專利名稱：高密度系統(tǒng)級封裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)，尤其涉及一種高密度系統(tǒng)級封裝方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越向小型化、智能化、高性能以及高可靠性方向發(fā)展。而集成電路封裝不僅直接影響著集成電路、電子模塊乃至整機的性能，而且還制約著整個電子系統(tǒng)的小型化、低成本和可靠性。在集成電路晶片尺寸逐步縮小，集成度不斷提高的情況下，電子工業(yè)對集成電路封裝技術(shù)提出了越來越高的要求。在公告號為CN1747156C的中國專利中就公開了一種封裝基板。所述封裝基板包括基板，所述基板包括一表面；位于所述基板表面上的接球墊；形成于所述基板表面上的防焊層，所述防焊層包括至少一開口，所述開口露出所述接球墊；所述封裝基板還包括一圖案化金屬補強層，所述圖案化金屬補強層沿著所述防焊層開口的側(cè)壁形成于所述接球墊上。按照上述方法所封裝制造的最終產(chǎn)品僅具有單一的芯片功能，然而，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)品輕薄短小的趨勢以及產(chǎn)品系統(tǒng)功能需求的不斷提高，如何進一步提高系統(tǒng)級封裝的集成性成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何實現(xiàn)具有多層結(jié)構(gòu)的高密度系統(tǒng)級封裝。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供高密度系統(tǒng)級封裝方法，包括步驟提供基板； 在所述基板上形成至少一組布線封裝層，形成所述布線封裝層的步驟包括依次在基板上形成的貼裝層、封料層、布線層；在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層，形成所述引線鍵合封裝層的步驟包括依次形成貼裝層、金屬引線鍵合、封料層；其中，基板、各組封裝層之間透過布線層和金屬引線來實現(xiàn)相鄰封裝層或間隔封裝層間的電互聯(lián)；在基板下方植球?？蛇x地，在所述基板上形成至少一組布線封裝層的具體步驟包括在基板上貼附第一貼裝層；將基板上貼有第一貼裝層的一面形成第一封料層，使第一貼裝層的連接部件裸露；在第一封料層上形成第一布線層?？蛇x地，所述連接部件是第一貼裝層中芯片和/或無源器件的焊盤?？蛇x地，在第一封料層上形成第一布線層的步驟包括在第一封料層中形成第一微通孔，之后向第一微通孔中填充導(dǎo)電材料，形成第一縱向布線；在第一封料層上形成連接所述第一縱向布線的第一橫向布線，其中，所述第一縱向布線用于實現(xiàn)第一封裝層與基板和其他封裝層之間的電連接，所述第一橫向布線用于實現(xiàn)第一封裝層各器件之間的電連接?？蛇x地，在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層的具體步驟包括在末組布線封裝層上形成貼裝層；將所述貼裝層與末組布線封裝層中的布線層用金屬引線實現(xiàn)電互聯(lián)；在末組布線封裝層上形成覆蓋所述貼裝層的封料層，所述貼裝層及金屬弓I線被所述封
3料層的塑封料包覆密封。 可選地，所述基板為BT基板或PCB基板。可選地，所述貼裝層中包括芯片，所述芯片為單顆或多顆。可選地，所述貼裝層還包括無源器件，所述無源器件為電容、電阻或電感中的一種或多種。可選地，封料層的材料為環(huán)氧樹脂。可選地，封料層通過印刷、壓縮或轉(zhuǎn)注的方法而形成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明請求保護的高密度系統(tǒng)級封裝方法，將芯片和無源器件進行整合后再一并封裝，可以形成包含整體系統(tǒng)功能而非單一的芯片功能的最終封裝產(chǎn)品；同時，多層封裝層間透過布線層更實現(xiàn)了三維立體角度的高密度系統(tǒng)互聯(lián)，相比現(xiàn)有的系統(tǒng)級封裝，多層布線結(jié)構(gòu)充分利用了芯片本身的厚度，在滿足半導(dǎo)體封裝輕薄短小趨勢要求以及更復(fù)雜的系統(tǒng)功能整合要求的同時，更好地降低了系統(tǒng)內(nèi)電阻、電感以及芯片間的干擾因素，結(jié)構(gòu)強度以及產(chǎn)品可靠性得到很好地加強。


圖1和圖2為本發(fā)明一個實施例中高密度系統(tǒng)級封裝方法流程圖；圖3至圖10為圖1和圖2所示流程中封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。參考圖1，示出了本發(fā)明高密度系統(tǒng)級封裝方法一實施方式的流程示意圖，所述系統(tǒng)級封裝方法包括以下步驟SlOl，提供基板；S102，在基板上形成至少一組布線封裝層；S103，在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層；S104，在所述基板下方植球。下面結(jié)合附圖對各個步驟做進一步說明。首先執(zhí)行步驟S101，如圖3所示，提供基板101，基板101是后續(xù)堆疊各封裝層的基礎(chǔ)，同時，也是承載后續(xù)各層封裝層的基礎(chǔ)，所述基板101包括兩個功能面，其中，所述基板101的第一表面用于進行封裝層的堆疊，所述基板101的第二表面用于植球(植入連接球)，本實施例中，所述基板101的上表面用于進行封裝層的堆疊，所述基板101的下表面用于植球，所述基板101的上、下表面均設(shè)置有用于實現(xiàn)電連接的焊盤。其中，所述基板101 —般為 BT(Bismaleimide Triazine)基板或 PCB(PrintedCircuit Board)基板等，以便于在基板101的第一表面和第二表面之間進行走線。執(zhí)行步驟S102，參考圖2，示出了圖1所示步驟S102 —實施例的流程示意圖，在本實施例中以在基板上形成兩組布線封裝層為例，但是本發(fā)明并不限制于此，具體地，所述步驟S102包括以下分步驟步驟S1021，在基板上貼附第一貼裝層；步驟S1022，將基板上貼有第一貼裝層的一面形成第一封料層；步驟S1023，在第一封料層上形成第一布線層；步驟S1024，在第一封料層上堆疊第二貼裝層；步驟S1025，在第一封料層上形成覆蓋第二貼裝層的第二封料層；步驟S1026，在第二封料層上形成第二布線層。執(zhí)行步驟S1021，如圖4所示，將芯片和無源器件的功能面的相對一面貼于基板 101上，形成第一貼裝層102。所述第一貼裝層102的功能面，是指第一貼裝層102的中的芯片的焊盤和無源器件的焊盤所在表面。第一貼裝層102中芯片和無源器件的貼裝位置是依據(jù)設(shè)計的整體布線方案進行設(shè)定。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，貼合于基板101之上的第一貼裝層102及后續(xù)提及的貼裝層都可以包含一個或多個相同或不同芯片，還可以包括一個或多個相同或不同的無源器件。這些芯片和無源器件各自成為一個系統(tǒng)級封裝產(chǎn)品的一部分，各自完成實現(xiàn)系統(tǒng)級功能中的一個或多個單獨的功能。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，第一貼裝層102中的芯片與無源器件的組合是根據(jù)系統(tǒng)功能來設(shè)計的。因此，在一個或一組芯片的周圍，可能有相同或不同的另外的一個或一組芯片，或者相同或不同的電容、電阻或電感等無源器件；類似的，在一個無源器件的周圍，可能有相同或不同的其他的無源器件，或者一個或多個相同或不同芯片。執(zhí)行步驟S1022，如圖5所示，將基板101上貼有第一貼裝層102的一面形成第一封料層103，使第一貼裝層102的連接部件裸露，本實施例中，所述連接部件為第一貼裝層 102的芯片的焊盤和無源器件的焊盤。在后續(xù)工藝過程中，所述第一封料層103既可保護第一貼裝層102，又可作為后續(xù)工藝的承載體。在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一封料層103的材料是環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂的密封性能好，塑型容易，是形成第一封料層103的較佳材料。具體地，形成第一封料層103 的方法可以采用諸如印刷、轉(zhuǎn)注或壓縮的方法。這些方法的具體步驟已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。執(zhí)行步驟S1023，如圖6所示，在第一封料層103上形成第一布線層104，具體地， 所述第一布線層104包括第一縱向布線和第一橫向布線，所述第一縱向布線用于實現(xiàn)第一封裝層和基板101之間、以及第一封裝層與其他封裝層間的電連接，所述第一橫向布線用于實現(xiàn)第一封裝層各器件之間的電連接。所述形成第一布線層104的步驟包括在第一封料層中形成第一微通，之后向第一微通孔中填充導(dǎo)電材料，形成第一縱向布線；在第一封料層上形成連接所述第一縱向布線的第一橫向布線。具體地，通過鉆孔的方式在第一封料層103上形成第一微通孔，所述第一微通孔貫穿所述第一封料層103，并露出基板101中的焊盤，形成與基板101進行互聯(lián)的通道；向所述第一微通孔中填充導(dǎo)電材料，從而形成第一縱向布線，使第一縱向布線與基板101中的焊盤導(dǎo)通互聯(lián)；在第一封料層103上形成連接第一縱向布線的第一橫向布線，所述第一橫向布線在第一封料層103上形成第一貼裝層102中各器件間的互聯(lián)，具體地，所述第一橫向布線與芯片和無源器件的焊盤表面相連。所述導(dǎo)電材料可以是金屬，例如銅等。實際應(yīng)用中，可以根據(jù)設(shè)計需求有選擇地在封料層中形成縱向布線，以實現(xiàn)各貼裝層之間或貼裝層和基板之間的電連接，由于封料層具有良好的絕緣性，可以避免各貼裝層中各器件之間的干擾。至此，完成了在基板上形成第一布線封裝層的制作過程。執(zhí)行步驟S1024，在第一封料層103上堆疊第二貼裝層105，所述堆疊，是指將第二貼裝層105置于第一封料層103上的預(yù)定位置處。需要說明的是，所述堆疊步驟中，按照功能面朝上的方式將第二貼裝層105堆疊于第一封料層103上。所述第二貼裝層105與第一貼裝層102類似，可以包含一個或多個相同或不同芯片，還可以包括一個或多個相同或不同的無源器件。然后執(zhí)行步驟S1025，在第一封料層103上形成覆蓋第二貼裝層105的第二封料層 106，并使第二貼裝層105的芯片的焊盤和無源器件的焊盤裸露。形成第二封料層106的材料可以與形成第一封料層103的材料相同，即采用環(huán)氧樹脂來形成第二封料層106。執(zhí)行步驟S1026，如圖7所示，在第二封料層106上形成第二布線層107，具體地， 所述第二布線層107包括第二縱向布線和第二橫向布線，所述第二縱向布線用于實現(xiàn)第二封裝層與其他封裝層、基板101之間的電連接，所述第二橫向布線用于實現(xiàn)第二封裝層各器件之間的電連接。所述形成第二布線層107的步驟包括在第二封料層中形成第二微通孔，之后向第二微通孔中填充導(dǎo)電材料，形成第二縱向布線；在第二封料層上形成連接所述第二縱向布線的第二橫向布線。所述形成第二布線層107的方法和形成第一布線層104的方法類似，在此不再贅述。至此完成了依次在基板101上形成第一布線封裝層和第二布線封裝層的制作過程，基板101、第一布線封裝層和第二布線封裝層間透過布線層實現(xiàn)了系統(tǒng)互聯(lián)。上述實施例中以兩組布線封裝層為例，但是本發(fā)明并不限制于此，還可以在基板 101上形成一組或兩組以上的封裝層，其他封裝層的制作過程與上述封裝層的制作過程類似，在此不再贅述。執(zhí)行步驟S103，在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層。在本實施例中以在第二布線封裝層上形成引線鍵合封裝層為例，具體地，所述形成引線鍵合封裝層的步驟包括在第二封料層106上堆疊第三貼裝層108，所述第三貼裝層108與第二貼裝層105 與第一貼裝層102類似，可以包含一個或多個相同或不同芯片，還可以包括一個或多個相同或不同的無源器件，芯片和無源器件仍是按照功能面朝上的方式貼裝；將第三貼裝層108中芯片的焊盤或芯片和無源器件的焊盤與第二布線層107用金屬引線109實現(xiàn)電互聯(lián)，形成如圖8所示的結(jié)構(gòu)；在第二封料層106上形成覆蓋第三貼裝層108的第三封料層110，使第三貼裝層
6108及金屬引線109被第三封料層110的塑封料包覆密封，形成如圖9所示的結(jié)構(gòu)，形成第三封料層110的材料可以與形成第一封料層103和第二封料層110的材料相同，即采用環(huán)氧樹脂來形成第三封料層110。至此完成了在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層的制作過程。然后執(zhí)行步驟S104，如圖10所示，基板101下方進行植球，形成連接球111。具體地，在與基板101中連接走線對應(yīng)位置處進行植球，植球的金屬可以采用金屬錫、錫合金等多種金屬形成所述連接球111，所述植球工藝與現(xiàn)有技術(shù)相同，在此不再贅述。至此，基板101、各封裝層間通過布線層和金屬引線實現(xiàn)了相鄰或相隔封裝層間的互聯(lián)，再經(jīng)由基板101內(nèi)部的線路整理實現(xiàn)了系統(tǒng)的整合，最終通過植球?qū)⒐δ茌敵?。雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于，包括步驟提供基板；在所述基板上形成至少一組布線封裝層，形成所述布線封裝層的步驟包括依次在基板上形成的貼裝層、封料層、布線層；在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層， 形成所述引線鍵合封裝層的步驟包括依次形成貼裝層、金屬引線鍵合、封料層；其中，基板、 各組封裝層之間透過布線層和金屬引線來實現(xiàn)相鄰封裝層或間隔封裝層間的電互聯(lián)；在基板下方植球。
2.如權(quán)利要求1所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于，在所述基板上形成至少一組布線封裝層的具體步驟包括在基板上貼附第一貼裝層；將基板上貼有第一貼裝層的一面形成第一封料層，使第一貼裝層的連接部件裸露；在第一封料層上形成第一布線層。
3.如權(quán)利要求2所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于，所述連接部件是第一貼裝層中芯片和/或無源器件的焊盤。
4.如權(quán)利要求2所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于，在第一封料層上形成第一布線層的步驟包括在第一封料層中形成第一微通孔，之后向第一微通孔中填充導(dǎo)電材料，形成第一縱向布線；在第一封料層上形成連接所述第一縱向布線的第一橫向布線，其中，所述第一縱向布線用于實現(xiàn)第一封裝層與基板和其他封裝層之間的電連接，所述第一橫向布線用于實現(xiàn)第一封裝層各器件之間的電連接。
5.如權(quán)利要求1所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于，在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層的具體步驟包括在末組布線封裝層上形成貼裝層；將所述貼裝層與末組布線封裝層中的布線層用金屬引線實現(xiàn)電互聯(lián)；在末組布線封裝層上形成覆蓋所述貼裝層的封料層，所述貼裝層及金屬弓I線被所述封料層的塑封料包覆密封。
6.如權(quán)利要求1 5任意一權(quán)利要求所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于所述基板為BT基板或PCB基板。
7.如權(quán)利要求1 5任意一權(quán)利要求所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于所述貼裝層中包括芯片，所述芯片為單顆或多顆。
8.如權(quán)利要求7所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于所述貼裝層還包括無源器件，所述無源器件為電容、電阻或電感中的一種或多種。
9.如權(quán)利要求1 5任意一權(quán)利要求所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于封料層的材料為環(huán)氧樹脂。
10.如權(quán)利要求1 5任意一權(quán)利要求所述的高密度系統(tǒng)級封裝方法，其特征在于封料層通過印刷、壓縮或轉(zhuǎn)注的方法而形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及高密度系統(tǒng)級封裝方法，包括步驟提供基板，在基板上形成至少一組布線封裝層，形成所述布線封裝層的步驟包括依次在基板上形成的貼裝層、封料層、布線層，在末組布線封裝層上形成引線鍵合封裝層，形成所述引線鍵合封裝層的步驟包括依次形成貼裝層、金屬引線鍵合、封料層，在基板下方植球。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明請求保護的高密度系統(tǒng)級封裝方法，可以形成包含整體系統(tǒng)功能而非單一的芯片功能的最終封裝產(chǎn)品，降低了系統(tǒng)內(nèi)電阻、電感以及芯片間的干擾因素。此外，可以形成更為復(fù)雜的多層互聯(lián)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)集成度更高的圓片系統(tǒng)級封裝。
文檔編號H01L21/50GK102157394SQ20111006999
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者石磊, 陶玉娟 申請人:南通富士通微電子股份有限公司