一種三維PoP堆疊封裝結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及微電子封裝技術以及三維集成技術領域，特別涉及一種三維PoP封裝技術及其制造方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子封裝產品向高密度、多功能、低功耗、小型化方向的不斷發展，采用三維集成技術的系統級封裝(System in Package，SiP)取得了突飛猛進的發展。現有成熟的三維集成技術主要為堆疊封裝(Package on Package，PoP)。在PoP封裝中，上封裝通過焊球作為互聯結構實現與下封裝，以及外部環境的三維導通。由于上、下封裝結構的差異，導致制造工藝過程中封裝翹曲難以得到有效控制，嚴重影響焊球互聯結構的可靠性。另外，由于焊球互聯結構的存在，PoP封裝的高度無法進一步的降低，難以滿足小型化的要求。
[0003]因此，仍然需要新的封裝結構和制造技術，以解決現有技術所存在的問題。
【發明內容】
[0004]本實用新型針對三維PoP封裝技術提出一種封裝結構和制造方法，以解決現有PoP封裝技術所存在的封裝密度和成本問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案。
[0006]本實用新型提出一種三維PoP堆疊封裝結構，包括PoP封裝的第一封裝體(下封裝體)和第二封裝體(上封裝體)。三維PoP堆疊封裝通過上、下封裝堆疊形成，其中下封裝為塑封型BGA、CSP封裝等表面貼裝型封裝，上封裝為至少具有一個插針的PGA封裝等插裝型封裝。上封裝的插針完全插入下封裝的塑封材料中，并與下封裝基板上表面的焊料凸點形成互聯。
[0007]利用該結構，上封裝的插針完全插入下封裝的塑封材料中，并與下封裝基板上的焊料凸點形成互聯，從而實現上封裝與下封裝體之間，以及與外部環境的互聯。由于上、下封裝之間無需傳統形式的焊球互聯結構，而是直接通過插針實現互聯，不僅提高了封裝的熱-機械可靠性，而且還降低了封裝的整體高度。
[0008]根據本實用新型的實施例，焊料凸點為Sn、SnAg、SnCu、SnAgCu、SnIn、SnBi等釬焊料或焊膏。
[0009]根據本實用新型的實施例，上封裝的插針的高度小于塑封材料的高度。
[0010]根據本實用新型的實施例，塑封材料為環氧樹脂塑封料、下填料等絕緣材料。
[0011]本實用新型公開了一種三維PoP堆疊封裝結構的制造方法，所述方法包括以下步驟。
[0012]步驟I:在基板上表面通過貼片或者倒裝上芯貼裝芯片。
[0013]步驟2:在基板上表面制作形成焊料凸點。
[0014]步驟3:準備至少具有一個插針的PGA封裝等插裝型封裝，作為PoP堆疊封裝的上封裝。
[0015]步驟4:上封裝的插針與所述焊料凸點進行回流焊接形成互聯。
[0016]步驟5:采用塑封材料進行包覆密封。
[0017]步驟6:在基板下表面制作焊球，回流后形成三維PoP堆疊封裝。
[0018]根據本實用新型的實施例，焊料凸點通過植球工藝制作，或者采用電鍍、釬料膏印刷或者液態金屬填充等方法并經過回流工藝制作。
【附圖說明】
[0019]圖1是在基板上表面通過引線鍵合方式貼裝芯片的示意圖。
[0020]圖2是在基板上表面制作形成焊料凸點的示意圖。
[0021 ]圖3是準備三維PoP堆疊封裝的上封裝的示意圖。
[0022]圖4是上封裝的插針與焊料凸點進行回流焊接形成互聯的示意圖。
[0023]圖5是采用塑封材料進行包覆密封的示意圖。
[0024]圖6是三維PoP堆疊封裝的一實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。
[0026]圖6為根據本實用新型的一實施例繪制的三維PoP堆疊封裝的示意圖。三維PoP堆疊封裝通過上、下封裝堆疊形成。在本實用新型中，上、下封裝中芯片的數量不限，芯片的配置方式不限，可以為引線鍵合方式，也可以為倒裝上芯方式，或者為兩者的混合模式。本實施例中，上、下封裝均采用引線鍵合方式。三維PoP堆疊封裝的下封裝包含基板1、芯片2、粘貼材料3、金屬導線4、焊料凸點5、塑封料6和焊球7。三維PoP堆疊封裝的上封裝包含基板21、芯片23、粘貼材料22、金屬導線24、塑封料25和插針26。上封裝的插針26完全插入下封裝的塑封材料6中，并與下封裝基板I上表面的焊料凸點5形成互聯，從而實現上封裝與下封裝體之間，以及與外部環境的互聯。
[0027]下面將以圖6所述實施例的三維PoP堆疊封裝結構為例，以圖1至圖6來詳細說明三維PoP堆疊封裝結構的制造流程。
[0028]步驟I:在基板上表面通過引線鍵合或者倒裝上芯方式貼裝芯片，如圖1所示。
[0029]請參照圖1，在基板I上表面通過引線鍵合方式貼裝芯片2。在本實用新型中，芯片的數量不限，芯片的配置方式不限，可以為引線鍵合方式，也可以為倒裝上芯方式，或者為兩者的混合模式。本實施例中，芯片采用引線鍵合方式進行配置。芯片2通過粘貼材料3配置于基板I上，并通過金屬導線4實現芯片2與基板I的電氣互聯。
[0030]步驟2:在基板上表面制作形成焊料凸點，如圖2所示。
[0031]請參照圖2，在基板I上表面制作形成焊料凸點5。在本實用新型中，焊料凸點通過植球工藝制作，或者采用電鍍、釬料膏印刷或者液態金屬填充等方法并經過回流工藝制作。
[0032]步驟3:準備至少具有一個插針的PGA封裝等插裝型封裝，作為三維PoP堆疊封裝的上封裝，如圖3所示。
[0033]請參照圖3，準備至少具有一個插針的PGA封裝等插裝型封裝，作為三維PoP堆疊封裝的上封裝。在本實用新型中，上封裝中芯片的數量不限，芯片的配置方式不限，可以為引線鍵合方式，也可以為倒裝上芯方式，或者為兩者的混合模式。本實施例中，下封裝采用引線鍵合方式。三維PoP堆疊封裝的上封裝包含基板21、芯片23、粘貼材料22、金屬導線24、塑封料25和插針26。
[0034]步驟4:上封裝的插針與焊料凸點進行回流焊接形成互聯，如圖4所示。
[0035]請參照圖4，上封裝的插針26與焊料凸點5進行回流焊形成互聯。插針26和與焊料凸點5的互聯實現上封裝與下封裝體之間，以及與外部環境的互聯。
[0036]步驟5:采用塑封材料進行包覆密封，如圖5所示。
[0037]請參照圖5，采用塑封材料6進行包覆密封。通過塑封材料6包覆密封芯片2和焊料凸點5，塑封后進行烘烤后固化工藝。在本實用新型中，塑封材料6可以為環氧樹脂塑封料或下填料等絕緣材料。
[0038]步驟6:在基板下表面制作焊球，回流后形成三維PoP堆疊封裝，如圖6所示。
[0039]請參照圖6，在基板I下表面制作焊球7，回流后形成三維PoP堆疊封裝。通過植球和回流工藝制作形成焊球7的陣列，形成三維PoP堆疊封裝。
[0040]對本實用新型的實施例的描述是出于有效說明和描述本實用新型的目的，并非用以限定本實用新型，任何所屬本領域的技術人員應當理解:凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種三維PoP堆疊封裝結構，其特征在于，所述結構包括: 三維PoP堆疊封裝結構通過上、下封裝堆疊形成，其中下封裝為塑封型BGA、CSP封裝表面貼裝型封裝，上封裝為至少具有一個插針的PGA封裝插裝型封裝;上封裝的插針完全插入下封裝的塑封材料中，并與下封裝基板上的焊料凸點形成互聯。2.根據權利要求1所述一種三維PoP堆疊封裝結構，其特征在于，焊料凸點為Sn、SnAg、SnCu、SnAgCu、Sn I η、SnB i 奸焊料或焊膏。3.根據權利要求1所述一種三維PoP堆疊封裝結構，其特征在于，上封裝的插針的高度小于塑封材料的高度。4.根據權利要求1所述一種三維PoP堆疊封裝結構，其特征在于，塑封材料為環氧樹脂塑封料、下填料絕緣材料。
【專利摘要】本實用新型公開了一種三維PoP堆疊封裝結構。該三維PoP堆疊封裝通過上、下封裝堆疊形成，其中下封裝為塑封型BGA、CSP封裝等表面貼裝型封裝，上封裝為至少具有一個插針的PGA封裝等插裝型封裝，上封裝的插針完全插入下封裝的塑封材料中，并與下封裝基板上的焊料凸點形成互聯。
【IPC分類】H01L23/48, H01L23/52
【公開號】CN205376514
【申請號】CN201620063680
【發明人】夏國峰, 尤顯平, 葛衛國
【申請人】重慶三峽學院, 夏國峰
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2016年1月23日