[发明专利]高宽带存储器封装方法及封装结构

说明书

本发明提供一种高宽带存储器封装方法及封装结构，该方法包括：在第一存储器芯片内预设位置处形成多个切割痕；在相邻两个所述切割痕之间将多个第二存储器芯片依次混合键合堆叠设置在第一存储器芯片上；形成第一塑封层；将塑封完成的第一存储器芯片贴在贴片膜上，在对应多个切割痕的位置处切割第一塑封层，形成多个独立的第二存储器芯片组；沿多个切割痕，对第一存储器芯片进行切割，形成多个独立存储器堆叠模块；将多个存储器堆叠模块与缓冲芯片进行热压键合；形成第二塑封层；对第二塑封层和缓冲芯片进行切割，形成独立存储器封装结构。本发明的高宽带存储器封装方法，可实现超细间距互连，增加垂直互连的数量，可提高数据吞吐量，增加容量。

技术领域

本发明属于半导体封装技术领域，具体涉及一种高宽带存储器封装方法及封装结构。

背景技术

对于数据中心等企业级应用，大容量的高速存储成为必要项。为应对此需求，高宽带存储器(HBM，high bandwidth Memory)应运而生。如图1所示，HBM使用硅通孔(TSV，Through SiliconVia)12将数个存储器芯片11进行垂直互连，通过底层的缓冲芯片10与外界进行数据交互，由于硅通孔具有密度高，垂直互连距离短的优势，数据传输速度大大提高。

目前，HBM的多层芯片多叠采用热压键合(TCB，ThermalCompression Bond)工艺，通过快速加热，将微凸点14与芯片背部焊盘13连接，芯片背部焊盘13与芯片的硅通孔12连接。目前，微凸点14的成分主要是铜-锡结构，而芯片背部焊盘13的主要成分为镍-金结构。最终堆叠结构由塑封层15进行保护。

在使用铜-锡微凸点的情况下，由于锡在回流时的变形性，为了防止微凸点之间短路，微凸点之间的间距以及锡的高度需要严格控制。目前间距在40um以上，当间距降低到25um以下时，由于锡的量过小，在热载条件下全面转换为金属间化合物，导致可靠性失效。

为了提高存储容量以及数据吞吐速度，需要增加芯片堆叠数量以及引脚数量，但在目前微凸点的机构中，由于凸点高度和间距的限制，持续提升的空间有限。

针对上述问题，有必要提出一种设计合理且可以有效解决上述问题的一种高宽带存储器封装方法及封装结构。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种高宽带存储器封装方法及封装结构。

本发明的一个方面提供一种高宽带存储器封装方法，所述方法包括：

在第一存储器芯片内预设位置处形成多个切割痕；

在相邻两个所述切割痕之间，将具有第一导电通孔的多个第二存储器芯片依次混合键合堆叠设置在所述第一存储器芯片上；

对所述第一存储器芯片和所述多个第二存储器芯片进行塑封，形成第一塑封层；

将塑封完成的所述第一存储器芯片贴在贴片膜上，在对应所述多个切割痕的位置处切割所述第一塑封层，形成多个独立的第二存储器芯片组；

沿所述多个切割痕，对所述第一存储器芯片进行切割，形成多个独立的存储器堆叠模块；

将所述多个存储器堆叠模块与缓冲芯片进行热压键合，所述缓冲芯片具有第二导电通孔；

对所述缓冲芯片和所述存储器堆叠模块进行塑封，形成第二塑封层；

对所述第二塑封层和所述缓冲芯片进行切割，形成独立的存储器封装结构。

可选的，所述第二存储器芯片朝向所述第一存储器芯片的表面设置有第一钝化层和第一金属焊盘，所述第二存储器芯片背离所述第一存储器芯片的表面设置有第二钝化层和第二金属焊盘，所述第一存储器芯片朝向所述第二存储器芯片的表面设置有第三钝化层和第三金属焊盘；