[发明专利]一种基于载体的扇出2.5D/3D封装结构

说明书

技术领域

本发明属于电子封装领域，尤其涉及一种基于载体的扇出2.5/3D封装结构。

背景技术

随着消费类电子产品的需求驱动，如智能手机、平板电脑等，电子产品的封装面向薄、小及低成本的方向发展。目前有关2.5D和3D的先进封装方法已得到业界的关注，并取得一定的发展成果。但基于硅通孔的先进封装设计面临着许多技术难题和成本居高不下的困境。

扇出封装是近年来推出的一种新的先进封装方法，其最初结合了晶圆级封装制造技术与单颗裸片的传统封装优势进行批量制造，从而大幅度降低了电子产品的封装成本。典型的扇出封装工艺流程，首先将裸片正面贴装在晶圆载体上，塑封后将载体晶圆拆键合，其后制作RDL（再布线层）并植球，最后切片做可靠性测试及产品包封。

目前，无论是晶圆级扇出封装还是板级扇出封装均面临两大技术挑战，一是翘曲问题，二是芯片偏移。翘曲问题主要是由于在封装工艺中采用了不同热膨胀系数的封装材料，如塑封料、芯片和载体等。若所采用的材料间热膨胀系数不匹配，会引起几毫米、甚至几十毫米的大翘曲。芯片偏移主要是由于塑封料在固化工艺中发生涨缩引起。因此塑封料对整个封装结构的可靠性影响不容小觑。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于载体的扇出2.5/3D封装结构，该封装结构结合了扇出及转接板技术实现系统级封装，相比传统2.5D/3D封装，降低了厚度，降低了生产成本，有利于减小翘曲，减小芯片偏移量，提高工艺的可行性及封装体的可靠性。

解决以上技术问题的本发明中的一种基于载体的扇出2.5/3D封装结构，其特征在于：包括TSV转接板、倒装芯片、底部填充胶、塑封料、BGA焊球，倒装芯片倒装焊在TSV转接板的正面；塑封料包封倒装芯片以及TSV转接板，并裸露TSV转接板背面；TSV转接板背面植BGA焊球，底部填充胶位于倒装芯片与TSV转接板之间。

所述倒装芯片为单颗裸芯片，或多颗裸芯片，或单组多层堆叠芯片组件，或若干组多层堆叠芯片组件，或裸芯片和多层堆叠芯片的组合。

所述单颗裸芯片倒装焊在每个TSV转接板上；所述多颗裸芯片分别倒装焊在每个TSV转接板上；所述单组多层堆叠芯片组件组装在每个TSV转接板上；所述若干组多层堆叠芯片组件分别组装在每个TSV转接板上；所述裸芯片和多层堆叠芯片分别组装在每个TSV转接板上。

所述TSV转接板为硅转接板，硅转接板上设有硅通孔，硅通孔里电镀铜；TSV转接板正面和背面分别设有再布线层Ⅰ和Ⅱ。

所述TSV转接板正面有多层再布线层Ⅰ，再布线层Ⅰ与倒装芯片之间有微凸点。

所述TSV转接板背面与BGA焊球之间还依次设有钝化层1、种子层1、再布线层Ⅱ，钝化层2、种子层2、UBM底部金属层。

所述种子层1、再布线层Ⅱ、种子层2和UBM底部金属层互连。

所述倒装芯片通过微凸点、再布线层Ⅰ、转接板硅通孔、再布线层Ⅱ、UBM底部金属层和BGA球互连。

所述钝化层材料为PI或PBO，种子层材料为Ti/Cu。

所述再布线层的厚度约为3~5μm，材料为铜。本发明中芯片通过TSV转接板的正面RDL进行互连，然后通过硅通孔引出并扇出至下面的BGA焊球上，以便与PCB板进行焊接。使用TSV转接板，有效地压缩了封装芯片的占用空间，使塑封形成的塑封体比较薄，有利于减少待封装芯片与塑封体热膨胀系数不同的影响。且结构简单，使生产成本低。

本发明中的结构结合了圆片级扇出技术及转接板技术实现系统级封装，降低了生产成本；可降低翘曲量，减小芯片偏移量，有利于提高工艺的可行性。

附图说明

图1为本发明中封装结构示意图

图2为本发明中单颗正面带有再布线层的TSV转接板

图3-13为本发明中封装结构形成流程中的结构示意图

其中，图中标识具体为：1.TSV转接板，2.倒装芯片，3.底部填充胶，4.塑封料，5.BGA焊球，6.转接板硅通孔，7.再布线层Ⅰ，8.再布线层Ⅱ，9.微凸点，10.钝化层1，11.种子层1，12.钝化层2.，13.种子层2，14.UBM底部金属层，15.临时粘合胶，16.载板

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。