半导体封装结构和半导体封装结构的制备方法转让专利
申请号 : CN202111267247.6
文献号 : CN113707621B
文献日 : 2022-02-08
发明人 : 何正鸿 , 徐玉鹏 , 钟磊 , 李利
申请人 : 甬矽电子(宁波)股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种半导体封装结构,其特征在于,包括:基板;
贴装在所述基板上的芯片;
贴装在所述芯片上的第一转接板;
贴装在所述第一转接板上的第二转接板;
其中,所述第一转接板的两端设置有第一导电焊盘,所述第一导电焊盘上设置有导电连接线,所述导电连接线与所述基板连接,所述第一转接板通过所述导电连接线与所述基板电连接,所述第二转接板与所述第一转接板电连接;
所述第一转接板包括承载连接部、设置在所述承载连接部两端的折弯部和与所述折弯部连接的导电部,所述承载连接部贴装在所述芯片的上侧表面,所述折弯部相对于所述承载连接部向下折弯,所述导电部朝向所述承载连接部的两侧延伸,所述第一导电焊盘设置在所述导电部上,所述第二转接板贴装在所述承载连接部上。
2.根据权利要求1所述的半导体封装结构,其特征在于,所述基板上还设置填充胶层,所述填充胶层包覆在所述导电连接线和所述连接部外。
3.根据权利要求2所述的半导体封装结构,其特征在于,所述基板上还设置有第一塑封体,所述第一塑封体包覆在所述芯片外,并包覆在所述填充胶层外。
4.根据权利要求1所述的半导体封装结构,其特征在于,所述第一导电焊盘设置在所述导电部的下侧,所述导电连接线包括金属柱,所述金属柱的一端与所述第一导电焊盘连接,另一端与基板连接。
5.根据权利要求1所述的半导体封装结构,其特征在于,所述基板上还设置有第二塑封体和第三塑封体,所述第二塑封体包覆在所述芯片外,所述第一转接板贴装在所述第二塑封体的上侧,所述第三塑封体包覆在所述第二塑封体外。
6.根据权利要求1所述的半导体封装结构,其特征在于,所述芯片的上侧表面还设置有粘胶层,所述第一转接板粘接在所述粘胶层上。
7.根据权利要求1所述的半导体封装结构,其特征在于,所述第一转接板的上侧设置有第二导电焊盘,所述第二转接板的下侧设置有第一堆叠焊盘,所述第二转接板的上侧设置有第二堆叠焊盘,所述第一堆叠焊盘与所述第二导电焊盘对应并电连接。
8.根据权利要求7所述的半导体封装结构,其特征在于,所述第一堆叠焊盘与所述第二导电焊盘之间设置有锡球,所述第一堆叠焊盘与所述第二导电焊盘通过所述锡球电连接。
9.根据权利要求7所述的半导体封装结构,其特征在于,所述第二导电焊盘上印刷有锡膏层,所述第一堆叠焊盘通过所述锡膏层贴装在所述第二导电焊盘上,且所述第一堆叠焊盘与所述第二导电焊盘通过所述锡膏层电连接。
10.一种半导体封装结构的制备方法,用于制备如权利要求1‑9任一项所述的半导体封装结构,其特征在于,包括:
在基板上贴装芯片;
在所述芯片上贴装第一转接板;
在所述第一转接板上贴装第二转接板;
其中,所述第一转接板的两端设置有第一导电焊盘,所述第一导电焊盘上设置有导电连接线,所述导电连接线与所述基板连接,所述第一转接板通过所述导电连接线与所述基板电连接,所述第二转接板与所述第一转接板电连接。
说明书 :
半导体封装结构和半导体封装结构的制备方法
技术领域
背景技术
片与处理器芯片封装在一起,以满足高带宽性能,以及实现微型化,其具有封装产品尺寸
小,产品性能优越,信号传输频率快等优点,产品主要应用于微型化和薄型化的通信终端产
品。由于客户定制化产品的要求,需要在POP堆叠结构上再次堆叠封装结构,实现自由分配
存储芯片的大小。传统的POP堆叠结构,通常采用激光开孔将塑封体开孔后漏出基板表面焊
盘,并在焊盘上形成金属柱后实现上层堆叠。然而,激光开槽工艺容易导致焊盘烧坏,进而
导致上层叠装结构焊接失效,并且受限于基板的焊盘布局,无法实现产品的自主的可分配
性。
致锡球与锡球之间桥接或虚焊,影响产品质量。
发明内容
可靠性。
述基板电连接,所述第二转接板与所述第一转接板电连接。
面,所述折弯部相对于所述承载连接部向下折弯,所述连接部朝向所述承载连接部的两侧
延伸,所述第一导电焊盘设置在所述导电部上,所述第二转接板贴装在所述承载连接部上。
体包覆在所述第二塑封体外。
堆叠焊盘与所述第二导电焊盘对应并电连接。
所述锡膏层电连接。
述基板电连接,所述第二转接板与所述第一转接板电连接。
导电焊盘上设置有导电连接线,导电连接线与基板连接,第一转接板通过导电连接线与基
板电连接,第二转接板与第一转接板电连接。通过转接板结构,避免了激光开孔,从而避免
了基板烧坏的问题。同时通过打线方式,将第一转接板与基板实现线路相连,避免了传统
POP结构利用锡球焊接产生的虚焊或桥接等工艺问题。同时,此处采用第一转接板贴装在芯
片上侧,再在第一转接板上贴装第二转接板,增加了第二转接板和基板之间的间距,增加了
中间层的高度,从而使得基板上部空间得以扩大,方便后续塑封或填充,提升了塑封料或填
充料的底部流动性,从而更好地填充中间层,避免传统POP堆叠结构在转接板的锡球间隙空
间下填充而产生的底部填充空洞以及填充料流动性不好等问题。相较于现有技术,本发明
提供的一种半导体封装结构,其能够避免采用激光开孔工艺,并且能够彻底避免锡球桥接
或虚焊的风险,同时填充效果好,大大提升了产品可靠性。
附图说明
范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这
些附图获得其他相关的附图。
载连接部;157‑折弯部;158‑第二导电焊盘;159‑导电部;160‑第二转接板;161‑第一堆叠焊
盘;163‑第二堆叠焊盘;165‑锡膏层;170‑第一塑封体;180‑第二塑封体;190‑第三塑封体。
具体实施方式
本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施
例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范
围。
位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元
件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
的CTE系数不同,使得产品回流焊接过程中,容易导致产品翘曲,进而使得锡球的水平位置
发生改变,导致锡球与锡球之间桥接或虚焊,影响产品质量。并且,常规的POP堆叠结构,还
需要在塑封体上激光开孔使得基板110上的焊盘露出,容易导致焊盘烧坏,进而导致上层叠
装结构失效,影响电连接性能。此外,常规的POP堆叠结构,为了保证锡球的顺利结合,其层
间高度较小,导致塑封或填充胶水时,塑封料或填料的流动性较差,容易出现填充孔洞,影
响塑封效果。
互结合。
使得填料或塑封料的流动性更好,不易出现填充孔洞,保证了塑封效果。
接板160贴装在第一转接板150上,其中,第一转接板150的两端设置有第一导电焊盘151,第
一导电焊盘151上设置有导电连接线153,导电连接线153与基板110连接,第一转接板150通
过导电连接线153与基板110电连接,第二转接板160与第一转接板150电连接。
153与基板110电连接,第二转接板160与第一转接板150电连接,进而使得第二转接板160与
基板110电连接。其中第二转接板160用于堆叠上部封装结构,从而实现产品的堆叠。此外,
第一转接板150的尺寸小于第二转接板160的尺寸,第二转接板160的尺寸与基板110相适
应,第一转接板150位于第二转接板160和基板110之间,并压合在第二转接板160和芯片130
之间,通过设置第一转接板150,能够有效增加芯片130与第二转接板160之间的距离,从而
使得第二转接板160与基板110之间的距离得以增加,增加了中间层的高度。
第一导电焊盘151上设置有导电连接线153,导电连接线153与基板110连接,第一转接板150
通过导电连接线153与基板110电连接,第二转接板160与第一转接板150电连接。通过设置
第一转接板150和第二转接板160实现上层堆叠,避免了激光开孔,从而避免了基板110烧坏
的问题。同时通过打线方式,将第一转接板150与基板110实现线路相连,避免了传统POP结
构利用锡球焊接产生的虚焊或桥接等工艺问题。同时,此处采用第一转接板150贴装在芯片
130上侧,再在第一转接板150上贴装第二转接板160,增加了第二转接板160和基板110之间
的间距,增加了中间层的高度,从而使得基板110上部空间得以扩大,方便后续塑封或填充,
提升了塑封料或填充料的底部流动性,从而更好地填充中间层,避免传统POP堆叠结构在转
接板的锡球间隙空间下填充而产生的底部填充空洞以及填充料流动性不好等问题。
弯部157相对于承载连接部155向下折弯,连接部朝向承载连接部155的两侧延伸,第一导电
焊盘151设置在导电部159上,第二转接板160贴装在承载连接部155上。具体地,承载连接部
155、折弯部157和导电部159为一体结构,此处第一转接板150呈几字形结构,导电部159与
承载连接部155相平行,第一导电焊盘151设置在导电部159的上侧表面,在第一导电焊盘
151上打线形成导电连接线153,导电连接线153与基板110电连接。
的两侧,并且导电部159在基板110上的投影落在芯片130和打线焊盘111之间,从而方便导
电连接线153焊接在打线焊盘111上。
焊盘111和对应的导电部159包覆在内,从而起到对导电连接线153的保护作用。
160和基板110之间的中间层空间填满,固化即形成了第一塑封体170,第一塑封体170能够
起到对芯片130的保护作用。
150贴合在芯片130的上侧表面,在胶水固化后即形成了粘胶层131,第一转接板150通过粘
胶层131与芯片130保持固定,同时也方便后续贴装第二转接板160。
胶膜等材料。
盘161与第二导电焊盘158对应并电连接,从而实现了第二转接板160和第一转接板150之间
的电连接。具体地,第一导电焊盘151和第二导电焊盘158均与第一转接板150的中间线路层
连接,故此处第一导电焊盘151和第二导电焊盘158能够实现电连接,第二转接板160通过第
一堆叠焊盘161、第二导电焊盘158、第一导电焊盘151、导电连接线153的共同作用实现了与
基板110的电连接,此处第一转接板150起到中间过渡导电的作用,以实现第二转接板160与
夹板之间的电连接。第二转接板160通过设置在上侧的第二堆叠焊盘163实现上层堆叠结
构,其堆叠结构可以是封装模块,也可以是芯片130,在此不作具体限定。
贴装在第二导电焊盘158上,且第一堆叠焊盘161与第二导电焊盘158通过锡膏层165实现电
连接。在实际制作时,可利用图案化后的钢网开口印刷锡膏,去除钢网后即在第二导电焊盘
158上留下了锡膏层165,在第二导电焊盘158上印刷锡膏后,贴装第二转接板160,第二转接
板160下侧的第一堆叠焊盘161贴合在锡膏层165上,通过回流固化后实现电芯连接。这种连
接方式相较于常规的锡球连接,能够使得第二转接板160与第一转接板150之间的间距得以
减小,有利于二者的固定,同时避免二者翘曲带来的锡球焊接问题,如虚焊、偏移或桥接。
盘158通过锡球电连接。在实际制作时,第二导电焊盘158上植球形成锡球,然后贴装第二转
接板160,第二转接板160下侧的第一堆叠焊盘161通过锡球与第二导电焊盘158连接,并实
现电连接。
问题。同时通过打线方式形成导电连接线153,将第一转接板150与基板110通过导电连接线
153实现线路相连,同时第二转接板160与第一转接板150之间通过锡膏层165连接,避免了
传统POP结构利用锡球焊接产生的虚焊或桥接等工艺问题。同时,此处采用第一转接板150
贴装在芯片130上侧,再在第一转接板150上贴装第二转接板160,增加了第二转接板160和
基板110之间的间距,增加了中间层的高度,从而使得基板110上部空间得以扩大,方便后续
塑封或填充,提升了塑封料或填充料的底部流动性,从而更好地填充中间层,避免传统POP
堆叠结构在转接板的锡球间隙空间下填充而产生的底部填充空洞以及填充料流动性不好
等问题。
相应内容。
贴装在第一转接板150上,其中,第一转接板150的两端设置有第一导电焊盘151,第一导电
焊盘151上设置有导电连接线153,导电连接线153与基板110连接,第一转接板150通过导电
连接线153与基板110电连接,第二转接板160与第一转接板150电连接。
第二塑封体180外。具体地,第二塑封体180包覆在芯片130外,第一转接板150贴装在第二塑
封体180的上侧,第三塑封体190包覆在第二塑封体180外,并包覆在第一转接板150和导电
连接线153外。
凹槽,然后在背面凹槽内填充粘接胶,方便贴装第一转接板150。
在第二塑封体180的上侧表面,并完成打线动作,然后贴装第二转接板160,最后再在第二转
接板160和基板110之间利用塑封料形成第三塑封体190,起到对封装结构的保护作用。
158通过锡球电连接。在实际制作时,第二导电焊盘158上植球形成锡球,然后贴装第二转接
板160,第二转接板160下侧的第一堆叠焊盘161通过锡球与第二导电焊盘158连接,并实现
电连接。
后,贴装第一转接板150,完成打线后贴装第二转接板160,然后再次进行第二次塑封,形成
第三塑封体190,并将打线结构保护在内。此处通过第一次塑封形成的第二塑封体180可以
减缓基板110翘曲现象,同时第二塑封体180能够起到支撑第一转接板150的作用,方便第一
转接板150的贴装,也提高了第一转接板150的贴装强度,使得贴装第二转接板160时第一转
接板150不会发生偏移问题。
中相应内容。
贴装在第一转接板150上,其中,第一转接板150的两端设置有第一导电焊盘151,第一导电
焊盘151上设置有导电连接线153,导电连接线153与基板110连接,第一转接板150通过导电
连接线153与基板110电连接,第二转接板160与第一转接板150电连接。第一转接板150包括
承载连接部155、设置在承载连接部155两端的折弯部157和与折弯部157连接的导电部159,
承载连接部155贴装在芯片130的上侧表面,折弯部157相对于承载连接部155向下折弯,连
接部朝向承载连接部155的两侧延伸,第一导电焊盘151设置在导电部159上,第二转接板
160贴装在承载连接部155上。
接。
区域,然后将芯片130贴装在倒装焊盘上,此处芯片130为倒装结构,其底部的引脚直接与倒
装焊盘焊接,通过回流固化的方式,实现了芯片130的倒装,并保证功能芯片130与基板110
之间的电连接。
151,在贴装完成第一转接板150后,通过打线方式在第一导电焊盘151上形成导电连接线
153,导电连接线153与基板110连接,第一转接板150通过导电连接线153与基板110电连接,
通过打线方式将第一转接板150和基板110之间实现线路相连,避免了传统POP结构利用锡
球焊接而产生的工艺问题。粘胶层131可以是银浆或者胶膜等材料。
线结构保护起来,通过固化胶体后形成填充胶层113,起到保护作用。
在芯片130外,同时芯片130的上侧表面外露,以形成背面凹槽,在背面凹槽内在背面凹槽内
填充粘接胶后,贴装第一转接板150。
接板160下侧的第一堆叠焊盘161与第二导电焊盘158焊接在一起,通过回流固化锡膏后形
成锡膏层165,实现了第一转接板150和第二转接板160之间的电性相连。
球连接,其同样能够实现第一转接板150和第二转接板160之间的电连接。
芯片130和填充胶层113外。然后在基板110的下侧,通过植球工艺形成锡球,最后通过切割
工艺,将产品切割为单颗。其中塑封工艺可以采用点胶、底部填胶的方式。
体190包覆在第二塑封体180外,从而能够起到对打线结构的保护作用。
150的两端设置有第一导电焊盘151,第一导电焊盘151上设置有导电连接线153,导电连接
线153与基板110连接,第一转接板150通过导电连接线153与基板110电连接,第二转接板
160与第一转接板150电连接。通过转接板结构,避免了激光开孔,从而避免了基板110烧坏
的问题。同时通过打线方式,将第一转接板150与基板110实现线路相连,避免了传统POP结
构利用锡球焊接产生的虚焊或桥接等工艺问题。同时,此处采用第一转接板150贴装在芯片
130上侧,再在第一转接板150上贴装第二转接板160,增加了第二转接板160和基板110之间
的间距,增加了中间层的高度,从而使得基板110上部空间得以扩大,方便后续塑封或填充,
提升了塑封料或填充料的底部流动性,从而更好地填充中间层,避免传统POP堆叠结构在转
接板的锡球间隙空间下填充而产生的底部填充空洞以及填充料流动性不好等问题。
涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为
准。