一种基于中介层的封装的制作方法

1.本发明涉及半导体封装领域，具体地涉及一种基于中介层的封装。


背景技术：

2.随着电子工业的飞速发展，为了满足用户的需求，电子设备需要越来越小型化、多功能化且大容量化，这就需要具有多个半导体芯片的半导体封装。现有技术的半导体封装不仅工艺复杂、制作成本高，而且现有的封装结构不能实现封装小型化和大容量化。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的是提供一种基于中介层的封装，本发明通过中介层的立体结构实现了芯片封装结构的小型化和大容量化。
4.为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于中介层的封装，该封装至少包括：基板、中介层、第一芯片组及第二芯片组，所述第一芯片组及第二芯片组均包括至少一个芯片；所述中介层包括第一部分和第二部分；所述第一芯片组通过倒装连接于所述第一部分的一侧；所述第一部分的另一侧和第二部分层叠放置，限定出至少一个空间，所述空间用于容纳所述第二芯片组；所述空间的一侧为基板，所述第二芯片组通过倒装连接于所述基板；所述第一部分为板状体，所述第二部分包括多个柱状体，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的周边，多个柱状体的截面面积之和小于所述板状体的表面的面积。
5.可选的，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的周边，包括：所述柱状体位于所述板状体的一个表面的相对两侧的周边，或，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的周边的四角，或，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的整个周边。
6.可选的，所述中介层中设有穿孔，所述穿孔内设有导电金属柱，用于多芯片的连接；所述穿孔的尺寸为20-100微米。
7.可选的，所述穿孔的方式为机械穿孔、激光打孔和光刻加刻蚀开孔中的至少一种；所述穿孔的材料为金属。
8.可选的，所述空间和所述第二芯片组之间存在间隙，所述间隙的大小由所述第二芯片组决定。
9.可选的，所述中介层的厚度范围为100-400微米，其中，所述中介层的第一部分的厚度范围为：100-200微米；所述中介层的第二部分的厚度范围为：100-200微米。
10.可选的，所述中介层至少还包括：再分布导线，所述再分布导线设于所述第一部分和第二部分中的至少一部分。
11.可选的，所述中介层的材料为有机材料，所述有机材料的种类为塑模材料、有填料的树脂中的至少一种。
12.可选的，所述第二芯片组为低功耗芯片。
13.可选的，所述封装还包括散热片；所述散热片设于所述第一芯片组的至少一个表面，用于第一芯片组的散热。
14.本发明提出的一种基于中介层的封装至少包括：基板、中介层、第一芯片组及第二芯片组，所述第一芯片组及第二芯片组均包括至少一个芯片；所述中介层包括第一部分和第二部分；所述第一芯片组设于通过倒装连接于所述第一部分的一侧；所述第一部分的另一侧和第二部分层叠放置，限定出至少一个空间，所述空间用于容纳所述第二芯片组；所述空间的一侧为基板，所述第二芯片组通过倒装连接于所述基板；所述第一部分为板状体，所述第二部分包括多个柱状体，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的周边，多个柱状体的截面面积之和小于所述板状体的表面的面积。本发明通过中介层的立体结构实现了芯片封装结构的小型化和大容量化。
15.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：图1a-1c是本发明的一种芯片封装示意图；图2a-2c是本发明的另一种芯片封装示意图；图3是本发明的包括散热片的芯片封装的示意图。
17.附图标记说明101-第一部分；102-第二部分；103-穿孔；104-第一芯片组；105-第二芯片组；106-基板。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
19.本发明提出的一种基于中介层的封装至少包括：基板106、中介层、第一芯片组104及第二芯片组105，所述第一芯片组104及第二芯片组105均包括至少一个芯片；所述中介层包括第一部分101和第二部分102；所述第一芯片组104通过倒装连接于所述第一部分101的一侧；所述第一部分101的另一侧和第二部分102层叠放置，限定出至少一个空间，所述空间用于容纳所述第二芯片组105；所述空间的一侧为基板106，所述第二芯片组105通过倒装连接于所述基板106。在倒装芯片封装中，硅芯片使用焊接凸块而非焊线直接固定在基材上，提供密集的互连，具有很高的电气性能和热性能。倒装芯片互连实现了终极的微型化，减少了封装寄生效应，并且实现了其他传统封装方法无法实现的芯片功率分配和地线分配新模式。本发明为独立的中介层，用倒装方式将芯片连接在一起，灵活性好，不仅可以用于低功耗的芯片封装，可以适用于高性能高功耗的芯片连接，有散热的能力。
20.所述第一部分101为板状体，所述第二部分102包括多个柱状体，所述柱状体位于
所述板状体的一个表面的周边，多个柱状体的截面面积之和小于所述板状体的表面的面积，即所述多个柱状体不占满所述板状体的一个表面。所述柱状体位于所述板状体的一个表面的周边，包括：所述柱状体位于所述板状体的一个表面的相对两侧的周边，或，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的周边的四角，或，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的整个周边。
21.按照一种具体的实施方式，图1a-1c是本发明的一种芯片封装示意图，其中，图1a为图1c的中介层的截面图，图1b中左侧图为图1c的中介层的侧视图（图1c的中介层的左侧视图或右侧视图），图1b中右侧图为图1c的中介层的仰视图，均为柱状体位于所述板状体的一个表面的相对两侧的周边的中介层。
22.如图1c所示，基于中介层的封装至少包括：基板106、中介层、第一芯片组104及第二芯片组105，所述第一芯片组104及第二芯片105组均包括至少一个芯片；所述中介层包括第一部分101和第二部分102；所述第一芯片104组通过倒装连接于所述第一部分101的一侧；所述第一芯片组104与第一部分101的连接有底部填充；所述第一部分101的另一侧和第二部分102层叠放置，限定出至少一个空间，所述空间用于容纳所述第二芯片组105；所述空间的一侧为基板106，所述第二芯片组105通过倒装连接于所述基板106，所述第二芯片组105与基板106的连接有底部填充。所述空间和所述第二芯片组105之间存在间隙，所述间隙的大小由所述第二芯片组105决定。所述第二芯片组105为低功耗芯片，所述低功耗芯片例如传感器、主芯片等；所述间隙主要用于保护第二芯片组105在组装工艺被损伤。所述中介层第二部分102与基板106的连接有底部填充。
23.所述中介层中设有穿孔103，所述穿孔103内设有导电金属柱，用于多芯片的连接；所述穿孔103的尺寸为20-100微米，所述尺寸通常为孔径。所述穿孔103的方式为机械穿孔、激光打孔和光刻加刻蚀开孔中的至少一种；所述穿孔103的材料为金属。
24.所述中介层的材料为有机材料，所述有机材料的种类为塑模材料、有填料的树脂中的至少一种，所述填料可以为无机氧化物，例如氧化硅、氧化铝等。所述中介层的厚度范围为100-400微米，其中，所述中介层的第一部分101的厚度范围为：100-200微米；所述中介层的第二部分102的厚度范围为：100-200微米。
25.所述中介层至少还包括：再分布导线，所述再分布导线设于所述第一部分101和第一部分101中的至少一部分。
26.按照另一种优选的实施方式，如图2a-2c所示，所述封装中的中介层为所述环形结构位于周边，所述环形结构的中空结构用于设置芯片，其中，图2a为图2c的中介层的截面图，图2b中左侧图为图2c的中介层的侧视图（图2c的中介层的左侧视图或右侧视图），图2b中右侧图为图2c的中介层的仰视图。
27.所述中介层还包括第一部分101和第二部分102，所述第一部分101为板状体，所述第二部分102包括多个柱状体，所述柱状体位于所述板状体的一个表面的整个周边。图2b中左侧图为也所述中介层的侧视图，图2b中右侧图为所述中介层的仰视图。
28.所述中介层通过使用有机材料减少了芯片的应力，并通过中介层的立体结构实现了芯片封装结构的小型化和大容量化。
29.本发明的封装还包括散热片，所述散热片设于所述第一芯片组104的至少一个表面，用于第一芯片组104的散热。图3是本发明的包括散热片的芯片封装的示意图，如图3所
示，该封装将高功耗的芯片（第一芯片组104）连接在最外面以得到较好的散热。中介层连接多个芯片，第二芯片组105和基板106通过焊球连接。第二芯片组105下有填充，用于保护芯片和基板106之间的连接。中介层可以为一个拱形结构或中间有空洞的矩形框结构。中介层和基板106直接通过焊球连接，可以对焊球添加有机填充或膜胶来提高可靠性。第二芯片组105可以是低功耗芯片，如存储芯片，南北桥芯片等。第一芯片组104为高功耗的芯片，其通过焊球连接在中介层上。散热片通过界面散热材料（导热材料）连接在第一芯片组104的背面。散热片还可以接液体或风冷装置。
30.本发明封装中的中介层的制作方法可以包括以下步骤：s1：添加剥离胶至载板的一侧；s2：在所述剥离胶上制备再分布导线，包括：在所述剥离胶上依次形成第一种子导电层和介电层，所述介电层上设有电路图案；s3：填充电镀材料至所述介电层的空隙，形成导电连接层；s4：重复s2和s3，用于制备多层的再分布导线，得到中介层的第一部分101；s5：在所述第一部分101上形成新的种子导电层，并涂光阻；s6：对所述光阻进行光刻，用于形成导通通道；s7：对所述导通通道进行电镀形成导电金属柱，用于引出芯片引脚；s8：去除光阻并进行刻蚀，用于去除多余的种子导电层；s9：用有机材料对刻蚀后的导电金属柱进行压模，用于包裹所述导电金属柱，得到中介层的第二部分102；s10：去除载板，形成中介层。
31.本发明封装中的中介层的制作方法还可以包括以下步骤：s1：添加剥离胶至载板的一侧；s2：在所述剥离胶上制备再分布导线，包括：在所述剥离胶上依次形成第一种子导电层和介电层，所述介电层上设有电路图案；s3：填充电镀材料至所述介电层的空隙，形成导电连接层；s4：重复s2和s3，用于制备多层的再分布导线，得到中介层的第一部分101；s5：对所述第一部分101的周边上的所述再分布导线进行垂直打线，得到导电金属柱；s6：用有机材料对所述导电金属柱进行压模，用于包裹所述导电金属柱，得到中介层的第二部分102，其中，在步骤s4或步骤s6之后的任一步骤去除掉所述载板。
32.所述中介层的制作方法利用有机复合材料制作中介层，使得在金属穿孔的设计上不受到打孔技术的限制；且有机复合材料包括较多的材料类型，容易找到和芯片的热胀系数比较接近的材料来减少芯片的应力；且该制作方法可以利用面板制造工艺，大大降低了制作成本。
33.本发明提出的基于中介层的封装至少包括：基板106、中介层、第一芯片组104及第二芯片组105，所述第一芯片组104及第二芯片组105均包括至少一个芯片；所述中介层包括第一部分101和第二部分102；所述第一芯片组104通过倒装连接于所述第一部分101的一侧；所述第一部分101的另一侧和第二部分层102叠放置，限定出至少一个空间，所述空间用于容纳所述第二芯片组105；所述空间的一侧为基板106，所述第二芯片组105通过倒装连接于所述基板106。本发明通过中介层的立体结构实现了芯片封装结构的小型化和大容量化。而且所述中介层有机复合材料，使得在金属穿孔的设计上不受到打孔技术的限制，且有机复合材料包括较多的材料类型，容易找到和芯片的热胀系数比较接近的材料来减少芯片的应力。
34.以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
35.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛
盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
36.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。