一種堆疊式封裝結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種堆疊式封裝結構，它包括第一封裝體（1）和第二封裝體（2），所述第一封裝體（1）包括第一基板（14）和第一芯片（16），所述第一基板（14）包括第一線路圖案（15）和第一銅柱（11），所述第一基板上方設置有第一塑封料（17），所述第一塑封料（17）上表面對應第一銅柱（11）的位置設置有開孔（18），所述第一銅柱（11）頂部暴露在第一塑封料（17）上表面的開孔（18）內，所述第一銅柱（11）頂部設置有錫球（13），所述第二封裝體（2）包括第二基板（19）、第二芯片（20）和第二塑封料（21），所述第二基板（19）下表面上設置有第二銅柱（12），所述第二銅柱（12）插裝于第一塑封料（17）上的開孔（18）中，并通過錫球（13）與第一銅柱（11）形成電性連接。本實用新型一種堆疊式封裝結構及其工藝方法，使回焊時的錫球能避免發生橋接現象，以提升產品的良率，且能滿足細間距的需求。
【專利說明】
一種堆疊式封裝結構
技術領域
[0001] 本實用新型涉及一種堆疊式封裝結構，屬于半導體封裝技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著近年來可攜式電子產品的蓬勃發展，各類相關產品逐漸朝向高密度、高性能以及輕、薄、短、小的趨勢而走，各式樣封裝層疊（package on package，PoP)也因而配合推陳出新，以期能符合輕薄短小與高密度的要求。
[0003] 如圖1所示，其為現有POP封裝結構的剖視示意圖。該封裝堆棧裝置包括兩相疊的封裝結構1〇〇與另一封裝結構200。在形成第一封裝體100后，對第一封裝體上表面進行減薄，露出銅柱101，第二封裝200借助其基板背面的錫球201堆疊且電性聯接到下封裝體100。
[0004] 上述的堆疊結構存在以下的缺陷：
[0005] 1、隨著電子組件的小型化，封裝體內的線路間距變小，各焊接錫球間的間距需縮小，致使相鄰的錫球容易發生橋接(bridge)的現象；
[0006] 2、錫球于回焊后的體積及高度的公差大，回焊時，錫球會先變成軟塌狀態，同時于承受上方封裝體200的重量后，容易塌扁變形，發生橋接；
[0007] 3、錫球所排列成的柵狀數組(grid array)容易產生共面性不良，導致接點應力不平衡而容易造成堆疊結構傾斜。
【實用新型內容】
[0008] 本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種堆疊式封裝結構， 使回焊時的錫球能避免發生橋接現象，以提升產品的良率，且能滿足細間距的需求。
[0009] 本實用新型的另一目的在于提供一種堆疊式封裝結構，共面性(coplanarity)良好，易于控制廣品尚度，不傾斜；
[0010] 本實用新型解決上述問題所采用的技術方案為:一種堆疊式封裝結構，它包括第一封裝體和第二封裝體，所述第一封裝體包括第一基板和第一芯片，所述第一基板包括第一線路圖案和第一銅柱，所述第一基板上方設置有第一塑封料，所述第一塑封料上表面對應第一銅柱的位置設置有開孔，所述第一銅柱頂部暴露在第一塑封料上表面的開孔內，所述第一銅柱頂部設置有錫球，所述第二封裝體包括第二基板、第二芯片和第二塑封料，所述第二基板下表面上設置有第二銅柱，所述第二銅柱插裝于第一塑封料上的開孔中，并通過錫球與第一銅柱形成電性連接。
[〇〇11]所述第一芯片與第一基板中的第一線路圖案實現電性連接，所述第一芯片和第一線路圖案的上表面位于第一塑封料內部。
[0012] 所述第一銅柱和第二銅柱頂部呈凸形結構。
[0013] 所述第一塑封料和第二塑封料采用有填料或無填料的環氧樹脂。
[0014] 與現有技術相比，本實用新型的優點在于：
[0015] 1、本實用新型第一封裝體的銅柱11和第二封裝體的銅柱12在開孔內通過錫球形成電性連接，金屬柱接觸金屬球，使回焊時的融接處僅發生于開孔中金屬柱接觸端，融接處位于開孔中，所以能避免發生橋接現象，以提升產品的良率，且能滿足細間距的需求；
[0016] 2、本實用新型在回焊時由于金屬柱的支撐，封裝高度的公差小，接點不易產生缺陷，共面性(coplanarity)良好，易于控制產品高度，不傾斜。
【附圖說明】
[0017] 圖1為現有POP封裝結構的示意圖。
[0018] 圖2為本實用新型一種堆疊式封裝結構的示意圖。
[0019] 圖3?圖13為本實用新型一種堆疊式封裝結構的工藝流程圖。
[0020] 圖14、圖15為本實用新型一種堆疊式封裝結構另一實施例的示意圖。
[0021] 其中：
[0022] 第一封裝體1
[0023] 第二封裝體2
[〇〇24] 第一銅柱11
[〇〇25] 第二銅柱12
[0026] 錫球 13
[0027] 第一基板14
[〇〇28] 第一線路圖案15
[0029] 第一芯片16
[〇〇3〇] 第一塑封料17
[〇〇31]開孔 18
[〇〇32] 第二基板19
[0033] 第二芯片20
[0034] 第二塑封料21。
【具體實施方式】
[0035] 以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0036] 如圖2所示，本實施例中的一種堆疊式封裝結構，它包括第一封裝體1和第二封裝體2,所述第一封裝體1包括第一基板14和第一芯片16,所述第一基板14包括第一線路圖案 15和第一銅柱11，所述第一線路圖案15上設置有第一芯片16,所述第一芯片16與第一線路圖案15實現電性連接，所述第一基板14上方設置有第一塑封料17,所述第一塑封料17上表面對應第一銅柱11的位置設置有開孔18,所述第一銅柱11頂部暴露在第一塑封料17上表面的開孔18內，所述第一銅柱11頂部設置有錫球13,所述第二封裝體2包括第二基板19、第二芯片20和第二塑封料21，所述第二基板19下表面上設置有第二銅柱12,所述第二銅柱12插裝于第一塑封料17上的開孔18中，并通過錫球13與第一銅柱11形成電性連接。
[〇〇37] 其工藝步驟如下：
[〇〇38] 步驟一、參見圖3,取第一金屬基板；
[〇〇39]步驟二、參見圖4,在第一金屬基板正面及背面分別貼上可進行曝光顯影的光阻膜，利用曝光顯影設備將金屬基板正面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜，以露出第一金屬基板正面后續需要進行蝕刻的區域圖形，對第一金屬基板進行蝕刻，形成第一銅柱；
[0040] 步驟三、參見圖5,在步驟二的第一金屬基板正面貼上可進行曝光顯影的光阻膜， 利用曝光顯影設備將第一金屬基板正面再次進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜， 以露出第一金屬基板正面后續需要進行蝕刻的區域圖形，對第一金屬基板進行蝕刻，形成第一線路圖案，去除第一金屬基板表面的光阻膜；
[0041] 步驟四、參見圖6,將芯片設置于步驟三中完成蝕刻的第一金屬基板上，芯片與第一線路圖案實現電性連接，再對第一金屬基板正面進行環氧樹脂塑封保護，形成第一塑封料，第一塑封料上表面高出第一銅柱的上表面，環氧樹脂材料可以依據產品特性選擇有填料或是沒有填料的種類；
[0042] 步驟五、參見圖7,在第一塑封料對應第一銅柱的位置進行開孔，目的是暴露出第一銅柱；
[0043] 步驟六、參見圖8,對第一金屬基板的下表面進行減薄，目的是為了實現第一線路圖案與第一銅柱的分離，從而形成第一封裝體；
[0044] 步驟七、參見圖9,取第二金屬基板；
[0045] 步驟八、參見圖10,在步驟七的第二金屬基板上設置第二芯片，第二芯片與第二金屬基板實現電性連接，再對第二金屬基板正面進行環氧樹脂塑封保護，形成第二塑封料，環氧樹脂材料可以依據產品特性選擇有填料或是沒有填料的種類；
[0046] 步驟九、參見圖11，對步驟八完成包封的第二金屬基板背面貼上可進行曝光顯影的光阻膜，利用曝光顯影設備將第二金屬基板背面進行圖形曝光、顯影與去除部分圖形光阻膜，以露出第二金屬基板背面后續需要進行蝕刻的區域圖形，對第二金屬基板進行蝕刻， 形成第二銅柱；
[0047] 步驟十、參見圖12,在步驟六形成的第一封裝體的第一塑封料的開孔內放置錫球， 將步驟九中形成的第二封裝體和第一封裝體合在一起，使第二封裝體下表面的第二銅柱插入第一封裝體的第一塑封料上表面的開孔內；
[0048] 步驟十一、參見圖13,進行回流焊，使第二封裝體下表面的第二銅柱通過錫球與第一封裝體的第一銅柱形成電性連接；
[0049] 步驟十二、將步驟十一完成封裝體堆疊的半成品進行切割作業，制得堆疊式封裝結構。
[0050] 如圖14、圖15所示，為本發明一種堆疊式封裝結構的另一實施例，它包括第一封裝體1和第二封裝體2,所述第一封裝體1內的第一銅柱11頂部呈凸形結構，所述第二封裝體2 下表面第二銅柱12頂部呈凸形結構，所述第二銅柱12插裝于第一塑封料17上的開孔18中， 并通過錫球13與第一銅柱11形成電性連接，由于第一銅柱頂部和第二銅柱頂部呈凸形結構，在回流焊時，焊料會完全包覆住銅柱上的凸點，通過焊料對其包覆的凸點的抓附力，可以進一步加強第一封裝體和第二封裝體之間的結合力。
[0051] 除上述實施例外，本實用新型還包括有其他實施方式，凡采用等同變換或者等效替換方式形成的技術方案，均應落入本實用新型權利要求的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種堆疊式封裝結構，其特征在于:它包括第一封裝體（1)和第二封裝體(2)，所述第 一封裝體（1)包括第一基板（14)和第一芯片（16)，所述第一基板（14)包括第一線路圖案 (15)和第一銅柱（11)，所述第一基板上方設置有第一塑封料（17)，所述第一塑封料（17)上 表面對應第一銅柱（11)的位置設置有開孔(18)，所述第一銅柱（11)頂部暴露在第一塑封料 (17)上表面的開孔(18)內，所述第一銅柱（11)頂部設置有錫球(13)，所述第二封裝體(2)包 括第二基板（19)、第二芯片（20)和第二塑封料(21)，所述第二基板（19)下表面上設置有第 二銅柱（12)，所述第二銅柱（12)插裝于第一塑封料（17)上的開孔（18)中，并通過錫球（13) 與第一銅柱(11)形成電性連接。2. 根據權利要求1所述的一種堆疊式封裝結構，其特征在于:所述第一芯片（16)與第一 基板(14)中的第一線路圖案（15)實現電性連接，所述第一芯片（16)和第一線路圖案（15)上 表面位于第一塑封料(17)內部。3. 根據權利要求1所述的一種堆疊式封裝結構，其特征在于:所述第一銅柱（11)和第二 銅柱（12)頂部呈凸形結構。4. 根據權利要求1所述的一種堆疊式封裝結構，其特征在于:所述第一塑封料（17)和第 二塑封料(21)采用有填料或無填料的環氧樹脂。
【文檔編號】H01L21/60GK205609513SQ201620257369
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】王亞琴, 劉愷
【申請人】江蘇長電科技股份有限公司