（1），第一基板（2）上设有用于固定所述基板间信号传输支撑装置的数个盲孔（3）和数个元器件（4）。

5.如权利要求4所述的一种pop封装器件，其特征在于，所述第二基板（7）上设有用于固定所述基板间信号传输支撑装置的数个通孔（8）和数个元器件（4）。

6.如权利要求4或5所述的一种pop封装器件，其特征在于，所述元器件（4）为分立器件或裸芯片。

7.如权利要求1所述的一种pop封装器件，其特征在于，所述第一基板（2）和所述第二基板（7）的材料为环氧树脂、聚酰亚胺及其衍生物、氧化硅、氮化硅、碳化硅、金属氧化物中的一种或两种以上的组合。

8.一种pop封装器件的制备方法，用于制备权利要求5所述的一种pop封装器件，其特征在于，包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的一种pop封装器件的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种PoP封装器件及其制备方法，属于半导体技术领域。PoP封装器件主要包括封装基板和基板间信号传输支撑装置；PoP封装器件制备方法为：根据实际需求确定第二基板的数量及第一基板和第二基板上的元器件，将元器件通过表贴工艺或者键合工艺固定在布局位置上后，依次组装第一基板和第二基板，最后通过注塑设备对PoP封装器件进行注塑，得到注塑后的PoP封装器件。本发明解决了目前PoP封装普遍采用两块基板堆叠设计的问题，具有能够多块堆叠的优点。

技术研发人员：郑中信,裴慧玲,王全民,李勇,李鸿鹄
受保护的技术使用者：北京宏动科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16