[发明专利]基于柔性基板的三维芯片堆叠封装结构及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及微电子封装领域，尤其是涉及一种基于柔性基板的三维芯片堆叠封装结构及封装方法。

背景技术

目前，三维芯片堆叠通常采用以下几种方式：1)引线键合的方式，这种方式，上层芯片尺寸通常比下层芯片小，是一种金字塔式的叠层结构；2)倒装焊结合引线键合的方式，这种方式，底层芯片通过倒装焊的方式焊接在基板上，上层芯片依次通过引线键合的方式与基板实现互连，上层芯片也呈现一种金字塔式的叠层结构；3)两层芯片之间加一层垫片，以保证下层芯片有组足够的高度通过引线与基板实现互连，这种方式可实现多层相同尺寸芯片的堆叠；4)三维TSV的方式，这种方式也可实现多层相同尺寸芯片的堆叠，但是工艺比较复杂，制作成本比较高。另外，前三种方式，由于受引线限制，芯片堆叠层数不会太多，通常低于3层。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种基于柔性基板的三维芯片堆叠封装结构及封装方法，解决现有堆叠方式的成本较高，且堆叠高度较低的问题。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种基于柔性基板的三维芯片堆叠封装结构，其特征在于，该封装结构包括条状柔性基板和2(N+1)个倒装芯片，其中N≥1，所有的倒装芯片堆叠放置，条状柔性基板穿插在倒装芯片之间，且分别与各倒装芯片通过焊盘连接。

作为进一步的技术方案，堆叠放置的倒装芯片，若自下而上依次记为第1块倒装芯片、第2块倒装芯片……第N块倒装芯片，则所述条状柔性基板的一端设在第2块倒装芯片和第3块倒装芯片之间，该条状柔性基板的另一端往下弯折，在穿过第1块倒装芯片的下端面后往上弯折，从第4块倒装芯片和第5块倒装芯片之间穿过后，再往上弯折，从第6块倒装芯片和第7块倒装芯片之间穿过后，再往上弯折，从第8块倒装芯片和第9块倒装芯片之间穿过后，再往上弯折，依此类推，直到遇到第N块倒装芯片。

作为进一步的技术方案，当倒装芯片的个数为4时，所述条状柔性基板的一端设在第2块倒装芯片和第3块倒装芯片之间，该条状柔性基板的另一端往下弯折，在穿过第1块倒装芯片的下端面后往上弯折，然后通过焊盘连接于第4块倒装芯片。

作为进一步的技术方案，所述条状柔性基板的两面均设有用于与倒装芯片连接的焊盘，条状柔性基板与相邻的倒装芯片之间通过焊盘连接。

作为进一步的技术方案，紧邻相贴的倒装芯片之间涂有芯片粘接胶，条状柔性基板与倒装芯片通过焊盘连接的部分填充有底部填充胶，条状柔性基板弯折的部分与倒装芯片之间灌封有塑封胶。

作为进一步的技术方案，条状柔性基板在位于倒装芯片最下端的下端面上钢网植BGA球。

一种基于柔性基板的三维芯片堆叠封装方法，其特征在于，该封装方法包括步骤：

(1)制作柔性基板：该柔性基板的形状为条状，且上表面和下表面都有芯片的焊盘；

(2)在柔性基板的上表面对准放置若干倒装芯片，然后回流，并在这些倒装芯片与柔性基板上表面之间填充底部填充胶，固化；

(3)将若干倒装芯片按照上下相对的位置关系对准放置在柔性基板的下表面，其中柔性基板下表面左起第二个倒装芯片安放位置和右起第一个倒装芯片安放位置不放置倒装芯片，然后回流，并在这些倒装芯片与柔性基板下表面之间填充底部填充胶，固化；

(4)给所有倒装芯片的表面涂上芯片粘接胶，然后将柔性基板上表面左起第一个倒装芯片弯折对准贴在上表面左起第二个倒装芯片上，从上表面左起第三个倒装芯片开始，依次按照蛇形弯折方式弯折堆叠；

(5)灌封塑封胶进行固定，形成初级封装体；

(6)在位于初级封装体最下端的柔性基板的焊盘上刷焊锡膏，钢网植BGA球，回流，形成封装体。

一种基于柔性基板的三维芯片堆叠封装方法，其特征在于，该封装方法包括步骤：

(1)制作柔性基板：该柔性基板的形状为条状，且上表面和下表面都有芯片的焊盘；

(2)在柔性基板的上表面对准放置三块倒装芯片，然后回流，并在这些倒装芯片与柔性基板上表面之间填充底部填充胶，固化；

(3)将一块倒装芯片按照上下相对的位置关系对准放置在柔性基板的下表面左起第一个倒装芯片安放位置，然后回流，并在该倒装芯片与柔性基板下表面之间填充底部填充胶，固化；

(4)给所有倒装芯片的表面涂上芯片粘接胶，然后将柔性基板上表面左起第一个倒装芯片弯折对准贴在上表面左起第二个倒装芯片上，将上表面左起第三个倒装芯片弯折对准贴在下表面的倒装芯片上；

(5)灌封塑封胶进行固定，形成初级封装体；