[发明专利]一种双面三维堆叠封装结构及封装方法

说明书

本发明公开了一种双面三维堆叠封装结构及封装方法，该方法包括：在基板的第一表面及第二表面分别贴装至少一层芯片，将芯片与基板进行电气互连，采用塑封材料将基板及芯片进行封装，在基板的第一表面及第二表面上分别成型焊球，将焊球进行切割形成切割面，以切割面作为焊垫进行二次植球。本发明是采用双面塑封工艺，把贴装在基板的两个面的芯片和焊球做塑封保护，解决了单面的热膨胀的不匹配性而导致的元件翘曲问题，通过双面芯片堆叠实现了更大容量或者功能的系统集成，同时通过侧面互连技术减少了板级组装的电路板的占用面积，提高了最终板级组装的利用率。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种双面三维堆叠封装结构及封装方法。

背景技术

传统的装工艺为芯片在基板正面做多层堆叠，通过打线或者倒装的方式实现芯片到芯片，芯片到基板的电气互连，然后进行塑封保护。基板背面一般通过植BGA锡球的方式实现元件最终到PCB板级的焊接，要面临的问题在于封装元件是：基板，芯片，胶水，塑封料等多种材料的组合，材料的热膨胀系统不匹配造成塑封后的翘曲问题，并且芯片的堆叠数量越多，塑封厚度越厚，翘曲的问题越严重。常规的解决方式是通过减少硅芯片的厚度，来实现减少塑封体的总体厚度，但受限于芯片工艺和封装技术，芯片的减薄厚度也遇到了瓶颈，无法无限减薄，这样也限制了塑封厚度,限制了芯片堆叠的数量。

发明内容

本发明提供的双面三维堆叠封装结构及方法克服了现有技术中单面的热膨胀的不匹配性而导致的元件翘曲问题。

本发明实施例提供一种双面三维堆叠封装结构，包括：基板；芯片，在所述基板的第一表面及第二表面分别堆叠至少一层所述芯片，所述芯片与所述基板电气互连；所述基板及芯片通过塑封材料进行封装，形成封装结构。

优选地，上述的双面三维堆叠封装结构，还包括：引脚端子，在所述基板的第一表面及第二表面上分别成型有所述第一焊球，所述引脚端子的至少一部分暴露在所述封装结构的外侧。

优选地，上述的双面三维堆叠封装结构，还包括：外部引脚端子，所述引脚端子暴露在所述封装结构的外侧的部分为焊垫，与所述引脚端子连通。

优选地，所述芯片和基板之间通过粘合剂连接。

优选地，当所述基板的第一表面及第二表面分别堆叠多层所述芯片时，各所述芯片之间通过粘合剂连接。

优选地，所述基板的上表面堆叠的芯片与第二表面堆叠的芯片数量相等。

优选地，在所述基板的第一表面及第二表面成型的所述引脚端子基于所述基板对称设置。

优选地，所述芯片通过焊线与所述基板电气互连。

本发明实施例还提供一种双面三维堆叠封装方法，包括如下步骤：

在基板的第一表面及第二表面分别贴装至少一层芯片；将所述芯片与所述基板进行电气互连；采用塑封材料将所述基板及所述芯片进行封装。

优选地，所述在基板的第一表面及第二表面分别贴装至少一层芯片的步骤，具体包括：在所述基板的第一表面及第二表面对称贴装数量相同的芯片。

优选地，在将所述芯片与所述基板进行电气互连的步骤之后、所述采用塑封材料将所述基板和所述芯片进行塑封的步骤之前，所述双面三维堆叠封装方法还包括：在所述基板的第一表面及第二表面上分别成型第一焊球。

优选地，所述在所述基板的第一表面及第二表面上分别成型第一焊球的步骤，具体包括：在所述基板的第一表面及第二表面上，基于所述基板对称的位置分别焊接所述第一焊球。

优选地，在所述采用塑封材料将所述基板及所述芯片进行塑封的步骤之后，所述双面三维堆叠封装方法还包括：对所述第一焊球进行切割，生成所述第一焊球的切割面；将所述第一焊球的切割面作为焊垫，在所述焊垫上焊接第二焊球。