[发明专利]将功能芯片连接至封装件以形成层叠封装件

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路封装技术领域。

背景技术

电子设备可以分为由设备(诸如，集成电路(IC)芯片、封装件、印刷电路板(PCB)和系统)构成的简单层级。封装是电子设备(诸如，计算机芯片)和PCB之间的界面。设备由半导体材料(诸如，硅)制成。集成电路使用引线接合(WB)、带式自动焊接(TAB)、或倒装芯片(FC)凸块组装技术，被组装成封装(诸如，四边形扁平封装(QFP)、引脚栅格阵列(pin grid array，PGA)、球栅阵列(ball grid array，，BGA))中。然后，被封装器件直接附着至印刷线路板或者另一类型的基板，其被限定为第二级封装。

球栅阵列(BGA)封装技术是先进的半导体封装技术，其特征在于，半导体芯片被装配在基板的前表面上，并且诸如焊球的多个导电元件以矩阵阵列，通常称为球栅阵列，被布置在基板的后表面上。球栅阵列允许半导体封装被粘合并且电连接至外部PCB或其他电子器件。可以在存储器(诸如，动态随机存取存储器和其他)中采用BGA封装。

基本的倒装芯片(FC)封装技术包括IC、互连系统、和基板。功能芯片通过多个焊料块连接至基板，其中，焊料块形成芯片和基板之间的冶金互连件。功能芯片、焊料块、以及基板形成倒装芯片封装。而且，多个球形成球栅阵列(BGA)。

引线接合可以用于进行从芯片组件(诸如，芯片电阻器或芯片电容器)到基板的电连接。两个功能芯片被堆叠在多个基板层的顶部上。芯片通过多条结合金线连接至基板。也可以使用其他形式的引线，诸如，铝线。功能芯片、金线、以及基板形成引线接合(WB)封装。

层叠封装(PoP)是集成电路封装技术，允许垂直结合离散逻辑和存储器球栅阵列(BGA)封装。两个或更多封装通过标准界面被安装在另一个的顶部上(即，堆叠)，以在它们之间路由信号。这允许例如在移动电话/PDA市场的更高密度。

标准POP结构基于通过引线接合或倒装芯片连接至基板以形成封装的堆叠芯片。由于引线接合连接和焊料块桥，导致这种PoP结构具有大封装尺寸。而且，由于引线接合连接，导致封装机械强度很弱。

发明内容

本发明提供一种层叠封装件(PoP)，包括：基板，具有多条基板迹线；第一功能芯片，在所述基板的顶部上，通过多个迹线上接合连接件连接至所述基板；以及第二功能芯片，在所述第一功能芯片的顶部上，直接连接至所述基板。

优选地，所述第二功能芯片通过多个迹线上接合连接件直接连接至所述基板。

优选地，所述第一功能芯片和所述基板之间的所述多个迹线上接合连接件包括多个连接件，每个连接件均在不进行预焊接的情况下在位于基板迹线上的Cu柱上通过焊料块形成。

优选地，所述Cu柱可以是熔化温度高于300℃的其他金属。

优选地，所述第二功能芯片通过连接至焊料块的多个焊接掩模限定(SMD)接合焊盘直接连接至所述基板。

优选地，所述第一功能芯片和所述第二功能芯片用于不同功能。

优选地，所述多条基板迹线可以由金属饰面覆盖，诸如涂敷在多条基板迹线上的有机薄膜层或Ni/Pd/Au的混和材料。

优选地，所述第二功能芯片比所述第一功能芯片具有更大的尺寸，使得所述第二功能芯片覆盖所述第一功能芯片的整个表面。

优选地，该层叠封装件进一步包括：中间环氧层，在所述第一功能芯片和所述第二功能芯片中间，连接至两个功能芯片。

优选地，该层叠封装件进一步包括：第三功能芯片，在所述第一功能芯片的顶部上，直接连接至所述基板。

根据本发明的另一方面，提供一种层叠封装件(PoP)，包括：基板，具有多条基板迹线；第一功能芯片，在所述基板的顶部上，通过在连接至焊料块的SMD接合焊盘上形成的多个焊接掩模限定(SMD)连接件连接至所述基板；以及第二功能芯片，在所述第一功能芯片的顶部上，通过多个迹线上接合连接件直接连接至所述基板。

优选地，所述第一功能芯片和所述基板之间的所述多个SMD连接件具有用于底部填充的化合物，以填充所述第一功能芯片、SMD连接件的焊料块、以及所述基板之间的空间。

优选地，所述第二功能芯片和所述基板之间的所述多个迹线上接合连接件包括：多个连接件，在不进行预焊接的情况下在位于基板迹线上的Cu柱上通过焊料块形成。

优选地，所述Cu柱可以是熔化温度高于300℃的其他金属。

优选地，所述第一功能芯片和所述第二功能芯片用于不同功能。