[发明专利]一种半导体器件叠置封装结构及其封装方法

说明书

本发明提供了一种半导体器件叠置封装结构及其封装方法，其利用散热金属片来控制第一焊球的纵宽比，利用壳体的环形延伸部来控制第二焊球的纵宽比，并且利用壳体和顶盖实现三个路径进行散热，能够有效的防止封装体的温度过高，并且可以利用壳体进行树脂的填充密封。

技术领域

本发明涉半导体集成电路封装领域，属于H01L23/00分类号下，尤其涉及一种半导体器件叠置封装结构及其封装方法。

背景技术

集成电路（ IC）是指经过特种电路设计，利用半导体加工工艺，集成于一小块半导体（如硅、锗等） 晶片上的一组微型电子电路。 IC 被广泛应用之前，传统的分立电路多以导线连接独立的电路元件而构成。 而集成电路相对于此，在体积上， 单片集成电路可比同样功能的分立电路小数倍； 结构上， IC 非常紧凑，可使多达数十亿的晶体管等元件存在于一个人类指甲大小的面积上。 半导体优越的技术性能、 半导体设备制造技术的飞速发展、集成电路高效率的大规模生产以及采用结构单元的电路设计方式，使标准化集成电路迅速取代了过去运用分立元件的传统电路设计。

现有的集成电路往往会将多个芯片进行叠置封装以实现最大程度的空间利用，然而这种封装往往会伴随着散热以及复杂的电连接问题。

发明内容

基于解决上述问题，本发明提供了一种半导体器件叠置封装结构，包括：

封装基板；

壳体，固定于所述封装基板上，且围成一空腔；

半导体芯片堆叠，容置于空腔内，具有相对的顶面和底面；

顶盖，固定于所述壳体上，且通过导热胶层与所述半导体芯片堆叠热耦合；

其特征在于，所述半导体芯片堆叠包括多个半导体芯片，所述多个半导体芯片的每两个芯片之间设置有散热金属片，所述散热金属片从所述半导体芯片堆叠的边缘伸出，并插入至所述壳体的侧壁凹槽内。

根据本发明的实施例，所述壳体的底部具有向内伸出的环形延伸部，所述半导体芯片堆叠通过第一导热胶层架空在所述环形延伸部上。

根据本发明的实施例，所述半导体堆叠的所述底面上设置有再分布层，所述再分布层的周边区域与所述第一导热胶层接触。

根据本发明的实施例，所述再分布层的周边区域设置有冗余金属通孔。

根据本发明的实施例，除了最顶层的半导体芯片，其他的所述多个半导体芯片均具有贯通孔，所述贯通孔贯穿所述多个半导体芯片，且相邻的半导体芯片通过第一焊球进行焊接。

根据本发明的实施例，所述再分布层通过第二焊球焊接于所述封装基板，且所述再分布层的底部电连接有控制芯片或者逻辑芯片。

根据本发明的实施例，每层的散热金属片为单片金属片，所述单片金属片至少在所述第一焊球周围具有开口；或者，每层的散热金属片为多片金属片，所述多片金属片分散于所述半导体芯片堆叠的边角处。

根据本发明的实施例，所述顶盖上设置有注塑孔和出气孔。

本发明提供了一种半导体器件叠置封装方法，其用于制造上述半导体器件叠置封装结构，包括以下步骤：

（1）将多个半导体芯片用第一焊球进行电连接并形成半导体芯片堆叠，并在所述半导体堆叠的底面上形成再分布层，所述再分布层上电连接控制芯片或者逻辑芯片；并且所述多个半导体芯片的每两个之间的设置有散热金属片；

（2）将所述半导体堆叠固定于所述壳体的空腔内，并使得所述再分布层的周边区域通过所述第一导热胶层粘结于所述环形延伸部上，所述散热金属片的部分插入所述壳体的所述凹槽内；

（3）将所述顶盖通过导热胶层粘结于所述半导体堆叠的顶面上，并使得所述顶盖与所述壳体卡合；