本发明实施例涉及半导体制造领域,尤其涉及一种封装结构及其封装方法。
背景技术:
1、随着半导体封装技术迅猛发展,芯片的多层堆叠键合技术成为提升存储密度和性能的关键。目前芯片的多层堆叠键合主要有热压键合(thermal compression bonding,tcb)和回流焊(mass reflow,mr)两种工艺。
2、tcb工艺对于各层芯片之间的对位连接控制更为精确,且合并实现了对位装片与焊接目的,但其效率较低,也就相应增加了工艺成本。回流焊在效率上具有明显优势,但该工艺从将多层芯片堆叠到焊接完成的整个过程中,可能会因为振动等原因,造成芯片存在层间错位,影响封装产品的可靠性。
技术实现思路
1、本发明实施例解决的问题是提供一种封装结构及其封装方法,有利于提高封装产品的可靠性。
2、为解决上述问题,本发明实施例提供一种封装结构,包括:第一基板,所述第一基板包括第一面;第一元器件,位于所述第一面上,所述第一元器件与所述第一基板电连接;基座,位于所述第一元器件侧部的第一面上,所述基座具有暴露所述第一基板的凹槽;第二基板,堆叠于所述第一基板的第一面上,且位于所述第一元器件和基座背向所述第一基板的一侧,所述第二基板包括与所述第一面相对设置的第二面、以及背向所述第二面的第三面;第二元器件,位于所述第二面和第三面中的一者或两者上,所述第二元器件与所述第一基板电连接;导电柱,凸出于所述第二面并与所述凹槽一一对应,所述导电柱具有第一端和第二端,所述第一端与所述第二基板电连接,所述第二端位于相对应的所述凹槽中并与所述第一基板电连接。
3、相应的,本发明实施例还提供一种封装方法,包括:提供第一基板,所述第一基板包括第一面,所述第一面上设置有第一元器件、以及位于所述第一元器件侧部的基座,所述基座具有暴露所述第一基板的凹槽,所述第一元器件与所述第一基板电连接;提供第二基板,所述第二基板包括与所述第一面相对设置的第二面、以及背向所述第二面的第三面,所述第二面和第三面中的一者或两者上设置有第二元器件,且所述第二面上设置有凸出的导电柱,所述导电柱具有第一端和第二端,所述第一端与所述第二基板电连接,所述导电柱与所述凹槽一一对应,所述第二元器件与所述第二基板电连接;将所述第二基板的第二面朝向所述第一基板的第一面,并使所述导电柱的第二端位于相对应的所述凹槽中并与所述第一基板电连接。
4、与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
5、本发明实施例提供一种封装结构,包括:第一基板,所述第一基板包括第一面;第一元器件,位于所述第一面上,所述第一元器件与所述第一基板电连接;基座,位于所述第一元器件侧部的第一面上,所述基座具有暴露所述第一基板的凹槽;第二基板,堆叠于所述第一基板的第一面上,且位于所述第一元器件和基座背向所述第一基板的一侧,所述第二基板包括与所述第一面相对设置的第二面、以及背向所述第二面的第三面;第二元器件,位于所述第二面和第三面中的一者或两者上,所述第二元器件与所述第一基板电连接;导电柱,凸出于所述第二面并与所述凹槽一一对应,所述导电柱具有第一端和第二端,所述第一端与所述第二基板电连接,所述第二端位于相对应的所述凹槽中并与所述第一基板电连接。本实施例中,基座具有暴露第一基板的凹槽,导电柱的第二端位于相对应的凹槽中,凹槽能够对导电柱起到限位和固定的作用,降低所述导电柱发生偏移倾斜的概率,从而有利于提高导电柱和第一基板的电连接可靠性,进而提高封装产品的可靠性。
6、可选的,所述封装结构还包括:导电填充料,位于所述凹槽中并包裹位于所述凹槽中的导电柱,所述导电填充料填充设置有所述导电柱的凹槽的所有空间或者部分空间;导电填充料具有导电性,使得导电柱能够与第一基板导通,所述导电填充料还可以起固定作用,以及补偿导电柱的高度差,有利于改善所述导电柱与第一基板之间的电连接可靠性,从而可以降低后续所述导电柱与第一基板之间虚焊的概率,进而进一步提高封装产品的可靠性。
7、本发明实施例还提供一种封装方法,包括:提供第一基板,所述第一基板包括第一面,所述第一面上设置有第一元器件、以及位于所述第一元器件侧部的基座,所述基座具有暴露所述第一基板的凹槽,所述第一元器件与所述第一基板电连接;提供第二基板,所述第二基板包括与所述第一面相对设置的第二面、以及背向所述第二面的第三面,所述第二面和第三面中的一者或两者上设置有第二元器件,且所述第二面上设置有凸出的导电柱,所述导电柱具有第一端和第二端,所述第一端与所述第二基板电连接,所述导电柱与所述凹槽一一对应,所述第二元器件与所述第二基板电连接;将所述第二基板的第二面朝向所述第一基板的第一面,并使所述导电柱的第二端位于相对应的所述凹槽中并与所述第一基板电连接。本实施例中,基座具有暴露第一基板的凹槽,导电柱的第二端位于相对应的凹槽中,凹槽能够对导电柱起到限位和固定的作用,降低所述导电柱发生偏移倾斜的概率,从而有利于提高导电柱和第一基板的电连接可靠性,进而提高封装产品的可靠性。
8、可选的,使所述导电柱的第二端位于所述凹槽中并与所述第一基板电连接的步骤包括:使所述导电柱的第二端位于所述凹槽中;使所述导电柱的第二端位于所述凹槽中之后,在所述凹槽中形成包裹所述导电柱的导电填充料,所述导电填充料填充设置有所述导电柱的凹槽的所有空间或者部分空间;导电填充料具有导电性,使得导电柱能够与第一基板导通,所述导电填充料还可以起固定作用,以及补偿导电柱的高度差,有利于改善所述导电柱与第一基板之间的电连接可靠性,从而可以降低后续所述导电柱与第一基板之间虚焊的概率,进而进一步提高封装产品的可靠性。
1.一种封装结构,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述封装结构还包括:导电填充料,位于所述凹槽中并包裹位于所述凹槽中的导电柱,所述导电填充料填充设置有所述导电柱的凹槽的所有空间或者部分空间。
3.如权利要求2所述的封装结构,其特征在于,所述导电填充料包裹所述导电柱的高度为大于或等于200微米。
4.如权利要求2所述的封装结构,其特征在于,所述导电填充料包括导电胶或者金属材料。
5.如权利要求4所述的封装结构,其特征在于,所述金属材料包括锡、银、镍、铅、锌、铝和镓中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述凹槽包括:第一凹槽以及与所述第一凹槽的底部相贯通的第二凹槽,所述第一凹槽开口尺寸大于所述第二凹槽的开口尺寸。
7.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述凹槽的横截面形状包括:圆形和方形中的一种或两种。
8.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,在所述第二元器件至少位于所述第二面上的情况下,沿所述第一基板和第二基板的堆叠方向,所述第二面上的第二元器件与所述第一面上的第一元器件之间具有纵向间隔。
9.如权利要求8所述的封装结构,其特征在于,所述凹槽的深度大于或等于所述第一元器件与所述第二元器件之间的纵向间隔的最小值的2倍。
10.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述导电柱的材料包括铜、铝、铜合金或镍铁合金。
11.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述基座的材料包括导电材料。
12.如权利要求11所述的封装结构,其特征在于,所述导电材料包括铜、铝、铜合金或镍铁合金。
13.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述凹槽的开口尺寸为大于或等于所述导电柱的横向尺寸的2倍,所述横向垂直于所述导电柱的延伸方向。
14.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述第一元器件包括第一无源元件和第一芯片中的一种或两种;所述第二元器件包括第二无源元件和第二芯片中的一种或两种。
15.一种封装方法,其特征在于,包括:
16.如权利要求15所述的封装方法,其特征在于,使所述导电柱的第二端位于所述凹槽中并与所述第一基板电连接的步骤包括:
17.如权利要求15所述的封装方法,其特征在于,使所述导电柱的第二端位于所述凹槽中并与所述第一基板电连接之前,还包括:在所述第一元器件中的最高者的顶部形成缓冲固定层。
18.如权利要求17所述的封装方法,其特征在于,所述第一元器件中的最高者的顶部形成缓冲固定层的工艺包括点胶工艺。
19.如权利要求17所述的封装方法,其特征在于,所述第一元器件中的最高者的顶部形成缓冲固定层的步骤中,所述缓冲固定层的材料包括软硅胶或热熔胶。
20.如权利要求17所述的封装方法,其特征在于,使所述导电柱的第二端位于所述凹槽中并与所述第一基板电连接之后,还包括:去除所述缓冲固定层。
21.如权利要求20所述的封装方法,其特征在于,在所述凹槽中形成包裹所述导电柱的导电填充料之后,去除所述缓冲固定层之前,还包括:对所述导电填充料进行加热固化处理;
22.如权利要求21所述的封装方法,其特征在于,所述导电填充料的固化温度低于所述缓冲固定层的固化温度。
23.如权利要求20所述的封装方法,其特征在于,去除所述缓冲固定层的工艺包括水冲洗工艺。
24.如权利要求23所述的封装方法,其特征在于,所述水冲洗工艺的参数包括:液体压力为小于或等于1兆帕,清洗链速为小于或等于30厘米每分钟。
25.权利要求15所述的封装方法,其特征在于,提供所述第二基板的步骤中,在所述第二面和第三面上均设置有第二元器件的情况下,在所述第二面上设置部分的第二元器件和凸出的导电柱之后,在所述第三面上设置的剩余的第二元器件。
26.如权利要求15所述的封装方法,其特征在于,在所述第一面上设置有基座的工艺包括表面贴装工艺。